2014年台湾省高考物理试题卷(含答案).pdf
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1、大學入學考試中心 103學指定科目考試試題 物考科 作答注意事項 考試時間:80分鐘 作答方式: 選擇題用 2B 鉛筆在答案卡上作答;正時, 應以橡皮擦擦拭,勿使用修正液(帶)。 非選擇題用筆尖較粗之黑色墨水的筆在答案卷 上作答;正時,可以使用修正液(帶)。 未依規定畫記答案卡,致機器掃描無法辨答案; 或未使用黑色墨水的筆書寫答案卷,致評閱人員無 法辨認機器掃描後之答案者,其後果由考生自承 擔。 答案卷每人一張,得要求增補。 第 1 頁 103年指考 共 7 頁 物理考科 - 1 - 第 壹 部 分 : 選 擇 題 ( 占第 壹 部 分 : 選 擇 題 ( 占 80 分 )分 ) 一 、 單
2、選 題 ( 占一 、 單 選 題 ( 占 60 分 )分 ) 明:第1題至第20題,每題有5個選項,其中只有一個是正確或最適當的選項,請 畫記在答案卡之選擇題答案區。各題答對者,得3分;答錯、未作答或 畫記多於一個選項者,該題以分計算。 1. 在吉他空腔的圓孔前以管笛吹奏某特定頻率的聲音,即使不彈奏吉他,吉他也可能會發出聲音 並看到弦在振動,這主要是下列何種物理現象造成的? (A) 回聲 (B) 繞射 (C) 反射 (D) 折射 (E) 共鳴 2. 欲使核電廠之核子反應爐內的連鎖反應停止,可以注入大量的硼酸,這是因為硼酸很容易吸收 下列何者? (A) 熱 (B) 質子 (C) 中子 (D) 輻
3、射線 (E) 鈾原子 3. 已知在某一溫度下,同種氣體分子的運動速率有大有小。今將同為 5 莫耳及 100C 的氦氣及氮 氣注入同一密閉隔熱的真空鋼瓶內,鋼瓶上裝設有一速度選擇閥,當此閥門開啟時可以使到達 該閥門而速率高於 400 m/s 的鋼瓶內任何種類氣體分子單向通過此閥門,而脫離鋼瓶。待氦氣 與氮氣達到熱平衡後開啟此速度選擇閥一段時間,然後關閉。當存留於鋼瓶內的氦氣與氮氣再 次達到熱平衡後,則下列關於鋼瓶中氦氣與氮氣的敘述,何者正確?(氦氣分子量為 4,氮氣分 子量為 28) (A) 氦氣的溫度較氮氣高 (B) 氮氣的溫度較氦氣高 (C) 氮氣的分壓較氦氣高 (D) 氦氣的分壓較氮氣高
4、(E) 兩種氣體的分子數目相等 4. 空間中某區域的電力線分布如圖 1,其電場方向如箭頭所示,下列敘述何者正確? (A) 甲點的電場較乙點強 (B) 甲點之電位低於乙點之電位 (C) 若甲點沒有電荷存在,則可以有兩條電力線通過甲點 (D) 帶電粒子在甲點所受之靜電力之方向即為甲點電場之方向 (E) 在甲點附近以平行電力線的方向移動帶電粒子時 , 電場所施之靜 電力不會對該粒子作功 乙 甲 圖 1 103年指考 第 2 頁 物理考科 共 7 頁 - 2 - U t 0 U t 0 U t 0 U t 0 U t 0 5. 有一質量可忽略的理想彈簧一端固定,另一端繫有一質點,在光滑水平面上作一維簡
5、諧運動, 則在一個週期內,彈性位能 U 隨時間 t 的變化圖最可能為下列何者? (A) (B) (C) (D) (E) 6. 某生以水波槽觀察水波的傳播,將厚玻璃板平置於水波槽底,形成淺水區與深水區,並以直線 起波器產生直線波。以下各圖中,v 與v分別為深水區與淺水區的波速,箭頭所示為波傳播的 方向。下列關於連續波前與波傳播方向的關係示意圖,何者正確? v v 波前 淺水區 深水區 (B) 界面 波前 (E) v v 波前 淺水區 深水區 界面 波前 v v 波前 淺水區 深水區 (C) 界面 波前 v v 波前 淺水區 深水區 (D) 界面 波前 v v 淺水區 深水區 (A) 界面 波前
6、波前 第 3 頁 103年指考 共 7 頁 物理考科 - 3 - i N S i t T i t T 7. 如圖 2 所示,空氣中一球形水滴,紅、藍兩道平行的單色光分別從 P、Q 兩點入射,其入射角 分別為 P 、 Q ,則下列相關敘述,何者正確? (A) P Q ,且兩色光均將在界面處同時發生反射與折射 (B) P Q ,且兩色光均將在界面處同時發生反射與折射 (C) P Q ,且僅紅光將在界面處同時發生反射與折射 (D) P Q ,且僅藍光將在界面處同時發生反射與折射 (E) P Q ,且僅紅光將在界面處同時發生反射與折射 8. 在波耳的氫原子模型中,假設 E 為電子繞原子核的力學能,K
