精誠中學
108 學年度 第一學期 高三 物理科 期末段考 試題
(本卷共兩面，另附答案卡) 第一部分︰單選題 ( 共 20 題，每題 3 分) 1. 小宇 發現學校的某一個水龍頭無法拴緊，水一滴一滴不停地滴落到洗手臺，並且觀 察到在耳朵聽到前一滴水滴在洗手臺的聲音時，下一滴水剛好下落。他為了測量一 天浪費的水量，利用碼表進行計時，而計時的方法如下：「當聽到某一滴水滴落在 洗手臺的聲音時，開始計時，並且數 1，之後聽到的水滴聲，依序數 2、3……，一 直數到 20 時，按下碼表停止計時，得到碼表時間讀數為 76 秒。」若每滴水的質量 為m0.2公克，則一天（24 小時）浪費的水約為多少公斤？ (A)0.6 (B)1.2 (C)2.5 (D)4.3 (E)7.8 答案：(D) 2. 氫原子由一個帶正電的質子與一個帶負電的電子所組成，在自然界中較常以兩個氫 原子所形成的氫氣(H )的形式存在，則有關氫氣中兩個質子間存在的作用力，下列2 敘述何者較為正確？ (A)兩個質子間僅有電磁力 (B)兩個質子間僅有強作用力 (C)兩個質子間有重力、電磁力及強作用力 (D)兩個質子間有電磁力及強作用力 (E)兩個質子間有重力及電磁力 答案：(E) 3. 太陽常數是在 1 天文單位（大約相當於地球到太陽的平均距離）的距離下，垂直於 太陽輻射平面的單位面積上，測量到來自太陽的電磁輻射總通量。太陽常數不止計 算可見光，還包含了全部類型的太陽輻射，大略的數值為 1.366kW/m2。若此能量 功率均由核融合所產生，則太陽每秒所損失的質量約為多少公斤？（已知地球半徑 6400 R 公里，1 天文單位 AU 1.5 10 8 公里，真空中光速c 3 105公里／秒，球 表面積為4 半徑2，球體積為 3 4 3 半徑 ） (A)4.3 10 9 (B)4.3 10 7 (C)4.3 10 5 (D)4.3 10 3 (E)4.3 10 1 答案：(A) 4. 一列週期性繩波以 2 m/s 之速度，沿+x方向傳播時，導致輕質細繩沿著y方向振動。 若以y代表細繩偏離平衡位置的位移，則在t1 s時，繩上各點的位移如圖所示。試 問在x 10 m處的質點位移y隨時間t的變化關係，以下列何者表示較為正確？ (A ) (B) (C) (D ) (E ) 答案：(B) 5. 如圖所示，在一光滑水平面上有一等速運動的 A 車與一靜止的 B 車，兩車質量均為 1 kg，其中 A 車上有一質量可忽略的 L 型支架，且支架前端以輕繩連結小物體 C。 已知起初 A 車的速度 向右運動、輕繩長度為 0.3 m、小物體 C 的質量為 0.5 kg、重力加速度為 10 。若 A 車與 B 車碰撞後黏在一起運動，且已知三者速度相 等時，物體 C 可達最大高度，試求其最大高度為何？（所有碰撞均在極短時間下完 成，且忽略其他阻力作用） (A)0.16 (B)0.24 (C)0.36 (D)0.72 (E)0.96 答案：(A) 6. 有一個裝有電池組驅動風扇的玩具車，當風扇啟動後，玩具車會向右運動，最終達到 一個恆定的速率，下列關於玩具車的速率（v）與時間（t）之關係圖，哪一個較為正 確？ 答案： 7. 在地球上空有一個穩定繞地球運轉的人造衛星，若有一太空人在此人造衛星上進行維 修工作，試問下列敘述何者正確？ 