第 1 頁 94 年指考物理常數計算時如需要可利用下列數值 : 重力加速度 g = 9.8 m/s 2 光速 8 c = m/s 卜朗克常數 h = J s 電子伏特與焦耳的換算為 1 ev = J 壹單一選擇題 ( 每題 4 分,

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马扶芮
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1 大學入學考試中心九十四學年度指定科目考試試題 - 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用黑色或藍色筆, 在答案卷上作答祝考試順利

2 第 1 頁 94 年指考物理常數計算時如需要可利用下列數值 : 重力加速度 g = 9.8 m/s 2 光速 8 c = m/s 卜朗克常數 h = J s 電子伏特與焦耳的換算為 1 ev = J 壹單一選擇題 ( 每題 4 分, 共 40 分 ) 說明 : 第 1 題至第 10 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 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. 如圖 1 所示, 一輕繩跨過定滑輪, 兩端各懸掛三個質量皆相等的木塊, 呈平衡狀態現將右端的一個木塊取下, 改掛至左端, 如圖 2 所示若摩擦力可不計, 試問繩上張力變為原來平衡狀態時的幾倍? (A) (D) (B) (E) (C) 9 8 圖 1 圖 2 2. 長度為 L 的張緊弦線兩端固定, 設弦線作橫向振動時, 弦波的波速為 v 試問下列何種弦線振動時, 最有可能讓人看到如圖 3 所示, 弦線在兩最大位移間振動的視覺暫 1 留影像? 假設視覺暫留時間為秒 20 (A) L = 0.20 m; v = 2.0 m/s (B) L = 0.30 m; v = 4.0 m/s (C) L = 0.40 m; v = 8.0 m/s 圖 3 (D) L = 0.50 m; v = 8.0 m/s L (E) L = 0.60 m; v = 8.0 m/s 3. 圖 4 所示的電路中, 當開關 S 斷開時, 流經電池的電流以 I O 表示, 開關接通時流經電池的電流以 I C 表示若不計電池的內電阻, 則 I O 與 I C 各為何值? (A) I O = 8 A; I C = 9 A (B) I O = 6 A; I C = 8 A (C) I O = 8 A; I C = 6 A 2 Ω 1 Ω S (D) I O = 9 A; I C = 6 A 1 Ω 2 Ω 圖 4 (E) I O = 9 A; I C = 10 A 12 V - 1 -

3 94 年指考第 2 頁 4. 圖 5 所示為頻率 1000 Hz 的聲源以等速度移動時, 所發出的球面波分布情形, 每個球面波相隔一個週期, 圖中相鄰兩格線的間距都相等已知聲速為 340 m/s, 則此聲源移動的速率約為多少 m/s? (A) 100 (B) 272 (C) 350 (D) 428 圖 5 (E) 兩平行的平面鏡 A 與 B 相距 24cm, 一點光源 S 位在 A 鏡的前方 8.0cm 處, 如圖 6 所示試問從點光源 S 所發出的光線, 先經 A 面鏡反射一次, 再經 B 面鏡反射一次後的成像, 其 z 坐標為何? (A) z = -8.0 cm (B) z = -32 cm A B 圖 6 (C) z = +32 cm (D) z = +56 cm (E) z = +64 cm S 8.0cm z z=0 z=+24cm 2λ 6. 以波長為 λ 的光照射某金屬表面, 所放出電子的最大動能為 T 若改用波長為的 3 光照射, 則所放出電子的最大動能為 3 T 試問 T 為何? 選項中 h 為卜朗克常數,c 為光速 (A) 3 hc 4 λ (B) 2 hc 3 λ (C) 1 hc 2 λ (D) 1 hc 3 λ (E) 1 hc 4 λ 7. 如圖 7 所示, 一束波長為 λ 的可見光平行光束, 垂直通過一條寬度 d = 2 λ 的長條形狹縫後, 在遠方屏幕 C 上形成繞射條紋若使遮闌 B 靠近屏幕 C, 且遮闌的缺口對狹縫中心 O 的張角 φ 為 45 o, 則屏幕 C 上出現的亮紋對 O 的張角與下列何者最為接近? (A) 15 o (B) 30 o (C) 45 o (D) 60 o d O φ 圖 7 (E) 75 o A B C - 2 -

第 3 頁 94 年指考 8. 一原子最低的幾個能階如圖 8 所示當此原子與動能為 7.5 ev 的電子碰撞而受激後, 此原子發出的光子, 其波長最長可達多少 nm? (A) 105 (B) 273 0-1.25 ev (C) 428 (D) 534 (E) 690 基態 -5.95 ev -10.5 ev 圖 8 第 9 題及第 10 題為題組 9.

