物理考科…¨國... · 2020. 7. 2. · 14. 圖 5...

物

理

祝考試順利

108-E5

108 學年度全國高級中學

指定科目模擬考試

物理考科

―作答注意事項― 考試範圍：基礎物理(一)～選修物理(上) 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；更正時，

應以橡皮擦擦拭，切勿使用修正液（帶）。 ˙非選擇題用筆尖較粗之黑色墨水的筆在「答案

卷」上作答；更正時，可以使用修正液（帶）。

˙未依規定畫記答案卡，致機器掃描無法辨識答

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

生自行承擔。 ˙答案卷每人一張，不得要求增補。

版權所有．翻印必究99362505-28

第 1 頁共 9 頁

物理考科

第壹部分：選擇題（占 80 分）一、單選題（占 60 分）

說明：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，該題以零分計算。

1. 某次觀測水波槽實驗時，有兩個同相點波源 S1 及 S2，在水面上產生穩定的干涉圖案，兩個

點波源相距 1.5 公尺、水波頻率為 5 赫茲、波速為 2.0 公尺∕秒，且在水面上共可產生 m 條

節線、n 條腹線，則下列選項何者正確？ ( )A m＝6 ( )B m＝7 ( )C m＝8 ( )D n＝5 ( )E n＝6

2.、 3.題為題組

汽車測試報告書說明事項：反應距離：駕駛察覺狀況到踩下煞車時，汽車等速移動的距離。煞車距離：開始煞車後汽車以負的等加速移動的距離。停車距離：在直線行駛中遇到突發狀況而緊急煞車到汽車停止的距離，包含反應距離及煞車距

離。 2. 今有一組汽車的測試數據：當車速為 10.00 公尺∕秒時，要將車停下來，其反應距離為 3.60

公尺、煞車距離為 8.00 公尺、停車距離為 11.60 公尺。根據上述數據，下列何者正確？ ( )A 汽車在煞車距離區間內之平均加速度量值為 13.89 公尺∕秒2 ( )B 汽車在煞車距離區間內之平均加速度量值為 4.31 公尺∕秒2 ( )C 汽車在停車距離區間內之平均加速度量值約為 5.10 公尺∕秒2 ( )D 汽車在煞車距離區間內所需的時間為 0.80 秒 ( )E 汽車在煞車距離區間內所需的時間為 1.00 秒

3. 承 2. 題，取反應距離所對應的時間稱之為反應時間。當駕駛開車不專心而導致反應時間增

加為兩倍，若想要讓停車距離仍維持為 11.6 公尺，則煞車距離期間內的平均加速度量值應

為多少公尺∕秒2？ ( )A 4.75 ( )B 6.25 ( )C 11.36 ( )D 15.00 ( )E 22.72

4. 在許多小說故事中，黑色火焰代表著邪惡及肅殺，在真實生活中，我們可以藉由鈉燈（內

部裝有鈉蒸氣的氣體放電管）、酒精燈及某物質重現黑色火焰。當鈉燈照射在酒精燈時，

酒精燈火焰為黃色，但將某物質加入酒精燈中充分攪拌後燃燒，鈉燈照射在火焰上，我們

即可看到黑色火焰，請問某物質可能為何者？ ( )A 水（H2O） ( )B 丙酮（CH3COCH3） ( )C 食鹽（NaCl） ( )D 鹽酸（HCl） ( )E 硫酸（H2SO4）

第 2 頁共 9 頁

物理考科

5. 三位同學在下課時，討論以前詩人的科學觀與現在的科學之關係：甲：「朝辭白帝彩雲間，千里江陵一日還。兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山」，若船從

地勢較高的白帝城到江陵只有重力作功。李白與友人分別搭乘輕舟與重舟，兩人以相

同的速度同時出發，則重舟在任何時刻的速度都比輕舟快。乙：「欲窮千里目，更上一層樓」是利用光直線前進之特性來描述的詩句。丙：「空山不見人，但聞人語響」，詩人想描述人的聲音在山林間發生干涉現象。根據上述，下列選項何者正確？ ( )A 僅甲、乙正確 ( )B 僅乙、丙正確 ( )C 僅甲正確 ( )D 僅乙正確 ( )E 僅丙正確

