2024年华侨、港澳、台联考高考物理试卷（含答案）

第=page11页，共=sectionpages11页2024年华侨、港澳、台联考高考物理试卷一、单选题：本大题共12小题，共36分。1.常见的守恒律有：甲.质量守恒、乙.力学能守恒、丙.动量守恒、丁.电荷守恒、戊.质能守恒。在原子核反应的过程中，遵守上列哪些守恒定律？(

)A.仅有甲、丙 B.仅有甲、丙、丁 C.仅有乙、丙、丁

D.仅有丙、丁、戊 E.仅有乙、丁、戊 2.下列有关光的性质与现象的叙述何者正确？(

)A.不同波长的光在真空中的频率相同

B.单色光由空气进入玻璃中时，其波长会变短

C.日光下肥皂泡表面呈现的七彩现象，主要是因光的折射所产生

D.雨后的天空有时会出现彩虹，主要是因阳光经过大气，产生绕射所导致

E.光的波粒二象性是指光同时具有由牛顿提出光是微粒所组成的粒子性质，以及由杨氏双狭缝干涉实验所证实的波动性质3.在俄乌战争爆发后，太空服务公司SpaceX透过在距离地表500到600公里间运行之低轨卫星群所组成的“星链”(Starlink)，补足了地面网络覆盖性、移动性不足或遭受破坏的问题，为乌克兰提供不受地理条件限制的网络服务，让全世界看见低轨卫星通讯的重要性。下列有关低轨卫星与距地表约36000公里的同步卫星之性质比较，何者错误？(

)A.低轨卫星受地球重力产生的加速度较大

B.低轨卫星的通讯传输时间较短

C.在正常运作条件下，每颗低轨卫星覆盖的地表通讯面积较小

D.低轨卫星每天可绕地球运行多次

E.低轨卫星对地球的脱离速度较小4.某科学博物馆有一个令人印象深刻的实验演示：将人安置在一个巨大的金属笼内，即使外加于金属笼的高电压产生巨大火花，金属笼内的人依然毫发无伤。依据前述实验结果，若将一导体球壳置于电场中，则下列电力线分布示意图，何者正确？(各选项中实线代表不偏折的电力线，虚线代表垂直射入或穿出导体球壳表面的电力线)(

)A. B.C. D.

E. 5.在入射光的频率高于底限频率(截止频率)的光电效应实验中，实验测得的截止电压(遏止电位)与下列何者成正比？(

)A.电子在被激发出之前的能量 B.入射光的强度

C.光电流的强度 D.被照射金属靶的功函数

E.光电子的最大动能 6.图1为氢原子光谱谱线的波长相对位置示意图(波长绝对位置未依实际刻度绘制)，并以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ标示来曼系、巴耳末系、帕申系中波长最长的三条光谱线，例如来曼系标示Ⅰ处为电子从主量子数n=2轨域跃迁至n=1轨域所发射的谱线。下列何者为电子从主量子数n=5轨域跃迁至n=3轨域所发射的谱线？(

)

A.帕申系标示Ⅰ处 B.帕申系标示Ⅱ处 C.巴耳末系标示Ⅱ处

D.巴耳末系标示Ⅲ处 E.来曼系标示Ⅲ处 7.如图为“电流天平”实验装置的示意图，将U形电路PQRS放入螺线管内，其中长度为L的QR段约位于螺线管内的中央位置。螺线管所载电流为I1，通过U形电路PQRS的电流为I2，天平右臂受有磁力的作用，而左臂末端挂有小重物。下列有关此电流天平的叙述何者正确？(

)A.U形电路所受的总磁力正比于I1与I2的乘积

B.U形电路上所受的总磁力正比于U形电路于螺线管内的总长度

C.螺线管电路必须与U形电路串联，形成电流通路

D.电流天平的两臂达平衡时，若增加螺线管线圈匝数，不会改变其平衡状态

E.若小重物之重量不管如何调整，天平左臂一直下垂，则同时改变I18.以等长细绳悬挂半径均为r、质量均为m的两相同金属小球于固定点O，两小球带电量相同，因互斥分开，达到平衡后，球心相距2D(r≪D)，如图所示。若固定点到球心连线的垂直距离为L，库仑常数为ke，重力加速度为g，细绳质量可忽略，则每颗球上的电量约为下列何者？(

)A.2mgD3keL

B.mgD39.2024年4月3日花莲发生规模7.2的地震，台北101大楼仅有轻微晃动，这是由于92楼到87楼间设有以多条钢缆悬挂重量660公吨的球形质量块，并以阻尼器与楼板连接所构成的减振系统。原理为：可将前述减振系统视为有效摆长约为12.1m的单摆式减振系统(示意图如图1)，并设计其振动频率为接近大楼主结构的基频。当风力或地震使大楼以主结构的基频振动时，振动能量便能有效地转移到朝相反方向移动的球形质量块，使得阻尼器伸缩以吸收大楼的振动能量，如图2所示。

