彰 化 縣 私 立 精 誠 高 級 中 學 1 0 4 學 年 第 一 學 期 高 三 物 理 第 三 次 段 考 試 卷
一 、 單 選 題 （ 占 7 5 分 ， 每 題 3 分 ）
1 . 下 列 何 者 為 動 量 的 單 位 ？ ( A ) kg ∙ m ( B ) kg ∙ m/s2 ( C ) kg ∙ m2/s2 ( D ) kg ∙ m/s ( E ) kg ∙ m2/s 2 . 辰 軒 靜 坐 在 「 樹 旺 樓 」 前 的 看 台 上 ， 觀 測 以 下 （ I ） 到 （ Ⅳ ） 四 者 高 度 隨 時 間 變 化 的 情 況 ： （ Ⅰ ） 籃 球 架 上 的 籃 框 （ Ⅱ ） 從 樹 上 飄 落 的 樹 葉 （ Ⅲ ） 樹 上 落 下 的 果 實 （ Ⅳ ） 從 司 令 台 起 飛 且 越 飛 越 高 的 小 鳥 辰 軒 將 各 運 動 簡 化 為 質 點 運 動，並 以 質 點 距 地 面 的 高 度 為 縱 坐 標 ， 時 間 為 橫 坐 標 ， 繪 製 高 度 對 時 間 的 關 係 圖 ， 如 圖 1 所 示 。 關 於 圖 線 （ 甲 ） 至 （ 丁 ） 與 （ Ⅰ ） 至 （ Ⅳ ） 四 者 的 高 度 隨 時 間 變 化 的 對 應 關 係 ， 下 列 選 項 何 者 最 可 能 ？ 圖 線 情 境 甲 乙 丙 丁 ( A ) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ ( B ) Ⅱ Ⅰ Ⅳ Ⅲ ( C ) Ⅳ Ⅲ Ⅰ Ⅱ ( D ) Ⅲ Ⅳ Ⅱ Ⅰ ( E ) Ⅳ Ⅱ Ⅰ Ⅲ 3 . 已 知 空 氣 中 的 光 速 c 3.0 10 m/s 8 。 若 某 一 4 G 手 機 採 用 通 訊 頻 率 7 0 0M H z， 則 此 手 機 發 出 的 電 磁 波 ， 在 空 氣 中 的 波 長 約 為 多 少 m？ ( A ) 1 . 6 ( B ) 1 . 0 ( C ) 0 . 4 3 ( D ) 0 . 1 6 ( E ) 0 . 1 0 4. 棒 球 賽 一 名 投 手 以 水 平 速 度 144 公 里 /小 時 ， 擲 出 質 量 約 為 0.15 公 斤 的 棒 球 。 如 果 投 手 對 原 靜 止 棒 球 的 加 速 時 間 約 為 0.15 秒， 則投 手 對 棒球 的 平均 施 力約 為 多 少牛 頓 ？ (A) 40 (B) 60 (C) 75 (D) 144 (E) 200 5. 物理學的發展有賴科學家的努力，下列甲至丙所述為物理學發展的重要里程碑： 甲：歸納出行星的運動遵循某些明確的規律 乙：認為光兼具波動和粒子的二象性 丙：將行星運動與地球表面的落體運動視為相同的運動 上述發展與各科學家的對應，最恰當的為下列哪一選項？ 科學家 選項 克卜勒 牛頓 愛因斯坦 (A) 甲 乙 丙 (B) 甲 丙 乙 (C) 乙 丙 甲 (D) 丙 甲 乙 (E) 乙 甲 丙 6 . 下 列 是 四 個 高 中 生 針 對 宇 宙 演 化 概 念 的 敘 述 ， 哪 幾 個 學 生 正 確 ？ 甲 ： 宇 宙 中 大 多 數 的 恆 星 ， 是 在 大 霹 靂 時 一 起 誕 生 乙 ： 宇 宙 微 波 背 景 輻 射 比 星 光 還 古 老 丙 ： 宇 宙 誕 生 後 ， 不 斷 膨 脹 ， 但 達 到 極 限 後 ， 可 能 會 收 縮 丁 ： 若 哈 伯 定 律 中 的 哈 伯 常 數 越 大 ， 則 表 示 宇 宙 膨 脹 越 慢 ( A ) 僅 有 乙 、 丙 、 丁 ( B ) 僅 有 甲 、 丙 ( C ) 僅 有 甲 、 丁 ( D ) 僅 有 乙 ( E ) 僅 有 乙 、 丁 時間 高度 （甲） （丁） （乙） （丙） 0 圖 17. 