6. 甲、乙、丙為三個帶電小塑膠塊，丁為不帶電的小金屬塊。如圖 1 所示：今以 ( )a 、 ( )b 、 ( )c 、

( )d 及 ( )e 五種方式放置在無摩擦的水平絕緣面上，發現 ( )a 及 ( )c 發生互相吸引的現象； ( )b 則發

生互相排斥的現象。

圖 1

則關於 ( )d 及 ( )e 所發生的現象，下列哪一個敘述正確？選項 ( )A ( )B ( )C ( )D ( )E

( )d 互相吸引互相排斥互相吸引互相排斥彼此間無作用力 ( )e 互相排斥互相吸引互相吸引互相排斥彼此間無作用力

7.、 8.題為題組

如圖 2，將兩寬度 D、間距 W 的平行金屬板接上高壓電，

使兩金屬板間區域產生均勻電場 E，並忽略邊緣場的效應，當

電場夠大時電荷便會逸出金屬板產生放電現象。與此同時將空

氣懸浮微粒通入兩金屬板間，則金屬板逸出的電荷會附著於懸

浮微粒上，使帶電懸浮微粒受電場的作用而黏附在金屬板上，

此為靜電集塵之簡易概念。由於懸浮微粒質量甚小，所受電力

遠大於重力，故重力忽略不計。 7. 若懸浮微粒帶電荷、電場等初始條件固定不變，且不考慮累積金屬板上的電荷，僅改變下

列靜電除塵器的參數，何者正確？ ( )A 當微粒質量增加時，金屬板會更容易吸附懸浮微粒 ( )B 當上、下金屬板移動相同間距向懸浮微粒靠近使 W 縮小時，金屬板會更容易吸附懸浮微粒 ( )C 當 D 縮小時，金屬板會更容易吸附懸浮微粒 ( )D 當懸浮微粒入射金屬板垂直電場方向的速率 u 增加時，金屬板會更容易吸附懸浮微粒 ( )E 改變外加高壓電的大小時，並不會影響金屬板吸附懸浮微粒的數量

圖 2

第 3 頁共 9 頁

物理考科

8. 若懸浮微粒以 u 的初速垂直電場入射金屬板間後隨即獲得電量 q、總質量為 m，則下列關

於懸浮微粒在金屬板間運動過程之敘述，何者正確？

( )A 懸浮微粒的動能增加量為 2

222

mu2DEq

( )B 電力對懸浮微粒作功最大值為 qEW

( )C 懸浮微粒在電場的時間恆為qEmW2

( )D 懸浮微粒的軌跡是圓的一部分，曲率半徑為qEmu

( )E 運動過程中，必可獲得電位能為 qED

9. 如圖 3，將一球由 20 m 高之處水平拋出，若球拋出時，球

與貨車之間的水平距離為 16 m，此時貨車恰好由靜止開始

以等加速度 2 m∕s2 向右前進，若貨車高度不計，忽略所有

阻力之下，球要準確地落在移動的貨車上，則球拋出時的速

度 v0 應為多少 m∕s？（取重力加速度＝10 m∕s2） ( )A 5 ( )B 8 ( )C 10 ( )D 15 ( )E 20

10. 牛頓第二運動定律最初的敘述可寫為：物體所受的外力等於動量時變率（F＝ΔspΔt

），故物

體的動量變化方向與下列何者的方向必定相同？ ( )A 位移 ( )B 初速度 ( )C 速度變化 ( )D 能量 ( )E 末速度

11. 有關聲音與光的性質，下列敘述何者正確？ ( )A 聲音的傳播屬於力學波，聲音在氣體內的傳播速率比在液體內快 ( )B 由空氣入射進入水中時，光及聲音都會偏向法線方向折射 ( )C 聲音有都卜勒效應，光因波長短而無都卜勒效應 ( )D 光具有粒子性質，需要透過介質碰撞來傳遞能量 ( )E 聲音的波長遠大於可見光波長，故聲音繞射效應比光顯著

12. 一斜角為 θ 的光滑楔形金屬塊載著一個質量 m 的木塊，沿著水平

面作等加速運動，不計一切摩擦，如圖 4 所示。當木塊相對金屬

塊為靜止時，木塊對地面的加速度量值為 a1；若金屬塊變成靜止

狀態後，木塊對地面的加速度量值為 a2，則2

1

aa

的值為何？

( )Aθsin

1 ( )Bθcos

1 ( )C tanθ ( )Dθ2cos

1 ( )Eθ2sin

1

圖 3

圖 4

第 4 頁共 9 頁

物理考科

13. 遊樂場中的「自由落體機」，遊客乘坐在座椅上等速緩緩升至高度為 48 公尺（約 16 樓高）

後，座椅開始往下墜。小明的體重為 60 公斤重，且座椅由高處下降的加速度為重力加速度

的54

倍；等加速度下墜 3 秒後開始煞車，均勻減速至停止於地面，則小明隨座椅下墜的整

個過程中，以下哪一個選項正確？（取重力加速度 g＝10 公尺∕秒2） ( )A 下墜 2 秒時，小明所受合力量值為 1.2×102 牛頓 ( )B 下墜 2 秒時，座椅對小明所施的作用力量值為 4.8×102 牛頓 ( )C 下墜 2 秒時，小明的視重（所受正向力）與實重相差 12 公斤重 ( )D 開始煞車後至停止前，座椅對小明的作用力量值為 2.04×103 牛頓 ( )E 開始煞車後至停止前，小明的視重（所受正向力）量值為 144 公斤重

