95年指考物理試題與作答說明

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大學入學考試中心
九十五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
祝考試順利
1 95年指考
7 物理考科
- 1 -
物理常數
計算時如需要可利用下列數值
電子質量 31
1011.9
×=
e
mkg 光 速 8
1000.3 ×=c m/s
卜朗克常數 sJ1063.6 34 ×=
h 電子伏特與焦耳的換算為 J10602.1eV1 19
×=
第壹部分:選擇題(80 )
一、單選題(40%)
說明1題至第10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4分,答錯或劃記多於一個選項者倒扣1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. 甲乙兩物體的質量各為1.0kg4.0kg,以細
繩連接跨過質量可不計的滑輪置於兩個
斜角均為30∘的光滑長斜面上,如圖1
若兩物體自靜止釋放經過1.0秒,乙
體沿斜面移動多少m
(設重力加速度為10 m/s2)
(A) 0 (B) 1.5 (C) 2.0 (D) 2.5 (E) 3.0
2. 一台220伏特的電熱器在開1小時後
關閉,所通過的電流隨時間的變化如
2所示在這一小時內電熱器總共
用電約幾度?
(A) 88000
(B) 220
(C) 88
(D) 2.2
(E) 1.5
3. 3所示為在同一平面上由細導線圍成半徑分別為2r r
同心圓。已知一均勻磁場垂直通過此平面,若磁場隨時間作均
勻變化,且感應電流所產生的磁場可忽略不計,則大圓導線與
小圓導線的感應電動勢之比為多少?
(A) 1:1 (B) 2:1
(C) 4:1 (D) 1:4
(E) 1:2
30
1.0kg 4.0kg
30
1
2r
r
3
電流(安培)
10
0 0 20 40 60
時間(分鐘)
2
95年指考 2
物理考科 7
- 2 -
4. 若圖4所示為測量二極體特性曲線的電路圖,WXYZ 分別代表何種儀器或
元件?
(A) W:伏特計,X:電阻,Y:安培計,Z: 60 Hz交流電源供應器
(B) W: 60 Hz交流電源供應器,X:電阻,Y:伏特計,Z:安培計
(C) W:安培計,X:輸出電壓可調變的直流電源供應器,Y:電阻,Z:伏特計
(D) W:伏特計,X:安培計,Y:電阻,Z:輸出電壓可調變的直流電源供應器
(E) W:電阻X:伏特計,Y:安培計,Z:輸出電壓可調變的直流電源供應器
5. 某生欲以一狹縫寬度為3.20 ×10-3 cm的單狹縫及未知波長的雷射光來測量一雙狹
縫的兩狹縫間距先以雷射光為光源垂直入射做單狹縫繞射實驗單狹縫至屏幕的
距離為150.00 cm,經測得屏幕上中央亮帶的寬度為5.93 cm。現將單狹縫換成雙狹
其餘器材與距離均未改變下再做雙狹縫干涉實驗在屏幕上測得相鄰兩暗紋
間的距離為0.60 cm。依據以上數據,雙狹縫的兩狹縫間距為若干?
(A) 0.16 mm (B) 0.32 mm (C) 0.63 mm (D) 1.26 mm (E) 2.52 mm
6. 某生做滑車實驗如圖5所示,每次實驗在吊掛
之處逐次增加一個質量為50 g 的砝碼,並且
記錄滑車的加速度。如果滑車質量為100 g
細繩質量可忽略則下列曲線何者最適合描
述滑車加速度隨著吊掛砝碼個數的變化
(A) (B) (C) (D) (E)
W
X Y
Z
4
0246810
砝碼數
0246810
砝碼數
0246810
砝碼數
0246810
砝碼數
0246810
砝碼數
第二次實驗
吊掛兩個砝碼
5
3 95年指考
7 物理考科
- 3 -
7. 如圖6所示一油壓機內裝密度為ρ之液體
塞截面積各為A2A,且活塞所受的阻力與重量
可忽略。今在左活塞上置重量為W 體,在
活塞上置重量為W/2的物體,最後達到平衡。設
重力加速度為g,兩活塞之高度差為何?
