國立臺南女中 100 學年度第二學期期末考高二（社會組）基礎物理試題

國立臺南女中 100 學年度第二學期期末考高二（社會組）基礎物理試題

一、單選題：（20 題，每題 4 分，共 80 分）

1. 如圖所示，若有一行星繞著恆星 S 作橢圓軌道運 動，若SD=8SA，根據克卜勒行星第二運動定律，

行星在 A 與 D 處的動能比為何？

（A）1：1（B）1：8（C）8：1（D）64：1（E）16：1

2. 洲際通訊衛星繞地球赤道運轉，其週期與地球自轉相同，此種衛星稱為「同步衛 星」。相對地，由地面看此衛星好像是懸在高空中靜止不動。如萬有引力常數為 G，

地球質量為 M，又自轉週期為 T，則同步衛星距離地心的距離為何？

（A） ³

1 2

2

4 ) ( π

GMT （B） ³

2 2

2

4 ) ( π

GMT （C） ³

1 2 ) ( 4

π

GMT （D） )

( 4 ₂

2

π

GMT （E） ₂ ²

2

4 ) ( π

GMT

3. 一光滑斜面和水平面成 30°角。今有質量為 1 公斤的物體，由靜止開始，沿著斜面 下滑 2 公尺的距離，則就整個運動過程而言，下列有關「功」的敘述，何者錯誤？

（重力加速度為 10 公尺／秒²）

（A）重力垂直於斜面的分力，總共作了 10 焦耳的功

（B）重力平行於斜面的分力，總共作了 10 焦耳的功

（C）重力總共作了 10 焦耳的功

（D）斜面施於物體的正向力，總共作了 0 焦耳的功

（E）若物體等速下滑，則斜面對物體總共作了−10焦耳的功 4. 如圖所示，某人以 100 牛頓的定拉力拉質量為 10 公斤的物體，使

其等速前進，拉力與水平成 37°，則前進 3 米後，摩擦力對物體作 功為何？（g＝10m/s²）

（A）720J（B）540J（C）500J（D）420J（E）240J

5. 如圖所示，一單擺左右來回擺動，擺錘受有重力 W、擺線的張力 T 與空氣阻力 R。

下列有關此三力對擺錘作功的敘述何者正確？

（A）W 一定作正功，T 一定作負功

（B）T 與 W 一定作正功，R 一定作負功

（C）W 一定作正功，R 一定作負功

（D）R 一定作負功，T 一定不作功

（E）W 與 R 一定作負功，T 一定不作功

6. 質量 10kg 的木塊置於長 5m、高 3m 的斜面上，接觸面摩擦 力為 64 牛頓，動摩擦係數約與靜摩擦係數相等。沿斜面方 向施力，使木塊等速由斜面底至斜面頂作功 W1；使木塊等 速由斜面頂至斜面底作功 W2，

2 1

W

W ＝？

（A）31（B）23（C）18（D）15（E）5

7. 質量為 2 公斤的物體，在光滑的水平面上，以 10 公尺/秒的初速向北運動。若施一 定力於物體上 2 秒，使此物的速度變成 10 公尺/秒向東運動，則在兩秒內此力對物 體所作功為何？

（A）0（B）50（C）100（D）150（E）200 焦耳

8. 質量 m、速度為 400m/s 的子彈，恰可射穿 5cm 厚的固定紙板；若欲射穿厚 20cm 的固定紙板（假設子彈所受的阻力不變），子彈的速度最小應為多少 m/s？

（A）200（B）400（C）600（D）800（E）900 9. 如圖所示，一質量為 60kg 的滑雪者，由滑雪道頂端 P

靜止滑下，於滑道末端 R 飛出。滑道最低點 Q 與 P 的 垂直距離為 24m，Q 與 R 的垂直距離為 4m。當他於滑 道末端 R 飛出時，速度的大小為 16m／s。若過程中他 保持姿勢不變，風阻亦可忽略。從 P 到 R 因摩擦所消 耗的能量與所減少的重力位能之比值最接近下列何 者？（g＝10m/s²）

