108學測自然科物理試題解析 - HackMD
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108學測自然科物理試題解析> 作者:王一哲> 日期:2019/1.
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#108學測自然科物理試題解析
>作者:王一哲
>日期:2019/1/27
##試題與詳解
3.恆星的表面溫度與呈現的星光顏色有關,當我們觀賞夜空中閃爍的恆星,可看出恆星的顏色有白、藍、黃、紅等。
下列選項中,顏色產生的原理何者相同?
(A)恆星與煙花的火光
(B)紅色恆星與紅色的火星
\(C\)藍色恆星與藍色的花
(D)紅色恆星與火山熔岩發出的紅光
(E)藍色恆星與瓦斯燃燒發出的藍光
4.水深越深,波浪的行進速度越快,然而受海底地形起伏影響,當波浪向海岸傳播時,往往會因速度變慢而產生偏折的現象。
圖中虛線為等深線,越靠近海岸水深越淺。
灰色實線為海浪的波前,箭頭代表波浪的行進方向,假設海底地形變化皆相同,則下列選項何者為最可能的波浪傳播路徑?
5.在很多工作環境中,機能衣料提供重要的安全防護,例如:導電性較高的防靜電工作服,可抑制人體及服裝累積靜電荷,以消除或減小靜電放電的危害,因此已成為石油化工業極基本的防護必需品。
下列有關防靜電工作服的敘述,何者**不正確**?
(A)導電纖維可全部或部分使用金屬或有機物的導電材料製成
(B)在紡織時按照一定比例均勻混入導電纖維,可製成防靜電織物
\(C\)為防止服裝累積靜電荷,可利用具有導電性的織物製作工作服
(D)導電纖維每單位長度的電阻值越大,越容易使電荷流動而不致累積
(E)防靜電工作服可利用接地導引電荷或中和放電的方式,防止累積靜電荷
6.某生做「電磁感應」的示範實驗時,先將具有鐵心的小線圈串接直流電源供應器,形成迴路以產生磁場,再利用一個只串接檢流計的大線圈,套在小線圈外圍檢測應電流。
下列哪一項操作方式,**不可能**產生應電流?
(A)將小線圈在大線圈內外來回抽送
(B)將電源供應器的電壓忽大忽小的調節
\(C\)將電源供應器的正負端交換連接小線圈的兩端
(D)在小線圈的迴路中串接開關並交替斷開與接通的動作
(E)在大線圈的迴路中串接開關並交替斷開與接通的動作
7.圖1為氫、氦、汞原子的發射光譜,三位同學觀察後發表見解如下:
甲生:正如條碼可用來辨識不同商品,原子產的譜線,可用來辨識原子的種類
乙生:不同原子產的譜線波長,是物質呈現不同顏色的主因
丙生:原子僅發射特定波長的光譜線,這是原子具有不連續能階的證據
哪幾位同學的說法是正確的?
(A)僅有甲 (B)僅有乙 \(C\)僅有丙 (D)僅有甲丙 (E)僅有乙丙
8.某生清晨被鬧鐘喚醒,以電動牙刷洗漱,早餐吃的是烤麵包機烤的吐司。
出門搭公車上學時,遇到同學提起,猛然發現忘了整理昨天數學課的筆記,於是拿出手機內建的相機拍攝同學的筆記參考,再使用太陽能電池計算機輔助驗算。
在上述過程所應用到的工具中,下列哪一選項中的組合最可能應用到光電效應?
(A)鬧鐘和電動牙刷
(B)電動牙刷和公車
\(C\)烤麵包機和手機內建的相機
(D)手機內建的相機和太陽能電池計算機
(E)烤麵包機和太陽能電池計算機
太陽能電池的發電原理為**光生伏打效應**或簡稱為**光伏效應**(photovoltaiceffect),與光電效應有關。
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21.密閉的金屬空瓶內裝有氦氣,瓶內外的溫度皆為室溫,壓力皆為一大氣壓。
將該瓶置入沸水中數分鐘,若可忽略金屬瓶內部體積的改變,則下列敘述哪些正確?(應選2項)
(A)置入水中前後,瓶內氣體的分子數不變
(B)置入水中後,瓶內氣體的分子數變少
\(C\)置入水中前,瓶內氣體分子的平均動能較大
(D)置入水中後,瓶內氣體分子的平均動能較大
(E)置入水中前後,瓶內氣體的總動能不變
由於氣體分子的平均動能與溫度成正比,當瓶子置入沸水中之後,氣體溫度上升,氣體分子的平均動能增加。
22.下列關於自然界基本作用力的敘述,哪些正確?(應選3項)
(A)摩擦力、正向力的來源都是重力
(B)強作用力可以克服原子核中質子之間的靜電排斥力而形成原子核
\(C\)單獨的中子並不穩定,由於弱作用力,會自動衰變成質子、電子及其他粒子
(D)核子間有強作用力可以克服弱作用力,所以原子核中的中子極容易發生衰變
(E)強作用力的作用範圍約與原子核的大小相當,但弱作用力的作用範圍還要更小
D選項錯誤,原子核中的中子很穩定,不容易衰變。
23.國樂音階的五音與頻率的對應如表1所示。
經測得「角」音在室溫空氣中傳播時的波長約為103公分。
若五音的聲波都在相同狀況的空氣中傳播,則下列有關表1國樂五音的敘述,哪些正確?(應選2項)
(A)「宮」音聲波的傳播速率最慢
(B)「商」音聲波不會發生干涉現象
\(C\)五音的聲波均會發生繞射現象
(D)在室溫空氣中傳播時,「徵」音的聲波波長較「角」音為長
(E)在室溫空氣中傳播時,「羽」音聲波的波長約為77.3公分
B選項錯誤,聲波都會發生干涉現象。
C選項正確,聲波都會發生繞射現象。
D選項錯誤,波速$v=f\lambda\Rightarrow\lambda\propto\frac{1}{f}$,「徵」音的聲波波長較「角」音為短。
E選項正確,$v=f\lambda\Rightarrow440\times\lambda=330\times103\Rightarrow\lambda=77.25~\mathrm{cm}$。
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35.下表所列各科學家與其在物理學上主要貢獻(甲)至(戊)的對應,何者最為恰當?