0 4 m/s v 2 m/s(A)太空人在人造衛星上因不受地球重力，故無法用磅秤量到體重 (B)太空人在人造衛星上因受地球重力，故可用磅秤量到體重 (C)人造衛星因不受地球重力，所以不會掉落在地球上 (D)人造衛星因受地球重力，所以需靠引擎作為動力才不會掉落地球 (E)人造衛星及太空人受到地球的重力加速度相同 答案： 8. 元素週期表中原子序 104 以上，被稱為超重元素。2015 年國際組織（IUPAC 及 IUPAP）審查通過日本森田團隊所發現的「113 號元素」為新元素，並取得命名權。 在實驗中可觀察到合成的該元素會經 6 次 衰變後轉變成鍆（ 101254Md ：原子序 101，原子量 254），請問此新元素的中子數為何？（說明：原子經歷一次 衰變時， 原子序會減少 2，質量數會減少 4） (A)113 (B)125 (C) 165 (D) 226 (E) 278 答案： 下圖為一個質量 2 公斤的物體從高空靜止自由落下，途中加速度與時間的關係圖。若剛 開始的加速度為 10 公尺∕秒2，試回答 9、10 題。 9. 此物體在圖 12 中所受空氣阻力的量值隨時間之變化為何？ (A)為一個定值 (B)逐漸變大 (C)逐漸變小 (D)先變大後變小 (E)先變小後變大 答案： 10. 物體在第 4 秒瞬間時，所受的空氣阻力量值約為多少牛頓？ (A) 12 (B)10 (C)8 (D)6 (E)0 答案： 11. 太陽能電池可以將太陽能轉化為電能，目前人類製作技術最佳的矽電池，將太陽能 轉化為電能的效率達到 10％ 左右。而在某種綠色植物的光合作用中，經過測試發現： 每放出 1 個氧氣分子只需要吸收 8 個波長為 620 nm 的光子，每放出 1 mol 氧氣的同 時，植物體能儲存 512 kJ 的能量。由上述資料可推測，此綠色植物將波長為 620 nm 的太陽能轉化為生物能之轉化效率約為多少？ 3％ 13％ 33％ 50％ 70％ 答案： 12. 正△ABC 邊長為 a，若在 B、C 兩點各置＋q 及－q 電荷，則在 A 點處的電場強度大小為何？ (A)0 (B) 2 kq a (C) 3 2 2 kq a (D) 2 3 2 kq a (E) 2 2 2 kq ka 。 解答：B 13. 關於帶靜電的金屬球體，下列敘述何項為正確？ (A)球內電場大小與所在的位置到 球心的距離大小平方成反比 (B)球內電場大小與所在的位置到球心的距離大小成正比 (C)球內電荷均勻分佈，各處的電荷密度大小相同 (D)球體表面的電荷均勻分布，各處 的面電荷密度大小相同 (E)在球體內移動一電荷所做功與兩點距離成正比。 解答 (D) 14. A、B、C 三點電荷之電力線關係如右圖，若 A 的帶電量為＋4e，則 B 的帶電量為 (A)－5e (B)－6e (C)＋8e (D)－9e (E)＋12e。 解答 (B) 15. 有一半徑 a，均勻帶電之金屬圓環，帶電量為＋Q，則在圓環軸心上與圓環中心相距 3a 處之電場強度為何？ (A)
√
