94年物理科學科能力測驗試卷

95 年 物 理 科 學 科 能 力 測 驗 試 卷 一 單 選 題 ( ) 1. 右 圖 中, 甲 與 乙 兩 物 體 在 等 臂 天 平 兩 端, 天 平 保 持 平 衡 靜 止, 其 中 W 甲 與 W 乙 分 別 代 表 甲 與 乙 所 受 的 重 力,N 甲 與 N 乙 分 別 為 天 平 對 甲 與 乙 的 向 上 拉 力, 若 G 甲 與 G 乙 分 別 代 表 甲 與 乙 對 地 球 的 萬 有 引 力, 則 下 列 選 項 中 哪 一 對 力 互 為 作 用 力 與 反 作 用 力? (A) W 甲 與 W 乙 (B) N 甲 與 W 甲 (C) N 甲 與 N 乙 (D) G 甲 與 W 甲 ( ). 動 物 跳 躍 時 會 將 腿 部 彎 曲 然 後 伸 直 加 速 跳 起 下 表 是 袋 鼠 與 跳 蚤 跳 躍 時 的 垂 直 高 度 若 不 計 空 氣 阻 力, 則 袋 鼠 躍 起 離 地 的 瞬 時 速 率 約 是 跳 蚤 的 多 少 倍? (A) 1000 (B) 5 (C) 5 (D) 1 跳 躍 的 垂 直 高 度 ( 公 尺 ) 袋 鼠.5 跳 蚤 0.1 ( ) 3. 玩 具 飛 機 懸 吊 在 一 細 繩 下 端, 繞 水 平 圓 形 軌 道 等 速 率 飛 行, 如 右 圖 所 示 下 列 有 關 此 玩 具 飛 機 運 動 的 敘 述 哪 一 項 正 確? (A) 飛 機 的 速 度 保 持 不 變 (B) 重 力 做 功 提 供 飛 機 的 動 能 (C) 飛 機 的 加 速 度 指 向 前 進 方 向 (D) 飛 機 所 受 合 力 指 向 軌 道 圓 心 ( ) 4. 右 圖 中, 甲 乙 丙 丁 為 空 氣 中 四 種 聲 波 的 波 形, 下 列 敘 述 哪 一 項 正 確? (A) 丙 的 響 度 大 於 丁 (B) 甲 的 音 調 高 於 乙 (C) 丁 的 音 色 與 甲 相 同 (D) 丁 的 傳 播 速 率 大 於 丙 ( ) 5. 人 們 常 用 分 貝 來 描 述 聲 音, 下 列 有 關 分 貝 的 敘 述 哪 一 項 正 確? (A) 分 貝 是 音 調 的 單 位 (B) 零 分 貝 時, 空 氣 分 子 的 振 動 振 幅 不 為 零 (C) 演 唱 會 聲 音 超 過 100 多 分 貝 對 身 心 毫 無 傷 害 (D) 40 分 貝 聲 波 所 傳 播 的 能 量 恰 是 0 分 貝 聲 波 的 倍 ( ) 6. 以 相 同 強 度 的 紅 綠 藍 三 原 色 的 光, 同 時 投 射 在 白 色 光 屏 上 時, 所 顯 現 的 顏 色 標 示 如 右 圖 一 般 室 內 燈 光 所 見 為 綠 色 的 地 毯, 在 下 列 哪 一 種 色 光 照 射 下 最 可 能 呈 現 黑 色? (A) 白 (B) 黃 (C) 青 (D) 洋 紅 ( ) 7. 游 泳 時 戴 上 泳 鏡, 在 水 中 可 看 清 景 物 ; 若 不 戴 泳 鏡, 即 使 是 視 力 正 常 的 人 在 水 中, 所 看 到 的 景 物 也 模 糊 不 清 不 戴 泳 鏡 時, 無 法 看 清 水 中 景 物 的 主 要 原 因 為 下 列 哪 一 項? (A) 在 水 中 瞳 孔 會 縮 小, 使 進 入 眼 睛 的 光 線 不 足 (B) 在 水 中 時, 不 戴 泳 鏡 會 比 較 緊 張, 無 法 集 中 精 神 (C) 水 分 子 會 碰 撞 射 向 眼 睛 的 光, 使 進 入 眼 睛 的 光 線 不 足 (D) 與 光 在 空 氣 中 傳 播 的 情 形 相 比, 光 在 水 中 1

