cathber92>试卷(2014/12/04)

高中(學測,指考)警專◆物理題庫 下載題庫

101 年 - 101年大學指考試題/物理#18152 

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1.1. 一孤立在空氣中的點波源,發出固定頻率的聲波,每週期輸出的平均功率不變。假 設聲波能量沒有轉換為其他形式的能量,則對於球心均位於點波源,但半徑分別為 R 與 2 R 的 甲、乙兩 個球面而 言,下列 敘述何者 正確?
(A) 在甲 、乙兩球 面處的聲 波波長比 為 1: 2
(B) 在甲 、乙兩球 面處的聲 波波長比 為 2: 1
(C) 每週 期內通過 甲、乙兩 球面的聲 波總能量 相等
(D) 甲、 乙兩球面 單位面積 通過的聲 波能量, 彼此相等
(E) 甲 、乙 兩球面單 位面積通 過的聲波 能量,其 比為 2: 1
2.2. 一個連續週期繩波向 +x 的方向傳播, 如 圖 1 所示,若細繩上的各質點在原 位置每分鐘上下振盪 12 次,則下列敘 述何者正確? 位移(cm) 位置(cm) 
(A) 此週期波的波長為 15cm
(B) 此週期波的振幅為 4cm 圖 1
(C) 此週期波的頻率為 12Hz
(D) 此週期波的波速為 2.4cm/s
(E) 此週期波由位置 3cm處傳播到 27cm處需時 18s
3.3. 在 一條沿 x 軸 拉緊的均 勻細繩上 ,有甲與 乙 y 兩 個 脈 波 , 以 波 速 v 分 別 向 右 與 向 左 行 進 , v 當時間 t = 0 時,兩波的 波形如 圖 2 所 示。圖 甲 中的兩個 三角形均 為等腰 , 且 高度 H 遠小 於 H L x 底 邊的長度 L ( 未依比 例繪製) 。若重力 的 L 0 乙 -H 影響 可忽略不 計,則下 列有關這兩 個脈波 的 -v 敘述,何 者正確?  
(A) 位於甲 、乙兩脈 波上的小 段細繩均 沿 x 方向運 動
(B) 位於甲 、乙兩脈 波上的小 段細繩, 其動能均 為零
(C) 當兩脈 波完全重 疊的瞬間 ,細繩成 一直線
(D) 當兩脈 波完全重 疊的瞬間 ,繩波動 能為零
(E) 當兩脈 波完全重 疊後,繩 波就永遠 消失
4.4. 2009 年諾 貝爾 物理 獎的 一半 是頒 發給 科學 家高 錕, 以表 彰他 對光 纖應 用的 貢獻 。下 列有關光 纖的敘述 ,何者正 確?
(A) 光在光 纖中傳播 是利用全 反射原理
(B) 光纖傳 播光訊號 是利用光 電效應
(C) 光纖傳 播光訊號 容易受到 周圍環境 電磁波的 影響
(D) 光纖僅 能傳播由 雷射光源 所產生的 光波
(E) 光纖軸 心部分的 折射率較 其外圍部 分的折射 率小
5.5. 有一質量 為 m 、比 熱 為 s 的金屬小 珠子自高 處靜止落 下 , 由於 空 氣阻力的 緣故 , 珠 子 落地前以 等速度 v 下降。假 設空氣對 珠子的阻 力所導致 的熱全部 由珠子吸 收,而 不 考慮珠子 的熱散失 ,令重力 加速度為 g ,且所有 物理量均 採 SI 制 , 則在珠子 落地 前 以等速 度 v 下降時 , 珠子的溫 度每單位 時間升高 多少?
6.6. 有一汽車 輪胎,內 含約 10 公升的空氣, 胎內空氣 可視為理 想氣體。 已知胎內 壓力比 胎外壓力 約多 3 個大氣壓。 假 設輪胎 內 外溫度 皆 等於室 溫 ( 300K ), 且 取波茲曼常 數 k = 1.38 x 10-23 J / K , 1 大氣 壓 = 1.01x105 N / m2 ,則該 輪胎內約 有多少個 氣體分子 ? (已知外 界大氣壓 力為一大 氣壓)
(A) 1010
(B) 1020
(C) 1024
(D) 1028
(E) 1030
7.7. 某生用白 光光源 做「 干涉與繞 射 」實 驗 , 以同一雙 狹縫干涉 的裝置進行三次實驗時, 將雙狹縫分別以僅可通過紅色、藍色、綠色的單色濾光片遮蓋,則使用不同顏色濾 光片所產 生干涉條 紋的間距 ,由大至 小排列為 下列何者 ?
(A) 紅、 藍、綠
(B) 紅、 綠、藍
(C) 藍、 綠、紅
(D) 綠、 紅、藍
(E) 藍、 紅、 綠
