108指考物理考題詳解(每一題每一個選項都有講解 - 阿甘
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Nov02Sat201915:46
108指考物理考題詳解(每一題每一個選項都有講解,絕對讓你搞懂觀念)
108學年度指定科目考試〔物理考科〕
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第壹部分:選擇題(占80分)
一、單選題(占60分)
( )1. 原子核由質子與中子組成,試問原子核的直徑大小最可能落在下列尺標圖的哪個區間?
參考解析
( )2. 下列關於凹面鏡及凸面鏡的敘述,何者正確?
(A)裝設在大賣場天花板角落的面鏡為凸面鏡,可觀察到放大虛像
(B)裝設在道路轉彎處的面鏡為凹面鏡,以便觀察到更大的範圍,使視野更佳
(C)手電筒常利用凹面鏡作為反射面,燈泡置於焦點處,使反射後射出的光線較為發散
(D)化妝鏡若要具有放大效果須使用凹面鏡,且使用時臉的位置須在凹面鏡的焦距外,以產生正立的放大虛像
(E)汽車兩側的後照(視)鏡常用凸面鏡觀測後方車輛,其像距小於物距,形成縮小的虛像。
參考解析
( )3. 下列有關理想的黑體輻射及其強度(相當於每單位面積的表面所發出的輻射功率)的敘述,何者正確?
(A)黑體輻射的溫度升高時,其輻射強度對波長的分布曲線中之峰值所對應的波長變短
(B)波耳是第一位提出電磁波能量量子化,來解釋黑體輻射強度對波長分布的科學家
(C)黑體輻射強度對波長的分布曲線與黑體的溫度和材料有關,而與黑體的形狀和大小無關
(D)現今的宇宙微波背景輻射對應到一個約77克耳文的黑體輻射
(E)黑體輻射是指黑色物體發出的物質波。
參考解析
( )4. 如圖所示的「水波槽實驗」裝置中,下列關於其分項裝置的敘述,何者正確?
(A)長方形木條起波器的目的是要產生圓形波
(B)可變電阻是用來改變電流,以調整光照的強度
(C)白紙上顯示的相鄰兩亮紋間距恰等於水波的波長
(D)水波槽的四周需用海綿條圍住,以避免水波頻率改變
(E)水波的波谷在強光通過時,會有類似凹透鏡的效果,在白紙上顯現出暗紋。
參考解析
( )5. 聲波在空氣柱內重疊時,可以形成駐波。
考慮聲波在一端開口、一端閉口的空氣柱內所形成的駐波,並將聲波視為傳遞空氣分子位移變動的縱波時,下列關於駐波特性的敘述,何者正確?
(A)開口處為波節
(B)在閉口處發生建設性疊加
(C)相鄰兩波節的間距為一個波長
(D)相鄰波節與波腹的間距為波長
(E)該駐波是由沿相同方向前進的兩波互相重疊而成。
參考解析
( )6. 一細繩上出現沿水平方向行進的週期性橫波,以致繩上各點均作簡諧振動,在某時刻其中一段的波形如圖所示,x與y分別代表繩上各點(簡稱質點)的水平位置坐標與垂直位置坐標,已知此時質點P的速度方向為垂直向下,高度低於其平衡位置。
當波繼續行進,質點P位於最低點時,下列敘述何者正確?
(A)質點a的y<0
(B)質點a的y=0
(C)質點b的y<0
(D)質點b的y=0
(E)質點a到達最高點。
參考解析
( )7. 將位於同一高度的甲、乙兩質點,以相同初速同時鉛直上拋。
甲在僅受重力的情況下,自初始上拋至再回到起點所需的時間為t甲,過程中最大的上升高度離起點為h。
但乙在上升時,與一片固定在離起點高度為的水平鋼板面發生彈性碰撞而向下折返,自初始上拋至再回到起點所需的時間為t乙。
若空氣阻力可忽略,則下列敘述何者正確?
(A)t甲=t乙
(B)乙再回到起點瞬間,甲的速度方向為向下
(C)在各自再回到起點瞬間,甲、乙兩者的動能相同
(D)就上拋至再回到起點的整個過程而言,重力對甲所作之功大於對乙所作之功
(E)乙發生碰撞後,向下運動的加速度量值,大於甲向下運動的加速度量值。
參考解析
金屬線標示
甲
乙
丙
長度(m)
40
20
10
截面積(mm2)
0.5
1.0
1.0
電流(A)
0.5
1.0
1.0
( )8. 甲、乙、丙三條導線的長度、截面積及在相同外加電壓下的電流如表所示。
假設各導線的溫度相同,且都遵守歐姆定律,則依表判斷,在該溫度下,此三條導線材料的電阻率大小順序為何?
