國立台灣師大附中
101 學年度第一學期第一次段考試題
科目：高三物理(數理班、語科班)一、單一選擇題：(每題 3 分，答錯不倒扣，共 45 分)
1. 以波長為 6400Å 的雷射光照射單狹縫，在狹縫後方 1.5m 處的屏幕上之繞射圖案如圖，狹 縫寬度為 (A) 2.4 × 10-4 (B) 1.6 × 10-5 (C) 1.2 × 10-3 (D) 1.6 × 10-3 (E) 2.4 × 10-3 cm。 2. 波長為 5000Å 的綠光通過雙狹縫後，其干涉圖案如圖(a)所示；而以另一單色光通過相同 的雙狹縫後，其干涉圖案如圖(a)。則第二個單色光的波長為 (A) 550 (B) 500 (C) 450 (D) 400 (Ｅ) 350 nm。 3. 楊氏雙狹縫干涉實驗中，如果將雙狹縫中之一狹縫以折射率為 1.2 之玻璃板遮住，而另一 狹縫以折射率為1.6 的玻璃板遮住，其中兩玻璃板的厚度相同。原來未蓋上玻璃片時之中 央亮帶的位置為蓋上玻璃板之後的第 3 亮帶所占有，光波長為 560nm，則兩玻璃板的厚度 為 (A) 2.1 (B) 2.8 (C) 4.2 (D) 8.4 (E) 9.6 m。 4. 一個單色線光源 S(發出波長 500nm 的綠光)置於平面鏡前，來自 線光源與平面鏡的反射光，在光屏上發生干涉時，若相鄰暗紋 間的距離為0.25mm，則線光源與平面鏡間的距離為 (A) 0.5 (B) 1.0 (C) 1.5 (D) 2.0 (E) 2.5 mm 5. 阿花利用半徑為 5.00cm，薄壁折射率為 nC=1.52 ，厚度可以忽略 不計的透明半圓皿，進行雙狹縫干涉實驗。如圖所示，雙狹縫間 距為0.010 mm，緊貼在半圓皿後方。在空氣中波長是 650 nm 的 雷射光束，沿著y 軸方向射向雙狹縫。屏幕距圓心 2.0 m。半圓皿 內注滿折射率為 nL=1.3 的液體之後，再將雙狹縫向-y 方向移動 0.10cm，此時屏幕上所見相鄰亮紋間距為 (A) 5.0 (B) 6.5 (C) 8.6 (D) 10.0 (E) 13.0 cm。6. 如圖所示，三個完全相同的金屬小球 a、b、c 位於等邊三角形的三個頂點 上。a 和 c 帶正電、b 帶負電，a 所帶電荷量的大小比 b 的小。請問 c 受到 a 和 b 的靜電作用力之合力可用哪一條箭頭線段表示？ (A) F1 (B) F2 (C) F3 (D) F4 (E) F5。 7. 如圖，兩細線的長度均為 L，A、B 兩小球帶有同性電荷，其中 B 為可動， A 則被固定於鉛垂線處。若 B 球的質量為 m，平衡時 A、B 相距 d，重力加 速度為 g，則若只改變 B 的電量，當其電量變為原先的 8 倍而再度平衡時， A、B 間的電力變為原來的若干倍？ (A) 1 (B) 2 (C) 4 (D) 8 (E) 16 倍。 8. 如圖所示，用兩根質輕細絕緣線把兩個質量相同的帶電小球懸掛起來，a 球帶＋ 3q；b 球帶－2q，且兩球彼此間的庫侖力小於 b 球的重力，也就是說整根線都 處於豎直繃緊的狀態。現加入了一個水平向左的均勻電場，當保持平衡時，則 a、b 兩球的狀態應為下圖中的哪一個？ (A) (B) (C) (D) (E) 9. 如圖所示，質量為 0.2 kg 的物體帶電量為 4 × 10-4 C，從半徑為 0.3 m 光滑的四分之一圓弧 滑軌上端靜止下滑到底端，然後繼續沿水平面滑動。物體與水平面間的動摩擦係數為 0.4，重力加速度 g = 10m/s2，整個裝置處於 E＝103 N/C、水平向左的均勻電場中，求物體 在水平面上滑行的最大距離為若干？ (A) 0.75 (B) 0.60 (C) 0.50 (D) 0.40 (E) 0.30 m。 10. 設 A、B、C 三球，半徑比依序為 3：2：1，僅 A 球荷電 q，而 B 與 C 均不帶電。B 球先 與 A 球接觸後分開，再與 C 球接觸後，三球分開，最後使 A、C 兩球相距為 r 時( r 遠大
