113年 - 113 大學入學考試中心_分科測驗：物理#123140

科目：高中分科◆物理 | 年份：113年 | 選擇題數：21 | 申論題數：8

試卷資訊

所屬科目：高中分科◆物理

選擇題 (21)

1. 常見的守恆律有：甲.質量守恆、乙.力學能守恆、丙.動量守恆、丁.電荷守恆、戊.質能 守恆。在原子核反應的過程中，遵守上列哪些守恆定律？ (A) 僅有甲丙 (B) 僅有甲丙丁 (C) 僅有乙丙丁 (D) 僅有丙丁戊 (E) 僅有乙丁戊
2. 下列有關光的性質與現象的敘述何者正確？ (A) 不同波長的光在真空中的頻率相同 (B) 單色光由空氣進入玻璃中時，其波長會變短 (C) 日光下肥皂泡表面呈現的七彩現象，主要是因光的折射所產生 (D) 雨後的天空有時會出現彩虹，主要是因陽光經過大氣，產生繞射所導致 (E) 光的波粒二象性是指光同時具有由牛頓提出光是微粒所組成的粒子性質，以及由 楊氏雙狹縫干涉實驗所證實的波動性質
3. 在俄烏戰爭爆發後，太空服務公司 SpaceX 透過在距離地表 500 到 600 公里間運行之低
軌衛星群所組成的「星鏈」(Starlink)，補足了地面網路覆蓋性、移動性不足或遭受破
壞的問題，為烏克蘭提供不受地理條件限制的網路服務，讓全世界看見低軌衛星通訊的
重要性。下列有關低軌衛星與距地表約 36000公里的同步衛星之性質比較，何者錯誤？
(A) 低軌衛星受地球重力產生的加速度較大
(B) 低軌衛星的通訊傳輸時間較短
(C) 在正常運作條件下，每顆低軌衛星覆蓋的地表通訊面積較小
(D) 低軌衛星每天可繞地球運行多次
(E) 低軌衛星對地球的脫離速度較小
4. 某科學博物館有一個令人印象深刻的實驗演示：將人安置在一個巨大的金屬籠內，即使
外加於金屬籠的高電壓產生巨大火花，金屬籠內的人依然毫髮無傷。依據前述實驗結果，
若將一導體球殼置於電場中，則下列電力線分布示意圖，何者正確？(各選項中實線代
表不偏折的電力線，虛線代表垂直射入或穿出導體球殼表面的電力線)
(A)(B) 
(C)(D) 
(E)
5. 在入射光的頻率高於底限頻率(截止頻率)的光電效應實驗中，實驗測得的截止電壓 (遏止電位)與下列何者成正比？ (A) 電子在被激發出之前的能量 (B) 入射光的強度 (C) 光電流的強度 (D) 被照射金屬靶的功函數 (E) 光電子的最大動能
6. 圖 1 為氫原子光譜譜線的波長相對位置示意圖(波長絕對位置未依實際刻度繪製)，並以 I、II、III 標示來曼系、巴耳末系、帕申系中波長最長的三條光譜線，例如來曼系標示 I 處為電子從主量子數n = 2軌域躍遷至n =1軌域所發射的譜線。下列何者為電子從主量子數n = 5軌域躍遷至n = 3
軌域所發射的譜線？
 
(A) 帕申系標示I處 (B) 帕申系標示II處 (C) 巴耳末系標示II處
(D) 巴耳末系標示III處 (E) 來曼系標示III處
7. 圖 2 為「電流天平」實驗裝置的示意圖，將 U 形電路 PQRS 放入螺線管內，其中長度為L的 QR 段約位於螺線管內的中央位置。
螺線管所載電流為I1 ，通過 U 形電路PQRS 的電流為I2，天平右臂受有磁力的作用，而左臂末端掛有小重物。下列有關此電流天平的敘述何者正確？
 
(A)U形電路所受的總磁力正比於I1 與I2的乘積
(B)U形電路上所受的總磁力正比於U形電路於螺線管內的總長度
(C) 螺線管電路必須與U形電路串聯，形成電流通路
(D) 電流天平的兩臂達平衡時，若增加螺線管線圈匝數，不會改變其平衡狀態
(E) 若小重物之重量不管如何調整，天平左臂一直下垂，則同時改變I1 和I2的電流方向，可使天平趨於水平

8. 以等長細繩懸掛半徑均為r 、質量均為m的兩相同金屬小球於固定點 O，兩小球帶電量
 
相同，因互斥分開，達到平衡後，球心相距 2D ( r<<D  )，如圖 3 所示。若固定點到球心
連線的垂直距離為L，庫侖常數為ke，重力加速度為 g，細繩質量
可忽略，則每顆球上的電量約為下列何者？
 
(A)

(B)

(C)

(D)

(E)
 
 
 
 
 
 
9. 2024 年 4 月 3 日花蓮發生規模 7.2 的地震，台北 101 大樓僅有輕微晃動，這是由於 92 樓
到 87 樓間設有以多條鋼纜懸掛重量 660 公噸的球
形質量塊，並以阻尼器與樓板連接所構成的減振
系統。原理為：可將前述減振系統視為有效擺長約
為 12.1 m 的單擺式減振系統(示意圖如圖 4)，
並設計其振動頻率為接近大樓主結構的基頻。當
風力或地震使大樓以主結構的基頻振動時，振動
能量便能有效地轉移到朝相反方向移動的球形質
量塊，使得阻尼器伸縮以吸收大樓的振動能量，如
圖 5 所示。
估算 101 大樓主結構以基頻振動的週期約為下列何者？(可將減振系統視為理想單擺， 
且取重力加速度g =10 m / s2
來估算) 


