92年物理指定科目考试试卷

1、總分92 年物理科指定科目測驗試卷_科_班學號 _姓名 _一、單選題(每題 4分共 40分)()1. 一質量 2.0 公斤的物體放在水平桌面上，物體與桌面的滑動摩擦係數為0.25。今以 6.0 牛頓的力沿水平方向推物體，使作加速度運動，當物體移動5.0 公尺時，此物體的動能約增加多少焦耳？(A)30(B)15(C)10(D)5(E)2。( ) 2 . 一底面積為 25cm2 的燒杯，直立浮於水中。若以吸管自燒杯中取出 100cm3 的液體，則浮於水中的燒杯會上升3.4cm，如圖所示。已知水的密度為1.0g/cm3，試問此液 體 的 密 度 為 多 少 g/cm3 ？(A)0.78(B)0.85

2、(C)0.95 (D)1.1(E)1.2。() 3. 一質量為 m 的行星沿橢圓形軌道環繞太陽運動，已知此行星離太陽的最大和最小距離分別為R 和 r；行m R rv2星的最小速率為v。此行星在近日點的動能減去在遠日點的動能，其差值為何？(A)0()(B)2rm(r R)v2m(R2 r 2 )v2m(r 2 R2 )v2。(C)(D)(E)2R22R2r 2()4. 一只電燈泡接上50V 的電源，通過的電流為 2A 。如果將該燈泡使用 49 分鐘所消耗的電能，完全轉換為力學能時，約能將多少瓶 1kg 的飲料抬上離地4m 高的二樓？（重力加速度為9.8m/s2） (A)100(B)750(C)4

3、900(D)7500(E)9800。() 5. 某音叉振動所產生的聲波在大氣中傳播時，空氣分子的振動位移隨著時間的變化如圖所示，利用此音叉可於兩端開口的開管空氣柱中形成駐波。若波速為340m/s，則下列敘述何者正確？(A) 大氣中的聲波頻率為 1000Hz(B) 大氣中的聲波波長為0.17m(C)在開管空氣柱中，相鄰兩波腹的間距為0.34m(D)要形成駐波，開管最短約可為0.17m(E)開管的兩端為波節。() 6. 單狹縫繞射實驗中，分別從狹縫的兩邊緣處到達第一暗紋的光程差是波長的多少倍？1(B)1(A)2(C)3(D)2 (E)5 。22() 7.小華將一半徑為 r 的小線圈平放在電磁爐表面

4、，假設某一瞬間通過小線圈的磁場B 為均勻，而且和線圈面垂直，且磁場與時間 t 的關係為 B(t) t，其中 為常數，則小線圈中的感應電動勢大小為何？(A) t(B)2 rt (C) r2t (D)2 r(E) r2 。1() 8. 兩聲源（揚聲器，俗稱喇叭）以相同的方式發出同頻率，同強度的相干聲波。如圖弧線所示為某瞬間，兩波之波谷的波前。A、 B、C、D、E 代表五位聽者的位置，有關這五位聽者，下列敘述何者正確？(A) A 聽到的聲音最強(B)A、C 聽到的聲音一樣強(C)B 聽到的聲音最弱(D)A聽到的聲音最弱(E)B、E 聽到的聲音一樣強。() 9. 如圖所示，甲電荷 q 與乙電荷 q，兩

5、者相距 4a，若取兩電荷連線上之s 點處的電位為零，則圖中距O 點 2a之 P 點處的電位為何？（已知庫侖定律為F kq1 q2 ）r 2kqkq kq2kq(A)0 (B)2a(C)2 2a(D)2a(E)3a 。()10. 如圖所示，波長為的光子照射功函數為 W 的金屬表面。由正極板中央A 點釋出的光電子經由電壓為 V的平行電板作用後，最後經由負極上方的小孔B 逸出。已知正負極板相距 L，小孔 B 與負極板中心點相距 D。假設小孔甚為微小 ，不會影響電子受電極的加速運動 。則電子由小孔逸出時 ，其最大動能 K 為何？選項中 e 0 為電子電荷大小， V0，h 為卜朗克常數。hc W eV(