14. 圖 5 所示為一大提琴樂器構造示意圖，若琴弦的原長 L 為弦枕到琴橋的

距離，且每條弦的原長相同但線密度不同。當演奏者演奏大提琴時，會

以一手拉弓、另一手按弦，來改變琴弦實際振動的長度，則下列敘述何

者正確？ ( )A 琴弦實際振動的長度為手指按弦位置與弦枕的距離 ( )B 僅改變拉弓的速率，可能使提琴發出聲音的頻率改變 ( )C 用弓拉動不同條弦並改變手腕位置，可能使提琴發出相同頻率的聲音 ( )D 僅改變拉弓時的力道，可能改變提琴發出聲音的頻率 ( )E 在同一條弦上，將手指按在較接近弦枕處，提琴發出聲音的頻率會變高

15. 如圖 6 之 ( )甲所示，有 20 個（a～t）一系列微小顆粒沿著一輕質彈簧均勻分布，當一個頻率

為 20 Hz 的週期波從左向右穿過彈簧時，在某一時刻，這些微小顆粒的位置恰如圖 6 之 ( )乙

所示。則此一週期波的傳播速率為多少 cm∕s？

圖 6

( )A 480 ( )B 240 ( )C 120 ( )D 72 ( )E 60

圖 5

第 5 頁共 9 頁

物理考科

16. 下列敘述，何者正確？ ( )A 在電子雙狹縫干涉實驗中，清晰的干涉條紋是電子激發光子形成建設性干涉所造成 ( )B 原子序是原子核所含的質子數，也是中性原子內所含的電子數 ( )C 原子的放射性光譜是由繞原子核外固定軌道的電子所輻射出的電磁波形成 ( )D 道耳頓提出原子說，認為原子無法再分割的概念，馬上就被科學家普遍接受 ( )E 拉塞福以高速的 α 粒子撞擊金箔實驗，推論出原子內有帶正電的質子與不帶電的中子所

組成的原子核

17. 如圖 7 所示，梁式橋是一種用高度剛性橫梁，兩端橫跨在橋墩上的橋梁結構，假設每根橫

梁密度均勻，長度為 L，質量為 M。今有一質量為 m 的卡車行駛其上，橋墩 A 與橋墩 B 給

予中央橫梁的正向力分別為 NA 及NB，請問下列敘述何者正確？（設重力加速度為 g）

圖 7

( )A 卡車從橋墩 A 移往橋墩 B 的過程中，兩橋墩的正向力 NA 及 NB 量值均保持不變 ( )B 卡車從橋墩 A 移往橋墩 B 的過程中，兩橋墩的正向力 NA 及 NB 量值均逐漸增加 ( )C 卡車從橋墩 A 移往橋墩 B 的過程中，NA 量值逐漸增加，但是 NB 量值逐漸減少

( )D 當卡車距離橋墩 A 約4L3

的瞬間，NA＜NB

( )E 當卡車距離橋墩 A 約4L3

的瞬間，NA＋NB＝（m＋3M）g

18. 在靜力平衡實驗中，甲、乙、丙三力與一輕圓環以及一個插栓，在力

桌上達成平衡時的情形如圖 8 所示。下列敘述，何者正確？ ( )A 將施於輕圓環上之諸力，以實際量得所作之向量圖有可能不封閉 ( )B 甲、乙、丙三力所使用的細繩必須等長，才不會影響實驗結果 ( )C 欲移動輕圓環使插栓位於輕圓環正中央，需增加乙、丙兩力的量值 ( )D 在實驗的整個過程中，輕圓環應一直保持與力桌中心的插栓接觸，

以防止其滑動 ( )E 使插栓位於輕圓環正中央，才算是三力平衡

圖 8

第 6 頁共 9 頁

物理考科

19. 一個質量為 m 的小球甲以速度 v 在光滑水平面上運動，與一個等質量的靜止小球乙發生彈

性碰撞，碰撞後兩球的運動狀態可能為何？ ( )A 甲球的速度為零而乙球的速度不為零 ( )B 乙球的速度為零而甲球的速度不為零 ( )C 兩球的速度均不為零，兩球的速度方向與原方向相反 ( )D 兩球的速度均不為零，兩球的速度方向與原運動方向相同 ( )E 甲、乙兩球立刻靜止

20. 理論上，衛星應沒有最低軌道高度的限制；但實際上需考慮空氣阻力

與各國領空的高度，目前發射人造衛星的最低軌道高度距地表約為

300 公里。如圖 9 所示，若地球半徑為 R，某顆人造衛星距地表的高

度為 h，測得在此高度作等速圓周運動的週期為 T，則可估算得到的地

球密度約為何？（取 G 為重力常數）

( )A 32

3

hRGThR3

）－（

）＋（π

( )B 32

3

RGThR3 ）＋（π

( )C 32

3

hRGTR3

）＋（

π

( )D 32

3

hGThR3 ）＋（π

( )E 32

3

hRGTh3

）＋（

π

二、多選題（占 20 分）

說明：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」。各題之選項獨立判定，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，該題以零分計算。

21. 有關能量的敘述，哪些是正確的？ ( )A 所有以橢圓軌道繞太陽運行的行星，任何時距內萬有引力對行星作的功皆為零 ( )B 在草地上使一木箱作等速圓周運動，草地的摩擦力對木箱作功為零 ( )C 舉重選手舉起重桿後保持不動，在不動的這段時間內選手對重桿不作功 ( )D 摩擦力只能對物體作負功，而無法作正功 ( )E 只要物體受到合力作功不為零，此物體的動量必發生改變

