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1 大學入學考試中心指定科目考試研究用試卷 P9433( 研 9315) 物理考科 ( 卷 3) 作答注意事項考試時間 :1 分鐘作答方式 : 選擇題用 B 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原子筆, 在非選擇題答案卷上作答難度說明 : 單一選擇題第 1~1 題為簡單題, 第 11~15 題為中等難度多重選擇題 ( 第 16~ 題 ) 與非選擇題 ( 一二 ) 為中等至難的試題建議考生可視情況調整花在不同難度試題的時間祝考試順利本試卷之著作權屬於財團法人大學入學考試中心基金會本試卷 ( 含參考答案 ) 預定於 94 年 5 月 3 日公布在大考中心網站

2 第 1 頁 P9433 共 7 頁物理考科 ( 卷 3) 壹單一選擇題 ( 每題 3 分, 共 45 分 ) 說明 : 第 1 題至第 15 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, 答錯倒扣 3/4 分, 倒扣到本大題之實得分數為零為止, 未答者不給分亦不扣分 1. 有一溜溜球靜止放在光滑平桌面, 當外力 F 作用於內軸邊緣時, 如圖 1 所示, 則溜溜球以何種方式運動? (A) 向右移動且逆時鐘方向旋轉 (B) 向左移動且逆時鐘方向旋轉 (C) 向左移動且順時鐘方向旋轉 (D) 向右移動且順時鐘方向旋轉 (E) 向右移動且不旋轉圖 1 F. 圖所示為一行星環繞一恆星的橢圓軌道, 圖上那兩點的速率相等? (A)P T (B)W S (C)R V (D)P R (E)R T W P V 恆星 T R S 圖 3. 一彈簧的自然長度為 4cm, 今將其一端固定, 另一端以單手握住用力拉長 6cm 如果改用雙手分別握住該彈簧的兩端, 各以和前述相同大小的力同時拉長此彈簧, 則彈簧的長度將變為多少? (A)7cm (B) 3cm (C) 33cm (D) 36cm (E)39cm 4. 如圖 3 所示, 一質量為 m 的木塊, 用一細繩綁住, 浮在液體中若木塊密度為液體密度的一半, 重力加速度為 g, 則細繩的張力為何? (A).5mg (B).mg (C) 1.5mg (D) 1.mg (E).5mg 5. 有一個喇叭靜置在操場的中央, 其發音頻率為 f, 如圖 4 所示另有四個學生分別靜止站在喇叭周圍的東西南北四個方位當時有風從正東向正西方向吹, 試問站在哪一個方位的學生所聽到的聲音頻率最高? (A) 東 (B) 西 (C) 南 (D) 北 (E) 四人所聽到的聲音頻率皆等於 f 西北南東圖 3 風圖 4 6. 某放射性元素衰變時, 會放射出高能 β 粒子設此放射性元素起始時共有 N 個原子, 並以偵測器計數所放射出的 β 粒子數目若在最初的一個小時內, 總共偵測到.1N 個訊號, 則在第二個小時內, 預測可測到多少個訊號? (A).1N (B).5N (C).9N (D).15N (E).19N 1

3 P9433 第頁物理考科 ( 卷 3) 共 7 頁 7. 圖 5(a) 為一封緊的快鍋示意圖, 鍋蓋上有一洩氣閥, 閥口的大小為 5.mm, 圖 5(b) 為蒸汽壓力沸點溫度的關係圖若以一重 1g 的重物壓在此洩氣閥上, 則在一大氣壓下使用此快鍋時, 鍋內的沸點約為多少? 1g 重物洩氣閥 (a) 圖 5 (b) (A)1 (B)15 (C)11 (D)1 (E) 將十一個相同的電阻和一個電池, 連結如圖 6 所示, 哪一點的電流為最大? (A)1 (B) (C)3 (D) 4 (E) 都一樣圖有一未帶電的厚金屬球殼, 內徑和外徑分別為 R 1 與 R, 如圖 7 所示若在距球心 d 處 ( < d < R 1 ) 放置一電量為 q 的點電荷, 則在該金屬球殼靜電感應後, 下列敘述何者正確? (A) 整個球殼所帶的總電量為 q (B) 整個球殼所帶的總電量為零 (C) 該球殼內表面 ( 即 r = R 1 處 ) 所感應的電量為零 (D) 該球殼外表面 ( 即 r = R 處 ) 所感應的電量等於 q (E) 球殼外 (r > R ) 的電場強度為零 R 1 R 圖 7 q d 1. 考慮一載流的長直導線, 取其電流方向為 z 軸, 在垂直於導線的 xy 平面上, 放置一靜止的平面電流迴路, 其位置和形狀如圖 8 所示, 以 xy 平面的原點為圓心, 迴路的兩邊皆沿半徑方向, 另兩邊則沿圓弧方向當迴路導通時, 其電流 I 的方向如圖上所標示的箭矢方向, 則該平面迴路將會如何開始運動? (A) 平移靠近長直導線 (B) 平移遠離長直導線 (C) 繞 x 軸旋轉 (D) 繞 y 軸旋轉 (E) 繞 z 軸旋轉長直導線 y 圖 8 z 迴路 I x 11. 原子核是由質子與中子所構成, 它的能態亦如原子一樣呈現能階的形式, 典型的能階差約是數個 MeV 相對的原子能態的能階差約是數個 ev 以下敘述, 何者正確? (A) 原子核能態躍遷放出微波 (B) 原子核能態躍遷放出可見光 (C) 原子核能態躍遷放出紅外線 (D) 原子核能態躍遷放出紫外線 (E) 原子核能態躍遷放出 γ 射線

