國立台灣師範大學附屬高中 101 學年度 第一學期 第二次段考 物理試卷(數資)
班級： 座號： 姓名： 一、第一部份：單選題 (一題 2 分 共 38 分) （ ）1.圖為兩個頻率相同的同相點波源 S1和S2所產生的水波於某時刻的疊加情況，圖中的實線表示水波的波峰。則在 X、 Y 和 Z 各點中，分別會發生哪種類型的干涉？ （ ）2.如圖，學校有左、右兩間教室，左方教室的前方有兩個喇叭（可視為點波源）。下列敘述何者正確？ (A)左方教 室 中的喇叭同時播放聲音，小強卻聽到比單一喇叭音量更小的聲音，主要是因為聲音在教室中反射的緣故 (B)右方教 室中的陳老師在講話時，左方教室中的小強可以聽到，主要是因為聲音透過牆壁傳至小強耳中 (C)兩間教室中皆不 容易聽到回聲 (D)大明回答問題時，聲音比陳老師還低沉，此表示大明的聲音波長比陳老師的聲音波長還短 (E)陳老師站立提問時，教室前方的電風扇正往後方吹，則大明聽到的聲音頻率小於陳老師的聲音頻率。 （ ）3.當一道白光射入厚度均勻之玻璃塊，各種光折射的情形為下列哪一張圖形？ (A) (B) (C) (D) (E) （ ）4.經由核分裂與核聚變（或稱核熔合）反應所釋放出來的能量，都可以轉換用來發電。下列有關此二種反應的敘述， 何者正確？ (A)核分裂與核聚變均使用鈾為燃料 (B)核聚變時釋放出來的能量，並非來自核能 (C)核聚變比核分裂 產生更嚴重的輻射性廢料問題 (D)太陽輻射放出的巨大能量，主要來自核聚變反應 (E)目前已有許多發電廠利用核 聚變反應提供商業用電。 （ ）5.小明將相同質量的物體沿 3 種不同途徑，以相等的拉力由地面拉到光滑斜面頂（如附圖），則沿何種途徑作功最多？ (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)一樣多 (E)條件不足無法判斷。 （ ）6.關於實物對單一面鏡的成像，下列敘述何者正確？ (A)凸面鏡所成的像皆為正立縮小虛像 (B)凹面鏡成實像時， 像 比原物體大 (C)凸面鏡所成的像皆為倒立放大實像 (D)凹面鏡成虛像時，像比原物體小 (E)凸面鏡可將平行入射的 光線會聚在焦點上。 （ ）7.下列哪一組光源通過狹縫後，產生的干涉或繞射圖形是正確的？(A) (B) (C) (D) (E) （ ） 8.附圖為光在空氣與玻璃界面發生反射與折射的圖形，根據此圖判斷下列敘述何者正確？ (A)R2為入射光 (B)R1為 折射光 (C)R1與R3的頻率不相等 (D)R2與R3的波長不相等 (E)光由玻璃射向空氣。 （ ）9.單擺長久以來就被用來作為計時之用。單擺擺動時，擺錘會受重力(mg)及擺繩張力(T)影響。當單擺作小角度擺動 時， sinθ 約等於 θ。此時，我們可以將重力分解成相互垂直的兩個分力，其中一分力（大小為 mgcosθ）和繩張力方向相 反， 另一分力（大小為mgsinθ），則與繩張力方向垂直，可推動擺錘向 θ = 0 的平衡位置運動。若不考慮擺繩的質量以及 空氣阻力與摩擦力，則單擺的擺動週期近似於2 l g ，其中l 為擺長，g 為重力加速度，m 為擺錘的質量。根據附圖， 當一單擺作小角度週期性擺動時，下列有關敘述中哪一項是正確的？ (A)因為擺錘會回到原來的高度，所以整個過程中重力對擺錘皆不作功 (B)依據牛頓第二定律(F = ma)，擺錘愈重， 則單擺擺動的週期愈短 (C)繩張力對擺錘往下擺動時作負功，往上擺動時作正功 (D)因為擺錘的動能恆等於擺錘 的位能，所以擺錘的力學能不變 (E)此單擺運動為變加速度運動。 （ ）10.某放射源進行衰變而放出輻射，通過兩平行電極板後，行進路線如圖所示。則此放射源可能進行下列何種衰變？ (A) 24 11 Na→ 24 12 Mg＋ ＋能量 (B) 226 88 Ra → 222 86 Rn＋＋能量 (C) 238 92 U→ 234 90 Th＋ 4 2 He＋能量 (D) 14 7 N＋ 1 0n → 14 6 C＋ 1 1 H (E)4 1 1 H → 4 2 He＋2e＋＋2＋2 。 ( ) 11.發光二極體(LED)是新型的半導體元件，可藉由施加電壓將元件內的電子激發。當這些被激發的電子回復至其原狀 態時，便可發光。最近科學家已能製作出可發白光的LED。白光 LED 具有發熱量低、耗電量小、壽命長、可封裝 成平面光源等優點，有可能逐步取代一般較為耗費能量的傳統光源，成為未來照明設備的主流。下表是白光LED 光 源與傳統照明光源的耗電功率與發光效率之比較。
假設全臺灣每年用於照明的電力約為18 億度，相當於一個中型天然氣發電廠全年的總發電量，其中 9 億度用於 100 瓦特的白熾燈泡，9 億度用於 30 瓦特的日光燈。若欲以預期在 2005 年生產的白光 LED，取代這些白熾燈泡，作為 照明設施的主要光源，試問在總照度不變下，每年約可節省幾度的照明用電？ (A)6 億度 (B)5 億度 (C)4 億度 (D)3 億度 (E)2 億度。 （ ）12. 如圖所示，當開關按下時，羅盤的方向將為何（不考慮地磁因素）？ (A) (B) (C) (D) (E) （ ）13.有一個理想的變壓器，原線圈與副線圈的匝數為N1與N2，若N1＞N2，則 (A)此變壓器對直流電或交流電都適用 (B)副線圈輸出的功率比原線圈輸入的功率高 (C)副線圈輸出的交流電頻率與原線圈的頻率不同 (D)若輸入的電壓為 V，則輸出的電壓為( 1 2 N N )V (E)若輸出的電流為I2，則輸入的電流為( 2 1 N N )I2 。 （ ）14.有一電磁感應裝置如圖。開始時，甲電路上的開關 T 是打開的，甲、乙兩電路上均無電流。按下開關 T，將電路 接 通。當甲電路上的電流穩定後，若在軟鐵棒的兩端，電流產生的磁場遠大於地球磁場，則磁針K 與 L 的 N 極會指 向何方？ (A)K 向左，L 向左 (B)K 向右，L 向右 (C)K 向左，L 向右 (D)K 向右，L 向左 (E)K 向上，L 向上。 （ ）15.下列哪一個因素為造成 311 日本大地震後，引起核災如此嚴重的主要原因？ (A)地震直接震垮了核能電廠 (B)核電廠像原子彈一樣爆炸 (C)因為海嘯來襲比中子更強烈的粒子撞擊鈾誘發 了核反應 (D)因為抗輻射衣無法有效抵抗 射線 (E)因冷卻水無法進入帶走輻射的能量使圍阻體出問題造成輻射 塵的外洩。 （ ）16.由雷納所作的「光電效應」實驗可知，當照射光的頻率小於底限頻率時 (A)必須照射較久的時間，才會產生光電 子 (B)必須以較大強度的光來照射，才會產生光電子 (C)必須以較大強度的光且照射較久的時間，才會產生光電 子 (D)不管光的強度多大或照射時間多久，都無法產生光電子 (E)必可產生光電子。 （ ）17.如圖，AB、CD 為兩條可自由滑動的導線，當按下 S 接成通路時，AB、CD 之情形為何？ (A) AB 向左，CD 向右移動 (B) AB 向右，CD 向左移動 (C)兩者均向右移動 (D)兩者均不動。 圖 20 （ ）18.四個正方形線圈等速通過均勻磁場時，如右上圖 20 所示，則哪個線圈上會有順時針的應電流？ (A) a (B) b (C) c (D) d (E)皆無應電流。
