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2023
台湾
高中
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指定
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试题
物理试题
高中物理
大學入學考試中心
九十八學年度指定科目考試試題
物理考科
-作答注意事項-
考試時間:80 分鐘
作答方式:
˙選擇題用 2B 鉛筆在「答案卡」上作答,修正時應以橡皮擦拭,切勿使用修正液
˙非選擇題使用較粗的黑色或藍色原子筆、鋼珠筆或中性筆,在「答案卷」上作答
物理常數
計算時如需要可利用以下數值:
重力加速度量值 電子質量
普朗克常數 根本電量
光在真空中的速度=3.0×10 8 m/s
祝考試順利
第壹局部:選擇題〔佔80分〕
一、單選題〔60分〕
圖1
說明:第1至第20題,每題選出一個最適當的選項,標示在答案卡之「選擇題答案區」。每題答對得3分,答錯或劃記多於一個選項者倒扣3/4分,倒扣到本大題之實得分數為零為止。未作答者,不給分亦不扣分。
1. 假设有一行星繞著恆星S作橢圓軌道運動,則以下有關行星在圖1所示各點的加速度量值的敘述,何者正確?
(A) 所有點都一樣大 (B) 點A處最大
(C) 點B與點F處最大 (D) 點C與點E處最大
(E) 點D處最大
θ
W
T
圖2
2. 如圖2所示,一單擺左右來回擺動,擺錘受有重力W、擺線的張力T與空氣阻力R。以下有關此三力對擺錘作功的敘述何者正確?
(A) W一定作正功,T一定作負功
(B) R一定作負功,T一定不作功
(C) W一定作正功,R一定作負功
(D) T與W一定作正功,R一定作負功
(E) W與R一定作負功,T一定不作功
3. 如圖3所示,是由左向右行進的一週期波,其長波列的一局部波形。設此時t = 0,P點的位移為y0。以下哪一項是在t = 0以後的時間中,P點位移隨時間變化的圖?
x
P
y
y0
圖3
(A) y
t
y0
0
(B) t
y
y0
0
(C)
t
y
y0
0
(D) t
y0
0
y
(E) t
y
y0
0
4. 長度為的閉管〔一端閉口,另一端開口〕,其基音頻率為;長度為的開管〔兩端開口〕,其基音頻率為。等於,則對的比值為以下哪一項?
(A) 4 (B) 2 (C) 3/2 (D) 1 (E) 1/2
5. 將15℃、6公升的冷水與80℃、9公升的熱水,在一絕熱容器內混合。在達到熱平衡後,假设忽略容器吸收的熱,則水的溫度為以下何者?
(A) 24℃ (B) 34℃ (C) 44℃ (D) 54℃ (E) 64℃
●
P
O
發光點
圖4
鏡前
鏡後
6. 如圖4所示,一發光點從凸面鏡主軸上的P點沿主軸緩慢向鏡頂O移動,則此光點的像,其位置以及其移動的方向為以下哪一項?
(A) 先成像於鏡前,接著成像於鏡後
(B) 成像於鏡後,遠離O點移動
(C) 成像於鏡後,朝向O點移動
(D) 成像於鏡前,遠離O點移動
(E) 成像於鏡前,朝向O點移動
7. 在近代科技的領域中,以下敘述何者錯誤?
(A) 雷射可用於光纖通信
(B) 純矽的晶體摻入少量三價元素後可製成p型半導體
(C) 即使超導體在超導狀態,其電阻也不會是零
(D) 利用外在電場可改變液晶的光學特性
(E) 奈米是一個長度單位
甲
乙
圖5
8. 如圖5所示,一水管水平放置,水以1.50 kg/s的固定速率,穩定地從甲截面流入,從乙截面流出。甲截面的面積為12.0 cm2,乙截面的面積為5.00 cm2。假設管內同一截面上各點的流速相等,則甲截面的水流速和乙截面的水流速各為以下哪一項?