8.8. 考慮可視 為質點的 甲 、 乙兩原 子 , 甲固定 於原點 , 乙 只在 x 軸上運動 , 乙受 甲的原 子 力 F 只與距 離 x 有 關,且 F 以沿 + x 方向為 正, F 與 x 的 關 係,在 2.2 x10-10 m ≦ x ≦ 5.0 x 10-10 m 間如圖 3 所 示。乙 由 靜 止 自 P 點開始移動 , 假設乙除 原子力 F 外不受其他 外力作用, 則下列敘 述何者正 確? 
(A) 乙原子 到達 Q 點時 , 動能最 大
(B) 乙原子 到達 R 點時 ,動能最 大
(C) 乙原子 到達 Q 點後 便靜止於 該處
(D) 乙原子 到達 R 點後 便靜止於 該處
(E) 乙原子 到達 R 點時 ,速度一 定指向 - x 方向
9.9. 一 輛小貨車 的質量為 2000 公 斤,在車 輪不打滑 的情況下 ,以等速 度爬一坡 度為 7° 的 公路斜 坡 , 若空氣阻 力與機件 引起的力 學能損失皆可忽 略 , 取重力加速度為 10m / s2 , sin 7°= 0.12,而引擎 輸 出功率固 定為 80000 瓦 特,則小貨車 的速率約 為多少公 里 / 小時?
(A) 60
(B) 8 0
(C) 9 0
(D) 10 0
(E) 1 2 0
10.10 . 已知月 球表面的 重力加速 度為地球 表面重 力 加速度 g 的 六分 之一 。在月球的 水平 面 上有一質量為 m 的物體受水平推力 F 作用,而作加速度為 2 g 的等加速度運動,已知 物體與水 平面之動 摩擦係數 為 0.5 ,則推 力 F 的量值 為下列 何 者?
11.11 . 一內壁光 滑的環形 細圓 管 , 鉛 直的固定 於一基座 頂部的水 平 表面上, 環的半徑 為 r ,細管 的內徑遠 小於 r 而可忽略。 在 圓管中 有 一質量為 m 的質 點 ,能繞 行 圓管作 完 整的圓 周運 動 , 已知 當質點經 過最低點 時的速率 為 v0 ,如 圖 4 所示 。 則 r 該質點通 過圓管的 最低點與 最高點 時 , 圓管施於 基座頂部 的 力,其鉛 直分量相 差多少?  
12.1 2 . 甲 、 乙為質 量相等的 兩質點 , 在 光滑水平 面上以同 一速率 v, 沿著不同 方向分別 作 等 速度運動 。隨後它 們彼此碰 撞而結合 成一體, 並以速率 v /2 沿 x 軸方向前進 。已知 在過程中 外力的合 力為零, 則甲質點 在碰撞前 的運動方 向與 x 軸 的 夾角是 多少?
(A) 0°
(B) 30°
(C) 45°
(D) 60°
(E) 90°
13.1 3 . 圖 5 中兩 個正方形 的邊長均 為 1m ,圖中 P 點處 有 2 μ C 之電 荷 , 在 R 點處 有 -2 μ C 之 電 荷,則 甲 、乙 、 丙、丁、 戊五點中 ,何處電 場的量值 最大? 
(A) 甲
(B) 乙
(C) 丙
(D) 丁
(E) 戊 
14.1 4 . 圖 6 為「等 電位線與 電場 」實驗 的示意 圖 , 圖 負電荷中點 , 將一 探針 置 於 X 處。若 甲、 乙 、 丙、丁四 點皆與 X 點等距離 ,則另一 探針將 可在下列 哪兩處 測 得與 X 處 相同之電 位? 
(A) 甲、 乙
(B) 乙、 丁
(C) 甲、 丙
(D) 甲、 丁
(E) 丙、 丁
15.1 5-16 題為題組 帶電粒子的速率可利用速度選擇器來測量,速度選擇器是由一對狹長金屬平板內相 互垂直的均勻電場與均勻磁場所構成的,當電場與磁場匹配時可讓特定速率的帶電 粒子直線通過,而測得其速率。本題組僅考慮帶電粒子受電磁力作用,而忽略其他 作用力。
【題組】15 . 設符號 × 代表磁場的方向為垂直穿入紙面,而符號 • 代表磁場的方向為垂直穿 出 紙 面; q 為帶 電粒子所 帶的正電 量 , v 為其 速度 。 下列 電場或磁 場方向互 異的速度 選擇 器,何者 可讓入射 的 q 或 -q 帶電粒子 直線通過 ?
16.【題組】16 . 若速度選 擇器的兩 平行板間 距為 d ,所 接電池的 端電壓 為 V ,均勻磁 場的量值 為 B , 則電量 為 q 的 粒子, 可直線通 過此速度 選擇器的 速率為下 列何者?
17.17 . 如圖 7 所 示,在 x y 水平面上有 一長方形 的金屬導 體線 y 圈,位於其左邊的無限長直導線,載有沿著 + y 方向的 x 電流 I 。 當此 線圈以等速度  移動時 , 下 列有 關線圈迴 I 路中感應 電流的敘 述,何者 正確?
  