（ ）19.下列有關電動機和發電機的敘述，何者錯誤？ (A)電動機俗稱「馬達」 (B)發電機係利用載流線圈在磁場中所受 的力矩來轉動，產生應電流 (C)電動機為將電能轉換為力學能的裝置 (D)發電機發電時，穿過線圈的磁力線數目 必發生變化 (E)電動機的工作原理可以利用「電流的磁效應」來解釋。
二、第二部份：單選題 (一題 2.5 分 共 20 分) （ ）20.在水平地面上有一球落地反彈又落地，週而復始。前後兩次反彈又落地的過程之最大高度比為 1：0.64。假設空氣 阻力可以忽略，則下列有關前後兩次反彈又落地過程的敘述，何者正確？ (A)最大動能的比例為 1：0.8 (B)「最 大位能 最小位能」的比例為 1：0.8 (C)力學能的比例仍為 1：1 (D) 相鄰兩次從最高點落地的時間比為 1：0.8 (E) 最大速度量值的比例為 1：0.64。 （ ）21.設聲音在空氣中與水中的速度分別為 350 公尺/秒與 1500 公尺/秒，距水面 70 公尺之直升機發出聲波，經 0.6 秒後 接收到潛水艇的回音，則該潛水艇位在水面下 (A)150 (B)225 (C)300 (D)450 (E)600 公尺處。 （ ）22.如圖 22 所示，物體質量 2 公斤，置於傾斜角 30固定斜面之底端，已知物與斜面間動摩擦力 10N，若將物體等速 拉至斜面頂端 1 公尺高度，且重力加速度 g = 10 公尺/秒2，則下列何者正確？ (A)重力作功為 20 焦耳 (B)摩擦力作功為10 3焦耳 (C)拉力作功為 40 焦耳 (D)動能增加 20 焦耳 (E)摩擦力不作功 圖22 （ ）23.核能發電廠的核反應器進行一核反應，結果核燃料反應前後共減少 5 公克的質量。假設減少的質量轉換成電能的 效率為 80%，則可以產生多少度的電？（已知光速 c 為 3×108 公尺/秒，1 度電能＝3.6×106焦耳） (A)2.5×107 (B)5×107 (C)9×107 (D)108 (E)1010 度電。 （ ）24.波長 6000 埃黃光照射某金屬，產生 1.2 10 7安培光電流，若每個光子僅可打出一個光電子，試求單位時間內引 發此電流的光子數及光子總能量為何？ (h=6.63×1034) 選項 光子數（個） 光子總能量（焦耳） (A) 1.2 1011 4.0 10 3 (B) 7.5 1011 2.5 10 7 (C) 1.2 1011 4.0 10 19 (D) 7.5 1011 7.2 10 4 (E) 6.0 1011 2.0 10 15 圖 25 （ ）25.某介質中傳遞的正弦波，其位置與時間對振幅的關係圖，如右上兩圖 25 所示。求此波的波速為何？ (A)20 (B)80 (C)100 (D)200 (E)400 公尺/秒。 （ ）26.魯夫海賊團來到科幻島，看見了一個神祕的寶箱上面刻滿了古代文字，羅賓不費吹灰之力解開內文所隱藏的秘密 「欲想要開啟此寶箱，必須先從寶箱表面金屬靶表面打出光電子(原理來自光電效應)」，魯夫以波長 6200 埃的光照射 該金屬靶，騙人布以波長 4000 埃的光照射該金屬靶，喬巴以波長 8400 埃的光照射該金屬靶，弗朗基以波長 2000 埃 的光照射該金屬靶，誰最有機會將寶箱開啟？ (A)那美 (B) 騙人布 (C) 魯夫 (D) 喬巴 (E) 弗朗基。 （ ）27.承上題在開啟寶箱的實驗中，魯夫海賊團們發現若擊出了光電子，電子到弗朗基身上將有電流產生以供弗朗基充 電，且當入射光的強度加倍（頻率相同），弗朗基感受到的電流也會加倍，香吉士提出了這問題考大家，若答對了 將可獲得一頓美味海鮮料理，魯夫說＂光強度大，金屬釋出的電子能量大，故電流大＂。索龍說＂光強度大，較易 產生電子，故電流大＂。布魯克說＂光強度大，光子的能量較大，釋出的電子數多，故電流大＂。那美說＂光強度 大，光子的數量較多，釋出的電子數多，故電流大＂。銀狐福克西突然出現說＂有關光的問題，交給我就對了， 是 因為光強度大，令人感到刺眼，就容易產生許多電子，故電流大＂。聰明的你們知道誰將可以獲得此頓美味海鮮料 理了嗎？ (A)那美 (B) 索龍 (C) 魯夫 (D) 布魯克 (E) 銀狐福克西。 三、多重選擇題 (一題 3 分 錯一個扣 1.2 分 錯兩個扣 2.4 分 三個以上扣 3 分 共 42 分) （ ）28.圖中，實線為一列向右方行進的橫波在 t = 0 時的波形，而虛線為此列橫波在 t = 1.5 秒時的波形，則此列橫波的可 能波速為？ (A)5.0 (B)6.0 (C)9.0 (D)14.0 (E)24.0 公尺/秒。
（ ）29.起初靜止的阿光測得的聲音頻率為 f，後來測得的聲音頻率減少，當時聲速為 v，則下列敘述哪些為可能情形？ (A)聲源以23v遠離靜止的阿光 (B)聲源以13v接近靜止的阿光 (C) 阿光與聲源在一直線上運動，阿光以23v往接近 聲源的方向移動，聲源以13v往遠離阿光的方向移動 (D)聲源與阿光各以12v相向前進 (E)阿光與聲源在一直線上 運動，阿光以23v往離開聲源的方向移動，聲源以13v往接近阿光的方向移動。 （ ）30.如圖 30，我們把電磁波譜中包含的各種輻射按波長遞增的順序排列，則下列敘述何者正確？ (A)輻射 Q 為紫外線 (B)輻射 R 為無線電波 (C)輻射 Q 的能量高於可見光的能量 (D) P、Q、R 三種輻射在真空 中的傳播速率均相同 (E) P、Q、R 三種輻射中，以輻射 R 最容易產生繞射。 圖 30 γ 射線 Χ 射線 輻射 P 可見光 輻射 Q 微波 輻射 R （ ）31.關於電磁波的敘述，何者正確？(A)帶電粒子在真空中等速或加速運動中，可能產生電磁波 (B)電磁波能在真空 中傳播 (C)電磁波的行進方向與其電場及磁場均垂直 (D) 射線、射線、射線均為電磁波 (E)電磁波屬於橫波。 （ ）32.一蘋果位於凸透鏡一側，蘋果距離鏡子的距離為 p，像距離鏡子的距離為 q，透鏡焦距為 f。則下列敘述何者正確？ (A)把一點光源放在焦點，則光線經折射後會聚於透鏡另一側的焦點 (B)若 p = 2q，則物體所成的像是放大的 (C)若 p = 2f，則物與像的大小相同 (D)若 p > 2f，則 q < p (E)若 p <f，則在透鏡另一側產生一倒立放大之虛像。 （ ）33.後輪驅動的腳踏車在水平地面前進，當腳踏車在以下狀態前進時，哪些現象是正確的？ (A)向前加速時，後輪的 摩擦力對腳踏車作正功 (B)向前加速時，前輪的摩擦力對腳踏車作負功 (C)向前加速時，前、後輪的摩擦力對腳 踏車皆作正功 (D)向前減速剎車時，前、後輪的摩擦力對腳踏車皆作負功 (E)向前減速剎車時，後輪的摩擦力對 腳踏車作正功。 （ ）34.附中水火箭隊書豪在 A 點將籃球投出，經最高處 B 點後，在 C 點進入籃網，不計空氣阻力，則下列敘述何者正 確？ (A)球於 A 點動能最大 (B)球於 B 點時動能為 0 (C)球至 C 點時位能最大 (D)球於 A 點速度量值小於 C 點 (E)由 A 點至 B 點至 C 點的過程中，一路上都遵守力學能守恆定律。 （ ）35. 如圖所示，一鉛直懸掛的彈簧下端繫一物體，由彈簧原長度釋放。在彈簧的彈力和地球引力的作用下(忽略空氣 阻 力)，物體鉛直上下振盪。a、b 二點分別為物體運動時的最高和最低位置，而 c 為 a、b 的中點。下列哪些敘述錯 誤？ (A)當物體由 a 往 b 運動時，彈力對物體作正功 (B) 當物體由 a 往 b 運動時，重力對物體作正功 (C) 當物體由 c 往 a 運動時，系統彈力位能增加 (D)不管 c 到 a 還是 a 到 c，總力學能皆為定值 (E)在最低點 b 處物體動能達到最大。 （ ）36.下列有關能量的形式，何者敘述正確？ (A)任何具有溫度物體都可放出輻射能 (B)光是一種電磁波，其所帶電 磁
能稱為光能 (C)蠟燭燃燒可釋放化學能 (D)熱能成因是因為組成物體的原子或分子不停地運動 (E)電磁能包括 電能與磁能，且電能和磁能可互相轉換。 （ ）37.下列有關「核能」的敘述，何者正確？ (A)就能量的大小而言，核熔合產生的能量較核分裂大 (B)相同質量耗 損下的核熔合產生的能量較核分裂大 (C)原子經過核分裂反應，反應前後的原子種類並無改變 (D) 目前世界核 能發電是利用慢中子來誘發產生連鎖反應 (E)若以飛彈攻擊核電廠，即可形成相當核子彈爆炸威力的破壞。 （ ）38.有關「光子」的敘述，下列何者正確？ (A)又稱為光電子 (B)又稱為光量子 (C)每一個光子的能量和其頻率成 正比 (D)真空中紅光的速度小於紫光 (E)每個紅光光子的能量小於藍光光子。 （ ）39.有關能源的敘述，下列何者正確？ (A)太陽能電池是利用光能產生電流，理論上不消耗物質，同時是最乾淨的 能源 (B)用玉米提煉成酒精，或用香蕉來發電是一種「生質能」 (C) 「地熱」源自於地球形成時就已存在的內 部 熱量 (D)潮汐發電、波浪發電、洋流發電、海洋溫差發電等均屬於海洋能源 (E) 「化石燃料」是從地球形成時 就 已經存在的能源。 （ ）40.如圖 13 一水平導線通有一由左到右的穩定電流，一圓線圈從旁邊沿鉛直面落下，落下期間線圈面保持鉛直，則 (A) 線圈在導線上方時，應電流方向為逆時針 (B)若無此水平導線且其他條件不變，則線圈落下時間較短 (C)線圈在 導線下方時，應電流方向為逆時針 (D)整個落下過程，應電流方向為順時針 (E)整個落下過程，線圈的速度保持 不變。 圖 13 圖14 （ ）41.如上右圖 14，曲線為一帶電粒子在均勻磁場中運動的軌跡，圖中所示為兩個不同半徑的半圓，中央實線區域為一 薄金屬板，粒子穿透金屬板時會有動能損失，磁場方向由紙面下往上，若已知同一帶電粒子在同一磁場中作圓周運 動的圓周面積愈大，即表示其動能愈大，則下列敘述何者錯誤？ (A)粒子運動方向為 abcde (B)粒子帶正電 (C) 粒子繞大半徑半圓周時磁力對粒子所作的功，較小半徑半圓周所作的功大 (D)粒子在大半徑半圓周 cde 所受磁力 較小半徑半圓周abc 所受磁力大 (E)穿越薄板前後皆作等速圓弧運動，只是速率不同，運動期間磁力皆不作功。
