物理第二阶段.pdf

國立彰化高級中學國立彰化高級中學 100100 學年度學年度 科學班甄試科學班甄試第二階段甄選第二階段甄選 物理物理實作實作測測驗驗 一 單選題 共 10 題 每題 2 分 1 如圖所示 一輛表面光滑的小車上 有質量 m1 m2 m1 m2 的兩小球隨車一起 運動 當車突然停止時 如不考慮其他阻力 則兩小球 A 一定相碰 B 不一定 相碰 C 一定不相碰 D 難以確定是否相碰 因為不知道小車的運動方向 E 若小車向右減速 則一定能相碰 2 若一球形物體在空中下落時受空氣阻力可表示為 f 6 R v 其中 R 為球的半徑 為空氣的黏滯係數 v 為球 的速度 則下列敘述何者正確 A 球從高空落下時速度會越來越大 B 球從高空落下時速度會先增後減 C 球從高空落下時速度會先增後等速 且對於相同材料的球 大球的末速大 D 球從高空落下時速度會先增後等速 且對於相同材料的球 小球的末速大 E 球從高空落下時速度會先增後等速 且對於相同材料的球 大球小球末速相同 3 在雪地中滾雪球會愈滾愈大 下列有關滾雪球的敘述何者正確 A 因為雪會有黏性 所以雪球會邊滾邊將地上的雪黏上雪球 才會愈滾愈大 B 因為地面上的雪和雪球 的上雪有摩擦力 所以雪球上的雪靠著摩擦而將地上的雪帶起 才會愈滾愈大 C 因為雪可帶有靜電力 所以當雪球館過地面時 地上的雪會被靜電力而吸附上去 才 會愈滾愈大 D 因為雪球底部的壓力較大使得雪球底部和地上的雪融化 當雪球底 部剛要離開地面後水又會重新結冰 才會愈滾愈大 E 以上皆非 4 裝有水的燒杯中有一塑膠小球飄浮在水面上 現將酒精慢慢加入水中 同時進行攪拌 若水的密度 塑膠的密 度 酒精的密度 則塑膠小球可能 A 在液體中下沉一些 所受浮力增大 B 沉到杯底 所受浮力減小 C 懸在 液體中 所受浮力增大 D 仍漂浮在液面上 所受浮力減小 E 沉到杯底 所受浮力增大 5 當一束光線由平行板的一方穿過時 光線會因折射而偏轉 而當光線穿出平行板後會以原方向前進但有橫向位 移如下圖 左 所示 今使同一平面的一束紅光和一束紫光彼此平行 間距為 a 它們都從空氣中射到平行玻璃板 的一面並從另一面射出 設出射光相距為 b 如下圖 右 所示 則下列敘述何者正確 紫光穿過玻璃後的橫向位移比紅光小 紅光與紫光穿過玻璃後的橫向位移相同 a b a b 以上皆非 6 有一電熱水器 內部水管截面積 5cm 2 水流速率 10 cm s 將 25 oC 的冷水注入此電熱水器 則流出的水 其溫 度為 50 oC 這電熱水器的效率 可將 80 的電能轉換成熱能 試問此電熱水器的功率約為多少瓦 A 3975 B 5132 C 4563 D 6563 E 7325 7 A B C 三球電量分別為 0 2 庫侖 0 4 庫侖 0 6 庫侖 三球置於一絕緣 轉盤上 距中心半徑分別為 1 2 3 米 如圖 已知載流圓形線圈中心的磁場 強度為 2R I R 為半徑 為磁導率其值等於 4 10 7 特士拉 公尺 安培 今轉 動轉盤 使之維持每秒 10 轉 則中心磁場強度為多少特士拉 A 4 10 7 B 2 10 7 C 10 7 D 6 10 7 E 8 10 7 m m 橫向位移 8 甲 乙二燈泡單獨接 10V 電池時 分別可以產生 10W 與 40W 之功率 今將此二燈 泡與一電阻 R 連接如圖 若此時二燈泡有相同功率 則電阻 R 等於幾歐姆 A 5 B 10 C 8 D 15 E 20 9 如下圖 左 某金屬長方體 邊長分別為 10 