九十學年度大學聯合招生考試

物理學試題

※本學科試題包括：單一選擇題5題(佔20分)；多重選擇題5題(佔30分)；填充題10題(佔30分)；計算題1題(佔10分)；問答題1題(佔10分)。

第一部份：單一選擇題

說明：(1)下列1至5題，每題4分，共20分。每題五個備選答案中，有一個正確答案，答對得4分，答錯倒扣1分；若不答題則不給分也不扣分。

(2)請在「選擇題答案卡」上，將正確答案標出。

1.在下列高中物理實驗中，直接驗證動量守恆定律的實驗是：

(A)「力學能的轉換」(B)「力的合成與分解」(C)「自由落體運動」

(D)「非彈性碰撞」(E)「拋體運動」

2.下列有關光的現象，何者為不正確的？

(A)光徑具有可逆性

(B)光在真空中的速率為一定值

(C)在水面上斜視水中的物體時，所見物體在水中的深度比實際更遠離水面

(D)在許多公路上的急轉彎處，常設立一凸面鏡而非平面鏡或凹面鏡，其目的在提供駕駛更寬的視角來觀看他方來車

(E)凸面鏡所成的像皆為虛像

3.兩端固定，長度L之弦，當其張力為F時，頻率為f的振動恰可在弦上形成共6個波腹的駐波。如果張力變為4F，而弦長不變，則下列頻率的振動，何者可在弦上形成駐波？

(A) (B) (C) (D) (E)

4 .一帶電質點由原點射入一平行於x軸的均勻磁場中，入射方向在x y平面，並與x軸夾θ角，質點軌跡為一螺旋線(如圖)。如θ為60°，則螺旋線之半徑r與螺距d之比為：

(A) (B) (C) (D) (E)

5.下列物理量，何者不具量子化的性質？

(A)一個粒子所帶的電荷

(B)一個電磁振子輻射出的能量

(C)波耳氫原子模型中電子軌道運動的能量

(D)波耳氫原子模型中電子軌道運動的角動量

(E)康普頓效應中反彈電子的動量

第二部分：多重選擇題

說明：(1)下列6至10題，每題6分，共30分。每題五個備選答案，其中至少有一個正確答案。每個備選答案，答對得1.2分，答錯倒扣1.2分；整題不作答則不給分也不扣分。

(2)請在「選擇題答案卡」上，將正確答案標出。

6.一質量為m的質點，繫在長度為，質量可略去的細繩之一端，細繩之另一端以釘子故釘在牆上，使質點在鉛垂面上做圓周運動，設在圓周底端時質點之速率為v，則下列敘述何者為正確？

(A)在圓周底端時，質點對釘子的角動量為mv

(B)在圓周頂端時，繩上張力為

(C)在圓周頂端時，質點之速率為

(D)當細繩水平時，質點之動能為

(E)當細繩水平時，質點之角速度為

7.溫度計所用測量溫度的物質應具備之條件為

(A)它必須是液體或氣體

(B)它因冷熱而改變的特性要有重複性

(C)它因冷熱所產生的效應需相當明顯

(D)它的熱容量越小越好

(E)當它與其他物體接觸後，能在短時間內達到熱平衡

8.以單色光做雙狹縫干涉實驗，下列敘述何者為正確？

(A)光源由紅光改成黃光時，亮紋間距變大

(B)把兩個狹縫之間距縮小時，亮紋間距也變小

(C)把兩個狹縫之寬度皆各減小時，亮紋間距不變

(D)把雙狹縫與光平間的距離拉大時，亮紋間距變大

(E)把整個系統改在折射率較大的透明介質中時，亮紋間距不變

9 .在x＞0的空間有一朝z方向(垂直射出紙面)的均勻磁場B，在x＜0的空間則無磁場。在xy平面上有一長方形線圈，長與寬分別為3a及2a，線圈之電阻為R。如線圈以等速v，平行於x軸的方向，由無磁場區進入磁場區(如圖所示)，則下列敘述何者為正確？