圖 9

第 7 頁共 9 頁

物理考科

22. 在設有活塞的密閉容器內進行定溫、定量氣體的壓力（P）及體

積（V）的量測，曲線甲莫耳數及溫度未知；曲線乙為填入 1 mol

的理想氣體在 300 K 時的 PV 曲線；曲線丙為容器內充填該理想

氣體 1 mol，溫度升高為 600 K 時的曲線，如圖 10 所示。今將

容器內改充填該理想氣體 2 mol、溫度為 150 K 時的曲線為 A，

則下列敘述哪些正確？ ( )A A 為曲線甲 ( )B A 為曲線乙 ( )C 曲線丙與曲線 A 的氣體分子平均動能比為 1：1 ( )D 曲線丙與曲線 A 的氣體分子平均動能比為 4：1

( )E 曲線丙與曲線 A 的氣體分子方均根速率比為 22 ：1

23. 恆星是自然界元素的製造廠，除了氫、氦和少許的鋰是宇宙誕生大霹靂形成外，其餘較重

的元素，大多由恆星生成。恆星是星際氣體和灰塵凝聚而成，星球本身的重力壓縮了中心

的物質，若達到氫原子核熔合的密度與溫度，恆星就誕生了。當氫全部熔合成氦後，溫度

尚不足以進行下一步的氦熔合，則恆星的核心部分便開始收縮，直到溫度達到 108 K 時，

三個或四個氦原子核開始熔合成碳或氧。若氦用光後，質量和太陽相仿的恆星，中心將持

續收縮，最後成為殘骸；質量比太陽約大五倍以上的恆星，將繼續進行碳和氧的熔合，接

著是鎂和矽的熔合，然後變成以鐵為主的中心，但最終也都將把物質釋放回星際空間，造

就了恆星世代生死相續的循環。根據上文，下列哪些敘述是正確的？ ( )A 自然界大部分的元素都生成於宇宙誕生的大霹靂 ( )B 因為萬有引力的作用，吸引氣體和塵埃匯聚造成壓力和溫度升高而引發核熔合反應 ( )C 當氫開始熔合成氦時，以熱和光的形式放出大量能量，形成恆星 ( )D 當恆星中心的氫全部熔合成氦以後，恆星的核心將開始膨脹，以達到能進行氦熔合的溫度 ( )E 若恆星的質量為太陽的六倍，其核熔合反應將持續到以鐵為主的核心