(A) 若  沿 + y 方向向前 ,則感應 電流為零
(B) 若  沿 + x 方向向右 ,則感應 電流為零
(C) 若  沿 + y 方向向前 ,則感應 電流愈來 愈大
(D) 若  沿 + x 方向向右 ,則感應 電流是不 為零的定 值
(E) 若  沿 + y 方向向前, 則感應電 流是不為 零的定值
18.18 . 如圖 8 所 示,有 一鉛 直豎立且 兩長邊極 長的固定 ㄇ形金 B 屬線 , 置於 一垂直此 ㄇ形平面 的均勻磁 場 B 中。 現 有 一 l 段電 阻為 R 、長 度為 l 的導 線,其兩 端套在此 ㄇ形金 屬 線的兩長 邊 上 , 並持 續保持良 好接 觸 , 使 導線和金 屬線 形成迴路 。 在忽略摩 擦力 、 空氣 阻力 、 地磁 、 迴路電流 產生的磁 場及ㄇ形 金屬線電 阻的情況 下,讓 該導 線自靜 止狀態向 下滑 落 , 則 導線在掉 落過程中 的運 動 , 下 列敘 述何者正 確? 
(A) 導線 持續等加 速掉落
(B) 導線 先加速掉 落,而後 減速至靜 止
(C) 導 線 加速 掉落 至一最大 速度後, 等速 掉落
(D) 導 線 先 加速掉 落,而後 減速至靜 止,再反 向上升至 初始位置
(E) 導 線先 加速掉落 至一最大 速度,再 減速至一 最後速度 後,等速 掉落
19.19 . 下列有關 超導體的 敘述,何 者 錯誤? )A) 科學 家 將水銀冷卻至液態氦的溫度,發現水銀的電阻消失,因而首度發現超導 現 象 )B) 超導 體具有將 外加磁力 線排除於 外的性質 ,可以被 應用在磁 浮列車上 )C) 由 於電 能在傳輸 過程中, 有些會變 成熱能, 若改用超 導體來當 電力輸送 線,將 可減少傳 輸電能的 損耗
(D) 高溫 超導體在 室溫下即 具有超導 現象
(E) 朱 經 武和吳 茂 昆兩位 物 理學家 , 使用特 種 金屬氧 化 物而發 現 高溫超 導 現象,在 超導的發 展史中, 有著重要 的貢獻
20.20 . 自然界活 體中的 14 C 與 12 C 的含量比 值恆為 1.2 x 10-12, 活 體死亡後 未腐爛部 分的 12 C 含量 不變 , 但 14 C 將 因衰變而 含量日減 。 科學家發 現原子核 衰變過程 中 , 不論 開 始時數量 有多少,其衰變到只剩下原有數量的半數,所需的時間都相等,這時間稱為半衰期 ( half-life )。已 知 14 C 的 半 衰期為 5730 年 ,某考 古 學者 在 考 古遺蹟 中 採得一 樣 品 , 測得此樣 品的年代 約為 22920 年,則 此樣 品 中 14 C 與 12 C 的含量比值為 何?
(A) 1.9 x 10-11
(B) 4.8 x 10-12
(C) 1.2 x 10-12