（A）1（B）0.35（C）0.25（D）0.2（E）0.1

10. 質量為 m 的物體以速度 v 從地面鉛直上拋，當它拋到離地面 h 高處，它的動能和 位能正好相等，這個高度為何？（g 為重力加速度）

（A） g v²

（B） g v 2

2

（C） g v 4

2

（D） g v²

2 （E）

g v² 4

11. 已知彈簧力對位移的關係圖，圖形下面積大小代表彈力位能的大小。如圖 a 所示，

在無摩擦之水平地面上，有一彈簧—物體系統，彈簧之力常數為 k，物體 m 離開 平衡位置之位移以 x 表示。若物體受到如圖 b 所示之水平施力 F 與彈簧力−kx作 用，由平衡位置移動至 x＝1.00m 處，則下列關於此運動過程之敘述，何者正確？

（A）施力 F 與彈簧力之合力對物體所作之功為零

（B）彈簧力對物體所作之功為正，等於 0.250J

（C）彈簧—物體系統的位能減少 0.250J

（D）物體的動能增加 0.250J

（E）物體的速率愈來愈慢

圖 a 圖 b

12. 有質量相等的 A、B 二球，以相同的初速度做斜向拋射，其拋射角分別為 37°及 53°，

拋射軌跡如圖所示，若在忽略空氣阻力的情形下，則這 二球在同一高度處（圖示虛線處）的動能比值 ^A

B

K

K ＝？

（A）1（B）

64

25（C）

8

7（D）

12

25（E）條件不足

13. 兩木塊 A、B 質量分別為 3kg 與 2kg，置於 53°與 37°的斜面上，

以質量不計的滑輪連接，如圖所示。假設斜面光滑，若 A 由 靜止沿斜面下滑 5m，則此時 B 物體的動能為若干 J？

（A）48（B）24（C）18（D）12（E）6

14. 在無摩擦的水平地面上，A、B 兩球發生正向彈性碰 撞，兩球速度變化的關係如圖所示，則碰撞後 A 球速 度變為多少 m/s？

（A）−0.5（B） 1+ （C） 2+ （D） 2− （E）−2.5 m/s 15. 質量 1kg 的 A 物體以 4m/s 向右的速度，追撞質量為 5 kg 且以速度 1m/s 向右運動的 B 物體。假設碰撞前後 都在同一直線上，碰撞後系統的動能為多少焦耳？

（A）7.5（B）8.5（C）9.5（D）10.5（E）11.5 焦耳

16. 質量 1kg 的 A 物體以 4m/s 向右的速度，追撞質量為 5kg 且以速度 1m/s 向右運動 的 B 物體。假設碰撞前後都在同一直線上，求碰撞後系統的總動量為何？

（A）4（B）5（C）9（D）10（E）13 kg．m/s 17. 質量 3 公斤的 A 球以 10 公尺/秒的速度撞擊質量

2 公斤靜止的 B 球，如圖，碰撞後 AB 仍維持在 同一直線上，且 B 速率 6 公尺／秒，則碰撞後 A 球的速率為多少公尺／秒？

（A）2（B）4（C）6（D）8（E）10

18. A 球自高 20 公尺處自由落下之同時，在 A 正下方之地面上，B 球以初速 30 公尺/

秒向上射出。若 A、B 間作彈性碰撞，且 mA＝mB，又碰撞時間甚短不計（g＝10 公尺/秒²），則 A、B 球著地時間差為何？

（A）12（B）16（C）10（D）4（E）6 秒

19. 質量 3.0kg 的 A 球以 4.0m/s 的速度向右運動（定向右為正），與另一個質量為 5.0kg 靜止的 B 球作正面彈性碰撞，碰撞後兩球的速度分別為何？