x y 單位 cm 將此導体接上一電池 以三種方式連接 使電流 分別由 A 進 B 出 C 進 D 出 及 E 進 F 出 由於電阻不同 其電流量分別為 4 25 16 毫安培 求 x 值 A 1 B 3 C 5 D 4 E 2 10 承上題 若將金屬塊 10cm 邊 切成 4 4 2 等分 將三塊並聯 接上同一電池 如下圖右 則電池總電流為多少 毫安培 忽略電線之電阻 A 1 B 3 C 5 D 4 E 6 二 填充題 共 10 格 每格 3 分 1 如圖所示 物體 a b c 疊放在水平桌面上 水平力 Fb 5N Fc 10N 分別作用於物體 b c 上 此時 a b c 仍 保持靜止 若 b 給 a 的摩擦力為 F1 b 給 c 的摩擦力為 F2 桌面給 c 的摩擦力為 F3 請求出 F1的大小和方向 F3的大小和方向 2 如圖所示 質量為 M 的圓環用輕繩吊在天花板上 還上兩個質量為 m 的小環自頂部開始下滑 當兩個小環下落 到與大環圓心等高時 小環所受的摩擦力均為 f 則此時繩對大環的拉力為 Fb a b c Fc 3 如圖所示的 W 形管中 從兩邊裝入不同液體 ABC 是水 DEF 是松節油 CGD 是空氣 今測得 h1 21 公分 h2 9 公分 h3 8 公分 h4 22 公分 只知當時的大氣壓力是 76cmHg 請求出松節油的密度 4 如右圖所示 兩平面鏡M1與M2相交 夾角為 55 一入射光線射至其中一個鏡面 再從第 二個鏡面反射而出 最後反射線與最初入射線的夾角為 稱為偏向角 則 角為多少 5 在座標 x 0 與 x 2 兩點 各放電量為 4 10 5 庫侖 及 9 10 5 庫侖 兩個固定的點電 荷 若在此二點連線上的P點放第三個點電荷 Q 該電荷所受之庫侖力總和恰為零 則 P 點座標為何 6 已知載流直導線產生之磁場與至導線之垂直距離成反比 今有經過點 X 2 與 X 2 且平行 Y 軸之甲 乙二導線 通以正 Y 方向之相同電流 X 軸上有 A B C 各點 分別位於 X 3 1 0 若 A 點磁場強度為 1 高斯 則 B C 二點之磁場大小為 何 B C 7 一變壓器原線圈內之電流為 y 安培 其電壓為 30 伏特 設其副線圈所 傳遞之電流為 5 7 安培 電壓為 50 伏特 則 a 若變壓器能量傳遞效率為 95 則 y 安培 b 若其輸出端為一功率效率 80 的升降機 若總載重 含機台 為 400 牛 噸 則升降機每秒可升高幾米 三 簡答 計算題 共 10 題 1 有一個形狀不規則的石蠟塊 密度比水小 現在要測出它的密度 但身邊沒有天平 也沒有量筒 只有兩個可以 裝進石蠟塊的杯子和一個滴管 杯子和滴管皆無刻度 還有一桶水和一個大頭針 請設計一個實驗來測出這個 石蠟塊的密度 要寫出實驗原理和主要步驟 並推導出計算石蠟密度的公式 5 分 2 給你一個小平面鏡和一個捲尺 請設計一個實驗 可以測量出一個非常高的大樹的高度 要畫圖說明 並寫出 樹高的計算公式 4 分 3 將甲 乙兩條長度相同 但粗細不同的兩繩串接在 S 點 如圖所示 S 為一上下振動 的波源 其振動頻率 f 100 Hz 在甲繩的波速 v甲 80 m s 在乙繩的波速 v乙 160 m s 今在波源左右兩方有 P Q 兩點 與 S 之距離分別為 SP 8 4 m SQ 9 6 m 當 S 恰通過平衡位置且向上振動 在尚未有反射波產生時 下列有關 P Q 兩質點的 運動狀態為何 P 點 3 分 Q 點 3 分 說明出在波峰 在波谷 在平衡點位置向上振動 