4 第 3 頁 94 年指考 8. 一原子最低的幾個能階如圖 8 所示當此原子與動能為 7.5 ev 的電子碰撞而受激後, 此原子發出的光子, 其波長最長可達多少 nm? (A) 105 (B) ev (C) 428 (D) 534 (E) 690 基態 ev ev 圖 8 第 9 題及第 10 題為題組 9. 電流天平的主要裝置包括螺線管電流天平 ( 含 U 型電路 ) 直流電源供應器滑線可變電阻及安培計等電流天平的構造示意圖如圖 9 所示令螺線管所載電流稱之為 I 2 U 型電路上的電流稱之為 I 1 U 型電路的寬度 L = 10.0 cm 天平前端所掛的小重物重量為 mg 下列有關電流天平的敘述何者錯誤? (A) 常用的電流天平是一種等臂天平 (B) 利用電流天平可以測量小重物的重量 (C) 平衡時,U 型電路所受的磁力等於小重物的重量 (D) U 型電路上的電流所受的總磁力正比於 U 型電路的總長度 (E) 天平前端 ( 掛小重物端 ) 若一直垂下, 天平無法達到平衡時, 則將 I 1 或 I 2 電流的方向改變, 可以解決問題 I 1 I 1 螺線管線圈部分 n I 1 圖 9 mg I 2 I 載流螺線管內部的磁場 (B) 正比於電流 (I 2 ), 即 B = α I 2 小明利用電流天平裝置, 測量比例常數 α 他將小重物的重量固定為 50 毫克重實驗時, 他將螺線管電流 I 2 作為主變數, 電流天平電流 I 1 作為應變數, 量得在平衡時,I 1 與 I 2 的關係數據, 如下表所示 I 2 (A) I 1 (A) 試問比例常數 α 的數值為何? (α 的單位為特士拉 / 安培 ) (A) (B) (C) (D) (E)

5 94 年指考第 4 頁貳多重選擇題 ( 每題 5 分, 共 40 分 ) 說明 : 第 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 分, 每答錯一個選項, 倒扣 1 分, 倒扣到本大題之實得分數為零為止, 完全答對得 5 分, 整題未作答者, 不給分亦不扣分 11. 在光滑水平面上, 有一正三角形的均勻面板, 現以如圖 10 所示的幾種方式施水平力, 圖中各力的大小都相等 ( 施力與面板邊緣的夾角為 0 o 60 o 90 o 120 o 或 150 o ) 試問下列圖中, 哪些施力方式會使面板轉動而不會移動? ( 甲 ) ( 乙 ) ( 丙 ) ( 丁 ) ( 戊 ) 圖 10 (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 (E) 戊 12. 溫度為 - 10 o C 質量為 10g 的冰, 若每秒固定吸收 1.0 cal 的熱量, 在到達如圖 11 所示的 D 狀態時, 完全轉換成溫度為 20 o C 的水此圖呈現冰 ( 或水 ) 的溫度 T ( o C) 隨時間 t(s) 變化關係的示意圖 ( 未完全依比例作圖 ) 已知冰的熔化熱為 80 cal/g, 水與冰的比熱分別為 1.00 cal/ (g o C) 及 0.50 cal/ (g o C) 下列敘述中, 哪些正確? (A) t B - t A = 50 秒 (B) t C - t B = 600 秒 (C) t D - t C = 300 秒 (D) t B t C 時段內, 冰與水共存 (E) CD 線段的斜率為 AB 線段斜率的 0.5 倍 T ( o C ) 20 D 10 0 B C -10 A -20 t A t B t C t D t ( s ) 圖如圖 12 所示的電路中, 交流電源的最大電壓為 12.0 V, 理想變壓器的原線圈與副線圈的匝數比為 2:1, 二極體可視為理想的整流器 : 順向偏壓時, 二極體形同短路 ; 逆向偏壓時, 二極體形同斷路, 電阻 R = 5.0 Ω 電阻 R 兩端的電位差 ( 或稱電壓 ) V AB 定義為 V AB = V A - V B, V A 和 V B 分別為 A 點和 B 點的電位試問下列敘述中, 哪些正確? A (A) V AB 的最大值為 4.0V (B) V AB 的最小值為 0 V (C) 流經電阻 R 的電流為直流 12.0V R =5.0Ω 圖 12 (D) 流經電阻 R 的平均電流為零 (E) 流經電阻 R 的最大電流值為 0.8A 2 : 1 變壓器 B - 4 -