(D) 3.0 x 10-13
(E) 7.5 x 10-14
21.21 . 當物體所 受合力為 零時,下 列選項所 描述的物 體運動或 狀態,哪 些是 不可能的?
(A) 靜止
(B) 等速 度運動
(C) 等加 速度運動
(D) 軌跡 為拋物線 的運動
(E) 地 表附 近的自由 落體運動
22.22 . 一重 量為 W 的均 勻圓柱體 ,半徑為 R , 中心軸 通過重心 O ,靜 F 止 置 於一水 平 地板上 。 以一沿 半 徑通過 O 點 的水平 力 f 作用 於 圓柱體左 側,使其 右側緊靠 著一鉛直 的牆壁, 並在 f 的作用點 R O 處施一向 上之鉛直 力 F ,使圓 柱體仍與 地板接觸 而且保持 靜力 平衡,如 圖 9 所示 。若地板 與牆壁均 非光滑, 且所有的 力矩均 以 O 點為 參考點, 則下列敘 述哪些正 確?
(A) 作用 於圓柱體 的靜摩擦 力,其總 力矩的量 值為 FR
(B) 作用 於圓柱體 的靜摩擦 力,其總 力矩為零
(C) F 所產生的力矩 量值為 FR
(D) W 所產 生的力矩 量值為 WR
(E) F 與 W 的量 值一定相 等
23.23 . 氫 原子在其 能階間躍 遷時可發 出光,因 此 可 當作光源 , 稱作氫燈 , 現以圖 10 所示的裝 置 利 用氫燈來 做雙狹縫 干涉實驗 ,濾光鏡 只 能 讓 特定波長 的光波通 過。已知 雙狹縫的 間 距 氫 為 100 μ m, 雙狹縫和 屏幕的距 離為 1. 00 m,屏 燈 幕 上 觀 察 到 的 兩 相 鄰 暗 紋 的 距 離 為 6. 56 m m , 則下列哪 些選項正 確? 
(A) 圖 中 狹 縫 S0 的 目 的 是 為 了 先 做 單 狹 縫 繞 射實驗, 再做雙狹 縫干涉實 驗 圖 10
(B) 氫燈 所發的光 ,有一部 分的波長 為 65 6n m
(C) 濾光 鏡的顏色 為藍色
(D) 氫燈 發光係氫 原子由高 能階狀態 躍遷到低 能階狀態
(E) 氫 燈所 發的光譜 為不連續 光譜
24.24 . 一 自 由 電 子 被 侷 限 在 位 置 坐 標 x = 0 與 x = a 之 間 作 直 線 運 動,而 a 為奈米尺度 , 因 此該電子 的物質波 形成兩端 為節 點的駐波 ,圖 11 為 n = 1 與 n = 2 的駐波 狀態。設 h 為普朗 克常 數 、 m 為 電子質 量 , 則 下列 有 關該電子 物質 波性 質的 敘述,哪 些正確? 
(A) 該電 子的物質 波為電磁 波 
(B) 該電 子處於第 n 個駐波狀 態時的物 質波波長  
(C) 該電 子處於第 n 個駐波狀 態時的物 質波波長  
(D) 該電 子處於第 n 個駐波狀 態時的動 能  
(E) 該電 子處 於 第 n 個駐波狀態 時的動能