7、為電子的動能,L 為電子的角動 量,n 為主量子數,h 為普朗克常數,則下列的關係式何者正確? (A) EK (B) 2EK (C) 1 2 EK (D) (1) 2 Ln h (E) 2 Ln h 9. 一細長磁鐵棒繫於棉線下端形成單擺,並於此擺的正下方放置一環形導線,如圖 3 所示,箭頭所示方向表示導線上電流的正方向。當時間 t = 0 時,單擺由圖 3 的 位置自靜止釋放而來回擺動,若此單擺的擺動可視為週期運動,其週期為 T,下 列何者最可能表示該導線上的電流 i 與時間 t 在單擺擺動一週期內的關係圖? (A) (B) (C) (D) (E) 10. 核能電廠遇突發事故時可以關閉反應爐
8、,停止連鎖反應,反應後的產物仍具有放射性,也會持 續產生餘熱,因此仍需用水來冷卻反應爐。假設某反應爐正常運轉的發電功率為 9 2.1 10 W, 停機以後某時段內餘熱的發熱功率為正常運轉時發電功率的 4.0%。已知水的比熱為 3 4.2 10 J/kgK,如果用20 C 的水來吸收此餘熱,且不能讓水沸騰而蒸發,則每秒至少需要 多少質量的水? (A) 1 8.4 10kg (B) 2 2.5 10kg (C) 2 7.5 10kg (D) 3 1.0 10kg (E) 4 6.3 10kg 11. 重量為 8000 牛頓的車子,在水平的道路上以12 m/s的速率直線前進,如果車子忽然緊急煞車 後
9、,滑行了 4.0 秒鐘才停住,取重力加速度為 2 10 m/s,則在煞車過程中所產生的總熱能最多約 為多少? (A) 3 4.8 10J (B) 4 5.8 10J (C) 5 102 . 1J (D) 5 5.8 10J (E) 6 4.8 10J i t T i t T i t T 圖 2 紅 藍 P Q 圖 3 0 0 0 0 0 103年指考 第 4 頁 物理考科 共 7 頁 - 4 - a (m/s2) t (s) 0 1 4 2 -2 圖 4 12-13 題為題組 質量為 2 kg 的物體原先靜止於一光滑水平面 , t = 0 秒時因受外力而 開始沿一直線運動 , 測得該物體之加速
10、度 a 與時間 t 的關係如圖 4。 12. 時間由 0 至 4 秒之間,該物體所受之衝量為多少 (A) 2 Ns (B) 4 Ns (C) 6 Ns (D) 8 Ns (E) 10 Ns 13. 時間由 0 至 4 秒之間,外力對物體共作多少功? (A) 0 (B) 2 J (C) 4 J (D) 6 J (E) 8 J 14. 一容積為 V 的氧氣筒內裝有壓力為 P 的高壓氧,筒內氣體的絕對溫度 T 與室溫相同。設病患在 大氣壓力 0 P下利用壓力差使用此氧氣筒。假設筒內的氧氣為理想氣體,氣體常數為 R,且每單 位時間流出的氧分子莫耳數固定為 r,過程中氧氣筒內外溫度皆保持為 T,則此筒氧
11、氣可使用 的時間為何? (A) VP rRT (B) 0 rP PV (C) 0 ()VR PP rT (D) 0 ()T PP rRV (E) 0 ()V PP rRT 15. 有一行星繞行某一恆星以正圓軌道運行,軌道半徑為恆星半徑的 1000 倍。若該恆星的半徑因 演化而增加為原來的 2 倍,而此時行星的正圓軌道半徑也因故變為原來的 1 2 ,但兩者的質量皆 保持不變,則下列敘述何者正確? (A) 行星的繞行週期變為原來的 1 4 (B) 行星的繞行週期變為原來的2 2倍 (C) 恆星的表面重力加速度變為原來的 1 4 (D) 行星所受恆星的重力變為原來的 1 4 (E) 恆星所受行星的重