6、A)hc W eV(B)hcL(C) W eVL2D 2hcL(D) W eV L DhcD(E) W eVL2D2。二、多重選擇題 (每題 5分共 60分)( ) 1. 如右圖所示 ，通有電流 I 的導線經原點時有長度L 的一小段直導線與x 軸重合，請問下列有關這小段直線在圖中A至 F 等六個不同位置所產生的磁場量值的敘述，哪些是正確的？此六個點均位於 xy 面上，其坐標分別為 A：(5，0)、B： (0，5)、C：( 5，0)、 D：(0， 5)、E：(3，4)、F：(6， 8) (A) A 的磁場量值大於 B 的磁場 (B) B 的磁場量值大於 E 的磁場 (C)C 的磁場為零 (D)D

7、 的磁場為零 (E)E 的磁場量值為 F 的 4 倍。2() 2. 有一單擺在一鉛垂面上擺動，擺錘的質量為m，最大擺角為0。此單擺在任一時刻的擺角以表示，如圖所示，若空氣阻力可不計，則下列有關此單擺的敘述，哪些正確？（重力加速度為g） (A) 擺錘的切線速度隨 增加而減小 (B) 擺錘的向心加速度隨 增加而增大 (C) 擺錘在最低點時，擺錘的張力最小 (D) 擺錘在最高點時，擺繩的張力為 mgcos 0(E) 此單擺作簡諧運動，與0 是否小角度無關。() 3. 一棒球飛向二壘的正上方，球與二壘的水平距離為6.0m 時，教練開始計時，此時球的高度為1.8m，速度為 20m/s 水平向前。若忽略阻

8、力，則下列有關此球運動的敘述哪些正確？（此題假設重力加速度為10m/s2） (A)0.3s 時球飛至二壘正上方 (B) 飛至二壘正上方時 ，水平速度分量大於 20m/s (C)0.3s時球的高度為 1.35m (D)球落地點與二壘間的水平距離為6.0m (E)若球與地面作彈性碰撞， 則反彈後的最高點與二壘間的水平距離為 12m。() 4. 在光滑平面上的 A、B 兩圓盤，半徑均為 R，質量分別為 m及 3m，A 盤以角速度沿逆時針方向轉動， B 盤以角速度3 沿順時針方向轉動，A、B 兩盤心的連線方向為由西向東，且兩盤的邊緣均極光滑。今A 盤以初速 v0 由西向東碰撞盤心靜止的B 盤，碰撞後

9、A 以1v0 的速度向西運動，則2下列敘述哪些正確？ (A) 兩盤碰撞前 B 盤最南之端點（圖中之 b 點）的速度為 3 R，方向向西 (B) 碰撞後， B 盤之盤心速度的量值為 v0 (C)碰撞後，B 盤最南方之端點的速度為 3 R，方向向西 (D) 碰撞後， B 盤之盤心相對於 A 盤之盤心的速度量值為 v0 (E)此兩盤碰撞前後的線動量不守恆 。() 5. 用量熱器測量固體的比熱時，量熱器中所裝的冷水不宜太少，應以能完全淹沒待測固體為原則，但卻不要加入太多的水量，下列有關水不宜加太多或太少的敘述，哪些是正確的？(A) 水量不宜太少，可減少固體透過輻射的過程散失熱量(B)水量不宜太多，可促

10、使固體和水透過水的熱傳導過程，迅速達熱平衡(C)水量不宜太多，可使固體與水較快達熱平衡，以減少熱量的散失(D) 水量不宜太多，以免水溫變化太小 (E) 水量不宜太少，可方便測量水的質量。() 6. 假設空間某一範圍內有一x 軸方向的電場，電場E 與所在位置的 x 坐標有關， E(x)x，其中 100V/m2，x 的單位為 m。有一質點質量為3 104kg、帶電 2 10 6C，在 x4m 處由靜止被釋放。若不考慮重力，則在此質點所能及的範圍內，下列敘述哪些正確？(A) 質點在 x0m 處的速度為零 (B)質點做簡諧運動，振幅為 4m (C)質點在 x 1m 處受力大小為 2 410 N (D)

