第二次期中考物理(數理班)

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國 立 台 灣 師 大 附 中 九 十 九 學 年 度 第 一 學 期 第 二 次 期 中 考 試 試 題

科目:高一物理(數理班)

一、單一選擇題:

(每題 2 分,答錯不到扣,共 50 分) 1. 如右圖,在金屬軌道上有一可滑動的導線,整個裝置放在有進入紙面的 均勻磁場中,當導線向右等速滑動時,電阻 R 上的應電流方向為何? (A)向上 (B)向下 (C)有時上有時下 (D)不會有電流。 2. 承上題,此時導線所受合力方向為何? (A)向左 (B)向右 (C)無方向 (D)不知金屬軌道與導線間有無摩擦力,無法判斷。 3. 如右圖,圓形線圈與螺線管截面平行放置,下列哪一項操作,在線 圈上造成的應電流方向與其他三者不同? (A)線圈向右移動 (B)螺線管向右移動 (C)線圈向左移動 (D)電池電壓變小。 4. 有一線圈面在均勻磁場中繞 AB 軸旋轉,如圖所示,當某一瞬間,線圈面和 磁場方向垂直時,此瞬間線圈上的應電流方向為何? (A)順時針方向 (B)逆時針方向 (C)無應電流 (D)有時順時針方向,有時逆時針方向。 5. 變壓器是一種可以改變交流電電壓的裝置,如圖,電源接主線圈,副線圈連接輸出部分, 中間支架為鐵芯,下列有關「變壓器」的敘述何者錯誤? (A)變壓器是利用電磁感應的原理,故不可用於直流電 (B)若將中間鐵芯改為鋁製,變壓器效果會變差 (C)變壓器改變電壓時,也會改變電流,但不會改變交流電的頻率 (D)若中間鐵芯與主線圈、副線圈導通,變壓效果會比較好 6. 家電用的電磁爐,通常是根據法拉第的電磁感應原理,使鍋子產生高溫以烹煮食物。下列 有關此種電磁爐與所用鍋子的敘述,何者錯誤? (A)電磁爐所用的鍋子必須可以導電 (B)電磁爐會產生隨時間變化的磁場 (C)電磁爐的爐面最好可以導熱 (D)電磁爐的爐面最好不能導電。 7.一繩波如右圖所示,已知某時刻繩上 P 點的運動方向向上,則 此時繩上 Q 點的運動方向為: (A)↑ (B)↓ (C) → (D)↗(E)↘ 8. 頻率為 865 赫的音叉所發出的聲音,在 25oC,乾燥無風的空氣中,波長約為多少公尺? (A) 0.67 (B) 0.52 (C) 0.40 (D) 0.38 (E) 0.30 R P Q

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9 作水波槽實驗時,用一起波器在淺水區振動,若淺水區的水波波長為 λ1、頻率為 f1,當水 波進入深水區時,深水區的波長為 λ2、頻率為 f2,則下面的關係何者正確? (A)λ1=λ2,f1=f2 (B)λ1>λ2,f1=f2 (C)λ1=λ2,f1>f2 (D)λ1<λ2,f1=f2。 10. 小明將甲、乙、丙三種單色光在同一雙狹縫 的裝置上作干涉實驗,在所有實驗條件相同 狀況下,三種單色光分別在屏幕上獲得三種 干涉條紋如圖所示,則三種單色光頻率大小 關係為: (A)甲光>乙光>丙光 (B)乙光>甲光>丙光 (C)丙光>乙光>甲光 (D)丙光>甲光>以光 11. 如圖,A、B 為介質 I、Ⅱ、Ⅲ所形成的平行界面,光線入射時,行進 方向與法線的夾角分別為 、1  、2  ,若3 132,則光在哪一個介 質中的行進速率最快? (A) I (B)Ⅱ (C)Ⅲ (D)無法判斷。 12. 下列電磁波波長的順序何者正確? (A)可見光 紅外光  紫外光 (B)無線電波 可見光  x 光 (C)綠色光  紫外光  微波 (D)紅色光  紫色光  藍色光。 13. 圖中實線為一列向左方行進的橫波在 t = 0 時的波形,而 虛線則為此列橫波在 t = 0.5 秒時的波形,若此列橫波的週 期為 T,且 0.2 秒 < T < 0.5 秒,則此橫波的波速為 (A)22 公尺/秒 (B)18 公尺/秒 (C)14 公尺/秒 (D)10 公尺/秒 (E)2 公尺/秒。 14. 小華身高 180 cm,眼睛距頭頂 10 cm,小明身高 160 cm,眼睛距頭頂 14 cm,今兩人欲合 買一面鏡子,使兩人都可看到自己全身的像,則鏡長至少為 L1 cm,安裝時,鏡子頂部離 地高度為 L2 cm,則(L1,L2)為 (A)(90,175) (B)(90,153) (C)(102,175) (D)(102,153)。 15. 如圖,質量m 2公斤的物體靜置於水平面上,對該物體施 5 牛頓的水平 拉力,若物體與地面的摩擦係數為 0.2,則持續施力 2 秒鐘,施力對物體 作多少功?(g 10公尺/秒2) (A)物體不動,故不作功 (B) 5 焦耳 (C) 2 焦耳 (D) 1 焦耳。 16. 不計空氣阻力,將一個石子鉛直上拋,最高可拋到離地 h 公尺之高度,則當石子的位能 與動能相等時,石子的離地高度為何?(設在地面時重力位能為零) (A) 2 h (B) 2 h (C) 3 h (D) 3 h 17. 下面有關各種形態的能量相互轉換的敘述中,哪一項是錯誤的? (A)太陽能熱水器將光能轉換成熱能 (B)核反應爐將核能轉換為熱能 (C)燃料電池將熱能轉換成電能 (D)白熾燈泡將電能轉換成熱能