12、力變為原來的 1 2 16. 一汽車開在曲率半徑為16 m的彎曲水平路面上,車胎與路面的靜摩擦係數為0.40,動摩擦係 數為0.20,取重力加速度為10 m/s2,則汽車在此道路上能等速安全轉彎而不打滑的最大速率約 為下列何者? (A) 64 m/s (B) 32 m/s (C) 16 m/s (D) 8.0 m/s (E) 5.7 m/s 17. 由彈性物質的性質可知若將一彈性繩對折,相當於將此彈性繩裁剪 成相同長度的二段繩,每段繩在相同的外力作用下,其伸長量為原 來的一半。今有原長20公分的彈性繩,其外力與伸長量的關係如 圖5所示,將此彈性繩對折,其兩端點固定於天花板同一位置,並 於對折點
13、鉛垂懸吊一物體,然後再緩慢放手,平衡後發現物體下降 2.0公分,則該物體重約為多少牛頓? (A) 0.8 (B) 1.6 (C) 3.2 (D) 6.4 (E) 9.6 圖5 第 5 頁 103年指考 共 7 頁 物理考科 - 5 - 18. 某生欲以間距為1.6 mm的雙狹縫,來測知另一單狹縫的縫寬。當雷射光垂直入射雙狹縫後, 在屏幕上測得相鄰兩暗紋的間距為0.60 cm,在所有器材與實驗設置不變的情況下,僅將雙狹 縫更換為單狹縫後,在屏幕上中央亮帶的同一側,測得相鄰兩暗紋的間距為6.0 cm,則單狹縫 的縫寬為何? (A) 0.16 mm (B) 0.32 mm (C) 1.6 mm (D
14、) 3.2 mm (E) 3.2 cm 19. 在常溫常壓下,一長度為1.50 m、兩端固定的弦,所能產生的最低音頻為264 Hz。下列有關此 弦振動時的敘述,何者正確? (A) 弦振動的基頻為132 Hz (B) 基頻振動的波長為1.50 m (C) 音頻愈高,則弦波波長也愈長 (D) 弦可以產生頻率為528 Hz的聲波 (E) 弦以基頻振動所產生的聲波,在空氣中傳播的波速為792 m/s 20. 有一個邊長為 L、電阻為 R 的方形封閉迴路自靜止自由落下,如圖6,經 過 L 的鉛垂位移後開始進入一水平方向的均勻磁場 B 中,磁場方向與迴路 面垂直,圖6中虛線以下為磁場區域。假設 g 為重力
15、加速度,而且方形迴 路在開始進入該磁場後而未完全進入磁場區的過程中,作等速鉛直運動, 則此過程中方形迴路上的電流 I 及其質量 m 分別為何? (A) 2 , BLgL I R 22 2L mB L gR (B) 2 , BLgL I R 2 Lg mB R (C) , BgL I R L mBL gR (D) , BgL I R 2 L mBL gR (E) , BgL I R 2 L mBL gR 二 、 多 選 題 ( 占二 、 多 選 題 ( 占 20 分 )分 ) 明:第21題至第24題,每題有5個選項,其中至少有一個是正確的選項,請將正 確選項畫記在答案卡之選擇題答案區。各題之選項
16、獨判定,所有選項 均答對者,得5分;答錯1個選項者,得3分;答錯2個選項者,得1分;答錯 多於2個選項或所有選項均未作答者,該題以分計算。 21. 某生用電子做雙狹縫干涉實驗,在狹縫後的螢幕上有電子偵測器,每次電子在垂直入射雙狹縫 後,會撞擊偵測器顯示出一亮點。用許多電子逐一重覆上述步驟後,統計螢幕上各處偵測器所 顯示的亮點數目,可以得到類似光波的干涉條紋。在螢幕上有甲、乙、丙三點,甲點與乙點分 別位於兩個狹縫的正後方,丙點為甲乙之中點。下列敘述哪些正確 (A) 使用不同速率的電子重覆實驗,丙點一定是亮點 (B) 使用速率較大的電子重覆實驗,所形成的干涉條紋較密 (C) 使用不同速率的電子重覆
17、實驗,甲、乙兩點一定是亮點 (D) 將電子換成中子,且將電子偵測器換成中子偵測器,丙點不會是亮點 (E) 電子射出的時間間隔增長為原來的兩倍,重覆實驗,則干涉條紋的間隔將增為兩倍 圖 6 L L 103年指考 物理考科 22. 一個電 程能夠 最短波 (A) (D) 光 23. 在一個 為 r 的 P 的球 止的 7所示 的夾角 (A) s (D) s 24. 如圖 的內電 的右端 導 線 5.6 串接而 得的電 (A) 鎢 (B) 銅 (C) 導 (D) 當 (E) 當 考 科 電子經過電位 夠輻射光子的 波長光子及入 S hc V 光子的頻率為 個光滑的水平 的光滑彈珠 球心沿直線 ,Q的
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