24. 如圖 11 所示，一半徑為 r、質量為 M 的半圓形碗為靜止狀態，水平

桌面及所有接觸面皆為光滑面。將一質量為 m 的彈珠由靜止從碗緣

滑下時，碗也會受影響而移動，以下哪些敘述是正確的？（設重力

加速度為 g） ( )A 碗對彈珠作正功，所以彈珠動能變大

( )B 彈珠滑至最底端時速度為mM

Mgr2＋

( )C 彈珠滑至最底端時速度為 gr2

( )D 彈珠滑至碗一半高度時，碗的速度為 gr ( )E 整個運動過程，彈珠與碗所組成的系統動量不守恆

圖 10

圖 11

第 8 頁共 9 頁

物理考科

第貳部分：非選擇題（占 20 分）

說明：本部分共有兩大題，答案必須寫在「答案卷」上，並於題號欄標明大題號（一、二）

與子題號（ 1.、 2.、……）。作答時不必抄題，但必須寫出計算過程或理由，否則將

酌予扣分。作答務必使用筆尖較粗之黑色墨水的筆書寫，且不得使用鉛筆。每一子題

配分標於題末。

一、某生為確認實驗室凸透鏡的焦距，進行以下實驗：將光源 A、光源屏 B、薄透鏡 C、像屏 D

由左而右依序排列，如圖 12 所示。若該生由像屏 D 右側直接觀看光源屏 B，會看到光源

屏如圖 13 所示，其中黑色的箭頭圖案即為光源屏的可透光區。每當改變 BC 的距離，則經

調整 CD 的距離後，便可在像屏 D 上清楚看到影像。某生針對五個不同的 BC 距離，分別

測量對應的 CD 距離，記錄於表 1。

圖 12 圖 13

表 1

項次 BC 距離（cm） CD 距離（cm）

1 40.0 120.0 2 50.0 75.0 3 60.0 60.0 4 70.0 52.5 5 80.0 48.0

1. 當像屏 D 為半透光膜，可由後方另一側觀察。請畫出該生由右側看向像屏 D 上的透鏡

成像圖案，並標示像屏的上及右。（可仿圖 13 之格式）（3 分） 2. 試計算表 1 中的項次 1，透鏡成像圖形之箭號長度應為光源屏圖形之箭號長度的幾倍？

（3 分）

3. 請利用表 1 的數據點，在答案卷的作圖區中畫出q1

對p1

的圖形，並藉由圖形求出該透

鏡焦距大小，並說明原因或理由。（4 分）

第 9 頁共 9 頁

物理考科

二、對太空站內的太空人來說生理監測非常重要，透過量測心跳、血壓、身體質量可了解太空

人的健康情況。在地表，我們站上體重計量測體重而推得身體質量，但在外太空屬於失重

的狀態，要如何量測身體質量呢？科學家設計了一種「身體質量量測裝置」，如圖 14 所

示，椅子水平連接彈簧，可在滑軌上前後移動，椅子與滑軌間摩擦阻力很小可忽略。測量

質量時，太空人先將椅子後推一小段未知距離使彈簧壓縮，並用卡榫固定，再坐上椅子，

拔掉卡榫，則椅上太空人開始作簡諧運動。已知彈簧力常數為 k，太空人手上僅有一個碼

錶，則以太空人僅有的工具可量測出物理量（A），進而推算出太空人的質量。

圖 14

1. 上述文中 A 物理量為何？如何推得其質量？（如有公式，需寫出使用符號所代表之物

理量）（4 分） 2. 假設椅子質量為 20 公斤，太空人未坐上椅子時，簡諧振盪 5 次所需時間為 5 秒，彈簧

的力常數為何？（3 分） 3. 承 2. 題，當太空人坐在椅子上，簡諧振盪 5 次所需的時間為 10 秒，則太空人的質量

為多少公斤？（3 分）

－ 2 －

物理考科詳解題號 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 答案 ( )C ( )C ( )C ( )C ( )D ( )C ( ) B ( ) B ( )C 題號 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 答案 ( )C ( )E ( ) B ( )D ( )C ( ) B ( ) B ( )D ( )A 題號 19. 20. 21. 22. 23. 24. 答案 ( )A ( ) B ( )C ( )E ( ) B ( )D ( ) B ( )C ( )E ( ) B ( )E 第壹部分：選擇題一、單選題 1. ( )C