4 第 3 頁 P9433 共 7 頁物理考科 ( 卷 3) 1. 如圖 9 所示, 一泳池的為公尺深, 在池底有一半徑為 R 的薄圓盤, 圓盤的正上方有一保麗龍板浮在面上欲使保麗龍板遮住圓盤, 使自池面上完全看不見圓盤, 則保麗龍板的半徑至少要多少?( 已知的折射率為 n w, 空氣的折射率為 1 ) (A) R (B) R n 1 n 1 (C) (E) w R n 1 w n w 1 (D) w R n 1 w 13. 鐳原子核 ( 6 88 Ra ) 經一系列 α 衰變和 β 衰變後, 最後變成穩定的鉛原子核 ( 6 8Pb ) 已知當原子核發生 β 衰變時, 必定伴生一個反微中子 ν, 整個過程的核反應可以合寫成下式 : Ra 8Pb xα yβ y ν 式中 x 和 y 皆為正整數下列何者正確? (A) x = 6 (B) y = 6 (C) x y = 6 (D) x y = 6 (E) x y = 空氣 R 圖如圖 1 所示, 在一個光滑的長斜面上, 有一輛滑車沿著斜面自由下滑當該滑車經過 P 點時, 突然往垂直於斜面的方向上, 向上彈射一小球當小球掉落到斜面上時, 該滑車的位置移至 Q 點若空氣的阻力很小, 可忽略不計, 則小球將落在下列哪一個位置? (A) 正落在 Q 點上 (B) 落在 Q 點的前面 (C) 仍然落在 P 點上 (D) 落在 P 點和 Q 點之間 (E) 須視小球往上彈射的初速大小而定 P 圖 1 Q 15. 如圖 11 所示, 以手輕輕地扶住一支鉛筆, 使筆尖鉛直地豎立在平桌面上的點現小心地移開手, 不觸動筆身, 使鉛筆從靜止開始自由地向右方倒下來若桌面非常光滑, 且筆桿均勻, 則最後鉛筆靜止在桌面上的形狀最可能為下列何者? (A) (B) 圖 11 (C) (D) (E) 3

5 P9433 物理考科 ( 卷 3) 貳多重選擇題 ( 每題 5 分, 共 35 分 ) 第 4 頁共 7 頁說明 : 第 16 題至第題, 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上各選項獨立計分, 每答對一個選項, 可得 1 分, 完全答對得 5 分, 每答錯一個倒扣 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 16. 在下列的各種情形中, 管徑皆夠大而不須考慮毛細現象, 則下列何者不可能處於靜力平衡 ( 已知的密度大於油的密度 )? (A) (B) (C) 等高等高油油油 (D) 等高 (E) 空氣空氣等高 17. 如圖 1(a) 所示, 一橫寬為 W, 縱長為的長方形光滑金屬導線框, 沿平方向 ( 即紙面方向 ) 放置在一均勻磁場中, 磁場方向向內垂直於紙面導線框的電阻很小, 可以忽略不計, 其上有一電阻為 R 的導體棒 ( 長度為 ) 以等速度 v 向右滑行, 由於電磁感應的作用, 需以外力 F 拉動該導體棒, 使其維持等速度運動, 所作的功率為 P, 此時流經導體棒的電流為 I 若在導線框的中間, 另加上一根電阻可忽略不計的金屬橫桿, 如圖 1(b) 所示在這種情況下, 為使導體棒維持相同的等速度運動, 所需的外力為 F, 所作的功率為 P, 流經導體棒的電流為 I 下列選項中何者正確? (A) F = F (B) P = P (C) I = I (D) 在圖 (b) 中, 流經線框中間金屬橫桿的電流為零 (E) 在圖 (b) 中, 流經導體棒上半段和下半段的電流相等, 但方向相反 18. 考慮一繩上沿 x 方向傳播的脈波, 在時間 y (cm) t = s 時的波形如圖 13 所示假設繩上的波速為 m s, 考慮繩上 P 點的運動, 其坐標為 x = 3 m, 下列敘述何者正確? (A)P 點將朝 y 方向移動 (B)P 點將朝 y 方向移動 (C)P 點在 t =.5 s 時的位移最大 (D)P 點在 t = 1. s 時的位移最大 (E)P 點在 t =.5 s 時, 沿 y 方向的速度為 cm s P 圖 13 W v (a) W v (b) 圖 1 x (m)

