台湾地区高考物理试卷.docx
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第9页 105年指考
共7页 物理考科
大学入学考试中心
105学年度指定科目考试试题
物理考科
-作答注意事项-
考试时间:
80分钟
作答方式:
˙选择题用2B铅笔在「答案卡」上作答;更正时,应以橡皮擦擦拭,切勿使用修正液(带)。
˙非选择题用笔尖较粗之黑色墨水的笔在「答案卷」上作答;更正时,可以使用修正液(带)。
˙未依规定画记答案卡,致机器扫描无法辨识答案;或未使用黑色墨水的笔书写答案卷,致评阅人员无法辨认机器扫描后之答案者,其后果由考生自行承担。
˙答案卷每人一张,不得要求增补。
第壹部分:
选择题(占80分)
一、单选题(占60分)
说明:
第1题至第20题,每题有5个选项,其中只有一个是正确或最适当的选项,请画记在答案卡之「选择题答案区」。
各题答对者,得3分;答错、未作答或画记多于一个选项者,该题以零分计算。
1. 地震时会同时产生波与波,波是纵波其波速约为,波是横波其波速约为。
一观测站在某次大地震中测得波抵达后的12秒波也抵达,若这两种波沿着同一直线路径由震源传到观测站,则震源与观测站的距离约为多少公里?
(A)8 (B)60 (C)90 (D)135 (E)255
2. 将一均匀的细绳拉紧,两端固定于相距为的两点。
当细绳上形成的驻波有三个腹点时,驻波的波长为何?
(A) (B) (C) (D) (E)
3. 欲了解声波如何在金属中传播,可利用简化的一维模型:
将金属原子视为质量的小球,以间距排列成一直线,且相邻两个小球间以力常数的弹簧连结,藉以模拟原子间的作用力。
在此简化模型的假设下,应用因次分析来判定,下列何者可能为金属中的声速?
(A) (B) (C) (D) (E)
图1
V
V
t
T/4
T/2
T
4. 一列火车自静止开始沿着直线轨道前进,其速度v与时间t的关系如图1所示。
若全程耗时为,在时段的速度,则列车在全程的平均速度为下列何者?
(A) (B) (C)
(D) (E)
5. 从比水平地面高的崖顶水平抛出一颗质量为的篮球,篮球初速率为。
当篮球击中地面前瞬间,测得速率为,设重力加速度为,则坠落过程中篮球损耗的总力学能为多少?
(A) (B) (C) (D) (E)
6. 甲、乙两颗人造卫星分别以不同半径绕地球作等速圆周运动,若甲为同步卫星,且其轨道半径较乙卫星的轨道半径大,则下列有关甲、乙两卫星的叙述何者正确?
(A)甲卫星绕地球的速率较大
(B)甲卫星绕地球的向心加速度量值较大
(C)甲卫星绕行地球的周期和地球的公转周期相同
(D)甲卫星与地心联机在单位时间内扫过的面积较大
(E)甲、乙两卫星分别与地心联机在单位时间内扫过相同面积
7. 某生打网球时,看见一时速为的球水平朝自己飞来,立即挥拍回击,使得球与原入射方向反向飞出,时速为。
已知球质量为,且挥拍击球时,球与球拍接触时间为,在球与球拍接触的这段时间,球所受的平均作用力之量值约为多少牛顿?
(A)50 (B)40 (C)35 (D)30 (E)25
8. 某百货公司的电动手扶梯以的固定速度、30度的仰角运送顾客上楼,使用的电源驱动马达带动手扶梯运转。
假设运送此顾客上楼所需作的功,完全来自马达,而顾客的质量为,且取重力加速度为,则此位顾客静立在手扶梯时,通过马达的电流比该顾客未站上手扶梯时至少需增加多少安培?
(A)0.10 (B)0.30 (C)0.50 (D)0.70 (E)0.90
图2
9. 有一质点在与间受到作用力,若此质点的总力学能守恒,而其位能与位置关系为拋物线如
图2所示,其中处为拋物线最低点,则下列选项中,何图可代表质点在与之间所受作用力与位置的关系图?
(A)(B)(C)
(D)(E)
正视图
F
m
图3
O
R
侧视图
r
10. 如图3所示的轮轴(左边为侧视图,右边为正视图),外轮半径为内轴半径的2倍。
当施定力于外轮上的细绳时,可使质量为m的物体以加速度向上运动,为重力加速度。
若空气阻力、绳子的重量与摩擦力皆可忽略不计,则悬挂物体的绳子张力对轴心点所产生的力矩之量值为下列何者?
(A) (B) (C)
(D) (E)
11. 当气温为时,在光滑水平石板地面上,一小雪球以的速度,水平撞击静止的冰球,碰撞后两球黏在一起。
碰撞前小雪球质量为,冰球质量为,碰撞前后两球的温度皆为。
已知冰和雪的熔化热皆为,若此撞击损失的动能全部转变成冰和雪熔化所需的热能,将使约多少公克的冰和雪熔化成的水?