的 傳 播 速 率 更 接 近 光 在 眼 睛 內 的 傳 播 速 率 ( ) 8. 如 右 圖 所 示, 在 一 直 線 上 有 兩 個 點 電 荷 電 量 為 +4Q 的 點 電 荷 固 定 於 x = 5a, 電 量 為 -Q 的 點 電 荷 固 定 於 x = 9a 將 一 點 電 荷 +Q 置 於 直 線 上 何 處 時, 此 +Q 電 荷 所 受 的 靜 電 力 為 零? (A) 3a (B) 7a (C) 11a (D) 13a (E) 15a ( ) 9. 甲 生 走 路 時 每 單 位 時 間 所 消 耗 的 能 量, 與 行 進 速 率 的 關 係 如 右 圖 假 設 甲 生 每 天 都 沿 著 相 同 的 路 徑 自 學 校 走 回 家, 則 甲 生 以.0 公 尺 / 秒 等 速 率 走 回 家 所 消 耗 的 總 能 量, 約 為 以 1.0 公 尺 / 秒 等 速 率 走 回 家 的 多 少 倍? (A) 1.5 (B).0 (C).5 (D) 3.0 (E) 3.5 95 年 高 中 物 理 學 測 考 題 二 多 重 選 擇 題 ( ) 1. 一 警 車 接 獲 搶 案 通 報 之 後, 以 最 高 車 速 40 公 尺 / 秒 (144 公 里 / 時 ), 沿 直 線 道 路 向 東 趕 往 搶 案 現 場 當 警 車 距 離 搶 匪 50 公 尺 時, 搶 匪 開 始 駕 車 從 靜 止 以 4 公 尺 / 秒 的 加 速 度, 沿 同 一 道 路 向 東 逃 逸 警 車 保 持 其 最 高 車 速, 繼 續 追 逐 匪 車 若 匪 車 最 高 車 速 也 是 40 公 尺 / 秒, 則 下 列 敘 述 哪 幾 項 正 確?( 應 選 三 項 ) (A) 搶 匪 駕 車 10 秒 後 被 警 車 追 上 (B) 兩 車 相 距 最 近 距 離 為 50 公 尺 (C) 搶 匪 駕 車 從 靜 止 經 過 10 秒, 前 進 了 00 公 尺 (D) 搶 匪 駕 車 從 靜 止 經 過 10 秒, 車 速 為 40 公 尺 / 秒 (E) 追 逐 過 程 警 車 引 擎 持 續 運 轉, 警 車 的 動 能 持 續 增 加 ( ). 人 們 利 用 變 壓 器 將 電 壓 升 高 或 降 低, 變 壓 器 的 應 用 使 得 發 電 廠 不 須 設 在 住 家 附 近 下 列 有 關 變 壓 器 的 敘 述, 哪 幾 項 正 確?( 應 選 三 項 ) (A) 變 壓 器 的 環 形 鐵 心 是 永 久 磁 鐵 (B) 變 壓 器 能 變 壓, 與 電 流 的 磁 效 應 有 關 (C) 變 壓 器 能 變 壓, 與 電 流 的 熱 效 應 有 關 (D) 變 壓 器 能 變 壓, 與 磁 場 改 變 時 會 產 生 感 應 電 動 勢 有 關 (E) 變 壓 器 可 使 兩 電 力 系 統 不 須 直 接 連 結, 就 可 以 作 電 能 的 轉 移 ( ) 3. 某 次 閃 電 的 過 程 中, 雲 的 底 部 和 地 面 之 間, 電 壓 高 達 1 千 萬 伏 特, 並 在 約 0.0 秒 內 輸 送 0 庫 三 題 組 題 1~ 為 題 組 侖 的 電 量 至 地 面 下 列 與 閃 電 有 關 的 敘 述, 哪 幾 項 正 確?