(A)當部分線圈進入磁場區域時，線圈內的電流是順時鐘方向

(B)當線圈有電流時，電流的量值為

(C)當線圈有電流時，需有量值為朝正x方向之外力，作用於線圈上，線圈才能維持等速運動

(D)當線圈有電流時，線圈消耗之電功率為

(E)線圈由無磁場區完全進入磁場區之過程中，線圈產生之熱能為

10.在拉塞福的α粒子散射實驗中，下列敘述何者為正確的？

(A)α粒子的力學能恆為正

(B)α粒子的角動量手恆

(C)α粒子的散射角恆小於90°

(D)α粒子的入射方向與力心的垂直距離越大，散射角越大

(E)由此一實驗之結果，證實了原子核的存在

第三部份：非選擇題

說明：此部份共有三大題，第一大題為填充題，第二大題為計算題，第三大題為問答題。請將全部答案寫在「非選擇題答案卷」上。作答時不需抄題，但應在題號欄裡寫出題號。

一、填充題：本大題分10小題，每小題3分，共30分。請在「非選擇題答案卷」上作答。本部份作答時請勿寫出演算過程。

1 1.一物體做簡諧運動，其位置與時間關係式為：x(t)＝0.25sin(0.05t)公分，式中t以秒計，則該物體之最大加速度的量值為公分／秒²。

12.一均勻圓球置於一水平V形槽中，其截面如圖所示。球與槽壁面間無摩擦力，則球作用於右壁之力與作用於左壁之力之量值比為。

1 3.一容器內盛有水，水面上有一層密度未知的油。今將一邊長為0.10公尺，質量為0.76公斤的正立方體放入容器內，發現正立方體有0.06公尺高沒於油中，0.04公尺高沒於水中(如圖)，則油的密度是公斤／公尺³。

14.固體的體膨脹係數γ與其面膨脹係數β的比值為。

1 5.一絕熱密閉容器以一絕熱的中間隔板隔成左、右二室。二室分別封存相同之單原子理想氣體。左室中氣體體積為V，莫耳數為n，絕對溫度為T；右室中氣體體積為2V，莫耳數為2n，絕對溫度為2T。今將中間隔板抽去，令左、右二室氣體混合，平衡後容器中氣體之壓力為左室起始(為抽去中間隔板前)壓力的倍。

16.空氣中有一透明平行板，一單色光由空氣入射此透明平行板時，測的光徑如圖所示。若將此單色光由透明平行板射向空氣時，其臨界角為θ_c，則θ_c的正弦值為sinθ_c＝。

1 7.邊長為d的正四邊形，其四個頂點各置點電荷－q, q, 2q及q(如圖所示)，則四邊形中點O處電場之量值為(以q, d及庫侖定律比例常數k表示之)。

18.右圖電路中，a, b間的等效電阻為歐姆。

19.在某一金屬之光電效應實驗中，當入射光波長為λ₁時，截止電壓為V₁；入射波長為λ₂時，截止電壓為V₂。則基本電量e與蒲朗克常數h之比值為(以λ₁, λ₂, V₁, V₂及光速c表示之)。

20.一束波長為的X射線被一原先靜止的自由電子散射，散射後的X射線沿原入射方向返回，但波長變為，則散射後電子的物質波波長為(以, 表示)。

二、計算題：本題分(a), (b), (c),(d)四小題，共10分。請在「非選擇題答案卷」上作答。本部份演算過程必須詳細寫出。

設有兩相距甚遠之恆星與B，其平均密度比為：＝1：2，質量比為M_A：M_B＝4：1。如果兩恆星旁各有一質量同為m的小行星分別以圓軌道繞A、B運動，假設繞行軌道半徑相同，則

(a)此兩恆星表面之重力加速度比g_A：g_B為何？(3分)

(b)兩行星之週期比T_A：T_B為何？(3分)

(c)兩恆星系統之位能比U_A：U_B為何(以無限遠為位能零點)？(2分)

(d)兩行星之動能比K_A：K_B為何？(2分)

三、問答題：本題分(a), (b)兩小題，每小題又分為(1), (2)兩小部份，總共10分。請在「非選擇題答案卷」上作答。

a.右圖為「日光燈」實驗之電路圖。

( 1)圖中未註明之器材X是什麼？(2分)

(2)開關接通，日光燈管全亮後，小氖氣啟動器不再發光，試述其理由。(3分)

b .在「電流的磁效應」實驗中，我們利用圖中之電流天平來量測一載流導線在磁場內所受到的力。

在實驗中，當導線中電流I₁固定為2安培，調節螺線管之電流I₂，欲使左端掛一重物m之天平恢復成水平位置時，

(1)若發現增加I₂反而使天平愈來愈傾斜，應如何處置？

(2分)

(2)若發現增加I₂會使天平趨向水平，但在I₂增加至儀器允許的最大電流時，仍無法使天平完全成水平位置，應如何處置？(3分)

九十學年度大學聯考物理試題參考解答