(A)0.014 (B)0.16 (C)2.4 (D)4.2 (E)7.6
甲
乙
丙
丁
图4
12. 如图4所示,以三个相同的电阻分别组合成甲、乙、丙、丁四种不同的电阻器。
比较此四种电阻器两端点间的总电阻,下列的大小关系,何者正确?
(A)丙>甲>乙>丁
(B)丙>乙>甲>丁
(C)甲>丙>乙>丁
(D)甲>丙>丁>乙
(E)丁>甲>乙>丙
甲
乙
I
I
图5
13. 两根位置固定的绝缘长直导线互相垂直,导线甲在上,导线乙在下,两者紧临但并不接触且均与水平面(即纸面)平行,相对位置如图5所示。
若两根导线都带有相同的电流,方向如箭头所示,则下列关于导线乙所受电磁力的叙述,何者正确?
(A)受一向上之净力
(B)受一向下之净力
(C)受一逆时钟方向之力矩
(D)受一顺时钟方向之力矩
(E)所受之净力及力矩皆为零
第14-15题为题组
l
甲
乙
u
图6
P
Q
如图6所示,在水平面(即纸面)上,有两条间距为l的光滑平行长直金属轨道,其电阻可忽略,静置于铅直向下(即穿入纸面)、量值为的均匀磁场中。
以两根电阻均为R的导体棒甲与乙,垂直跨接于两轨道上,形成长方形回路。
甲棒在时恒以等速率沿着轨道向左移动,乙棒在时为静止,其后可沿着轨道自由滑动。
假设甲、乙两棒移动时恒位于磁场中,且摩擦力、地磁及载流平行导线间的作用力均可忽略。
14. 假设以、分别代表乙棒与金属轨道的两接触点,则下列有关回路上电流与电位差的叙述,何者正确?
(A)在时,长方形回路上的电流为零
(B)在时,乙棒中的电流由流向,量值为
(C)在时,乙棒中的电流由流向,量值为
(D)当时,、间的电位差随时间逐渐减小至零,然后又逐渐增加
(E)当时,乙棒中的电流由流向,并随时间逐渐减小,最后趋近于零
15. 当时,下列有关乙棒运动的叙述,何者正确?
(A)乙棒向右加速移动,而后持续向右作等加速度移动
(B)乙棒向左加速移动,而后减速至静止,并维持不动
(C)乙棒向右加速移动,速率由零持续增加,最后趋近于速率
(D)乙棒向左加速移动,速率由零持续增加,最后趋近于速率
(E)乙棒向左加速移动,接着减速至静止,再反向以等速度朝右移动
16. 单色光从折射率为的介质进入折射率为的介质,若,则下列叙述何者正确?
(A)光的波长变大 (B)光的频率变大
(C)光的速率变大 (D)光的频率及波长均变小
(E)光的速率及波长均变小
图7
P
O
甲
乙
丙
丁
戊
˙
17. 如图7所示,一个横截面为半圆形的薄透明容器装满水(半圆形的灰色区域为水,其余区域均为空气),一道入射光线由点从空气中经圆心点入射水中后再射入空气中。
甲、乙、丙、丁、戊五条路径与入射光线皆在同一平面上,其中乙的路径为光线的延长线,而甲、乙、丁三路径经水中射入空气在界面处的方向并未改变,则何者为入射后唯一可能的路径?
(A)甲 (B)乙 (C)丙
(D)丁 (E)戊
18. 在「狭缝干涉和绕射」的实验中,先利用双狭缝之干涉现象,测量单色雷射光的波长,接着利用单狭缝的绕射现象以测量单狭缝的宽度时,若仅将双狭缝片改为单狭缝片而其余实验参数不变,测得单狭缝绕射图形中央亮带的宽度为双狭缝亮带宽度的8倍,则单狭缝片缝宽为双狭缝片相邻缝距的多少倍?
(A)8 (B)4 (C)2 (D)1/2 (E)1/4
第19-20题为题组
在实验室中有一台可发出波长为的雷射光源,功率为。
已知光速为,普朗克常数为。
19. 此光源发出的每个光子之能量约为下列何者?
(A) (B) (C) (D) (E)
20. 当此光源发出的雷射光入射至一物体而被完全吸收时,该物体所受雷射光的平均作用力之量值约为多少牛顿?
(光子动量、能量与光速的关系为。
)
(A) (B) (C) (D) (E)
二、多选题(占20分)
说明:
第21题至第24题,每题有5个选项,其中至少有一个是正确的选项,请将正确选项画记在答案卡之「选择题答案区」。
各题之选项独立判定,所有选项均答对者,得5分;答错1个选项者,得3分;答错2个选项者,得1分;答错多于2个选项或所有选项均未作答者,该题以零分计算。
图8
Nn=2
Nn=3
Nn=1
21. 一个电中性的锂原子在有两个电子被游离后,成为只剩一个电子的锂离子,图8为其能阶示意图,图中为主量子数。
令为能阶与能阶的能阶差,即,当电子从能阶跃迁到能阶时,若,会辐射出波长为的光子;若,则需吸收波长为的光子。
已知普朗克常数,,光速,下列关于此锂离子的叙述哪些正确?