11、 質點在 x4m 處的動能最大(E)質點在 x4m 處的位能最大。() 7. 下列有關半導體的敘述，哪些正確？(A) 不含雜質的純半導體材料，其電子、電洞的密度相同(B) 純的半導體材料溫度越高時，電子、電洞的密度越大(C)矽半導體加入 5 價雜質，會形成 P 型半導體 (D) 二極體的 P、N 接觸面形成一空乏區，空乏區的P 型部分帶正電 (E)PNP 三極體的基極為 N 型半導體。() 8. 如圖所示的俯視示意圖，兩交角為直角的平面鏡，與x、 y 軸夾成一個矩形。假設上半面 (y 0)全在一塊折射率為 1.5 的玻璃磚裡 ，下半面在折射率為1.2 的液體裡。今有一光線以 30 之入射角由

12、A 點射入，經 B、C 兩點分別以反射角、 反射後，由 D 點以折射角折回下半面。下列哪些是正確的？(A)sin 0.4 (B) (C)sin 0.6 (D)sin 0.5 (E) 90 。3() 9. 質量 2.0kg，長、寬、高為 5.0cm 5.0cm4.0cm 的均勻木塊，置放在水平桌面上。在距桌面高3cm 處，施一水平力 F 向右，已知 F 5.0N 時方能拉動靜止的木塊，木塊拉動後， F 2.0N 即可使之做等速滑動，則下列敘述哪些正確？(A) 木塊與桌面間之靜摩擦係數為 0.20(B) 木塊做等速度滑動時，作用於木塊的合力矩為零(C) 木塊做等速度滑動時，桌面施於木塊之正向力，對

13、通過木塊質心（轉軸垂直於紙面）所施的力矩大小為 0.06N m (D) 木塊被拉動後，若 F 5.0N，則木塊的加速度為2.5m/s2 (E) 當木塊以 v 1.0m/s 的等速率運動時，若改施以 F 4.0N 的力，則在 2 秒鐘後，木塊速率變為3.0m/s。()10. 空間中有 z 方向的均勻磁場 B；在 0z的區域另有 z 方向的均勻電場 E。質量為 m，電量絕對值為 q 的電荷，在 z0 的區域，一方面向 z 方向等速行進，一方面繞 z 軸做半徑為 r 的圓周運動（運動方向在 z 0 平面的投影如圖所示） 。若電荷通過 z的平面後，運動速度的 z 分量為 vz。若地球引力的影響可以不計

14、，則下列有關該電荷的敘述哪些正確？(A) 電荷為正 (B) 垂直於 z 軸的速度分量大小為qBr(C)在 z 區域時，總動能為 1mv2z(D)在 0z的區域，磁力做功為 qvzB (E)在 z0 區域時，m2總動能為 (qBr ) 2 1 mv 2z qE 。2m2()11. 某生對某種氣體，在室溫做驗證波以耳定律的實驗，他測得數據如下表，並根據此數據畫出壓力P 對體積倒數 1 的關係圖。V壓力 P(atm)0.100.300.500.701.001.502.00體積 V(cm3)150.250.130.021.515.07.03.0根據上面的資訊，下列敘述哪些正確？(A) 表列結果證明此氣