出處：選修物理(上) 波動目標：理解基本觀念、方法與原理的能力內容：水波的干涉條紋解析：由波速公式 v＝fλ，可知 λ＝0.4 公尺

距中央腹線的第一節線位置相差4λ

波長，故

第一節線距中央腹線為4λ

＝0.1 公尺，相鄰腹

線相差2λ

，故第一腹線距中央腹線為 0.2 公尺；

依此類推：第二腹線為 0.4 公尺、第三腹線為

0.6 公尺，第四腹線為 0.8 公尺大於波源距中

央腹線距離（25.1

公尺）。故 n＝2×3＋1＝7

（條）。

又相鄰節線相差2λ

，故第二節線距中央腹線為

0.1＋2λ

＝0.3（公尺）；依此類推：第三節線

為 0.5 公尺、第四節線為 0.7 公尺，第五節線

為 0.9 公尺大於波源距中央腹線距離（25.1

公

尺）。故 m＝2×4＝8（條）。 2. ( )C

出處：基礎物理(二) B 上運動學──直線運動目標：理解基本觀念、方法與原理的能力內容：等速運動、等加速運動解析： ( )A ( ) B 反應距離為等速：

反應時間 t反＝車速

反應距離

＝00.1060.3

＝0.36（秒）

利用 v2＝v02＋2ax

0＝102－2×a×8 可得煞車距離內之加速度量值 a 為 6.25 公尺∕秒2

( )D ( )E 對應的煞車時間利用 v＝v0＋at

t＝25.6

10＝1.60（秒）

( )C 從反應到煞車停止所需時間 t停＝t反＋t煞＝0.36＋1.60＝1.96（秒）故整體之平均加速度量值

＝96.1

10＝．．5.10（公尺∕秒2）

3. ( )C 出處：基礎物理(二) B 上運動學──直線運動目標：直接運用基本觀念、方法與原理的能力內容：直線運動解析：承 2. 題，反應時間增為兩倍：

2×0.36＝0.72（秒）反應距離＝10×0.72＝7.20（公尺）煞車距離＝11.60－7.20＝4.40（公尺）利用 v2＝v0

2＋2ax 公式可得

煞車距離內的平均加速度＝4.42

102

×

＝．．11.36（公尺∕秒2）

4. ( )C 出處：基礎物理(一) 量子現象目標：累積知識並加以記憶的能力內容：原子光譜解析：鈉燈放出鈉光譜線，恰被燃燒的食鹽（含鈉）

蒸氣吸收，因而形成黑色火焰。 5. ( )D

出處：基礎物理(二) B 下功與動能目標：直接運用基本觀念、方法與原理的能力內容：重力作功、光、聲音解析：甲：加速度與物體的質量無關，故兩舟之加

速度相同。乙：若不考慮不同介質，光線應直線前進，

若要看到更遠的地方、避免被建築物遮

蔽，應爬上更高的位置眺望。丙：見不到人，代表眼睛無法直視有人的身

影，卻又能聽見人發出的聲音，代表是

聲音具有繞射的現象。 6. ( )C

出處：選修物理(上) 靜電學目標：理解基本觀念、方法與原理的能力內容：感應起電解析：由於 ( )c 發生互相吸引的現象，因此可有兩種

假設： ( )1 假設甲帶正電，則可由 ( )a 知乙帶負電；由

( )b 知丙帶正電。因此 ( )d 及 ( )e 均發生互相吸

引。 ( )2 假設甲帶負電，則可由 ( )a 知乙帶正電；由

－ 3 －

( )b 知丙帶負電。因此 ( )d 及 ( )e 均發生互相吸

引。所以答案為 ( )C 。

7. ( ) B 出處：選修物理(上) 靜電學目標：直接運用基本觀念、方法與原理的能力內容：帶電質點在電場中的運動軌跡解析： ( )A 綜合 F＝qE、F＝ma 可得懸浮微粒被金屬

板吸引的加速度 a＝mqE

懸浮微粒質量愈大、加速度愈小，愈難吸

附金屬板。 ( ) B W 寬度愈小，懸浮微粒愈容易接觸金屬板，

電力較大，金屬板更容易吸附懸浮微粒。 ( )C D 長度愈小，懸浮微粒愈容易離開金屬板，

金屬板愈不容易吸附懸浮微粒。 ( )D u 速度愈快，懸浮微粒留滯在金屬板間的

時間愈短，金屬板愈不容易吸附懸浮微粒。 ( )E 外加電壓愈高、電場愈大，吸附懸浮微粒

數量會愈多。 8. ( ) B

出處：選修物理(上) 靜電學目標：理解基本觀念、方法與原理的能力內容：帶電物體在均勻電場中的運動情形解析：

( )A Fq＝qE，F＝ma a＝mqE

利用 v＝v0＋at

鉛直方向末速 v＝0＋mqE

（uD

）

故增加動能 ΔE＝21 mv鉛直

2

＝2m

（mu

qED）2

＝ 2

222

mu2DEq

此為懸浮微粒鉛直位移 W、橫位移 D 才

有，若提早觸及金屬板，則增加動能值會

改變。 ( ) B 取正電懸浮微粒從上金屬板運動至下金屬

板即能獲得最大能量，作功＝F．S＝（qE）．W＝qEW

( )C 若正電懸浮微粒由正電金屬板至負電金屬

板的時間為 W＝ 2tmqE

21

）（ t＝qEmW2

但是懸浮微粒通過電場時間，應為平行金

屬板方向的速度 u 決定，即 t＝uD

，若懸

浮微粒提前觸及金屬板時，則時間會更短。 ( )D 懸浮微粒在電場中為拋物線軌跡。 ( )E 承 ( ) B ，ΔU＝qΔV 獲得位能 qEW（最大

電力位能） 9. ( )C

出處：基礎物理(二) B 上運動學──平面運動目標：理解基本觀念、方法與原理的能力內容：平拋運動解析：設從拋出到落在車子裡的時間為 t，鉛直方向

作自由落體運動

20＝21

×10×t2 t＝2（s）

由水平方向：

v0×2＝21

×2×22＋16

v0＝10（m∕s） 10. ( )C

出處：基礎物理(二) B 下動量與動量守恆律目標：累積知識並加以記憶的能力內容：動量

解析： ( )C 由 F合＝tp

ΔΔ

＝mtv

ΔΔ

知，動量變化的方向

與合力、速度變化的方向皆相同。 ( ) B ( )E 由Δv＝v'－v0

可知速度變化的方向與初速度、末速度

不同。

( )A 又 v＝tx

ΔΔ

，故Δp 與Δx 可以不同方向。

( )D 能量沒有方向。 11. ( )E

出處：基礎物理(一) 波目標：累積知識並加以記憶的能力內容：聲音、光解析： ( )A 聲音在氣體內的傳播速率比在液體內慢。

( ) B 由空氣入射進入水中時，光會偏向法線方

向折射，聲音則會偏離法線方向折射。 ( )C 聲音和光都有都卜勒效應。 ( )D 光不需要透過介質來傳遞能量。 ( )E 聲波的波長與許多人眼可見物品尺寸相仿，

故容易觀察到繞射現象。 12. ( ) B

出處：基礎物理(二) B 上牛頓運動定律目標：理解基本觀念、方法與原理的能力內容：牛頓第二運動定律──狀態的改變與力解析： ( )1 木塊力圖如下圖所示，圖中 N 為正向力。

水平方向：N sinθ＝ma1……………○１鉛直方向：N cosθ＝mg ……………○２ ○１

○２得 a1＝g tanθ

－ 4 －

( )2 金屬塊靜止時，木塊的力圖如下圖所示。

由於木塊沿著斜面下滑，所以合力即為重

力的下滑力等於 mg sinθ，可知

a2＝ msinmg θ

＝g sinθ

( )3 2

1

aa ＝

θθ

singtang

＝θcos

1

13. ( )D 出處：基礎物理(二) B 上牛頓運動定律目標：理解基本觀念、方法與原理的能力內容：牛頓第二運動定律──狀態的改變與力解析： ( )A 座椅下墜 2 秒時的加速度為