( 應 選 二 項 ) (A) 該 次 閃 電 所 產 生 的 電 功 率 約 為 10 7 瓦 特 (B) 雲 和 地 面 間 高 電 壓 的 產 生 與 摩 擦 起 電 有 關 (C) 飛 機 在 空 中 飛 行 時 不 可 能 遭 雷 擊, 因 此 不 須 裝 置 避 雷 針 (D) 閃 電 時 的 大 電 流, 使 空 氣 產 生 高 熱 而 快 速 膨 脹, 故 常 伴 隨 有 雷 聲 (E) 當 閃 電 擊 中 住 家 電 路 的 屋 外 電 線 時, 屋 內 電 視 若 未 拔 掉 插 頭, 則 可 能 會 受 損 在 5 o C 1 大 氣 壓 下, 取 0.5 公 升 氫 氣, 在 溫 度 不 變 的 情 況 下, 測 得 該 氫 氣 的 壓 力 (P) 與 體 積 (V) 的 變 化 如 下 表 P( 大 氣 壓 ) 1.00 1.11 1.5 1.43 1.67 1.99.50 5.00 V( 升 ) 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.5 0.0 0.10 有 五 學 生 根 據 上 表 的 數 據 以 不 同 方 式 作 圖, 分 別 得 甲 乙 丙 丁 戊 圖

試 根 據 上 述 資 料, 回 答 1~ 題 1. 甲 圖 至 戊 圖 中, 哪 二 個 圖 是 符 合 實 驗 數 據 的 正 確 作 圖?( 應 選 二 項 ) (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 (E) 戊. 承 上 題, 若 要 預 測 壓 力 為 0.5 大 氣 壓 時 氫 氣 的 體 積, 使 用 哪 一 個 圖 較 佳? (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 (E) 戊 3~6 為 題 組 在 正 常 體 溫 之 下, 如 果 腦 部 的 血 流 停 止, 則 腦 細 胞 會 在 幾 分 鐘 之 內 缺 氧 而 死 若 是 將 體 溫 降 低 約 0 C, 腦 細 胞 的 耗 氧 量 也 隨 之 降 低, 如 此 可 容 許 血 流 暫 停 時 間 延 長, 以 利 腦 部 手 術 進 行 準 備 手 術 之 前, 病 患 的 心 肺 功 能 開 始 由 心 肺 機 取 代, 示 意 如 圖 1 心 肺 機 包 含 三 大 部 分 : 氧 合 器 作 為 人 工 肺, 對 血 液 供 氧 ; 抽 送 幫 浦 代 表 心 臟, 推 動 血 液 循 環 ; 熱 交 換 器 則 提 供 熱 量 交 換, 經 由 血 液 循 環 調 節 體 溫 體 重 約 60 公 斤 重 的 病 患, 其 體 溫 監 測 紀 錄 如 圖 所 示 試 根 據 上 文, 回 答 3~6 題 3. 如 圖 3 所 示, 工 程 師 考 慮 將 線 圈 纏 繞 在 活 塞 下 端, 利 用 與 固 定 磁 鐵 之 間 的 相 對 運 動, 帶 動 抽 送 幫 浦 中 的 活 塞, 抽 送 血 液 圖 中 左 活 門 只 能 向 外 自 由 開 啟, 反 向 則 封 閉 管 路 ; 右 活 門 只 能 向 內 自 由 開 啟, 反 向 則 封 閉 管 路 下 列 有 關 此 設 計 構 想 的 敘 述 哪 一 項 正 確? (A) 血 液 由 左 活 門 吸 入, 右 活 門 推 出 (B) 當 甲 電 極 為 正, 乙 電 極 為 負 時, 活 塞 向 上 運 動 (C) 當 甲 電 極 為 正, 乙 電 極 為 負 時, 幫 浦 將 血 液 吸 入 (D) 當 甲 電 極 為 負, 乙 電 極 為 正 時, 幫 浦 內 壓 力 降 低 4. 人 類 大 動 脈 的 截 面 積 約 是 5.0 10-4 平 方 公 尺 若 心 臟 推 送 血 液 的 平 均 壓 力 約 1000 3

