精誠中學107學年度第二學期第二次段考 高二社會組物理考試卷 一、 單一選擇題：每題4 分，共 80 分 1. ( )質量分別為 4 公斤與 6 公斤的 A、B 兩小球在同一直線上運動，其速度量值及方向如圖所示。已知 A 球追上 B 球而發生一維彈性碰撞，則碰撞後 A、B 兩球的速率分別為何？ (Ａ) 18 公尺∕秒、13 公尺∕秒 (Ｂ) 17 公尺∕秒、12 公尺∕秒 (Ｃ) 16 公尺∕秒、11 公尺∕秒 (Ｄ) 15 公尺∕秒、10 公尺∕秒 (Ｅ) 4 公尺∕秒、9 公尺∕秒。 2. ( )今有質量 1 公斤的 A 球，以 6 公尺∕秒的速度，正面撞上質量 2 公斤的靜止 B 球；若 A 球以 2 公尺∕秒的速 度反彈，如圖所示，求碰撞過程中，此系統中 A、B 兩球動能和損失多少焦耳？ (Ａ) 2 (Ｂ) 4 (Ｃ) 6 (Ｄ) 8 (Ｅ) 0。 3. ( )甲、乙兩球相向作正向碰撞，碰撞後甲球反彈，而乙球靜止，則 (Ａ)碰撞前，甲動量量值較乙小 (Ｂ)碰撞 前，甲速率較乙小 (Ｃ)碰撞時，甲受到的力較乙小 (Ｄ)碰撞前，甲動能較乙小 (Ｅ)甲質量較乙小。 4. ( )質量 3 公斤的 A 與質量 2 公斤的 B 兩物體碰撞，兩物體速度與時間關係圖如圖所示，則兩物體碰撞型態為何？ (Ａ)彈性碰撞 (Ｂ)非彈性碰撞 (Ｃ)完全非彈性碰撞 (Ｄ)斜向碰撞。 5. ( )在光滑的水平面上，有甲質量 3 kg 以速率 10 m∕s 與原靜止的乙質量 2 kg 發生正面碰撞，且碰撞後兩者結為一 體，求此合體的動量量值為若干 kg．m∕s？ (Ａ) 30 (Ｂ) 20 (Ｃ) 3 (Ｄ) 2 (Ｅ) 10。 6. ( )下列何者與地板的碰撞會較接近彈性碰撞？ (Ａ)只灌半滿氣的籃球 (Ｂ)雞蛋 (Ｃ)海綿球 (Ｄ)塑膠球 ( Ｅ)硬鋼球。 7. ( )正向彈性碰撞條件下可得兩式：當追撞物 m1 速度 v1；被撞物 m2 原為靜止狀態，則撞後 v1' 及 v2' 分別各為多少？ (Ａ)（ 2 1 2 1 m m m m ＋ － ）v1、（ 2 1 1 m m m 2 ＋ ）v1 (Ｂ) 0、（ 2 1 2 1 m m m m ＋ － ）v1 (Ｃ)（ 2 1 2 1 m m m m ＋ － ）v1、0 (Ｄ)（ 2 1 1 m m m 2 ＋ ）v1、（ 2 1 2 1 m m m m － － ）v1 (Ｅ) 0、（ 2 1 1 m m m 2 － ）v1。 8. ( )一質量為 60 kg 的成人駕駛質量 920 kg 的汽車，在筆直的高速公路上以時速 108 km（30 m∕s）等速度行駛，車 上載著質量 20 kg 的小孩，兩人皆繫住安全帶。途中不慎正向追撞總質量為 2000 kg、時速為 54 km（15 m∕s）的 卡車，碰撞後兩車糾結在一起，但駕駛人與小孩仍繫在座位上。假設碰撞時間為 0.2 s 且所有阻力的影響均可忽略 不計，則在碰撞期間，安全帶對小孩的平均作用力大約多少 N？ (Ａ) 3000 (Ｂ) 2500 (Ｃ) 2000 (Ｄ) 1500 ( Ｅ) 1000。 