(甲)發現造成月亮繞地球運行與造成地球上自由落體的力,是同一來源。
(乙)首位提出物質波新學說。
(丙)發現不僅電流會產生磁場,隨時間變化的磁場也能產生電流。
(丁)發現兩帶電質點間的作用力與距離的關係和萬有引力的形式相同。
(戊)提出光子假說解釋光電效應。
自08/06凌晨2時至08/11凌晨2時期間,該颱風中心移動的平均速率隨著時間變化的趨勢曲線,最接近下列何者?
39.科學家發現當物體的尺寸縮小後,其性質往往變化很大,甚至產生新現象。
原因之一是物體的體積變小時,其表面積*A*與體積*V*的比值(*A*/*V*)會增大,且其表面原子數*n*與內部原子數*N*的比值(*n*/*N*)也隨之增大,此為奈米科技的表面效應。
一半徑為100.0nm的實心鐵球的*n*/*N*值,是半徑為1.0cm的實心鐵球的*n*/*N*值之多少倍?
(A)$10^{-7}$ (B)$10^{-5}$ \(C\)10 (D)$10^{5}$ (E)$10^{7}$
50.一艘探勘潛艇失去推進動力,只能利用進水、排水以控制潛艇的下潛或上浮。
在上浮過程中,為了避免上升速度過快,導致人體難以承受壓力驟變,工作人員於是進行潛艇減速。
已知該水域水體靜止,且潛艇在進水或排水後的總質量皆可視為$m$,所受浮力的量值為$F_B$、垂直阻力的量值為$F_R$,而重力加速度的量值為$g$,則在潛艇沿垂直方向減速上升的過程中,下列關係何者正確?
(A)$F_B+F_R=mg$ (B)$F_B-F_R=mg$ \(C\)$F_B-F_R
若部署一顆與同步衛星質量相同的新衛星,使其繞行地球一次的時間約為3小時,且兩顆衛星的軌道均為圓形,則該新衛星所受的重力量值約是同步衛星的多少倍?
(A)16 (B)8 \(C\)1 (D)1/8 (E)1/16
如果先利用高分子材料將光碟表面的結構轉印下來,再轉移至太陽電池上,此微結構的尺寸介於150至250nm間,不但可讓入射光線在元件內部的移動距離增長,並且可使元件吸收幾乎全部波段的日光,進而提升光能轉換成電能的效率,相較於未使用光碟圖案的太陽電池,其元件吸收效率高出22%,效果卓越。
52.由上文可得知,哪些因素會影響太陽電池由光能轉換成電能的效率?(應選2項)
(A)電池的工作溫度
(B)光在電池內部行經的路徑長
\(C\)電池內外結構的電阻係數
(D)電池吸收日光的波長範圍
(E)太陽與電池之間的距離
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**54-56為題組**
一座水庫的蓄水量與從壩底算起的水位關係如表3所列,水位250尺時為滿水位。
在滿水位下方120公尺處,設置壓力水管將水引入發電機,進行水力發電,發電機位於滿水位下方160公尺處,如圖20所示,且越接近壩底,水壩的厚度越厚。
(取重力加速度$g=10~\mathrm{m/s^2}$,水的密度為$1.0~\mathrm{g/cm^3}$)
55.滿水位時,水庫水面的面積最接近多少百萬平方公尺?
(A)15 (B)9.4 \(C\)6.5 (D)5.1 (E)0.10
難度的部分主要是依據計算量以及容易出錯的程度決定的,完全是主觀判斷。
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