6 第 5 頁 94 年指考 14. 平板車在水平面上以速度 v 向右做等速運動, 車上有一小球由板車地板上向右上方被拋出, 如圖 13 所示小球相對於板車之初速大小等於車速, 方向與車速方向夾 θ 角, g 且 tanθ = 4/3 小球初速重力加速度及車 θ v 速三者位在同一平面上小球被拋出後, 因水平位移受重力影響, 又落回車上若不計空氣阻力, 則下列敘述中, 哪些正確? 圖 13 (A) 車內觀察者所觀測到小球的運動軌跡為一段拋物線 (B) 車外觀察者所觀測到小球的運動軌跡為一段拋物線 (C) 車外觀察者所觀測到小球停留在空中的時間較車內觀察者為短 (D) 車內觀察者所觀測到小球運動的最大高度 ( 從地板算起 ), 是車外觀察者的 8 3 倍 (E) 車內觀察者所觀測到小球的水平位移是車外觀察者的 3 8 倍 15. 一條各處深度都相同的水平河流, 當垂直俯視其中一段河面時, 其河道寬度不一, 如圖 14 所示圖中相鄰兩條流線間的每道水流, 每單位時間流通的水量都相同若進出河水不具壓縮性, 流動時無摩擦損耗, 且河道各點的水流速度不隨時間而變, 則下圖 14 列有關此段河流的敘述, 哪些正確? (A) 每條水道的水流速率, 由左到右逐漸變小 (B) 每條水道的水流壓力, 由左到右逐漸變大 (C) 每單位時間內由河道左端流入的水量大於由右端流出的水量 (D) 每條水道左端進口的水流速率小於其右端出口的水流速率 (E) 每條水道左端進口的水流壓力大於其右端出口的水流壓力 16. 一系統由可視為質點的甲乙兩星球組成, 其質量分別為 m 與 M (M > m ), 在彼此間的重力作用下, 分別以半徑 r 與 R 繞系統的質心 O 做圓周運動若質心 O 靜止不動, 兩星球相距無窮遠時, 系統的總重力位能為零, 則下列敘述, 哪些正確?(G 為重力常數, 亦即萬有引力常數 ) (A) 兩星球的動量和為零 (B) 兩星球的動能相等 (C) 兩星球繞 O 運動的週期相等 1 1 (D) 兩星球的總重力位能為 GmM + r R (E) 兩星球的質量與繞行半徑有 mr = Mr 的關係 - 5 -