帕, 平 均 流 速 約 0.0 公 尺 / 秒, 則 心 臟 推 動 血 液 流 動 的 平 均 功 率 約 是 多 少 瓦 特? (A) 0.0 (B) 1. (C) 6.0 (D) 400 5. 調 節 病 患 體 溫 的 過 程 中, 熱 量 在 血 液 循 環 系 統 之 內 傳 播, 主 要 是 利 用 下 列 哪 一 種 方 式? (A) 輻 射 (B) 傳 導 (C) 對 流 (D) 散 射 6. 人 體 組 織 的 比 熱 約 與 水 相 當 圖 之 中 15 時 至 16 時 升 溫 階 段, 假 設 所 需 熱 量 完 全 由 心 肺 機 的 熱 交 換 器 所 提 供, 則 熱 交 換 器 於 該 時 段 約 耗 電 多 少 度? (A) 1400 (B) 70 (C) 1.4 (D) 0.33 (E) 0.07 4

答 案 一 單 選 題 1. D. C 3. D 4. B 5. B 6. D 7. D 8. D 9. A 二 多 重 選 擇 題 1. BCD. BDE 3. DE 三 題 組 題 1. AD. D 3. C 4. B 5. C 6. C 解 析 一 單 選 題 95 年 高 中 物 理 學 測 考 題 1. 判 斷 兩 力 是 否 互 為 作 用 力 與 反 作 用 力 的 要 點 為 :A 施 予 B 的 作 用 力 之 反 作 用 力 必 為 B 施 予 A 的 同 類 力 因 此 可 判 斷 W 甲 的 反 作 用 力 為 G 甲,W 乙 的 反 作 用 力 為 G 乙. 上 升 過 程 中 動 物 的 力 學 能 會 守 恆 減 少 的 動 能 = 增 加 的 位 能 1 mv = mgh v = gh h v : v h : h =.5 : 0.1 = 5 : 1 袋 鼠 跳 蚤 = 袋 鼠 跳 蚤 3. (A) 因 為 飛 機 速 度 的 方 向 持 續 在 改 變, 所 以 其 速 度 亦 持 續 在 改 變 (B) 因 重 力 垂 直 於 位 移, 所 以 重 力 對 飛 機 並 無 做 功 (C) 因 為 飛 機 的 速 率 不 變, 所 以 飛 機 在 切 線 方 向 ( 即 飛 機 的 前 進 方 向 ) 並 無 加 速 度 (D) 因 為 飛 機 作 等 速 率 圓 周 運 動, 所 以 飛 機 所 受 合 力 即 為 向 心 力 並 指 向 軌 道 圓 心 4. (A) 丙 的 振 幅 小 於 丁 丙 的 響 度 小 於 丁 (B) 甲 的 週 期 小 於 乙 甲 的 頻 率 大 於 乙 甲 的 音 調 高 於 乙 (C) 丁 的 波 形 與 甲 不 同 丁 的 音 色 與 甲 不 同 (D) 因 為 丙 丁 的 聲 波 均 在 相 同 的 介 質 ( 即 空 氣 ) 中 傳 播, 所 以 兩 聲 波 有 相 同 的 傳 播 速 率 5. (A) 分 貝 為 聲 音 強 度 級 數 的 單 位, 而 不 是 音 調 的 單 位 (B) 零 分 貝 的 聲 音 強 度 級 數 代 表 正 常 人 耳 聽 覺 的 下 限, 其 聲 音 強 度 為 10 W / m 1 並 不 為 零, 所 以 零 分 貝 時 空 氣 分 子 的 振 動 振 幅 不 為 零 (C) 聲 音 若 超 過 100 多 分 貝 時, 會 對 身 心 造 成 傷 害 (D) 聲 音 的 分 貝 值 每 增 加 10 分 貝, 則 其 強 度 會 增 為 10 倍 所 以 40 分 貝 聲 波 的 強 度 是 0 分 貝 聲 波 的 10 10 = 100 倍, 即 40 分 貝 聲 波 每 單 位 面 積 單 位 時 間 通 過 的 聲 波 能 量 是 0 分 貝 聲 波 的 100 倍 6. 綠 色 的 地 毯 會 反 射 綠 光 而 吸 收 其 他 色 光 (A) 白 光 中 含 有 綠 光 的 成 分, 照 射 地 毯 時 可 反 射 綠 光 (B) 黃 光 可 能 是 綠 光 與 紅 光 的 混 合 光, 照 射 地 毯 時 可 能 反 射 綠 光 5

