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 http://www.ceec.edu.tw
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
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)133 8. 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 6 1 3 4 9. 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
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 : 6 6 88Ra 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 9 14. 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
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 4 1 1 3 P 圖 13 W v (a) W v (b) 圖 1 x (m)
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 15 1. 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
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) 1.36 1.5 1.14 1.5.94.86 I(A).1..3.4.5.6 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
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) 4 6 8 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? 1 8 6 4 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
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
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) 1.6 1.4 V (1.1)I = 1.45 1. 1..8.6.4.....4.6.8 1. 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 : 1 1.36 1.5 1.5.94 1.14.86 r = = 1. Ω 3.1.4..5.3.6 直線
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 4 6 8 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