下 列 相 對 尺 度 大 小 的 比 較 ， 何 者 正 確 ？ (A)夸 克 ＜ 原 子 核 ＜ 質 子 (B)夸 克 ＜ 原 子 核 ＜ 中 子 (C)木 星 ＜ 地 球 ＜ 太 陽 ＜ 星 系 團 ＜ 銀 河 系 (D)地 球 ＜ 太 陽 ＜ 太 陽 系 ＜ 星 系 團 ＜ 銀 河 系 (E)地 球 ＜ 太 陽 ＜ 太 陽 系 ＜ 銀 河 系 ＜ 星 系 團 8 . 下 列 選 項 中 的 示 意 圖 ， 顯 示 在 靜 止 狀 態 下 ， 電 荷 、 金 屬 球 、 磁 鐵 之 間 的 交 互 作 用 力 ， 圖 中 各 箭 號 的 指 向 與 長 度 ， 分 別 代 表 受 力 的 方 向 與 量 值 。 若 ( A) ( B )( E ) 三 選 項 中 ， 兩 箭 號 的 長 度 相 等 ， 則 哪 個 圖 正 確 ？ ( A ) 帶 正 電 點 電 荷 電 中 性 金 屬 球 ( B ) 帶 正 電 點 電 荷 帶 正 電 點 電 荷 ( C ) 帶 正 電 點 電 荷 帶 負 電 點 電 荷 ( D ) 磁 鐵 磁 鐵 ( E ) 磁 鐵 磁 鐵 9. 克 卜 勒 分 析 第 谷 的 行 星 觀 測 資 料 發 現 等 面 積 定 律 ， 即 一 個 行 星 與 太 陽 的 連 線 ， 在 等 長 的 時 間 內 ， 於 行 星 軌 道 所 掃 過 的 面 積 必 相 等 ， 如 圖 2 中 的 五 個 灰 色 區 域 所 示。已 知 太 陽 在 右 邊 焦 點 上，則 此 行 星 在 甲、乙 、 丙 、 丁 、 戊 五 點 上 ， 哪 一 點 的 動 量 量 值 最 小 ？ (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁 (E)戊 10. 我 們 每 天 能 見 到 陽 光 ， 都 是 因 為 太 陽 內 部 的 核 融 合 反 應 而 來 。 根 據 研 究 ， 核 融 合 反 應 的 主 要 作 用 力 ， 與 中 子 衰 變 成 質 子 、 電 子 和 另 一 個 稱 為 反 微 中 子 的 電 中 性 粒 子 的 過 程 ， 屬 於 同 一 種 基 本 交 互 作 用 。 由 此 可 知 下 列 何 者 為 核 融 合 反 應 的 主 要 作 用 力 ？ (A)靜 電 力 (B)弱 力 (C)強 力 (D)重 力 (萬 有 引 力 ) (E)電 力 與 磁 力 11.有一固定不 動的磁 棒及螺線管，磁 棒的長 軸通過垂直 置放之螺線管的圓心 P 點，當螺線管通以電流時，空 間中的磁力線分布如圖 3 中的虛線。已知在圖中 P 點 右方觀察，螺線管上電流方向為逆時針方向，則下列 關於磁棒磁性與磁力線方向的敘述，何者正確？ (A)甲為S極，磁力線由乙射出，終止於甲 (B)甲為S極，磁力線由甲射出，終止於乙 (C)甲為N極，磁力線由乙射出，終止於甲 (D)甲為N極，磁力線由甲離開磁棒 (E)甲為S極，磁力線由甲進入磁棒 12. 下列關於宇宙微波背景輻射的敘述，何者正確？ (A)它由宇宙中極為稀薄的低溫氣體所發出 (B)它現今所對應的溫度略高於地球南極的年平均溫度 (C)它現今的強度遠小於家用微波爐烹調食物時內部所產生的微波強度 (D)它會對日常生活中的無線電通訊造成明顯的干擾 (E)它不屬於電磁波 13. 十 九 世 紀 末，實 驗 發 現 將 光 照 射 在 某 些 金 屬 表 面，會 導 致 電 子 自 表 面 逸 出，稱 為 光 電 效 應 ， 逸 出 的 電 子 稱 為 光 電 子 。 下 列 關 於 光 電 效 應 的 敘 述 ， 何 者 正 確 ？ (A)光 電 效 應 實 驗 結 果 顯 示 光 具 有 波 的 性 質 (B)愛 因 斯 坦 因 首 先 發 現 光 電 效 應 的 現 象 而 獲 得 諾 貝 爾 物 理 獎 (C)光 照 射 在 金 屬 板 上 ， 每 秒 躍 出 的 光 電 子 數 目 與 光 照 射 的 時 間 成 正 比 (D)光 照 射 在 金 屬 板 上 ， 當 頻 率 低 於 某 特 定 頻 率 (底 限 頻 率 或 低 限 頻 率 )時 ， 無 論 光 有 多 強 ， 均 不 會 有 光 電 子 躍 出 (E)光 照 射 在 金 屬 板 上 ， 即 使 頻 率 高 於 某 特 定 頻 率 (底 限 頻 率 或 低 限 頻 率 )時 ， 如 果 光 強 度 太 弱 ， 就 不 會 有 光 電 子 躍 出 甲 乙 丙 丁 太陽 戊 甲 乙 圖 3 磁力線 螺線管 眼睛 磁棒 P S N N S N S N S 圖2
t (秒) v (公尺/秒) 2.0 0 6.0 2.0+t0 5.0+ t0 圖 5 I1 I2 t1 I2 t t2 14. 三 個 點 電 荷 X 、 Y、 Z 位 於 等 腰 直 角 三 角 形 的 三 個 頂 點 如 圖 4 所 示 ， Y 所 受 X 、 Z 的 庫 侖 靜 電 力 之 合 力 為 F。 則 X 、 Y、 Z 的 電 性 可 能 為 下 列 何 者 ？ 點電荷 選項 X Y Z (A) + + + (B) − − + (C) + − − (D) − + − (E) + − + 15 -1 6 為 題 組 季 賢 搭 電 梯 由 十 一 樓 直 接 下 降 到 一 樓 ， 行 進 的 距 離 為 30 公 尺，取 重 力 加 速 度 為 10 公 尺 / 秒2。電 梯 的 速 率 v 隨 時 間 t 而 變 ， 如 圖 5 所 示 。 當 電 梯 由 靜 止 啟 動 後 可 分 為 三 個 階 段 ： 最 初 的 2.0 秒 加 速 行 進 ； 接 著 有 t0秒 以 6.0 公 尺 /秒 等 速 行 進 ； 最 後 3.0 秒 減 速 直 到 停 止 。 15. 下 列 何 者 為 圖 5 中 的 t0值 ？
(A) 2.5
(B) 3.0 (C) 3.5
(D) 4.0 (E) 4.5
16. 若 季 賢 的 質 量 為 60 公 斤 ， 考 慮 在 下 降 過 程 的 三 個 階 段 中 ， 電 梯 地 板 對 季 賢 在 各 階 段 的 平 均 施 力 ， 三 者 中 最 小 的 量 值 為 多 少 牛 頓 ？ (A) 480 (B) 420 (C) 360 (D) 125 (E) 57 17~18 為題組 16 世紀伽利略設計了一個光滑沒有阻力的斜坡道實驗，如圖 6 所示。左邊的坡道斜度是固定的，但是右邊坡道 的斜度與長度不同，甲為最陡坡道，丁為一假想情境，沒有任何坡度且可水平的展延到無窮遠處。將一小球分 別在甲、乙、丙、丁四個坡道由高度為 h 的 P 點靜止放下，實驗發現，在甲、乙、丙三個坡道，球最後都可 以到達高度相同的 L、M、N 三個點，且與球的質量無關。 17.根據上文，下列敘述何者正確？ (A)在坡道底部，較重的球比較輕的球滑動速度較快 (B)在坡道底部，較輕的球比較重的球滑動速度較快 (C)不同質量的球所受的重力都相同 (D)球經由丁坡道滑下後會一直前進，不會停下來 (E)利用丁坡道的想像實驗可推論出靜者恆靜的說法 18. 上文所描述的運動過程中，下列哪個物理量不會隨時間發生改變？ (A)甲坡道上球的重力位能 (B)乙坡道上 球的動能 (C)丙坡道上球的力學能 (D)丁坡道上 球的 動量 (E)丁坡道上球的動能 19. 考慮如圖 7 的兩個環形導線，圖中○
A 為安培計，若上方導線的電 流I 隨時間 t 的變化如圖 8 所示： 1 試問在下方導線測量到的應電流I2應為下列何者？ (A) (B) (C) (D) (E) X Z Y F h P L h P M h P N h P 甲 乙 丙 丁 圖 6 圖 7 I2 t t2 t1 圖 8 I1 t t2 t1 I2 t2 t1 t I2 t t2 t1 I2 t t1 t20 vx t 0 vx t 變壓器 圖 9