(A)甲>乙>丙
(B)乙>甲>丙
(C)丙>乙>甲
(D)甲>丙>乙
(E)丙>甲>乙。
參考解析
( )9. 如圖所示,在yz平面的環形金屬線圈以坐標系原點O為中心,xy平面為水平面,地球磁場指向+y方向。
位於原點O處的小磁針,可繞z軸在xy平面自由轉動,當環形線圈中的電流為2.0安培時,磁針與+x軸的夾角為37°。
若要使磁針與+x軸的夾角變為45°,則環形線圈中的電流應調整為多少安培?
(A)1.0 (B)1.5 (C)2.0 (D)2.7 (E)3.5。
參考解析
第10-11題為題組
GPS是GlobalPositioningSystem(全球定位系統)的簡稱,它為使用者提供定位導航和定時服務。
GPS系統包括多顆衛星,在距離地球表面約20200公里的太空軌道上運行,每顆衛星內部裝置有精密的原子鐘,並以無線電波持續向地球發射訊號,不斷提供GPS衛星的編號、位置和精確時間。
理論上使用三顆衛星即可定位,但因訊號傳輸需要時間,且地面GPS的接收器如智慧型手機並未內建精準的計時工具,即使極微小的時間差都會導致換算距離時出現巨大誤差,因此需要校正。
地面上使用者的接收器在任何時間、任何地點,只要同時接收到至少四顆衛星的訊號,記錄訊號到達時間,即可使用這些資訊來確定該接收器在三維空間中的位置。
取光速為3.0´108公尺/秒。
( )10.依據上述資料,下列敘述何者正確?
(A)無線電波的波長比紅外線的波長還短
(B)無線電波訊號自GPS衛星傳送至地面接收器約需6.7秒
(C)若地面GPS接收器的時間能夠精確測量到千分之一秒,則無須其他校正,就能夠在小於100公尺的誤差範圍內,定位出地面接收器的三維空間位置
(D)地面GPS接收器只需要測量並計算出它到三顆衛星的距離,就能夠精確定位出它的三維空間位置
(E)至少需要四顆衛星各自到接收器距離的數據,方能根據第四顆衛星的距離校正接收器內部的計時裝置,藉此得到精確的時間測量,提升定位的精準度。
參考解析
( )11.已知地球半徑約6400公里,而地球同步衛星在距離地球表面約36000公里的太空軌道上運行。
若GPS衛星與地球同步衛星繞行地球之運動皆可視為等速圓周運動,則GPS衛星繞行角速率約為地球同步衛星繞行角速率的多少倍?
參考解析
( )12.手機的無線充電是近年來發展出來的新科技,它使用到的物理原理是電磁感應。
假設一手機內有邊長為0.050公尺、匝數為1000匝的正方形線圈,今將此正方形線圈置於垂直於線圈面且隨時間變動的均勻磁場B中,如圖所示。
當磁場B的時變率dB/dT牛頓/安培•公尺•秒時,則正方形線圈兩端間的應電動勢為下列何者?
(A)25毫伏特 (B)250毫伏特 (C)2.5伏特
(D)25伏特 (E)250伏特。
參考解析
第13-14題為題組
( )13.已知光子的動量p、能量E與光速c的關係為E=pc。
有科學家提議可依此關係,利用太空船上裝置太陽帆吸收或反射光子來加速,以進行太空旅行。
下列敘述何者錯誤?
(A)在相同條件下,完全吸收光子與完全反射光子的太陽帆,前者使太空船產生的加速度量值較大
(B)在其他條件不變下,太陽帆張開的面積愈大,太空船的加速度量值愈大
(C)在其他條件不變下,離太陽愈遠,太空船的加速度量值愈小
(D)該太空船利用太陽帆來增加動能時,其能量來自光子
(E)利用光子與太陽帆作用前後之動量變化,可計算該太空船的加速度量值。
參考解析
( )14.
參考解析
( )15.基於安全考量,一個容量為10公升的氧氣瓶,裝了一個當壓力大於12大氣壓時就會將氣體排出的洩氣閥,此氧氣瓶裝有溫度300克耳文、壓力10大氣壓的氧氣。
在運送時,氧氣瓶被裝載在車廂中,但炎炎夏日下,車廂內溫度變高,此時洩氣閥正常工作,排出部分氣體,當運送到目的地時,氧氣瓶的氧氣壓力為12大氣壓、溫度為400克耳文。
取理想氣體常數為0.082大氣壓•公升/莫耳•克耳文,則排出的氣體約為多少莫耳?
(A)1.3 (B)0.41 (C)0.23 (D)0.11 (E)0.051。
參考解析
( )16.一靜止且密封容器內有處於熱平衡的兩種單原子分子的理想氣體,分別是2莫耳的氣體X和1莫耳的氣體Y。
已知Y的分子量是X的分子量的2倍,則下列敘述何者正確?
(A)兩種氣體分子的總動量不相等
(B)兩種氣體分子的方均根速率相等
(C)X氣體的分壓是Y氣體分壓的倍
(D)X氣體分子總動能是Y氣體分子總動能的2倍
(E)X氣體分子平均動能是Y氣體分子平均動能的2倍。
參考解析
( )17.如圖所示,一個被固定在鉛直面上,半徑為r的圓形光滑軌道玩具,將質量分別為m與2m的甲與乙兩質點,靜置於光滑圓形軌道內緣,甲離水平地面的高度為r,而乙位於軌道最低點。
當甲自靜止開始沿著軌道下滑後,與乙發生正面彈性碰撞。
碰撞後乙沿軌道可爬升的最大鉛直高度為下列何者?