15、體在整個實驗數據範圍內，均遵守波以耳4定律 (B)P 對 1 的關係圖比 P 對 V 的關係圖更容易明確驗證波以耳定律的數學關係(C)根據此數據可推V測，當壓力 P0.2atm 時，氣體體積約為 100.0cm3 (D)某生測量氣體容積的刻度，最小刻度可能為1cm3(E)如果氣體容器持續發生明顯的漏氣現象，某生也能驗證在低氣體壓力下，此氣體遵守波以耳定律。()12. 一波長為的 X 光與靜止的電子發生碰撞。碰撞後波長為的散射光與動量為p 的電子，運動方向如圖1所示。已知散射光波長與入射光波長的差為h(1 cos ) ，其中 、分別為散射後光與電子的動m0c量和 x 軸的夾角， m0 為電子的靜

16、止質量， h 為卜朗克常數。如果實驗在 0 的角度測量時，發現如圖2所示，可以量到 X 光散射強度 I，在波長分別為1、 2 處，出現兩個高峰值，則下列答案哪些正確？(A) 入射光的能量為E hc(B) 散射光的動量 p h(C) 1 h(1cos 0) (D) 2(E)本實驗在近m0c代物理史上主要的貢獻是證明光的粒子特性。5答案一、單選題1.D2.B3.D4.D5.C6.B7.E8.A9.E10.A二、多重選擇題1. BCE2. AD3. ACD4. AD5. ACD6. BCE7. ABE or E8. AD9. BCE10. BE11. BD12. AE解析一、單選題1. 總功 (6.

17、0 0.25 2.0 10) 5.0 5(J)由功 -能定理，物體動能增加 K5(J)。會計算合力與功，就能得出答案。2. 令液體的密度為 ，由浮體減少的浮力等於取出液體的重量3.4 25 1100 ，得 0.85(g/cm3)。知道浮力公式，就能立即算出結果。3. 令行星通過近日點速率為 v ，由克卜勒第二定律得 v Rv ，r故近日點與遠日點的動能差為1 mv 2 1 mv2m R2r 2v22r2。22只要知道克卜勒第二定律的內容，就能寫出答案。4. 令飲料瓶數為 x ，由電能轉換為重力位能(50 2) (49 60)x 9.8 4，得 x7500 。明白電功率與重力位能的觀念，即不難答

18、出答案。5.由圖可知聲波的週期為 T2 10 3(s)，頻率為 f 1 500(Hz)T波長 340 2 10 30.68(m)，形成駐波時，相鄰波腹的距離為0.34(m)2，此距離也是開管的最短距離。在開管的兩端為振動的波腹處。(1)此處的選項 (E) 的敘述應以更清楚的 振動波節，取代波節兩字，以避免部分同學將之解讀為 壓力波節，而造成多選的狀況。 (2)只要了解開口管的駐波特性，就能很容易的選出答案。6.單狹縫繞射為破壞性時，狹縫兩邊緣與暗紋間的光程差為波長的整數倍（不包含0），即L n ,2 ,3 ,. ，故第 1 暗紋與狹縫兩邊緣的光程差為波長的一倍。只要熟悉繞射公式，應能立即作答。

19、7.由法拉第電磁感應定律 d d (r 2 t) r 2。dtdt會計算法拉第電磁感應定律，就能得到答案。8.A 與兩源等距且相距最近，故 A 處聲音最強（ C 與聲源距離較大，振幅變小，其強度不如A ）， B 與兩波源不等距，雖然為建設性干涉，但不如A 。 E 、 D 皆為破壞性干涉，但因與兩波源距離不等而使振幅不等，故無法完全抵消。6同學若忽略距離對振幅的影響，就容易選錯。（課程中分析兩波源的干涉時，一般都不考慮振幅衰減因素。）2kq9. 以無窮遠處為電位零點時，P 點電位 VP0 ，而 S 點電位為 VS2kq故若改以 S 為電位零點時， P 點電位為 VP VS。計算簡單，只要懂得電位