(A)
(B)
(C)在能阶的电子无法直接跃迁到能阶
(D)在能阶的电子可吸收的光子跃迁到能阶
(E)当电子在能阶时,以波长的光子可将其游离
22. 在光滑水平地面上,质量为、速度为的甲木块,与质量为的静止乙木块,发生一维的正面碰撞。
若碰撞后乙木块相对于甲木块的速度为,则下列叙述哪些正确?
(A)此碰撞为弹性碰撞
(B)在碰撞过程中,甲、乙两木块的总动量守恒
(C)碰撞后甲木块的速率为
(D)碰撞后乙木块的速率为
(E)碰撞后甲、乙两木块的总动能较碰撞前减少了
V
2V0
丁
丙
乙
P
甲
2P0
P0
V0
图9
23. 当以压力为纵轴、体积为横轴时,在一装设有活塞的密闭容器内1莫耳的理想气体在时的曲线如图9中的曲线乙。
假设为容器内充填该理想气体1莫耳,温度升高为时的曲线,而为容器内改充填该理想气体2莫耳、温度为时的曲线,则下列叙述哪些正确?
(A)、均为曲线丙
(B)为曲线甲,为曲线丁
(C)为曲线丁,为曲线丙
(D)曲线与曲线的气体分子方均根速率比为
(E)曲线与曲线的气体分子方均根速率比为
24. 如图10所示,真空中有一组平行金属板,长度为,板距为,开始时开关是接通的,两板之间为均匀电场(电场量值为),且平行金属板右端与屏幕的距离为。
今将电子以初速度自平行板左端水平射入,电子在屏幕上所产生光点的垂直偏移量为,忽略重力的影响。
假设在下列选项所述过程中,电子一定可以抵达屏幕,则下列叙述哪些是正确的?
S
D
y
v
L
d
图10
(A)若仅将初速度减为原来的一半,则变为原来的4倍
(B)若仅将板距增为原来的2倍,但电池的电压不变,则E变为原来的2倍
(C)若仅将板距减为原来的一半,但电池的电压不变,则变为原来的2倍
(D)若仅将板距增为原来的2倍,但电池的电压不变,则变为原来的2倍
(E)若仅将板距减为原来的一半,但电池的电压不变,则变为原来的2倍
第贰部分:
非选择题(占20分)
说明:
本部分共有二大题,答案必须写在「答案卷」上,并于题号栏标明大题号(一、二)与子题号(1、2、……)。
作答时不必抄题,但必须写出计算过程或理由,否则将酌予扣分。
作答务必使用笔尖较粗之黑色墨水的笔书写,且不得使用铅笔。
每一子题配分标于题末。
图11
一、 要验证牛顿第二运动定律,可利用如图11所示之水平桌面上的滑车装置。
设滑车本身的质量为,每一带有挂勾的槽码(砝码)质量均为,重力加速度为,而细绳质量可以忽略不计,细绳与定滑轮间、滑车与桌面间的摩擦力经特别处理而均可忽略。
滑车移动过程中,滑车与滑车上的槽码之间无相对运动。
实验时滑车的加速度可利用打点定时器来测量。
1. 当滑车上静置5个槽码而细绳下端悬挂1个槽码时(如图11),求滑车的加速度。
(3分)
2. 某生欲验证「受力不变下,物体的加速度与其质量成反比」。
在实验过程中该生让绳下端只悬挂1个槽码不变,而仅变动滑车上槽码的个数,每次从滑车上移开1个槽码,使系统总质量分别为,测得对应的加速度。
其数据如表一所示:
表一
1.10
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
0.89
0.98
1.09
1.22
1.40
1.63
请利用表一中的数据在答案卷作图区画出适当的图线,并简要说明所作之图线可以明确验证物体的加速度与质量成反比。
(5分)
3. 利用图11的装置欲进行实验以验证「在质量不变下,物体所受的作用力与其加速度成正比」,其主要步骤如下,试完成空格内的内容。
(2分)
(A) ___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________。
测量不同作用力与其对应的加速度。
(B) 作对的数据图线,图线应为通过原点的直线。
P
O
V
图12
二、 如图12所示,一垂直架设且固定于地面的圆环,内侧有一用绝缘材料制成的光滑轨道,轨道半径为,圆心为。
设重力加速度为,若将质量为及带正电荷电量为的小球(视为质点),从点(高度为)以初速度沿轨道向下射出,试回答下列各问题:
1. 小球之初速度至少需为多少,方能作完整的圆周运动?
(3分)
2. 若于此圆形轨道区域内施加与地面垂直向下之均匀电场,则小球之初速度至少需为多少,方能作完整的圆周运动?
(4分)
3. 将第2小题的电场改为垂直射出纸面之均匀磁场,并于点以初速射出小球,则小球到达圆环底部的过程中,磁场对小球所作的功为若干?
为什么?
(3分)
-9-
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