估算101大楼主结构以基频振动的周期约为下列何者？(可将减振系统视为理想单摆，且取重力加速度g=10m/s2来估算A.1.1

s B.5.6

s C.6.9

s D.9.8

s E.14.0

s10.在某石灰岩洞中可听到规律的滴水声，其间隔固定为3.0s，每滴水都恰落在半径为0.22m的圆形水盆中央，激起一圈圈周期性涟漪向外传播。若在第二滴水落入水面时，第一滴水激起的第一圈涟漪传播到盆边反射回来，在距盆边0.02m处和第一滴水激起的第二圈涟漪相会，形成建设性干涉，则涟漪的频率约是多少？(

)A.1.5

Hz B.2.0

Hz C.2.5

Hz D.3.1

Hz E.5.0

Hz11.使用一焦距为6.0cm的薄凸透镜观察一只沿着透镜主轴爬行的蚂蚁，发现蚂蚁的成像为正立放大，且在0.5秒间像距从30cm改变至24cm，则蚂蚁在这观察的0.5秒间爬行的平均速度为何？(

)A.以0.2cm/s接近镜心 B.以0.4cm/s远离镜心 C.以0.4cm/s接近镜心

D.以1.0cm/s远离镜心 E.以1.0cm/s接近镜心 12.医疗用氧气钢瓶内容积为3.4L、压力为15100kPa。若钢瓶内气体可视为理想气体且气体从钢瓶排出时温度的降低可以忽略，则在1atm的环境下，将钢瓶内的氧气以每分钟2.0L的流量供给病患使用，最多可提供给病患使用的时间约为下列何者？(取1atm为1.0×102kPa)A.1.7分钟 B.68分钟 C.127分钟 D.255分钟 E.510分钟二、多选题：本大题共6小题，共30分。13.下列有关X射线与量子现象的叙述，哪些正确？(

)A.普朗克分析黑体辐射现象提出光量子论

B.玻尔假设角动量的量子化，提出氢原子模型，成功解释氢原子光谱

C.依照量子力学解释，原子内之电子是以机率分布出现，没有玻尔原子模型中固定的轨道

D.汤姆孙阴极射线管实验验证了X射线的存在

E.X射线具有很强的穿透力，可以轻易穿透人体内的骨头和软组织14.下列有关双狭缝干涉条纹的叙述，哪些正确？(

)A.狭缝间隔增加，干涉条纹之间的间距会增加

B.若将整个设备浸没在水中进行实验，干涉条纹的间距会较在空气中实验减小

C.照射狭缝的光的颜色从红色切换为绿色，干涉条纹的间距会增加

D.如果用白光照射狭缝，在两侧第一亮带中，蓝色亮纹较红色亮纹更接近中央亮带

E.从一个暗纹移动到下一个暗纹，光程差的变化量会相差半个波长15.在均匀静电场中，将质量为m的带电小球以水平速度抛出，发现小球在铅直方向以g4的等加速度向下运动(g为重力加速度量值)，而在水平方向作等速运动。当小球在铅直方向的高度下降ℎ时，下列叙述哪些正确？(假设空气阻力可忽略)(

)A.若小球带负电，则电场的方向垂直向下 B.若小球带正电，则电场的方向垂直向下

C.小球的重力位能减少了mgℎ4 D.小球的电位能增加了3mgℎ4

E.小球的动能增加了16.在新款车的碰撞安全测试中，一辆质量为2000kg的汽车，以等速度72km/ℎ(20m/s)在水平地面上直线前进，和质量为1000kg的静止箱形障碍物发生一维非弹性正向碰撞，碰撞后箱形障碍物被向前弹开，汽车车头内凹但仍持续向前行进。假设空气阻力与地面摩擦力可忽略。在此碰撞过程中，速度传感器测得碰撞开始后汽车速率与时间的关系如图所示。将开始碰撞的时间记为0.0秒，则下列叙述哪些正确？(

)A.在0.5秒后，汽车与障碍物分离

B.在0.5秒后，汽车动能减少一半

C.在0.5秒后，障碍物速率为20m/s

D.在0.5秒内，汽车平均加速度量值为10m/s2

E.在0.5秒后，汽车与障碍物的总动能减少17.某生想要了解为何电力公司使用高压电传输电力，因此比较两种电力传输状况：其一是交流电源经由一电阻值为3Ω的长距离导线，直接连到配电箱提供110V的电源给用户；另一是交流电源以较高电压传输电力，经由同一条长距离导线连接到主线圈和副线圈的圈数比为100：1的理想变压器，再由副线圈输出110V的电源给用户。