(C) 青 光 可 能 是 綠 光 與 藍 光 的 混 合 光, 照 射 地 毯 時 可 能 反 射 綠 光 (D) 洋 紅 光 為 綠 光 的 互 補 光, 其 中 則 無 綠 光 成 分, 照 射 地 毯 時 可 使 地 毯 呈 黑 色 7. 光 的 速 率 快 慢 為 : 空 氣 中 > 水 中 > 眼 睛 中 光 在 入 射 介 質 的 速 率 又 光 穿 越 兩 介 質 界 面 時 的 相 對 折 射 率 = 光 在 折 射 介 質 的 速 率 95 年 高 中 物 理 學 測 考 題 由 於 人 眼 的 構 造 已 適 應 於 光 從 空 氣 進 入 眼 睛 的 折 射 情 形 ( 相 對 折 射 率 較 大 ), 若 光 從 水 中 進 入 眼 睛, 則 新 的 相 對 折 射 率 會 變 小, 將 使 眼 睛 無 法 看 清 水 中 景 物 k Q q 8. (1)+Q 若 位 於 x<5a 的 位 置, 由 庫 侖 定 律 F = 可 得,+Q 受 +4Q 的 向 左 排 斥 力 恆 大 於 受 -Q r 的 向 右 吸 引 力, 所 以 +Q 所 受 靜 電 力 不 可 能 為 零 ()+Q 若 位 於 5a<x<9a 的 位 置, 則 +Q 受 +4Q 的 排 斥 力 與 受 -Q 的 吸 引 力 均 向 右, 所 以 +Q 所 受 靜 電 力 不 可 能 為 零 (3)+Q 若 位 於 x>9a 的 位 置, 當 +Q 受 +4Q 向 右 的 排 斥 力 量 值 等 於 受 -Q 向 左 的 吸 引 力 量 值 時, 由 庫 k + Q + 4Q k + Q Q 侖 定 律 可 得 = ( x 5a) ( x 9a) x=13a 9. 設 學 校 到 回 家 的 路 徑 長 為 l 公 尺, 由 消 耗 能 量 = 消 耗 功 率 時 間 l l 兩 種 回 家 方 式 所 對 應 的 消 耗 能 量 比 =3.6 : 1. = 3 : = 1.5 : 1.0 1.0 二 多 重 選 擇 題 1. (D) 匪 車 作 等 加 速 度 運 動, 由 v = v 0 + at 40 = 0 + 4t t=10( 秒 ) (C) 匪 車 加 速 過 程 : 1 1 S = v 0 4 10 0 t + at = + = 00 ( 公 尺 ) (B) 匪 車 加 速 期 間 警 車 前 進 的 距 離 : S = vt = 40 10 = 400( 公 尺 ) 當 匪 車 的 車 速 達 到 40 公 尺 / 秒 瞬 間, 警 車 仍 落 後 匪 車 (50+00)-400=50( 公 尺 ) 之 後 兩 車 因 以 相 同 的 速 度 前 進, 所 以 距 離 維 持 50 公 尺 不 再 改 變 (A) 搶 匪 並 未 被 警 車 追 上 1 (E) 由 動 能 公 式 K = mv 警 車 的 速 率 v 不 變, 所 以 警 車 的 動 能 亦 不 變. (A) 環 形 鐵 心 是 暫 時 磁 鐵 ( 軟 鐵 ) (B)(D)(E) 變 壓 器 的 變 壓 原 理, 是 利 用 原 線 圈 隨 時 間 變 動 的 