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18. 圖為太陽能熱水器的主要構造示意圖,若其冷水注入玻璃框內彎 管的流動率為 6.00 公斤/分,受光照面積為 10 公尺2,進入的水溫 為 29.0C,該地區正午太陽在地球表面照射的強度約為 1×103 特/公尺2,假定熱水器將照射光能轉換成熱能的效率為 41.8%,則 正午時,這個熱水器流出的水溫為何? (A)31.0C (B)39.0C (C)42.0C (D)46.0C 19. (甲)X 射線 (乙)  射線 (丙)  射線 (丁)陰極射線 (戊)微中 子。上述射線分別射入磁場後(磁場方向為垂直入紙面),有幾個會 往上偏轉(不計重力的影響)? (A)1 (B)2 (C)3 (D)4。 20. 在核反應中,反應完後燃料減少了 1 毫克的質量,則反應後約可產生多少能量? (A)9×1013焦耳 (B)2.14×108千卡 (C)2.14×107卡 (D)25000 度 。 21. 以 mp與 mn分別代表質子與中子的質量,一個由 Z 個質子與 N 個中子組成的穩定原子核,其質量 M 與質量數 A=Z+N 的關係,可表示為 M=Zmp+ Nmn- 2 AE c (其中 c 代表光速)。若 E 隨 A 的變化如 附圖所示,則由附圖可以判斷,下列敘述何者正 確? (A)質量數 A 越大,原子核越穩定 (B)238 92U 原子核內所含的核能大於 2 1H (C)一個56 26Fe 原子核分裂為數個 2 1H 原子核時,總質量會減少而轉變成能量 (D)數個2 1 H 原子核熔合為一個 56 26Fe 原子核時,總質量會減少而轉變成能量。 22. 用功率 500 W 的單頻黃色光照射光電管,結果產生 0.1A 的光電流,若改用功率 1000 W

的單頻紫色光照射,則產生的光電流為: (A)略大於 0.05A (B)略小於 0.2 A (C)恰等於 0.2 A (D)略大於 0.2 A 23. 根據愛因斯坦光量子理論,一個波長為 400 nm 的光子與一個波長為 600 nm 的光子能量 比為: (A)2:3 (B)4:9 (C)9:4 (D)3:2。 24. 已知物質波的波長與速率成反比,當某粒子以 104公尺/秒的速率運動,其物質波波長為 10-10公尺。如果速率降為 103公尺/秒,則其物質波波長與下何種電磁波波長最接近? (A)AM 訊號波 (B)微波 (C)X 光 (D) 射線 25. 由於物質波的概念,我們知道原子中,電子的物質波在電子軌道上運行,已知某原子外 的電子軌道為圓形,半徑為 0.20 nm,則此電子的物質波波長最接近下列何者? (A)2.51 nm (B)1.63 nm (C)0.63 nm (D)0.28 nm。

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‧P ‧Q 靜止

二、多重選擇題:

(每題 5 分,答對一選項得 1 分,答錯一選項倒扣 1 分,共 50 分) 26. 如圖,空間中佈滿向 x 方向的均勻磁場,封閉圓形線圈 A(圈 面在 y-z 平面上)放在其中,則下面哪幾種情形,會使線圈 產生感應電流? (A)線圈不動,磁場減弱 (B)線圈在原地繞著 y 軸旋轉 (C)線圈向 z 方向移動 (D)將線圈切斷 (E)線圈沿著 x 軸來回振動 27. 下列關於馬克士威方程組的敘述,哪些正確? (A)馬克士威方程組並非由馬克士威一人完成的 (B)馬克士威拓展法拉第定律,將變動的電場也視為電流 (C)依據馬克士威方程組的推導,真空中可存在由電場與磁場構成的波動 (D)依據馬克士威方程組的推導,電磁波的波速與光速相同。 (E)馬克士威並未以實驗證實電磁波的存在 28. 如圖,無重力的太空中有一鋁環,用一根磁棒沿軸線方向以初速 v0射入並穿過鋁環,由 左方觀之,下列敘述哪些正確? (A)磁棒接近鋁環時,鋁環上會有順時針方向的電流 (B)磁棒接近鋁環時,鋁環會受到與 v0同方向的加速度 (C)磁棒穿過鋁環後,鋁環會向右運動 (D)整個過程力學能守恆 (E)整個過程能量守恆。 29、30 題為題組 如表所示,無風時,當觀察者 O 與聲源 S 皆靜止不動時,觀察 者 O 所觀察波速為 v、波長為  、頻率為 f,試以選項編號回答 29、30 題。(表中v 表波源速度,S v 表觀察者速度,O vS  ) v 29. 哪些觀察者所觀察的波速大於 v? 30. 哪些觀察者所觀察的波長大於? 31. 附圖為紅光經兩狹縫 S1、S2干涉後之條紋,P 點為亮紋上的一點,Q 為暗 紋上的一點。則下列敘述哪些正確? (A)當 S1之光波波峰到達 P 點時,S2之光波波峰亦同時到達 P 點 (B)當 S1之光波波谷到達 P 點時,S2之光波波谷亦同時到達 P 點 (C)當 S1之光波波峰到達 Q 點時,S2之光波波谷亦同時到達 Q 點 (D)P 點是亮、暗不斷閃爍的位置,由於視覺暫留而呈現亮紋 (E)Q 點是始終是暗的,光波在此無任何振動。 x z y B A

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32. 下列有關現今一般核能發電的敘述,哪些是正確的? (A)以鈾 235 為燃料 (B)生成物不具放射性 (C)核反應損失之質量轉化為能量 (D)以微中子撞擊鈾原子核來產生連鎖反應 (E)利用原子核熔合來產生能量。 33. 附圖為太陽系中,某一行星以橢圓軌道繞太陽運行的示意圖,下列敘述哪些正確? (A)行星在 A 點的動能大於在 B 點的動能 (B)行星自 B 運行至 C 期間,太陽引力對行星作正功 (C)整個過程中,A 位置的重力位能最小 (D)行星自 C 運行至 A 期間,動能一直增加 (E)行星自 D 運行至 B 的過程,力學能守恆。 34. 下列有關物質波的敘述,何者正確? (A)物質波不須介質傳播 (B)宏觀世界中所見的粒子或物體,其伴隨的物質波波長都太 長,因此不易察覺 (C)溫度越高的物質,越容易輻射出物質波 (D)物質波振幅為零的位 置,表示物質出現的機率為零 (E)物質波的觀念是由愛因斯坦提出的。 35. 氫原子光譜可見光部分的示意圖如附圖所示,已知這四條譜線是由四個不同高能階躍遷 至同一低能階而造成的,下列敘述哪些是正確的? (A)M 是紫色光 (B)Q 的光子能量最大 (C)N 的光子能量大於 P 的光子能量 (D)四個高能階裡,以造成 Q 譜線的能階能量最高 (E)以 M 光進行光電效應實驗,可產生光電流,則以 N、P、Q 光對同一金屬進行光電效 應實驗,都可產生光電流。 《試題結束》 答案: 1. BCACD 6. CBCDC 11. ABCCB 16. ACBAD 21. DBDCC 26. AB 27. ACDE 28. BCE 29. BD 30. AE 31. ABCE 32. AC 33. ACDE 34. AD 35. BDE

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參考文獻