6 第 5 頁 P9433 共 7 頁物理考科 ( 卷 3) 19. 一個標示為 6V 5W 的白熾燈泡, 原接通 6V 6Hz 的交流電源, 其電路如圖 14(a) 所示若在電路上串接一個二極體, 如圖 14(b) 所示, 則下列有關此二電路的敘述, 何者正確? 6 V (A) 若將二極體反接, 則燈泡不會亮 (B) 串接二極體後, 燈光顏色較偏向紅色 (a) (C) 串接二極體後, 燈泡消耗的電功率減少 (D) 串接二極體後, 會明顯看到燈泡時亮時滅 (E) 若將二極體改用一個 n 型半導體, 則電流斷路, 燈泡不會亮 6 V. 如圖 15 所示, 有一不帶電的圓形金屬環, 和一帶正電的金屬棒考慮執行下述的三個動作 :(1) 將金屬棒靠近 ( 但不接觸 ) 金屬環的 a 處 ;() 將金屬棒接觸金屬環的 a 處後移開 ;(3) 將金屬環的 b 和 c 兩處斷開依照以下列選項中的順序, 執行上述三者中的兩個動作後, 金屬環的 d 處會帶正電? b d a c (b) 圖 14 金屬環 (A)1 (B)3 (C)3 (D)13 (E)31 帶電金屬圖在一光滑的平直線軌道上, 有一滑車以等速度朝正 x 方向移動在某一時刻 t, 此滑車分裂成兩截, 仍繼續在直線軌道上運動若在全部過程中, 無質量損失且物體不受外力的作用, 則下列那一個位置時間 (xt) 圖, 可能表示原來的滑車及其所分裂成的兩截滑車的運動? (A) (B) (C) x x x (D) x t t t t t t (E) x t t t t. 在楊格的雙狹縫干涉實驗中, 以雷射光垂直照射雙狹縫, 結果在置放於遠處的光屏上產生亮暗相間的條紋, 兩相鄰亮紋之間的距離相等如果將入射的雷射光斜向照射雙狹縫 ( 入射角為 θ ), 如圖 16 所示, 則下列何者正確? θ (A) 兩相鄰亮紋之間的距離變短 (B) 兩相鄰亮紋之間的距離變長 (C) 兩相鄰亮紋之間的距離不變 (D) 位居光屏中央的條紋有可能變為暗紋 (E) 位居光屏中央 ( 兩狹縫的垂直平分線 ) 的條紋必定是亮紋雙狹縫圖 16 光屏 5

7 P9433 物理考科 ( 卷 3) 第 6 頁共 7 頁參非選擇題 ( 每題 1 分, 共分 ) 說明 : 本大題共有題, 每題 1 分請將全部答案寫在答案卷的作答區上作答時不必抄題, 務必寫出計算過程或理由, 否則將酌予扣分一利用圖 17 所示的電路, 可以測量電池的電動勢圖 17 中虛線方框內的電路, 代表一個實際電池的等效電路,ε 為該電池的電動勢,r 為電池內部的電阻 ( 稱為內電阻 );R 為外接的可變電阻 ;I 為電流 ;A 和 B 兩點之間的電壓差, 稱為電池的端電壓 V AB 依據歐姆定律, 可得下列的關係式 : ε = IR Ir = V AB Ir I 可變電阻 R 上式就端電壓 V AB 和電流 I 而言, 為一線性方程式因此改變 R, 可以量得一系列 V AB 和 I 的數據將所得的 V AB I 數據, 轉換成關係圖線, 可得出待測電池的電動勢和內電阻某生按照上法測得 V AB 和 I 的實驗數據, 如表一所示 A ε r 電池圖 17 B V AB (V) I(A) 試依據圖 17 與表一, 回答下列問題表一 1. 在圖 18 的方框內, 上方為常用的可變電阻 ( 本實驗選用的電阻絲的總電阻約為 Ω), 下方為待測的電池將圖右方所示的安培計和伏特計, 畫入方框內的適當位置, 即在兩個圓圈內, 分別寫入 I 或 V, 標示正負接頭, 並畫出應連接的導線, 以完成答案卷中圖 18 的封閉電路滑動接頭 I 電阻絲安培計 V 伏特計電池 A B 圖 18. 利用表中所列的實驗數據, 在答案卷的方格圖上畫出 V AB 與 I 的關係圖線, 並求出待測電池的電動勢和內電阻 6