交 流 電 流 產 生 隨 時 間 變 動 的 磁 場 ( 電 流 的 磁 效 應 ), 此 隨 時 間 變 動 的 磁 場 穿 過 副 線 圈 而 使 副 線 圈 產 生 感 應 電 動 勢 因 此 原 線 圈 與 副 線 圈 兩 電 力 系 統 並 無 直 接 連 結, 就 可 以 作 電 能 的 轉 移 (C) 與 電 流 的 熱 效 應 無 關 7 ΔU Q V 0庫 侖 10 伏 特 10 3. (A) 電 功 率 P = = = = 10 瓦 特 Δt Δt 0.0秒 6

(B) 雲 和 地 面 間 高 電 壓 的 產 生 是 由 於 兩 者 之 間 電 荷 的 靜 電 感 應 所 造 成 (C) 飛 機 在 空 中 飛 行 時 仍 可 能 遭 受 雷 擊 (E) 當 閃 電 擊 中 住 家 電 路 的 屋 外 電 線 的 火 線 時, 所 產 生 的 大 電 流 可 流 進 屋 內 的 火 線, 使 未 拔 掉 插 頭 的 電 視 受 損 三 綜 合 題 1. 依 P 與 V 的 關 係 數 據 可 描 點 得 到 甲 圖 又 P 與 1/V 的 關 係 數 據 如 下 : P( 大 氣 壓 ) 1.00 1.11 1.5 1.43 1.67 1.99.50 5.00 1/V(1/ 升 ).00..50.86 3.33 4.00 5.00 10.00 依 P 與 1/V 的 關 係 數 據 可 描 點 得 到 丁 圖. 因 為 丁 圖 中,P 與 1/V 成 線 性 正 比 關 係, 故 可 利 用 外 插 法 求 得 P=0.5 大 氣 壓 時 較 正 確 的 V 值 而 甲 圖 中,P 與 V 成 曲 線 反 比 關 係, 較 難 求 得 P=0.5 大 氣 壓 時 正 確 的 V 值 3. (A) 由 活 門 的 開 啟 方 向 可 判 斷 : 血 液 由 右 活 門 吸 入, 左 活 門 推 出 (B)(C) 當 甲 電 極 為 正, 乙 電 極 為 負 時, 線 圈 的 電 流 方 向 由 上 往 下, 依 右 手 定 則 可 得, 線 圈 的 下 方 會 產 生 為 S 極, 因 此 會 受 其 下 方 的 固 定 磁 鐵 吸 引 而 使 活 塞 向 下 運 動, 造 成 幫 浦 內 壓 力 降 低, 並 將 血 液 由 右 活 門 吸 入 (D) 當 甲 電 極 為 負, 乙 電 極 為 正 時, 分 析 方 法 如 上, 活 塞 會 向 上 運 動, 造 成 幫 浦 內 壓 力 增 加, 封 閉 右 活 門, 並 將 血 液 由 左 活 門 排 出 4 4. 心 臟 推 送 血 液 的 平 均 力 F = P A = 1000牛 頓 / 公 尺 5.0 10 平 方 公 尺 = 6. 0牛 頓 則 心 臟 推 動 血 液 流 動 的 平 均 功 率 = F v = 6.0牛 頓 0.0公 尺 / 秒 = 1. 瓦 特 5. 血 液 是 一 種 流 體, 熱 量 可 藉 由 血 液 的 流 動 而 傳 播, 此 種 傳 熱 方 式 即 為 對 流 6. 15 時 至 16 時 人 體 升 溫 (35.4-15.0)=0.4 度 此 時 段 人 體 所 吸 收 的 熱 能 為 : 能 Δ H = msδ T = = 3 6 6 60 10 公 克 1 卡 / 克 C 0.4 C 1. 10 卡 1. 10 4. 焦 耳 = 所 消 耗 的 電 6 又 1 度 電 能 =1 千 瓦 1 小 時 = 6 1. 10 4. 3.6 10 焦 耳 所 消 耗 的 電 能 = = 6 1.4 ( 度 ) 3.6 10 7