(A) = 3.00 m/s, = 1.50 m/s
(B) = 2.50 m/s, = 1.50 m/s
(C) = 1.25 m/s, = 3.00 m/s
(D) = 1.00 m/s, = 3.00 m/s
(E) = 1.00 m/s, = 4.25 m/s
9. 在一開口水槽的平靜水面上,將一半徑為2.5 cm、質量為2.4 g細鋁線製成的圓圈〔鋁的密度為2.70 g/cm3〕,輕輕平放該水面上而不下沉,則水的外表張力最可能是以下哪一項?
(A) 7.5×10-2 N/m (B) 1.5×10-1 N/m (C) 1.2×10-2 N/m2
(D) 2.4×10-2 N/m2 (E) 2.4×10-2 N
10. 有一平行板電容器,內部抽成真空,其中一板帶正電,另一板帶等量的負電。當兩個電極板的間距為1.2 cm時,電容器內部電場的強度為25 kV/m。假设此電容器兩電極板間的電位差維持不變,但兩極板的間距變為2.0 cm時,則電容器內部電場的強度為以下哪一項?
(A) 30 kV/m (B) 24 kV/m (C) 18 kV/m (D) 15 kV/m (E) 10 kV/m
11. 如圖6所示,甲、乙、丙、丁四個方形線圈以相同水平速度v分別進入垂直射出紙面的均勻磁場B中,四個線圈的邊長如圖所示之尺寸,則在四個線圈剛進入磁場時,它們的感應電動勢的量值之關係為以下何者?
3L
2L
2L
L
L
2L
3L
3L
甲 乙 丙 丁
圖6
(A) 甲=丁<丙<乙 (B) 甲>乙>丙>丁 (C) 丁>丙>乙>甲
(D) 甲=乙>丙>丁 (E) 丁>丙=乙>甲
12. 一重為W=mg的長方形物體〔g為重力加速度〕,靜置於一以等速度v、水平向右直線行駛的火車車箱內的地板上,火車質量為M。當火車以等加速度a向右加速時,假设物體相對火車車箱而言,仍然維持在原地不動,忽略空氣阻力,則對地面上的觀察者而言,有關此時物體的受力及運動,以下敘述哪一項是正確的?
(A) 物體未受力,故仍然可在原地不動
(B) 物體受一大小為Ma、向左的摩擦力,以維持在原地不動
(C) 物體受一大小為Ma、向右的摩擦力,以維持等加速度運動
(D) 物體受一大小為ma、向左的摩擦力,以維持在原地不動
(E) 物體受一大小為ma、向右的摩擦力,以維持等加速度運動
v
v
球棒
x
y
圖7
13. 如圖7所示,一質量為m的棒球以速度v水平飛向擊球手,擊球手揮棒擊球,使球以速度v鉛垂向上飛出,設水平飛行方向為+x,鉛垂向上飛出方向為+y,則球所受到衝量的量值及方向為以下何者?
(A) ,向+y方向
(B) ,與+x方向成45°
(C) ,與+x方向成135°
(D) ,與+x方向成45°
(E) ,與+x方向成135°
14. 如圖8所示,定量的理想氣體密封於一絕熱氣室內,氣室的右側裝有一可以活動的氣密活塞。今緩慢對活塞施以一水平力,使活塞向左移動一段距離後,氣室的體積減少,假设忽略活塞與氣室內壁間的摩擦力,並以P表氣體壓力,T表氣體溫度,U表氣體內能,則P、T、U三者各自有何變化?
- - - - - - - - - - -
F
圖8
(A) P增加,T增加,U減少
(B) P減少,T減少,U增加
(C) P增加,U增加,T減少
(D) T減少,U減少,P增加
(E) P增加,T增加,U增加
Q
P
圖9
4.0 m
15. 如圖9所示,長5.0 m的均勻細線,質量為0.010 kg,一端繫於固定在桌上的起振器P點,另一端經光滑的定滑輪Q,懸掛質量為1.0 kg的重物,PQ間恰好是4.0 m。調整起振器的振動頻率,直到PQ間產生三個清楚的駐波波節〔不含P、Q兩節點〕為止,假设繩波的速率等於,其中Τ及μ分別為繩之張力及線密度,則當時起振器的振動頻率為假设干?