或在平衡點位置向下振動 請說明推論過程 並列出計算式 A B C D G E F h1 h2 h3 h4 4 甲 乙兩人從矩形跑道的 A 點同時開始沿相反方向繞行 在 O 點相遇如圖所示 已 知甲的速度是 5m s 以的速度是 3m s 跑道上 OC 段長度是 50m 如果他們從 A 點同時開始都沿著 A B C D 同時繞行 則 1 至少經過多少時間才能相遇 2 分 2 在什麼地方相遇 2 分 要有完整的計算式才算分 5 圖中 A B 是物體 AB 經過某薄透鏡所成的像 圖中的橫線是主軸 請作圖方式 畫出透鏡位置 1分 1分 及焦 點位置 1分 1分 並說明該透鏡為凸或凹透鏡 1分 1分 6 一平面鏡位於一凹面鏡的焦點上 一物體 箭頭 在平面鏡與凹面鏡之間 請畫出物體 箭頭 先經凹面鏡反 射後 再經平面鏡反射所得的二次成像光路過程 5分 7 7 某人重設溫標 將一大氣壓下水的冰點與沸點分別訂為 10 Y 與 190 Y 並以此溫標作實驗 觀察一質量 200 克固態物質受熱與溫度變化關係如下圖 若熱源為一每秒可使1克水溫升高2度C的加熱器 且設熱量無散失 則 a 以此溫標設定 水的比熱值應為多少卡 克 Y 2 分 b 取 10 克 40 此物質 與 10 克 66 水混合 平衡溫度為多少 3 分 A B B A A B B A A D B C O 8 8 某資優生做熱學實驗 為了解冷凍庫溫度 他將一塊 50 克金屬塊置於冰箱中一段時間後取出並置於一與室溫同 為25度C之水杯中 設水與杯之總水當量M為150克 銅塊與冷水平衡溫度為23度C 若此金屬塊比熱為0 1 卡 克 則 a 測得之冷凍庫溫度為何 2 分 b 你認為此溫度測量值應該比實際溫度高或低呢 請說明原因 最好能搭配數學式具體說明 3 分 說明 水當量 M 的定義 使一物溫度改變時 其所吸收或放出的熱量 若恰能使 M 克的水作相同溫度的改變 則 M 稱 為該物體的水當量 例如 10 克比熱 0 217 卡 克 的鋁塊 升高 1 度 C 須吸收 2 17 卡熱量 相當於 2 17 克水對熱的反應 此鋁塊水當量為 2 17 克 9 9 小明比較磁鐵棒自由落下通過不同線圈之著地速率 先測磁棒下落穿越一個銅線圈 在相 同高度 再測磁棒穿越一個玻璃圈 則 a 兩次實驗著地速率何者將較快 從能量的角度 解釋這個差異 2 分 b 若只通過銅圈 今將磁棒的起始高度提高 但銅線圈高度不變 則磁棒提高前 後這二種情形 何者會損失較多的力學能 說明之 3 分 1 10 0 直昇機可以停滯在空中 是因為利用裝置在其上方的螺旋漿轉動時 向下推壓空氣 藉所產生的向上反作用力 以支撐其重量 a 假設被推壓向下的空氣流速為v 空氣的密 度為 螺旋漿葉片掃過的面積為 A 若直昇機引擎驅動螺旋 漿所產生的向上推力 F 等於 2 Av 引擎需要發出的功率為 3 Av 若一直昇機的引擎需要發出10 l0 5 W 的功率才可以停滯在空 中 現有一模型直昇機是以比例尺 1 10 依照實際直昇機的式樣 複製打造 並改以直流馬達 則此模型機欲停滯在空中時 a 所需的馬達輸出功率是幾瓦 2分 b 若電路結構如圖所示 R 代表整個電路之總電阻值 且馬達二端電壓為 20V 則電池輸 出功率為幾瓦 3 分 設模型機平均密度與直昇機相同 國立彰化高級中學國立彰化高級中學 100100 學年度學年度 科學班甄試科學班甄試第二階段甄選第二階段甄選 物理物理實作實作測測驗驗 答案卷答案卷 准考證號准考證號 姓名姓名 得分得分