（A）vA＝0，vB＝4m/s （B）vA＝1m/s，vB＝3m/s

（C）vA＝ 1− m/s，vB＝3m/s （D）vA＝2m/s，vB＝3m/s

（E）vA＝ 2− m/s，vB＝3m/s

20. 質量 M 的 A 物，沿光滑水平面以速度 v 撞擊質量 2M 的靜止 B 物，發生正面彈性 碰撞後，A 物的動能損失了原來的

9

8倍，則 B 物的速度為何？

（A） v 2

1 （B） v 2

3 （C） v 3

2 （D） v 2

−3 （E） v 3

−2

二、多選題：（4 題，每題 5 分，共 20 分）

21. 如圖所示，在粗糙水平地面上，使同一木 塊由靜止開始加速，直線前進一段相同的 距離。第一次是推力，第二次為拉力，兩

次力的作用線與水平方向夾角相同，大小亦相同。有關兩次實驗的敘述，下列何 者正確？

（A）推力或拉力所作的功均相等 （B）摩擦力所作的功均相等

（C）正向力所作的功均相等 （D）重力所作的功均相等

（E）合力所作的功均相等

22. 某物體由靜止出發，僅受外力 F 作用後，其外力 F 與位置 x 的關係如圖，若

3 4 2 3 1 2

1 0 x x x x x x

x − = − = − = − ，下列敘述，哪些是正確的？

（A）在x=x₁到x=x₂期間，物體動能最大

（B）在x= 時，物體動能最小 x₃

（C）在x=x₂時與x=x₄時的速度大小相同

（D）在x=x₂時的動能，為x=x₁時的 2 倍

（E）在x= 時的速度，為x₃ x=x₁時的 2 倍

23. 一質量 2.0 公斤的物體放在水平桌面上，物體與桌面的動摩擦力為 5 牛頓。今以 6.0 牛頓的力沿水平方向推動物體，使作加速度運動，當物體移動 5.0 公尺後，已 知摩擦力對物體作功−25J 下列何者正確？

（A）正向力對物體作功+5J （B）物體與桌面的動摩擦力為 5 牛頓

（C）水平推力對物體作功+30J （D）物體被作淨功為+5J

（E）物體動能減少 5J

24. 如圖所示，質量為 2m，內側直徑為 d 的圓環平放於光滑桌面上。今有一質量為 m 的小球從圓環中心以初速Vuuv₀

發射出去，設小球與圓環之間做彈性碰撞且環的內側 光滑。下列敘述中哪些是正確的？

（A）第一次碰撞前，圓環與小球系統的質心速度為1 ₀ 4V

uuv

（B）第一次碰撞後及第二次碰撞前，圓環的速度為2 ₀ 3V

uuv

（C）第一次碰撞後及第二次碰撞前，圓環的速度為1 ₀ 3V

uuv

（D）第一次碰撞後及第二次碰撞前，小球的速度為 2 ₀ - V3

uuv

（E）第一次碰撞後及第二次碰撞前，小球的速度為2 ₀ 3V

uuv

【參考公式】正向彈性碰撞公式：

設兩質點質量分別為 m₁及 m₂，碰撞前速度分別為 v₁及 v₂，碰撞後速度變為v′₁及v′₂。

（1）vv₁ −vv₂ =vv₂'−vv₁'（接近速度＝分離速度）

（2）

2 2

1 1 2 1

2 2

1 2 1

2 1 2 2

2 2

2 2

2 2

1

c

1 1

c

1 1

m m m

v ' v v v v

m m m m

m m m

v ' v v v v

m m m m

= − + = −

+ +

= + − = −

+ +

v v v v v

v v v v v

（3）質心速度 _c ^{1 1 2 2}

1 2

m v +m v v = m +m

uv uuv uuv

國立臺南女中 100 學年度第二學期期末考高二（社會組）基礎物理解答

一、單選題：（20 題，每題 4 分，共 80 分）

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D A A E D A C D B C 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

D A B D D C C D C C 二、多選題：（4 題，每題 5 分，共 20 分）

21 22 23 24 ACD CE BCD BD