(A) 3 Hz (B) 10 Hz (C) 35 Hz (D) 41 Hz (E) 140 Hz
q
r
d
●
門外
門內
P
圖10
16. 如圖10所示,在一厚度為d的門中,安置一長度與門厚相同的玻璃圓柱體,其半徑為r。假设玻璃圓柱體的折射率n=,且,則從門外射入門內的光線中,可到達玻璃圓柱體右側中心點P的最大角q〔如圖所示〕的正弦值〔sinq〕為以下何者?
(A) (B)
(C) (D)
(E)
17. 小明將L、M、N三種單色光在同一雙狹縫的裝置上作繞射實驗,在所有實驗條件相同狀況下,L、M、N三種單色光分別在屏幕上獲得如圖11的甲、乙、丙三種干预條紋,則以下敘述何者正確?
圖11
甲 乙 丙
(A) L光的波長最短 (B) M光在水中傳播的速度最慢
(C) N光的頻率最低 (D) 三種單色光波長大小關係為L光>M光>N光
(E) 三種單色光的每個光子能量均相同
18-19題為題組
下表為一些金屬的功函數。今用波長為400 nm 的單色光分別照射各金屬片,從事光電效應的實驗。
金屬名稱
功函數(eV)
鈉
2.25
鎂
3.68
銅
4.70
18. 以下敘述哪一項正確?
(A) 鈉、鎂、銅都會產生光電子
(B) 只有鈉、鎂會產生光電子
(C) 只有鈉、銅會產生光電子
(D) 只有鎂、銅會產生光電子
(E) 只有鈉會產生光電子
19. 假设入射光照射到上表中某金屬片時的功率為0.5 W,且產生的光電子都可全部收集,而獲得3.2 mA的光電流,則約有多少百分比的入射光產生了光電子?
(A) 50% (B) 25% (C) 10% (D) 5% (E) 2%
20. 設人造衛星以半徑r繞地心作圓軌道運動,令地球的質量為M,萬有引力常數為G,則人造衛星與地心的連線,在單位時間內所掃過的面積為以下哪一項?
(A) (B) (C) (D) (E)
二、多選題〔20分〕
說明:第21至第24題,每題各有5個選項,其中至少有一個是正確的。選出正確選項,標示在答案卡之「選擇題答案區」。每題5分,各選項獨立計分,每答對一個選項,可得1分,每答錯一個選項,倒扣1分,完全答對得5分,整題未作答者,不給分亦不扣分。在備答選項以外之區域劃記,一律倒扣1分。倒扣到本大題之實得分數為零為止。
圖12
S
Q
P
O
‧
●
21. 如圖12所示,以輕繩繫住的小球,繞一水平軸在一鉛垂面作順時針、半徑固定的圓周運動,O點為其圓心。相對O點而言,假设忽略空氣阻力,則有關小球的角動量和小球所受的力矩的敘述,以下哪些項正確?
(A) 繩上的張力不影響小球的角動量
(B) 小球角動量的方向是垂直射出紙面
(C) 小球角動量在S點時比在P點時為小
(D) 小球所受的重力力矩,在P點時比在Q點時為大
(E) 小球角動量隨時間的改變率,在S點時比在Q點時為大
圖13
x
y
P
O
M
N
S
Q
2a
2a
●
●
●
●
22. 如圖13所示,有四條垂直紙面且互相平行的長直導線,它們與紙面的交點分別為P、Q、N及S,緊鄰兩條導線的間距為,圖中正方形中心O點為參考坐標x-y的原點,都在紙面上,M為PS連線的中點。四條長直導線上的電流大小都為I,電流的方向也都是射出紙面,則以下敘述哪些正確?
(A) O點的磁場等於零
(B) M點的磁場指向+x方向
(C) M點的磁場的大小等於
(D) 與紙面交點為S的導線所受到磁作用力的方向為由O指向S
(E) 在紙面上距離O點為r(r)的任一點,其磁場的大小約為
23. 動能為E 的α粒子〔Z = 2,A = 4〕由無限遠處,向固定不動的金原子核〔Z = 79,A = 196〕作正面彈性碰撞,設r為碰撞過程中,α粒子與金原子核的距離,k為庫侖常數,e為根本電荷的電量,並取r=∞時的電位能為零,假设忽略重力,則以下敘述哪些項正確?
(A) α粒