【非選題】

一、 圖 12 (a) 為「電流天平」的示意圖,將電流天平的 U 形導線放入螺線管中,在未接 通電流前 使電流天 平歸零 , 即 天平呈現 水平的 平 衡狀態 , 之 後將電流 天平線路 與螺 線管線路 分別接通 直流電源 , 假設流經 電流天平 的電流為 I1 、 流經螺線 管的電流 為 I2, w 為質量 很 小的小掛 勾之 總重 量,而電 流 天平的 U 形導線的長 與寬分別 為 與  (如圖 12 (b) )。

【題組】1. 簡述通電 流 I1 與 I2 後,維持電流 天平平衡 的原理為 何?( 2 分)

#15812
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【非選題】【題組】2. 某生實驗時,先固定電流天平的電流 I1 為 2.0 安培 ,增加質量均相等的小掛勾個 數 , 逐次 調整螺線 管的電流 I2 , 使電流 天平恢復 平衡 ; 如 此取得對 應的 w (以小 掛勾個數 表示之) 、 I2 五組數 據如下表 :

請在答案 卷作圖區 畫出上表 中小掛勾 個數與 I2 關係的圖線 ,再依據 圖線的結 果 , 寫下你對 螺線管內 磁場量值 與 I2 關係的 結論。( 5 分)

#15813
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【非選題】【題組】3. 利 用 此 實 驗 方 法 , 可 以 測 量 出 螺 線 管 內 部 磁 場 分 布 情 形 。 簡述如何 設計 實 驗 以 利用圖 12)a) 之 U 形導線 與螺線管 可分離的 電流天平 (注意: 電流天平 可以任意 移動以改 變與螺線 管的距離 ) , 量測 螺線 管中沿軸 方向磁場 強度的分 布 。 ( 3 分)

#15814
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【非選題】

二、 如 圖 13 所 示 , 於 無摩擦的 水平桌面 上 , 有大小 相 同、質量 分別為 M 、 m 的兩均勻 木塊,以 質量可 忽略 、 力常 數 (彈 力常 數 ) 為 k 、 未 受力時長 度為  L 的彈簧, 連接兩木 塊的質心 。

【題組】1. 求 M 、 m 的系統質心 C 到 M 的距離 d 。( 3 分)

#15815
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【非選題】【題組】2. 如將 m 固定在 桌面,使 M 向 左移動 一小段距 離 L , 然 後放 開使 M 作簡諧 運動 , 當 M 的動能等 於彈簧的 彈性位能 時,彈簧 的伸長量 為何?( 4 分)

#15816
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【非選題】【題組】3. 現 M 、 m 位置皆 不固定 , 並 將 M 、 m 拉 開 , 使彈簧伸 長一小段 距離 L ,此 過 程 中 質心 C 的位置不變 , 然 後同時放 開處於靜 止的兩木 塊 , 則 M 、 m 皆會在此桌 面上 對固定不 動的質心 C 作簡諧運 動,求 M 之簡諧運動 的振幅。 ( 3 分)

#15817
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