11. 導線上通過的電流強度，於半分鐘內由 0.1 安培穩定增加至 0.3 安培，則這段時間內所通 過導線某截面的電荷為若干庫侖？ (A) 6 (B) 12 (C) 18 (D) 24 (E) 30 庫侖。 12. 如圖所示的電路中，AB、CD 為銅片，BC 為均勻的電阻線，將 ABCD 中各點的電位與各點位置之關係畫成圖，則此圖應為下列何 者？ (A) (B) (C) (D) (E) 13. 圖(a)、圖(b)為甲導體、乙導體的電流 I－電壓 V 的關係圖。若將甲、乙接成圖(c)時，安 培計的讀數恰為 0.3 A，已知的內電阻為 3 Ω，則電池的電動勢為 (A) 7.0 (B) 7.3 (C) 7.5 (D) 7.7 (E) 7.9 V。 圖(a) 圖(b) 圖(c) 14. 一台 110 伏特的電熱器在開啟 1 小時後關閉，所通過的電流隨時間 的變化如圖所示。在這一小時內，電熱器總共用電約幾度？ (A) 0.73 (B) 1.5 (C) 2.6 (D) 2640 (E) 2640000。 15. ○為一內電阻為 15 Ω 的電流計，當流入的電流為 1 mA 時，指針偏轉至滿刻度。今欲將 此電流計改成三標的伏特計，使其能測量的最大電壓分別為 3 V，15 V，150 V，則電阻 R2 之值為 (A) 3kΩ (B) 12Ω (C) 12kΩ (D) 15Ω (E) 15kΩ。
二、多重選擇題：(每題 5 分，多漏一選項倒扣 1 分，扣到該題分扣完為止，共 30 分)
16. 在楊氏的雙狹縫干涉實驗中，以雷射光垂直照射雙狹縫，結果 在置放於遠處的光屏上產生亮暗相間的條紋，兩相鄰亮帶之間 的距離相等，且光屏中央附近的亮度最大。如果將入射的雷射 光斜向照射雙狹縫(入射角為θ0)，如圖所示，則下列哪些正確？ (A)兩相鄰亮帶之間的距離變短 (B)兩相鄰亮帶之間的距離不變 (C)位居光屏中央附近的亮紋亮度仍最大 (D)位居光屏中央的條紋有可能變為暗紋 (E)光屏上亮度最大的區域會向上移動。 17. 如圖所示，焦距為 20 公分之凸透鏡自主軸分成兩半 後相距1.0×10-2公分，其間以不透光之物體遮住。在 透鏡前30 公分處置一點光源 S(光波波長為 6000 埃)， 距透鏡210 公分處之光屏上所成的干涉條紋中，則 下列敘述中，哪些正確？ (A)光源對透鏡所成的實像和透鏡的距離為 30 公分 (B)光源對透鏡所形成的兩實像相距 0.03 公分 (C)光屏上第一暗紋距中央軸線的距離為 0.15 公分 (D)相鄰兩暗紋間距為 0.42 公分 (E)將光屏拉遠，使透鏡與光屏的距離變為 260 公分，則相鄰兩暗紋間距變為 0.40 公分。 18. 帶電量均為 Q 之 A、B 兩點電荷，固定不動且分別位於(0，y)及(0，-y)。另一質量 m，帶 電量-q 之點電荷 C，位於(x，0)處，則下列敘述哪些正確？ (A)點電荷 C 所受的靜電力為 2 2 3/2 2kQqy x y (＋) (B)當 x>>y，則點電荷 C 所受的靜電力可表為 2 2kQq x (C)當 x<<y，則點電荷 C 所受的靜電力可表為 2 2kQq y (D)承(C)，若點電荷 C 可自由移動，則其振動週期為 3 2 my kQq (E)承(D)，點電荷 C 在振動過程中速率最大為 3 2kQq x my 。