9. ( )如圖所示，有甲、乙兩球在同一光滑平面上，兩球質量分別為 M甲＝10 kg、M乙＝3 kg，若甲球原以 13 m∕s 的 速率向乙接近，然後發生正面彈性碰撞，乙原靜止，求碰撞前後甲、乙兩球的總動量變化量量值為何？ (Ａ) 26 (Ｂ) 39 (Ｃ) 130 (Ｄ) 91 (Ｅ) 0。 10. ( )質量為 m 之質點 A 與等質量的靜止質點 B 發生碰撞。已知質點 A 的初速為 v0，末速為 3 v0 ，且方向與初速相 同，則下列何者錯誤？ 高二社會組物理 1
(Ａ)質點間的碰撞屬於一維碰撞 (Ｂ)質點 B 的末速為 3 2v0 (Ｃ)此碰撞為非彈性碰撞 (Ｄ)此碰撞為彈性碰撞 (Ｅ)碰撞後動能能量有損失。 11. ( )如圖所示，桌面光滑，甲質量 3 kg 以 10 m∕s 的速率正向撞到質量 2 kg 靜止的乙，若是彈性碰撞，求碰撞之後 甲的速率為何？ (Ａ) 2 (Ｂ) 4 (Ｃ) 6 (Ｄ) 8 (Ｅ) 10 m∕s。 12. ( )公路上有 A、B 兩車發生對撞後立即停止，若 A 車質量為 B 車三倍，則 A、B 兩車初速量值之比為何？ (Ａ) 1：3 (Ｂ) 3：1 (Ｃ) 1：9 (Ｄ) 9：1 (Ｅ) 3：1。 13. ( )如圖所示，有甲、乙兩球在同一光滑平面上，兩球質量分別為 M甲＝1 kg、M乙＝3 kg，若甲球原以 8 m∕s 的速 度向乙接近，然後發生正面彈性碰撞，求甲球碰撞前後的動量變化量量值為若干 kg．m∕s？（乙原靜止） (Ａ) 4 (Ｂ) 8 (Ｃ) 12 (Ｄ) 16 (Ｅ) 20。 14. ( )牛頓擺（Newton's cradle）是個有趣的力學玩具，它能清楚的展示一維彈性碰撞的特性。以下圖中裝置為例， 這個裝置上有 5 個完全相同的鋼珠，以細線懸掛。當鋼珠自然垂掛時，每個鋼珠的球心均在同一條水平線上。當 鋼珠間發生碰撞時，由於力學能損失不多，我們可將這個碰撞視為一維彈性碰撞，若將最靠左邊的 3 顆鋼珠側拉， 並由靜止釋放，則經過一連串碰撞後，右邊有幾顆鋼珠會上升？ (Ａ) 0 (Ｂ) 1 (Ｃ) 2 (Ｄ) 3 (Ｅ) 4。 15. ( )核分裂時所產生的中子動能很大，但動能較低的慢中子（也稱為熱中子）較容易誘發核分裂。因此在核子反應 爐中置入中子緩速劑，使高速中子與緩速劑中的原子發生一維彈性碰撞，造成能量轉移而得以減速，俾能產生連 鎖反應。依以上所述，下列何者較適合當作中子緩速劑？ (Ａ)水中的氫原子 (Ｂ)鉛塊中的鉛原子 (Ｃ)硫化鎘 中的鎘原子 (Ｄ)氧化鐵中的鐵原子 (Ｅ)鈦合金中的鈦原子。 16. ( )在光滑的水平面上，有甲質量 2 kg 以速率 10 m∕s 與原靜止的乙 3 kg 發生正面碰撞，且碰撞後兩者結為一體， 求合體後甲的動能為若干 J？ (Ａ) 8 (Ｂ) 16 (Ｃ) 32 (Ｄ) 64 (Ｅ) 100。 17. ( )如圖所示，在鉛直平面上，有體積不計的甲、乙兩球，用相同長度 L，質量不計的細繩共同懸於 O 點，今將甲 球拉至與 O 點等高且距 O 點 L 處自由釋放，g 已知，然後與在 O 點正下方原靜止的乙球發生正面彈性碰撞，若 m 甲＝m、m乙未知，但己知乙球在碰撞後可上升的最大鉛直高度為 4 L ，求乙的質量為若干？ (Ａ) m (Ｂ) 2m (Ｃ) 3m (Ｄ) 4m (Ｅ) 5m。 18. ( )在一光滑平面上，有質量未知的甲以速率 8 m∕s 和原靜止的乙質量 3 kg 發生正面碰撞，且碰撞後兩者結為一體， 若合體的速率為 4 m∕s，求甲的質量為若干 kg？ (Ａ) 1 (Ｂ) 2 (Ｃ) 3 (Ｄ) 4 (Ｅ) 5。 19. ( )光滑水平面上有 A、B 兩鋼珠，其質量分別為 1000m 及 m。今 A 鋼珠以速率 v 碰撞靜止的 B 鋼珠作一維彈性 碰撞，則 B 鋼珠的速率最接近下列何者？ (Ａ) v (Ｂ) 2v (Ｃ) 3v (Ｄ) 500v (Ｅ) 1000v。 20. ( )打靶時，若槍托沒有抵緊肩膀，則肩膀會受到撞擊。小明打靶時，槍托與肩膀之間並沒有完全貼緊。若槍質量 5 kg，子彈質量為 50 g，開槍後，在地面上看子彈速度為 100 m∕s。槍在接觸小明肩膀 0.2 s 後停止，試問小明的 高二社會組物理 2
肩膀會受到的平均力最大為何？ (Ａ) 40 N (Ｂ) 50 N (Ｃ) 100 N (Ｄ) 200 N (Ｅ) 25 N。 二、 多重選擇題：每題5 分，共 20 分〈按學測方式扣分〉 21. ( )質量為 M 的木塊，靜止於光滑的水平面上，將一個質量為 m 的子彈，以水平速度 v 射入該木塊，子彈受到向後的 摩擦力，木塊則受到向前的摩擦力。子彈最後停留在木塊中，兩者以相同的速度 v'一起前進，下列敘述哪些正確？ (Ａ)摩擦力對子彈作正功 (Ｂ)摩擦力對木塊作正功 (Ｃ)兩者速度相同時，摩擦力消失 (Ｄ)兩者一起前進的總 動量等於 mv (Ｅ)兩者一起前進的總動能等於 2 1 mv2 22. ( )在一光滑水平面上，有質量為 mA 的 A 鋼珠與質量為 mB 的 B 鋼珠，若 A 鋼珠以 vA 之速度與靜止之 B 鋼珠發 生一維彈性碰撞，若撞後 A 鋼珠之末速度為 vA'，B 鋼珠之末速度為 vB'，則下列敘述何者正確？ (Ａ)若 mA＝ mB，則 vA'＝0 (Ｂ)若 mA＝mB，則 vB'＝vA (Ｃ)若 mA＞ mB，則 vA＞ ' 之量值約等於 vA 之量值，且方向相反 ( Ｄ)若 mA＜ vB，則 vA＜ ' 之量值約等於 vA 之量值，但方向相同 (Ｅ)若 vA' 與 vA 之方向相同，則 mA＞mB。 23. ( )在光滑平面上，有甲、乙兩物體質量分別為 m甲＝3 kg、m乙＝2 kg，今甲以速率 10 m∕s 與原靜止的乙物體發生 完全非彈性碰撞，則下列敘述何者正確？ (Ａ)碰撞後甲的速率為 2 m∕s (Ｂ)碰撞後乙的速率為 12 m∕s (Ｃ)碰 撞後甲的速率為 6 m∕s (Ｄ)碰撞後乙的速率為 6 m∕s (Ｅ)碰撞過程中，甲施予乙的力等於乙施予甲的力。 24. ( )若甲、乙兩物發生正面彈性碰撞且不計任何阻力，則對甲、乙兩物而言，在接觸的過程中，下列敘述何者正確？ (Ａ)甲物的動量守恆 (Ｂ)乙物的動量守恆 (Ｃ)甲、乙兩物的總動量守恆 (Ｄ)甲給乙的力量值＝乙給甲的力 量值 (Ｅ)甲的動能守恆。 高二社會組物理 3