3KQ 8a2 (B)2 2 KQ a (C)3 2 KQ a (D) 2 3 4 KQ a 。 解答 (A) 16. 下列敘述何者為真？ (A)等位線上各點，電場大小必相等 (B)正電荷必沿著電場 方向運動 (C)等位體內必無電場存在 (D)電場較強的部分，電位也必較高 (E)電位較高的部分，電力線密度必較高。 解答 (C) 17. 二球形導體，半徑各為 2R 與 3R，電位各為 2V、3V，今以導線相連且兩球相距甚 遠，則連接後，A 球的電位變為 (A) 11 5 V (B) 5 2V (C) 8 3V (D) 9 4V (E) 13 5 V 。 解答 (E) 18. 當質子( 11 H)與氘核( 21 D)相距 d 時，今質子與氘核自此距離由靜止釋放，當二者 互斥至相距3d 瞬間，氘核之動能為 K，則此時 (A)氘核的動量大小比較大 (B)質子的 動能為2K (C)系統的力學能變為原來的 3 倍 (D)二者所受的衝量比為 2：1 (E)二者 間的靜電斥力為 1 K 6d 。 解答 (B) 19. 下圖為帶靜電的金屬導體，下列何項敘述錯誤？ (A)所有電荷均勻的分布在金屬導 體的表面上 (B)所有電荷皆分布在表面，內部無電荷 (C)金屬導體的兩端 A、B 電力線 的密度最高 (D) O 點電場為零(E)O、C、D 三點的電位相等。 解答 A 20. 兩板間電位差 2000 伏特，相距 10 cm，則 a、c 兩點間之電位差？A ： (A)800 伏特 (B)600 伏特 (C)1000 伏特 (D)2000 伏特 (E) 0 第二部分 多選題( 共 8 題，每題 5 分，答錯一選項倒扣 1 分)︰ 21. 目前普遍為人接受的宇宙誕生與演化模型為「大霹靂理論」，其主要觀點為「宇宙 的初始狀態是密度極大且溫度極高的一點，並在歷經膨脹後而演化成現在的宇宙」。且 此一理論已經由20 世紀多位科學家的實驗獲得證實。則以目前所了解的宇宙而言，下 列敘述哪些正確？（應選2 項） (A)由於在地球上所觀測到遠方的星系大多都是遠離我們而去，故可以推知我們應該 位在宇宙的中心附近 (B)宇宙背景輻射對應的溫度較 1 大氣壓時水的冰點溫度低 (C)現在所偵測到的宇宙背景輻射波長及強度分布與 20 億年前的相同 (D)宇宙已停止膨脹，趨於穩定狀態 (E)哈伯—勒梅特定律為宇宙膨脹的重要依據之一 答案：(B)(E) 22.一個金屬環以速率 v 鉛直上拋進入一垂直射入紙面的均勻磁場，如圖 2 所示，之後 金屬環全部進入磁場中，但在其頂端未到達此磁場 上端時即落下返回。若忽略空氣 阻力，試問下列敘述何者正確？（應選兩項） 圖 2 (A)當金屬環頂端進入磁場時，金屬環會產生順時針方向的應電流 (B)當金屬環底部離開磁場時，金屬環會產生順時針方向的應電流 (C)金屬環在完全離開磁場時的速率與進入磁場時的速率 v 相同 (D)若移去此一均勻磁場，金屬環上升及落下至原位置所需的時間，與有磁場存在時 所需的時間相同 (E)若移去此一均勻磁場，金屬環上升的最大高度會比在有磁場存在時上升的最大高 度高 答案： 23. 新型手機提供了無線充電功能，讓用戶免除手機與電源線頻繁接觸的困擾。圖 3 為手 機與無線充電板內部之示意圖，下列關於手機利用電磁感應式充電板在充電過程之敘 述，何者正確？（應選兩項） (A)充電板之線圈 A 需利用電磁感應產生變化的磁場 (B)手機上之線圈 B 會有隨時間改變的磁力線通過 (C)充電板須接直流電源以使線圈 A 產生穩定的磁場 (D)線圈 A 與 B 之距離會影響充電效率 (E)這種充電方式不會有電流熱效應的產生 答案： 24. 有一質量為 m 的物體，放在固定於地面的三角斜面上，從底部施平行斜面的外力 F 使物體以等速運動至斜面頂端，F 對物體作功為 10 J，如圖 5 所示。