(A)空腔內部電場不為 0 (B)金屬球內部電場為 0 (C)金屬球表面帶電＋q，且均勻分布 (D)點電荷＋q 發出的電力線可穿越球殼抵達 A 點 (E)金屬球外 A 處電場為零。 20. 圖中帶箭頭的直線表示某一電場的電力線。一個帶電粒子在電場中只 受電力作用，由 A 點運動到 B 點，軌跡如圖中 AB 實線所示，則 (A)則該帶電粒子所帶電荷是負電 (B)該粒子在 A 點的加速度較 B 點加速度大 (C)該粒子在 A 點的電位較 B 點高 (D)該粒子在 B 點的動能較 A 點大 (E)該粒子在 A 點的電位能較 B 點大。 21. 將一有電阻的金屬導線通以電流後，則下列敘述，何者正確？ (A)導線上各點的電位皆相同 (B)導線內各點的電場強度為零 (C)電流自高電位的一端，流向低電位的另一端 (D)導線內電荷流動的方向與電流方向相反 (E)電荷經導線的一端流至另一端時，其動能減少。 22. 如圖，A、B、C、D 四個電阻，下列敘述哪些正確？ (A) A 導線之電阻最大 (B) C 導線的電阻較 D 導線之電阻小 (C) B、D 兩導線並聯後之 I－V 關係圖不可能為 C 線 (D) A、B 兩導線串聯後之 I－V 關係圖可能為 D 線 (E)圖中斜率表示各導線之電阻。 23. 如圖，兩理想電池 A、B 電動勢分別為ε1與ε2，R1＝5Ω，R2＝ 10Ω，R3＝8Ω。流經電阻器 R3的電流為 4A，方向為由 a 向 b，流經電阻器 R1的電流為3A，方向為由 b 向 d，則下列敘述 何者正確？ (A)流經電阻器 R2的電流為1A，方向為由 b 向 c (B)電阻器 R2兩端的電壓為5V (C)電池 A 的電動勢為 32V (D)電池 B 的電動勢為 5V (E)電池 B 對整個電路每秒提供 5 焦耳的能量。
三、非選擇題：(共 25 分，以黑、藍色原子筆或中性筆作答)
1. 物理學是一門講究實驗的科學，任何的物理理論都要通過實驗的檢驗才能被接受。這天， 師大附中的高三菁英們，又再次進到實驗室，進行神聖的物理實驗。試回答下列問題： (1) 簡述「視差法」的原理，並說明如何利用視差法找到成像的位置。(5 分) (2) 條列式寫出利用「插針法」(亦稱視線法)求凹透鏡焦距的實驗步驟。(5 分) (3) 下圖為阿明利用「插針法」(亦稱視線法)求凹透鏡焦距的實驗結果圖，圖中一格為 1cm，試求出此凹透鏡的焦距。(需列出計算過程，5 分) 2. 阿呆是師大附中的好學生，但是對於電位、電位差、電壓、電動勢等名詞一直都混淆不清。 你是阿呆的好同學，請你幫忙阿呆，回答下列問題： (1) 說明電池的「端電壓」與「電動勢」有何不同之處？有何相同之處？(5 分) (2) 試舉例說明，什麼情況下電池的「端電壓」會小於「電動勢」； 什麼情況下電池的「端電壓」會等於「電動勢」； 什麼情況下電池的「端電壓」會大於「電動勢」？(5 分) 《試題結束》國立台灣師大附中
101 學年度第一學期第一次段考答案卷
科目：高三物理(數理班、語科班)
班級：_________ 座號：_______ 姓名：_______________
《背面也可作答》 物理