(A)
4
W
Ag
ρ
(B)
2
W
Ag
ρ
(C )
3
4
W
Ag
ρ
(D) W
Ag
ρ
(E) 0
8. 如圖7所示,一聲源S在靜止時發出波長 0
λ
之聲波,當其以速度 v朝向一長度L的單
口管移動時可在管內形成6個波節之駐波當聲源S反向以同速率飛離該管時,
可在管內形成5個波節之駐波。下列關係式何者正確?
(A) L = 30
11 0
λ
(B) L = 99
40 0
λ
(C) L = 5
2 0
λ
(D) L = 9
4 0
λ
(E) L =
22
90
λ
9. 如圖8所示在折射率為 2=
s
n的基板上鍍有折射率為 15
=
.
f
n的薄膜雷射光從薄
膜左側空氣中以入射角
θ
入射薄膜若光線在薄膜中皆能以全反射方式傳播則其
入射角的最大範圍為下列何者?(氣的折射率設為1)
(A) 06
π
<≤
θ
(B)
07
<≤
θ
(C) 08
π
<≤
θ
(D)
03
<≤
θ
(E) 04
π
<≤
θ
10. 如圖9所示乙兩人造衛星以圓形軌道繞地球運轉假設
運行的軌道在同一平面上,且運行的方向相反。甲衛星發現
每隔1/9週期會與乙衛星相遇(即甲乙兩衛星與地球恰在一
直線上且在地球同側)若忽略甲乙兩衛星間的作用力
甲、乙兩衛星軌道半徑之比為何?
(A) 1:4 (B) 1:2 (C) 1:1
(D) 2:1 (E) 4:1
0
λ
S
ν
L
7
θ
ns
nf
8
9
地球
2/W
A
2A
W
A
6
95年指考 4
物理考科 7
- 4 -
二、多選題(40%
說明11至第18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每答錯一個選項倒扣1完全答對得5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。倒扣到本大
之實得分數為零為止。
11. 丙三個相同材質的金屬球質量比為1:1:2初始溫度分別為50℃、30℃、
10今先將甲和乙接觸達熱平衡後分開再將乙和丙接觸達熱平衡後分開若僅
考慮三金屬球間的熱傳導,且無其他熱流失,則以下敘述哪些是正確的?
(A) 甲的最終溫度為30
(B) 乙的最終溫度為20
(C) 甲、乙、丙三者的最終攝氏溫度比值為2:1:1
(D) 甲、乙、丙三者的熱容量比值為1:1:2
(E) 甲、乙、丙三者的熱容量比值為1:1:1
12. 假設有一星球其密度為地球的a倍,其半徑為地球的b倍,下列敍述何者正確?
(A) 該星球質量為地球的ab3
(B) 該星球表面之重力加速度為地球的ab
(C) 自該星球表面之脫離速度為地球的a
b
(D) 同一單擺在該星球表面上小角度擺動的頻率為地球的 ab
(E) 自該星球表面上以相同初速及仰角拋射之質點,其水平射程為地球的ab
13. 如圖10所示以繩將質量為M 且密度為水的一半之正
方體繫在水底,該正方體邊長為A,其頂面恰與水面
共平面假設水面的面積遠大於A2重力加速度為g
不考慮水的阻力,下列敘述何者正確?
(A) 斷繩前,該繩的張力為Mg/2
(B) 假若該繩斷開,正方體上升的最大位移為A
(C) 斷繩後,該正方體不會作簡諧運動
(D) 斷繩後該正方體會以頻率 1/
2
g
π
A作簡諧運動
(E) 斷繩後,該正方體在上升時,最大速率為 /2Ag
y = 0
水面
10
5 95年指考
7 物理考科
- 5 -
14. 如圖11所示質量M之均勻方形盒靜置於
光滑的水平面上,自其頂部的中央A點,
以長度5.0cm之細繩懸吊一質量m=M/3
質點開始時該質點靜止且繩與鉛直線夾
角β為37oA點的x坐標O取為原點。設
重力加速度為10 m/s2sin37o=3/5。對靜
立地面的觀察者而言,下列敍述何者正
確?
(A) 整個系統的動量守恆
(B) 整個系統的質心位置固定
(C) 整個系統質心的x坐標固定在 -0.75 cm
(D) m質點擺到最低點時,m點的速度為3.9 cm/s
(E) m質點擺到右邊最高點時,M方形盒向左移1.5 cm
15. xyz直角坐標中下列有關帶電質點在電磁場中運動軌跡的敘述何者是正確的?