設重力加速度為 g，不考慮空氣阻力，則物體運動過程中，下列敘述何者正確？（應選兩項） (A)外力 F 的量值等於物體重量大小 mg (B)外力 F 對物體所作的功等於摩擦力對物體所作的功 (C)摩擦力及重力對物體所作的功為－10 J (D)外力 F 對物體所作的功等於重力對物體所作的功 (E)合力對物體所作的功為零 答案： 25. 微中子是包立（Pauli）為了解釋一個中子衰變時能遵守動量守恆，所提出的一個假想 粒子，並認為微中子是不具質量的電中性粒子。後來實驗證實微中子的存在，並發現 微中子共有電子微中子、緲子微中子及濤微中子三種，雖然三者性質相似，但被認為 是各自獨立的。最近物理學家更發現微中子會隨著時間或運動距離，而由其中一種轉 變成另外兩種。並推論：「如果微中子可以自由轉換類型，則微中子必須擁有質 量。」這個結論在物理學界投下了震撼彈，因為微中子一直被認為是不具質量的粒子。
然而現今實驗結果顯示，不管微中子質量有多小，它的確是擁有質量的。試問下列敘 述，何者正確？（應選兩項） (A)中子衰變時不會放出質子或電子 (B)中子衰變時會使物質本身的組成產生本質上的變化 (C)兩個微中子之間不會有電磁交互作用力存在 (D)兩個微中子之間不會有重力交互作用（萬有引力）存在 (E)緲子微中子與濤微中子是電子微中子衰變的產物 答案： 26. 如圖所示，整個電路是由兩個迴路組成：在右手邊迴路串聯了一個檢流計；在左手 邊迴路中心置放了一磁鐵棒，其產生的磁場為 B。兩個迴路共用一個轉閘開關。一 開始設定轉閘開關與端點○相接觸，則左手邊迴路為非封閉，右手邊迴路為封閉。然 後旋轉轉閘開關，改與端點○相接觸，使得右手邊迴路成為非封閉，左手邊迴路仍舊 為非封閉，但整個電路為封閉。則下列敘述，哪些正確？（假定可以忽略轉閘開關旋 轉時的效應）（應選兩項） (A)磁鐵產生的磁場變大 (B)磁鐵產生的磁場不變 (C)檢流計的指針瞬間偏左再歸零 (D)檢流計的指 針瞬間偏右再歸零 (E)檢流計的指針一直保持不動 答案： 27. 牛頓利用三稜鏡將太陽光折射後投射在牆壁上，呈現出紅橙 黃綠藍紫一系列的顏色，稱為光譜（spectrum），這就是電 磁波中波長約在 380 nm 至 780 nm 之間由紫至紅呈連續分布的顏色，稱為連續光譜。 圖 8 為氫原子在太陽光通過後用光譜儀分析穿透的光所發現的幾條暗線，將之稱為氫 原子的暗線光譜。下列有關光譜的敘述，哪些正確？（應選兩項） (A)經太陽光通過後的不同氣態原子之光譜線的位置 （波長）應相同，但相對亮度不同 (B)所呈現光譜線都是一條一條的細長直線是因為原子能階為一條一條的平行線 (C)圖 中的原子光譜線是氫原子由高能階狀態回到基態時發射光子形成的 (D)氫原子光譜的現象可證實波耳氫原子模型中能階存在的理論 (E)可藉由測量一個物體發出的原子光譜，推論出該物體的組成成分 答案： 28. 如圖 所示，質量分別為 3m 與 m 的兩球 A 與 B，從光滑斜面上的不同高度處，同時 由靜止開始下滑，經過 t 秒後，若兩球仍在斜面上，則下列敘述，何者正確？（應選 兩項） (A)A 球與 B 球間的距離逐漸減少 (B) A 球的重力位能變化量等於 B 球的重力位能變化量 (C)A 球的重力位能變化量大於 B 球的重力位能變化量 (D)在第 t 秒瞬間，A 球與 B 球具有相同的速度 (E)在第 t 秒瞬間，A 球與 B 球具有相同的動能 答案：