1. ECCAD 6. BBDDB 11. ADEAC 16. BDE 17. BCE 18. BE 19. ABC 20. AC 21. CD 22. BCD 23. AD ( )50.0如圖表示楊氏的干涉實驗。太陽光通過小孔 S 後，再經過兩條平行狹縫 S1、S2 間 在映幕 AB 上產生干涉條紋。下列敘述中正確的是 (Ａ)使兩平行狹縫 S1 與 S2 間 隔增大，則干涉條紋間之間隔距離亦變大 (Ｂ)把映幕向右移動而使狹縫 S1、S2 至 映幕 AB 間之距離增大，則干涉條紋間之間隔距離亦變大 (Ｃ)干涉條紋之顏色， 由中點 O 至 A（或 B）方向，其順序為藍→黃→紅 (Ｄ)把小孔 S 開得愈大，映幕 上的干涉條紋愈清楚 (Ｅ)把光源換為單色光源，則映幕上無干涉條紋。 答案：(Ｂ) ( )101.0 S 為點光源，而 S1、S2 為相距 d 的雙狹縫，在光屏上產生干涉條紋，則哪些為 正確？ (Ａ)點光源由位置 S 移到位置 S'，相鄰兩暗紋的間隔不變 (Ｂ)點光源由 位置 S 移到位置 S'，干涉條紋位置不動 (Ｃ)點光源由位置 S 移到位置 S"，干涉條 紋位置不動 (Ｄ)承(Ｃ)題，相鄰兩暗紋的間隔變寬 (Ｅ)欲使干涉條紋清晰，應 該將 S1 及 S2 兩狹縫的寬度增大。 答案：(Ａ)(Ｂ)(Ｅ) 60.圖中有三個電阻器，每個電阻都是 2.0 Ω，安培計的內電阻不計。若在 b 和 c 兩點之間
答案：1.0 ( )27.0只考慮電力作用的情形下電荷在均勻電場中之軌跡可能為 (Ａ)直線 (Ｂ)拋物 線 (Ｃ)雙曲線 (Ｄ)橢圓 (Ｅ)圓。 答案：(Ａ)(Ｂ) ( )37.0如圖，一接地的金屬球殼，殼內以絕緣線繫一導體位於球心，導體帶電荷＋Q。 下列哪些敘述是正確的？ (Ａ)球殼的內側表面帶負電，外側表面帶正電 (Ｂ)球 殼的內側表面帶負電，外側表面不帶電 (Ｃ)球殼的內外表面均不帶電 (Ｄ)距球 心 r1 處的電場強度為 kQ r 12 (Ｅ)距球心 r2 處的電場強度為 kQ r 22 。 答案：(Ｂ)(Ｄ) 95.一質子與一 α 質點同時從均勻電場的正極板由靜止釋放，則兩者： (１)在板間所受電力大小之比為【 】。 (２)在板間加速度大小之比為【 】。 (３)抵負極板時速率之比為【 】。 (４)抵負極板時動量大小之比為【 】。 (５)在板間所歷時間之比為【 】。 答案：(１) 1：2；(２) 2：1；(３)
√
2
：1；(４)√
2
：4；(５)√
2
：1 ( )21.0質子質量為 m，以 K 之動能正面射向遠方之α 粒子時，若 α 粒子可自由移動，兩 者相距最近時的距離為 r0，若質子再一次以 K 之動能正面射向遠方之另一α 粒子時， 但假設α 粒子被固定，則 (Ａ)因為 α 粒子被固定，受外力作用，質子與 α 粒子的 力學能不守恆 (Ｂ)接近過程中，質子與 α 粒子的總動量守恆 (Ｃ)兩者相距最近 時，電位能為 K (Ｄ)相距最近的距離為 4r50 (Ｅ)接近過程中，質心速度始終不 變。 答案：(Ｃ)(Ｄ)( )59.0將兩大平行金屬板之兩板，接於電池之正、負兩極使之充電後，拆去電池。然後 改變其間隔（仍遠小於兩板大小）時，下列哪些會隨著改變？ (Ａ)兩板間之電場 強度 (Ｂ)兩板間之電位差 (Ｃ)兩板間之電能 (Ｄ)兩板上分別帶之電量 (Ｅ)兩 板間之電力線數目。 答案：(Ｂ)(Ｃ) ( )43.0一半徑為 R 的空心金屬球殼，原不帶電。今將一帶－Q 的點電荷移至距球心 3R 處，如圖所示，且將球殼接地，則球殼上的感應電荷量為 (Ａ) Q (Ｂ) Q2 (Ｃ) Q3 (Ｄ) Q4 (Ｅ) Q9 。 答案：(Ｃ) ( )07.0兩點電荷相距 d，各帶＋q1、＋q2 等電量，q1 位於 x＝0，q2 位於 x＝d 處，若電場 E 指向＋x，則 E 為正值，指向－x 則 E 為負值，下列 E－x 圖形中哪一個正確？ (Ａ) (Ｂ) (Ｃ) (Ｄ) (Ｅ) 答案：(Ｂ)