若用户正在同时使用两个并联的电器，一个是功率为1320W的吹风机，另一个是功率为880W的冷气机，则下列叙述哪些正确？(

)A.流经吹风机与流经冷气机的电流比为3：2

B.流经吹风机与流经冷气机的电流比为2：3

C.输入理想变压器主线圈之电功率为2200W

D.不用变压器与使用变压器传输电力时，消耗在3Ω导线的电功率比是10000：1

E.不用变压器与使用变压器传输电力时，消耗在3Ω导线的电功率比是100：118.使用感应电流大小以测量手掌张合速度的侦测器：在空心软橡胶直筒中间置1000圈半径为2.1cm的导电圆环回路，且在直筒两端各置一磁铁，产生4.0×10−2T的均匀磁场垂直通过导电圆环平面。当右手掌心朝上、手指紧握横放的橡胶筒时，磁场方向朝右，以右手压缩橡胶筒，如图所示(含条纹之箭头代表施力方向)。若在1.0s间使导电圆环半径收缩为1.9cm，则下列叙述哪些正确？A.导电圆环未被压缩时每圈的初始磁通量为8.0π×10−6Tm2

B.导电圆环每圈的面积时变率为8.0π×10−5m2/s

C.三、计算题：本大题共3小题，共34分。19.风能为再生能源，可作为净零碳排的绿色能源。风力发电机(简称：风机)利用风力带动风机叶片旋转，将风的动能经发电机组转换成电能，其功率P与单位时间内空气流向风机的气流动能成正比。

(1)空气以速度v垂直流向风机叶片，叶片旋转所形成的假想圆形平面其面积为A，如图。

(a)在时间Δt内，密度为ρ的空气流向风机的质量m为何？(以试题中所定义的参数符号表示)

(b)风机的功率P与风速三次方(v3)成正比，说明其原因为何？

(2)风机所标示的“额定功率”通常为风速12m/s时运转的功率。近五年来台湾平均每发100度电的二氧化碳排放量约为50kg。以一座额定功率为8kW的风机来发电，若全年中有13的时间风速皆为6m/s，另外23的时间风速皆为9m/s，则下列叙述哪些正确？(1年有8760小时；1度电=1kW⋅ℎ)(多选)______。

(A)当风速为6m/s时，该风机功率为12m/s风速额定功率时的14

(B)当风速为9m/s时，该风机功率为12m/s风速额定功率时的2764

(C)若该风机全年以额定功率发电，则1年发电量为70080度

(D)该风机1年实际发电量为19710度20.在“认识电磁波”的实验单元，实验室中备有微波发射器和微波接收器各一个、平行金属条偏振板(板面可转动)两片、刻度尺(当作支架轨道)一个，以及其他所需实验仪器。

(1)在微波发射器与接收器中放置一与xz平面平行之平行金属条偏振板，其中金属条沿z轴方向，实验装置如图所示。微波沿+y方向入射，其电场振动方向在xz平面上，当微波已穿过偏振板后，则穿透波的电场方向为沿______轴方向(填入x、y或z)。理由为何？

(2)(a)写出如何使用两片偏振板来验证电磁波为横波的实验步骤。

(b)根据实验结果，说明电磁波不是纵波而是横波的理由。

(3)承第(2)题，微波沿+y方向入射于两片板面皆与xz平面平行的偏振板，关于接收器测量到的微波相对强度(测量值皆除以所测得之最大值)与两偏振板金属条间的夹角关系，下列选项何者正确？(单选)______

21.一台具有三段变速系统的脚踏车(如图1)，其前齿盘的齿数为38齿，后齿盘组有相同转轴但齿数分别为14、19与26齿的3个齿盘。链条套在前齿盘和后齿盘上，当前齿盘转动1齿，后齿轮盘也跟着转动1齿；且齿盘齿数与齿盘半径成正比。

(1)齿数为n的齿盘边缘的切线速度定为vn、角速度定为ωn、法线加速度(向心加速度)定为aNn。若变速系统将链条套在前齿盘与齿数19齿的后齿盘上，当前、后齿盘转动时，下列叙述哪些正确？(多选)______

(A)后齿盘：v26v14=137

(B)后齿盘：ω26ω14=713

(C)后齿盘：aN26aN14=1

(D)前齿盘与后齿盘：ω38ω19=12

(E)前齿盘与后齿盘：v38v19=2

(2)图2为脚踏车驱动过程的示