8 第 7 頁 P9433 共 7 頁物理考科 ( 卷 3) 二圖 19 中有一質量為 1.kg 的物體靜置在一平的桌面上, 某人以一平力 F 試著拉動此物體施力的大小隨時間而成正比例地增加, 拉力 F 和時間 t 的關係如圖所示結果發現當 t = 4s 時, 物體開始滑動此後繼續施力直至 t = 8s 時結束假設此物體和桌面之間的靜摩擦和動摩擦係數的差異很小, 試根據圖 19 與圖, 回答下列問題圖 19 F F(N) t(s) 1. 當 t = s 時, 物體所受的摩擦力為何?. 當 t = 6s 時, 物體所受的摩擦力為何? 圖 3. 當 t = 8s 時, 物體的加速度為何? 4. 當 t = 8s 時, 物體的速率為何? 5. 在 t = 8s 後, 物體將繼續滑行多少公尺後, 才會停止? 說明 : 第 31 至 34 題, 為有關於考生對本試題內容的意見每題請選擇你 ( 妳 ) 認為最合適的敘述, 並標示在答案卡之選擇題答案區中, 本大題不計分 31. 此份試卷的答題時間為 1 分鐘, 對你而言是否足夠?( 單選 ) (A) 非常足夠 (B) 足夠 (C) 不夠 (D) 非常不夠 3. 這份試卷對你而言是否困難?( 可複選 ) (A) 否, 這份試卷並不困難 (B) 是, 因為要背公式或課本內容才能解題 (C) 是, 因為題目中的概念或專有名詞沒學過 (D) 是, 因為計算太過繁複 (E) 是, 因為題型沒有見過 (F) 是, 因為題目說明不清楚 (G) 是, 因為題目太長了 (H) 是, 因為學校課程還沒上到或未複習過 33. 此份試卷第 1~1 題是簡單題, 用基本的物理概念即可判斷你認為第 1~1 題中不符合前述簡單題敘述的題號為何?( 可複選若你認為第 1~1 題皆為簡單題, 則免答此題 ) (A)1 (B) (C)3 (D)4 (E)5 (F)6 (G)7 (H)8 (I)9 (J)1 34. 此份試卷你覺得最難的部份為下列何者?( 單選 ) (A) 壹單一選擇題 (B) 貳多重選擇題 (C) 參非選擇題 7

9 大學入學考試中心指定科目考試研究用試卷物理考科選擇題參考答案 ( 卷 1 卷 ) 題號答案題號答案題號答案 1 B 11 E 1 AE E 1 D ABDE 3 D 13 C 4 D 14 A 5 A 15 D 6 B 16 BC 7 E 17 AD 8 D 18 CD 9 B 19 ACD 1 D BD 物理考科選擇題參考答案 ( 卷 3) 題號答案題號答案題號答案 1 A 11 E 1 BD E 1 D CD 3 B 13 C 4 D 14 A 5 E 15 D 6 C 16 ABDE 7 E 17 ACD 8 B 18 AD 9 B 19 BC 1 D ABCDE

10 非選擇題參考解法 ( 卷 1 卷卷 3 皆相同 ): 一 1. 考慮所選用的電阻絲的電阻甚小, 故伏特計和安培計的接法如下圖所示 : 滑動接頭電阻絲 V I A B. 端電壓 V AB 和電流 I 的關係圖線如下圖所示 : V(V) V (1.1)I = I(A) 由上圖中可讀出直線在縱軸上的截距, 即為電池的電動勢 ε = 1.45V 的斜率等於電池的內電阻, 可計算如下 : r = = 1. Ω 直線

11 二 1. 當 t = s 時, 物體仍處於靜止狀態, 故所受的靜摩擦力等於拉力 F=.5N. 當 t = 6s 時, 物體已處於運動狀態, 其所受的動摩擦力為一定值, 等於 5.N F f 1N 5.N 3. 當 t = 8s 時, 物體的加速度 a = = = 5. m/s m 1kg 4. 當 t = 8s 時, 由衝量動量定理可知, 物體所 F(N) 受的衝量等於其動量的變化由於 t = 4s 後, 1 物體才開始運動, 故物體所受的衝量為右圖中 8 陰影三角形的面積, 即 6 1 mv = (1. 5.)N 4s = 1N s 4 1N s v = = 1m/s 1.kg t(s) 5. 在 t = 8s 後, 物體僅受動摩擦力的作用, 由功能定理可知, 物體的動能將消耗於摩擦力對物體所作的負功, 即 1 fs = mv 5J s = = 1m 5.N 1 = 1.kg (1m/s) = 5J

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