20、的定義，就能很快解出。10. 由光電效應方程式知光電子離開金屬時的最大動能為K hc W由功 -能定理知光電子通過平行板的動能增加量為eV，故光電子通過 B 點的最大動能為hc。 W eV此題是非常好的觀念題，但是同學若誤入歧途，想要從運動公式解題（大概是看太多電荷在平行板間偏向的問題），就會困難重重了。二、多重選擇題1.由必歐 -沙伐定律可知 A、C 兩點磁場為零， B、D 磁場量值相等，且其值大於E、F。E 與電流源 I ( L)的距離為 F的一半，故其磁場量值為F處的 4倍。只要熟悉必歐 -沙伐定律的數學型式，就能作答。2.單擺接近端點時（角度增加），速率 v 變慢，向心加速度 ( v2

21、)變小；端點處速率 v0 ，此處張力為 mg cos 0 最R2低點處的速率最大，其張力也最大( mv mg )；只有當擺角很小時，單擺的運動才能近似簡諧運動。R本題雖然屬於簡單的舊題型，但單擺運動的力學分析，向來對很多同學而言，都有相當的困難。3.棒球作水平 拋物運動，其飛行時間T21.8 0.6(s)，水平射程 R 20 0.6 12(m)10棒球抵達二壘的時間t 6 0.3(s)，當時的高度 為20h1.8 110 (0.3)2 1.35(m) ，當時棒球的水平速度為220(m/s) 。棒球與地面做彈性碰撞後，反彈至最大高度1.8(m)時，當時與二壘的水平距離L 6 12 18(m)。分

22、析水平 拋體運動，應屬簡單問題，但彈性碰撞後反彈的最大高度的判定，對同學而言比較困難。4. 令 B 盤碰撞後的末速為u ，因平面光滑，由動量守恆mv0m( 1 v0)3mu，得 u 1 v0（向東）。碰撞前， b 點22速度為 3 R 向西。由於圓盤邊緣光滑，故碰撞後兩圓盤的轉速不變。碰撞後B 盤盤心相對 A 盤心的速度為1 v0( 1 v0) v0。碰撞後 B 盤南方端點 b 的速度為 1 v03 R。222由動量守恆可得出碰撞後B 盤盤心的速度，分析圓盤轉速變化與相對速度，對多數同學而言，都是很困難的。75. 水量若太少，以致無法將高溫固體淹沒時，固體的熱量有些會透過輻射作用散失於環境中；

23、水量若太多時，達成平衡的時間較長，會增加熱的散失，且水溫的變化也會太小。認真做過實驗，想過實驗流程，應能輕鬆答題。6. 質點受力為 F qE 210 6100x 210 4 x N，該力與 x 成正比，故質點作簡諧運動。x 0 處為平衡m點，該處速率最大；質點的振幅為4(m)；x1(m)處，質點受力量值為F210 4 (N) ；x4(m)為端點處，其動能為零；但位能為最大。懂得簡諧運動的特性，應能輕鬆答題。7. 不含雜質的純半導體材料，由於熱運動造成的電子、電洞密度相同；純半導體材料當溫度越高時，熱運動造成的電子、電洞密度也越大。矽半導體加入 5 價雜質，會形成 N 型半導體；二極體的 P、N

24、 接觸面形成一空乏區，空乏區的 P 型部分為帶負電的離子；PNP 三極體的基極為N 型半導體。只要懂得二極體與三極體的構造原理，就能答題。8.光在 A 處折射時 1.2sin30 1.5sin ，得 sin0.4 ；由反射定律得 ，且圖中 90，故 sin 0.4。光在 D 處折射時1.5sin1.2sin，得 30，故 60。(1) 本題有另一個解法：玻璃內的平面鏡構成角鏡 (或回向鏡 )，亦即入射光經角鏡反射後，平行於入射光線射出，如此可很快看得出 30 。(2)本題屬於很好的觀念題，沒有複雜計算，只要同學沒有讓圖形嚇到，應能很快解出。9. 由 5.0 S20 ，得S0.25；木塊等速滑行時，以右下角為參考點，重力力矩量值20 0.250.5(N s)，水平拉力力矩量值2 0.030.06(Ns)，因重力力矩大於水平拉力力矩，故木塊可維持水平（考慮