(A) 質點以y方向的初速,進入x方向的均勻電場中,其軌跡為拋物線
(B) 質點以x方向的初速,進入x方向的均勻電場中,其軌跡為拋物線
(C) 質點以z方向的初速,進入x方向的均勻磁場中,其軌跡為圓弧
(D) 質點以y方向的初速,進入x方向的均勻磁場中,其軌跡為螺線
(E) 質點以y方向的初速,進入x方向的均勻磁場及電場中,其軌跡為拋物線
16. 12中波動在兩介質中的傳播速率分別為 1
v2
v。圖
直線代表此波動的部分波前。若波動由介質1過界面
傳播進入介質2則下列何者可能為該波動在介質2的傳
播方式?
(A) 21 vv > (B) 21 vv > (C) 21 vv >
(D) 21 vv = (E) 21 vv <
M
A
β
O
m
x
11
1
v
介質 1
介質 2 2
v
12
1
v
2
v
1
v
2
v
1
v
2
v
1
v
2
v
1
v
2
v
95年指考 6
物理考科 7
- 6 -
17. 已知動能為50.0 eV的電子,其物質波波長為1.73×10-10 m。若以波長為2.07×10-7 m
的紫外光照射於功函數為4.0 eV的金屬材料,則下列有關物質波及光電效應的敘
述,何者正確?
(A) 因光電效應所釋放出的電子,其物質波波長最小約為8.7×10-10 m
(B) 波長為2.07×10-7 m的紫外光波具有粒子性,其光子能量約為25.0 eV
(C) 光電效應的實驗結果可証實物質波的存在
(D) 物質波的假設是由愛因斯坦首先提出的
(E) 動能為50 eV的電子束因具有物質波,入射金屬晶體後可觀察到電子的繞射現
18. 13為康卜吞效應的實驗裝置圖,圖中
θ
X光的散射角。圖14X光強度與其波
長在三個不同散射角的數據圖,下列敘述何者正確?【提示: =(1-cos)
e
h
mc
∆λ
θ
(A) X光的散射主要是由石墨中的電子所造成的
(B) 本實驗主要說明電子的波動性
(C) 入射X光之波長約7.0×10-11 m
(D) 三個散射角中以
θ
2最小,
θ
3最大
(E) 入射X光所損失的能量以散射角為
θ
2時最大
探測器
石墨
X
13
14
θ1
波長(10-10 公尺)
θ3
θ2
0
0
0
0.75
0.65
7 95年指考
7 物理考科
- 7 -
第貳部分:非選擇題(20 )
說明本大題共有2答案務必寫在「答案卷」並於題號欄標明題號(一二)
與子題號123…)。作答時不必抄題,但務必寫出計算過程或理由,否
則將酌予扣分。每題配分標於題末。
一、如圖15所示,在光滑水平面上有相互重疊之甲乙兩
木塊,其質量各為2mm。起初,甲木塊靜止在水
平面上而乙木塊在甲木塊上之左緣以初速v向右
已知甲乙兩木塊之間的動摩擦係數 k
µ
,回
以下各問題 (
mvk
µ
及重力加速度g表示)
(1) 假設甲木塊夠長,使得乙木塊不會掉落到水平面上。一段時間後,甲乙兩木塊
以同一速度
f
v運動,求
f
v(4)
(2) (1)小題,求甲乙兩木塊達到同一速度
f
v所需的時間。(3)
(3) 若不計乙木塊之長度,則甲木塊至少要多長,乙木塊才不會自甲木塊上掉落?
(3)
二、如圖16所示的電路,ε1 = 4.0 Vε2 = 6.0 VR1 = 3.5
R2 = 1.5R3 = 4.0
C = 2.0 pF (1 pF = 1×10-12 F)電池的內電阻可以忽略平行板電容器C的板距為2.0
mm。充電完畢後,求:
(1) A點與B點間的電位差(VA
-
VB)為何? (4)
(2) 平行板電容器C左右兩板各別所帶電荷的量值及符號。 (3)
(3) 平行板電容器內的電場。(3)
【提示:含電容器的分支電路在電容器充電完畢後,電流為零,故該分支電路形成斷路】
v
15
R1
ε1
R3
R2
C
AB
ε2
16
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