54

×10＝8.0（公尺∕秒2）

由 F＝ma F＝60×8.0＝4.8×102（牛頓）

( ) B 由 mg－N＝ma N＝m（g－a）＝60×2.0＝1.2×102（牛頓）

( )C 實重與視重的差值即為 ma，其值為 4.8×102

牛頓＝48 公斤重。

( )D ( )E 前 3 秒下落高度 h＝21 at2，得 h＝36 公

尺，故煞車距離只有 12 公尺。速度為

at＝24 公尺∕秒減至 0，由 242＝2×a×

12，可得加速度為 24 公尺∕秒2 由 N－mg＝ma N＝60×（10＋24）＝2.04×103（牛頓）視重即為 204 公斤重。

14. ( )C 出處：選修物理(上) 波動目標：理解基本觀念、方法與原理的能力內容：駐波解析： ( )A 琴弦實際振動的長度為手指按弦位置與琴

橋的距離。 ( ) B 提琴發出聲音的頻率與拉弓的速率無關。 ( )C 調整弦的張緊程度與按弦的位置，不同條

的弦，仍可發出相同頻率的聲音。 ( )D 改變拉弓時的力道，無法改變提琴發出聲

音的頻率。 ( )E 在同一條弦上，將手指按在較接近弦枕處，

琴弦振動長度增加，即波長變大，則提琴

發出聲音的頻率會變低。 15. ( ) B

出處：選修物理(上) 波動目標：理解基本觀念、方法與原理的能力內容：波動解析：此一週期波穿過彈簧的過程是屬於一種縱波，

如 ( )乙所示，微粒 b 恰位於密部中點，而鄰近的

疏部中點則是微粒 h，兩者之距為 6 cm，即為

半波長，故 v＝fλ＝20×12＝240（cm∕s） 16. ( ) B

出處：基礎物理(一) 物質的組成目標：累積知識並加以記憶的能力內容：原子解析： ( )A 為電子出現在該區域的機率較大所造成。

( ) B 原子序是指原子核內質子數量，又因電中

性原子，故帶正電質子數亦要等同帶負電

電子數。 ( )C 是由原子內電子在高能階躍遷至低能階時

所釋放之能量而形成的。 ( )D 道耳頓提出原子說後約一百年內，由於無

人能以實驗真正證實原子的存在性，故很

多科學家並不相信原子的存在。 ( )E 中子由查兌克發現。

17. ( )D 出處：基礎物理(二) B 上靜力學目標：理解基本觀念、方法與原理的能力內容：靜力平衡解析： ( )A ( ) B ( )C ( )D 卡車移動過程中，仍須讓橋梁保持

轉動平衡，故兩橋墩給予的正向力

因此改變。靠近橋墩 B 的過程，以

橫梁中心當作支點，可看出卡車產

生順時針力矩 τmg 漸大，若要平衡，

應取 τB 愈大、τA 愈小。故 NB 量值

變大、NA 量值減小，即 NA＜NB。

( )E NA 及 NB 為橋墩對中央橋梁的正向力，故

正確方程式應為 NA＋NB＝（m＋M）g 18. ( )A

出處：基礎物理(二) B 上靜力學目標：理解基本觀念、方法與原理的能力內容：靜力平衡實驗解析： ( )A 理論上向量圖應為封閉，而實驗上有測量

誤差或其他外在因素影響而有差異。 ( ) B 細繩僅為連接，長短與三力平衡無關。 ( )C 應該是增加甲、丙兩力的量值。 ( )D 若圓環一直保持與力桌中心的插栓接觸，