參考解析
( )18.如圖所示,一質量為m的小物體靜止在傾角為60度、長度為L且固定不動之斜面的最低點P。
現對此物體施加量值不變、方向始終沿斜面方向向上的力F,使物體沿斜面運動到達斜面長度的Q點,在Q點時立即撤去外力F。
若要使物體能夠到達斜面最高點R,則外力F的量值至少需為多少?設物體與斜面之動摩擦係數為、重力加速度為g。
參考解析
第19-20題為題組
一質量為1000公斤的汽車在十字路口(x=0)停下等待,當紅燈轉綠燈後,開始在筆直水平道路上沿+x方向作直線運動,前300公尺的加速度a與位置x之關係如圖所示。
( )19.汽車在下列哪一路段作等速度運動?
(A)0
2019:[108年指考物理]單選7. 將位於同一高度的甲、乙兩質點,以相同初速同時鉛直上拋。
甲在僅受重力的情況下,自初始上拋至再回到起點所需的時間為t甲,過程中最大的上升高度離起點為h。
但乙在上升時,與一片固定在離起點高度為的水平鋼板面發生彈性碰撞而向下折返,自初始上拋至再回到起點所需的時間為t乙。
若空氣阻力可忽略,則下列敘述何者正確?(A)t甲=t乙(B)乙再回到起點瞬間,甲的速度方向為向下(C)在各自再回到起點瞬間,甲、乙兩者的動能相同(D)就上拋至再回到起點的整個過程而言,重力對甲所作之功大於
2019:[108年指考物理]單選6. 一細繩上出現沿水平方向行進的週期性橫波,以致繩上各點均作簡諧振動,在某時刻其中一段的波形如圖所示,x與y分別代表繩上各點(簡稱質點)的水平位置坐標與垂直位置坐標,已知此時質點P的速度方向為垂直向下,高度低於其平衡位置。
當波繼續行進,質點P位於最低點時,下列敘述何者正確?(A)質點a的y<0(B)質點a的y=0(C)質點b的y<0(D)質點b的y=0(E)質點a到達最高點。
2019:[108年指考物理]單選5. 聲波在空氣柱內重疊時,可以形成駐波。
考慮聲波在一端開口、一端閉口的空氣柱內所形成的駐波,並將聲波視為傳遞空氣分子位移變動的縱波時,下列關於駐波特性的敘述,何者正確?(A)開口處為波節(B)在閉口處發生建設性疊加(C)相鄰兩波節的間距為一個波長(D)相鄰波節與波腹的間距為波長(E)該駐波是由沿相同方向前進的兩波互相重疊而成。
2019:[108年指考考題]單選4. 如圖所示的「水波槽實驗」裝置中,下列關於其分項裝置的敘述,何者正確?(A)長方形木條起波器的目的是要產生圓形波(B)可變電阻是用來改變電流,以調整光照的強度(C)白紙上顯示的相鄰兩亮紋間距恰等於水波的波長(D)水波槽的四周需用海綿條圍住,以避免水波頻率改變(E)水波的波谷在強光通過時,會有類似凹透鏡的效果,在白紙上顯現出暗紋。
2019:[108指考物理]單選3 下列有關理想的黑體輻射及其強度(相當於每單位面積的表面所發出的輻射功率)的敘述,何者正確?(A)黑體輻射的溫度升高時,其輻射強度對波長的分布曲線中之峰值所對應的波長變短(B)波耳是第一位提出電磁波能量量子化,來解釋黑體輻射強度對波長分布的科學家(C)黑體輻射強度對波長的分布曲線與黑體的溫度和材料有關,而與黑體的形狀和大小無關(D)現今的宇宙微波背景輻射對應到一個約77克耳文的黑體輻射(E)黑體輻射是指黑色物體發出的物質波。
2019:[108年指考考題]單選2. 下列關於凹面鏡及凸面鏡的敘述,何者正確?(A)裝設在大賣場天花板角落的面鏡為凸面鏡,可觀察到放大虛像(B)裝設在道路轉彎處的面鏡為凹面鏡,以便觀察到更大的範圍,使視野更佳(C)手電筒常利用凹面鏡作為反射面,燈泡置於焦點處,使反射後射出的光線較為發散(D)化妝鏡若要具有放大效果須使用凹面鏡,且使用時臉的位置須在凹面鏡的焦距外,以產生正立的放大虛像(E)汽車兩側的後照(視)鏡常用凸面鏡觀測後方車輛,其像距小於物距,形成縮小的虛像。
2019:[108指考物理]單選1. 原子核由質子與中子組成,試問原子核的直徑大小最可能落在下列尺標圖的哪個區間?
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