7 94 年指考第 6 頁 17. 下列哪些選項的因次與卜朗克常數的因次相同? (A) 動量 (B) 角動量 (C) 熱量時間 (D) 力矩時間 (E) 電流電壓 18. 邊長分別為 2 a 和 a 的正方形線圈係由相同材質及粗細的導線所繞成, 如圖 15 所示甲乙丙丁迴路上的導線電阻可不計 ; 邊長 a 的線圈電阻為 R 兩線圈面平行於紙面, 有一均勻磁場 B 垂直進入紙面, 甲乙丙丁的長方形圈面與磁場方向平行試問當磁場以時變率 b 增加時, 下列敘述, 哪些正確? 2a (A) 邊長 2 a 的線圈電阻是邊長 a 線圈電阻的 2 倍 B (B) 流經邊長 2 a 線圈上的電流大於流經邊長 a 線甲圈上的電流 a (C) 邊長 2 a 線圈上的感應電動勢是邊長 a 線圈上丁丙感應電動勢的 2 倍圖 15 (D) 丙丁線段上的電流由丙流向丁 (E) 丙丁線段上的電流大小為 a 2 b /R 乙參計算題 ( 每題 10 分, 共 20 分 ) 說明 : 本大題共有二題, 答案務必寫在答案卷上, 並於題號欄標明題號 ( 一二 ) 與子題號 (1 2 3 ) 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一一圓筒位在水平桌面上, 力常數為 k 的彈簧之一端固定在圓筒的一個端面上另一端頂著一顆小彈珠, 如圖 16 所示當彈簧既不被壓縮或伸長時, 彈珠的中心剛好位在圓筒的開口端小明緩緩施水平力於彈珠, 使彈簧被壓縮一段距離 d 後放開, 使彈珠由靜止被彈出設圓筒與彈珠的質量分別為 M 及 m, 且所有摩擦力彈簧質量及頂著彈珠的平板質量均可不計 (1) 若圓筒固定, 則當彈珠位在圓筒開口端時, 其相對於桌面的速率為何?( 以 m, k 及 d 表示 ) (2 分 ) d (2) 若圓筒可以自由滑動, 則當彈珠位在圓筒開口端時, 其相對於桌面的速率為何?( 以 M, m, k 及 d 表示 ) (4 分 ) 圖 16 (3) 若圓筒可以自由滑動, 且圓筒的質心位在圓筒的一半長度處試問在彈珠由靜止彈出到被彈回開口端的時距內, 圓筒總共滑行了多少距離?( 以 M, m 及 d 表示 ) (4 分 ) - 6 -

8 第 7 頁 94 年指考二有一平行板電容器, 內部為真空, 兩個電極板的間距為 d, 每一個正方形電極板的長均為 L 電容器內有一均勻電場, 其量值固定為 E = V d, V 為兩個電極板間的電位差, 如圖 17 所示電子從電容器左端的正中央以初速 v o 射入, 其方向平行於電極板之一邊, 並打在圖上的 D 點電子的電荷以 e 表示, 質量以 m 表示, 重力可不計回答下面各問題 (1) 求電子打到 D 點瞬間的動能 K ( 以 m, e, v o 及 V 表示 ) (3 分 ) (2) 試問電子的初速 v o 至少必須大於何值, 電子才能避開電極板, 逸出電容器外? ( 以 e, m, L, d 及 V 表示 ) (3 分 ) (3) 若電容器內沒有電場, 只有垂直進入紙面的均勻磁場, 其值固定為 B 電子從電容器左端的正中央以平行於電極板之一邊的初速 v o 射入, 如圖 18 所示若不計重力, 則電子的初速 v o 至少必須大於何值, 電子才能避開電極板, 逸出電容器外?( 以 e, m, L, d 及 B 表示 ) (4 分 ) D d /2 v o d v o d d /2 L 圖 17 L 圖

9 九十四學年度指定科目考試選擇題參考答案題號答案 1 D 2 C 3 A 4 E 5 D 6 E 7 C 8 B 9 D 10 A 11 CD 12 ADE 13 BC 14 ABE 15 DE 16 AC 17 BCD 18 AE

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第 1 頁 94 年指考 物理常數 計算時如需要可利用下列數值 : 重力加速度 g = 9.8 m/s 2 光速 8 c = m/s 卜朗克常數 h = J s 電子伏特與焦耳的換算為 1 ev = J 壹 單一選擇題 ( 每題 4 分,

第 1 頁 94 年指考物理常數計算時如需要可利用下列數值 : 重力加速度 g = 9.8 m/s 2 光速 8 c = m/s 卜朗克常數 h = J s 電子伏特與焦耳的換算為 1 ev = J 壹單一選擇題 ( 每題 4 分,