將有第四個作用力。 ( )E 圓環只要不接觸插栓，都算是三力平衡。

19. ( )A 出處：基礎物理(二) B 下碰撞目標：理解基本觀念、方法與原理的能力內容：彈性碰撞解析：若是一維彈性碰撞，則發生速度交換，故甲

球停止，乙球以速度 v 移動；若為二維碰撞，

碰撞後兩球速度方向互為直角。

－ 5 －

20. ( ) B 出處：基礎物理(二) B 下萬有引力目標：理解基本觀念、方法與原理的能力內容：人造衛星

解析：由 Fc＝mac 2hRGMm

）＋（＝m 2

2

ThR4 ）＋（π

∴地球質量 M＝ 2

32

GThR4 ）＋（π

又密度 ρ＝VM

＝3

2

32

R34GT

hR4

π

π ）＋（

＝ 32

3

RGThR3 ）＋（π

二、多選題 21. ( )C ( )E

出處：基礎物理(二) B 下功與動能目標：累積知識並加以記憶的能力內容：功與動能解析： ( )A 當行星運動方向與萬有引力垂直時，作功

才為零 W＝F．S＝FS cosθ＝FS cos90°＝0

( ) B 摩擦力與木箱前進方向相反，故作負功。 ( )C 因靜止不動，位移為零，故作功為零。 ( )D 如下圖，當甲、乙兩物體一起往右加速前

進且無相對運動，此時乙對甲的摩擦力作

正功。

( )E W＝ΔK＝m2p 2）（Δ

，故作功不為零，則動

量必改變。 22. ( ) B ( )D

出處：選修物理(上) 熱學目標：分析過程，找出相關數量之間關係的能力內容：氣體動力論解析： ( )A ( ) B 因為定溫量測，故曲線縱軸與橫軸乘積

為定值：PV＝nRT＝定值曲線乙：1．R．300＝300R 曲線A：2．R．150＝300R 故 ( ) B 正確。

( )C ( )D 分子平均動能 kE ＝23 kT ∝ T

故丙kE ： kAE ＝600：150＝4：1 ( )E 方均根速率

vrms＝ mkT3 ∝ T

（同理想氣體，質量 m 不影響）

故 vrms,丙：vrms,A＝ 600 ： 150 ＝2：1

23. ( ) B ( )C ( )E 出處：基礎物理(一) 能量

目標：累積知識並加以記憶的能力內容：核能反應解析： ( )A 自然界的元素大多由恆星生成。

( )D 氦用完後，恆星的核心應該必須開始收縮，

直到氦熔合的溫度 108 K。 24. ( ) B ( )E

出處：基礎物理(二) B 下位能與力學能守恆律目標：理解基本觀念、方法與原理的能力內容：力學能守恆解析： ( )A 彈珠受重力作正功，動能愈來愈大。

( ) B ( )C 設彈珠滑至最低點時，彈珠速率 vm、碗

速率 vM 力學能守恆：

mgr＝21 mvm

2＋21 MvM

2

水平動量守恆： 0＝mvm－MvM

兩式聯立可得 vm＝mM

Mgr2＋

( )D 如下圖，此時彈珠速率 vm、碗速率 vM

力學能守恆：

mgr＝21 mvm

2＋21 MvM

2＋mg．2r

因彈珠僅轉換21 mgr 位能為動能，又要彈

珠與碗分攤，勢必 vM＜ gr ( )E 系統因受重力作用，故鉛直面方向動量不

守恆。第貳部分：非選擇題一、 1. 見解析 2. 3 3. 見解析

出處：選修物理(上) 幾何光學目標：理解基本觀念、方法與原理的能力內容：薄透鏡實驗解析： 1.

2. 放大率 m＝pq

＝0.400.120

＝3（倍）

3.項次 p

1（cm－1）

（BC 距離的倒數） q1

（cm－1）

（CD 距離的倒數）

1 0.025 0.008

2 0.020 0.013

3 0.017 0.017

4 0.014 0.019

5 0.013 0.021

－ 6 －

再繪成q1

對p1

的關係圖如下：

取 q → ∞，即q1

→ 0，代入薄透鏡成像公

式p1

＋q1

＝f1

，可得p1

＋∞1

＝f1

此時 P 即為 f

即q1 -

p1

圖形中之 x 軸截距倒數

f＝033.01

＝．．30（cm）

二、 1. 見解析 2. 789 牛頓∕公尺 3. 60 出處：基礎物理(二) B 上牛頓運動定律的應用

目標：直接運用基本觀念、方法與原理的能力內容：簡諧運動解析： 1. A 物理量為週期 T 或頻率 f 或角頻率；

因為 T＝f1

＝kM2π 或 ω＝

T2π

＝Mk

，

M 為太空人與椅子總質量，透過量測太空

人在椅子上振盪週期即可推得其身體質量。 2. 椅子振盪週期為 1 秒

T椅子＝k202π ＝1

k＝80π2＝．．789（牛頓∕公尺）

3. 椅子振盪 5 次需 5 秒 T椅子＝1 秒太空人坐在椅子上振盪 5 次需 10 秒 T太空人＝2 秒設 m 為太空人質量

T椅子＝k202π ＝1 …………………○１

T太空人＝k

m202 ＋π ＝2 ……………○２

○１、○２兩式相除可得 m＝60（公斤）。

※非選擇題評分標準一、 1. 標示上及右側給 1 分畫出 ↓→ （與圖 13 上下、左右倒置）給 2 分

2. 列出 m＝pq

給 1 分。

算出 m＝pq

＝40

120＝3（放大 3 倍）給 2 分

〈註〉因版本不同，m＝Pq

、Pq

、Pq－

皆給分

3. 坐標軸需q1 -

p1

正確無誤才給分，只寫出p1

或q1

不給分

正確點出坐標位置給 1 分標上趨勢線回歸 x 軸給 1 分

將 x 軸截距取倒數得正確答案（僅利用q1

＋p1

＝f1

求出 f 不給分），並說明理由給 2 分

二、 1. 寫出角頻率或週期皆給 1 分

列出 ω＝T2π

＝Mk

才給 2 分，只列 T＝2πkM

不給分

寫出「M 為太空人與椅子總質量」得 1 分 2. 列式正確給 2 分算出正確答案給 1 分 3. 列式正確給 2 分算出正確答案給 1 分

物理考科…¨國... · 2020. 7. 2. · 14. 圖 5...

Documents