2:300
變電所 發 電 廠 產 生 交 流 電 用 戶 傳輸線甲 主 線 圈 副 線 圈 主 線 圈 副 線 圈 傳輸線乙 20. 下 列 關 於 馬 克 士 威 在 電 磁 學 上 貢 獻 的 敘 述 ， 何 者 正 確 ？ (A)最 早 預 測 電 磁 波 存 在 (B)最 早 發 現 電 流 可 產 生 磁 場 (C)最 早 發 現 電 磁 感 應 (D)最 早 實 驗 證 實 電 磁 波 存 在 (E)最 早 測 量 出 電 磁 波 傳 播 速 率 21. 質子和中子能組成穩定的原子核結構，其主要原因包括下列哪 個選項？ (A)質子和質子間的電磁力 (B)質子和中子間的電磁力 (C)質子和質子間的強作用力 (D)質子和中子間的萬有引力 (E)中子和中子間的弱作用力 22. 籃 球 比 賽 中 ， 球 員 在 三 分 線 跳 投 ， 空 心 球 中 的 。 若 不 考 慮 空 氣 阻 力 ， 因 此 籃 球 在 空 中 飛 行 時 水 平 方 向 不 受 外 力 作 用 ， 則 下 列 圖 形 何 者 可 以 代 表 籃 球 的 水 平 方 向 速 度vx與 其 落 地 前 飛 行 時 間t的 關 係 ？ (A) (B) (C) (D) (E) 23. 跳 遠 比 賽 時 ， 雨 德 助 跑 後 從 起 跳 板 躍 起 落 在 沙 坑 中 ， 已 知 起 跳 點 與 落 地 點 在 同 一 水 平 面 。 若 空 氣 阻 力 可 忽 略 ， 雨 德 僅 受 重 力 作 用 且 可 視 為 質 量 集 中 於 質 心 的 質 點 ， 則 在 雨 德 起 跳 後 到 落 地 前 的 過 程 中 ， 下 列 有 關 其 運 動 的 敘 述 何 者 正 確 ？ (A)雨 德 作 等 速 度 運 動 (B)雨 德 作 等 加 速 度 運 動 (C)雨 德 作 變 速 圓 周 運 動 (D)雨 德 的 速 率 在 最 高 點 達 最 大 (E)雨 德 落 地 前 的 瞬 間 速 率 小 於 躍 起 時 的 瞬 間 速 率 24 -2 5為 題 組 圖 9為 電 力 輸 送 系 統 的 示 意 圖 。 發 電 廠 為 了 將 產 生 的 電 力 輸 送 到 用 戶 ， 先 利 用 變 壓 器 將 交 流 電 壓 升 到 很 高，經 過 高 壓 電 塔 間 的 兩 條 傳 輸 線 甲 及 乙，輸 送 到 遠 地 方 的 變 電 所 再 將 電 壓 降 低，然 後 分 配 給 各 個 工 廠 與 家 庭。已 知 變 壓 器 兩 端 的 線 圈 數 與 對 應 的 電 壓 成 正 比，所 以 調 整 變 壓 器 中 的 線 圈 數，可 以 改 變 電 壓 的 升 降 比 值 。 24. 若 發 電 廠 產 生 的 交 流 電 壓 為 6,000 伏 特 ， 變 壓 器 主 、 副 線 圈 的 圈 數 比 為 2:300， 則 在 發 電 廠 變 壓 器 副 線 圈 的 輸 出 電 壓 為 多 少 伏 特 ？ (A)40 (B) 4 × 103 (C) 9 × 104 (D) 9 × 105 (E) 9 × 106 25. 若 傳 輸 線 輸 送 的 電 功 率 保 持 不 變 ， 而 發 電 廠 變 壓 器 主 、 副 線 圈 的 圈 數 比 ， 由 原 來 的 2:300 改 為 1:300， 則 傳 輸 線 因 熱 效 應 而 消 耗 的 電 功 率 ， 變 為 原 來 的 多 少 倍 ？ (A)4 (B)2 (C)不 變 (D)1 2 (E) 1 4 0 t vx 0 t vx 0 t vx圖 11 甲 乙 丙 丁 戊 己 空氣 水