(A) 1.1 s (B) 5.6 s (C) 6.9 s (D) 9.8 s (E) 14.0 s
10. 在某石灰岩洞中可聽到規律的滴水聲，其間隔固定為 3.0 s，每滴水都恰落在半徑為 0.22 m 的圓形水盆中央，激起一圈圈週期性漣漪向外傳播。若在第二滴水落入水面時， 第一滴水激起的第一圈漣漪傳播到盆邊反射回來，在距盆邊 0.02 m 處和第一滴水激起 的第二圈漣漪相會，形成建設性干涉，則漣漪的頻率約是多少？ (A) 1.5 Hz (B) 2.0 Hz (C) 2.5 Hz (D) 3.1 Hz (E) 5.0 Hz
11. 使用一焦距為 6.0 cm 的薄凸透鏡觀察一隻沿著透鏡主軸爬行的螞蟻，發現螞蟻的成像 為正立放大，且在 0.5 秒間像距從 30 cm 改變至 24 cm，則螞蟻在這觀察的 0.5 秒間 爬行的平均速度為何？ (A) 以0.2 cm/s接近鏡心 (B) 以0.4 cm/s遠離鏡心 (C) 以0.4 cm/s接近鏡心 (D) 以1.0 cm/s遠離鏡心 (E) 以1.0 cm/s接近鏡心
12. 醫療用氧氣鋼瓶內容積為 3.4 L、壓力為 15100 kPa。若鋼瓶內氣體可視為理想氣體且
氣體從鋼瓶排出時溫度的降低可以忽略，則在 1 atm 的環境下，將鋼瓶內的氧氣以每分
鐘 2.0 L 的流量供給病患使用，最多可提供給病患使用的時間約為下列何者？(取
1 atm為1.0✖102 kPa)
(A) 1.7分鐘 (B) 68分鐘 (C) 127分鐘
(D) 255分鐘 (E) 510分鐘
複選題
13. 下列有關 X 射線與量子現象的敘述，哪些正確？ (A) 普朗克分析黑體輻射現象提出光量子論 (B) 波耳假設角動量的量子化，提出氫原子模型，成功解釋氫原子光譜 (C) 依照量子力學解釋，原子內之電子是以機率分布出現，沒有波耳原子模型中固定的 軌道 (D) 湯木生陰極射線管實驗驗證了X射線的存在 (E) X 射線具有很強的穿透力，可以輕易穿透人體內的骨頭和軟組織
複選題
14. 下列有關雙狹縫干涉條紋的敘述，哪些正確？ (A) 狹縫間隔增加，干涉條紋之間的間距會增加 (B) 若將整個設備浸沒在水中進行實驗，干涉條紋的間距會較在空氣中實驗減小 (C) 照射狹縫的光的顏色從紅色切換為綠色，干涉條紋的間距會增加 (D) 如果用白光照射狹縫，在兩側第一亮帶中，藍色亮紋較紅色亮紋更接近中央亮帶 (E) 從一個暗紋移動到下一個暗紋，光程差的變化量會相差半個波長
複選題
15. 在均勻靜電場中，將質量為m的帶電小球以水平速度拋出，發現小球在鉛直方向以g /4
的等加速度向下運動(g為重力加速度量值)，而在水平方向作等速運動。當小球在
鉛直方向的高度下降h時，下列敘述哪些正確？(假設空氣阻力可忽略)
(A) 若小球帶負電，則電場的方向垂直向下
(B) 若小球帶正電，則電場的方向垂直向下
(C) 小球的重力位能減少了mgh /4
(D) 小球的電位能增加了3 mgh  / 4
(E) 小球的動能增加了mgh /4
複選題
16.在新款車的碰撞安全測試中，一輛質量為 2000 kg 的汽車，以等速度 72 km/h(20 m/s)
在水平地面上直線前進，和質量為 1000 kg 的
靜止箱形障礙物發生一維非彈性正向碰撞，碰
撞後箱形障礙物被向前彈開，汽車車頭內凹但
仍持續向前行進。假設空氣阻力與地面摩擦力
可忽略。在此碰撞過程中，速度感測器測得碰
撞開始後汽車速率與時間的關係如圖 6 所示。
將開始碰撞的時間記為 0.0 秒，則下列敘述
哪些正確？
 
(A) 在0.5秒後，汽車與障礙物分離
(B) 在0.5秒後，汽車動能減少一半
(C) 在0.5秒後，障礙物速率為20 m/s
(D) 在0.5秒內，汽車平均加速度量值為10 m / s2 
(E) 在0.5秒後，汽車與障礙物的總動能減少1✖105 J 
複選題
17. 某生想要了解為何電力公司使用高壓電傳輸電力，因此比較兩種電力傳輸狀況：其一是
交流電源經由一電阻值為 3 的長距離導線，直接連到配電箱提供 110 V 的電源給
用戶；另一是交流電源以較高電壓傳輸電力，經由同一條長距離導線連接到主線圈和
副線圈的圈數比為 100:1 的理想變壓器，再由副線圈輸出 110 V 的電源給用戶。
若用戶正在同時使用兩個並聯的電器，一個是功率為 1320 W 的吹風機，另一個是功率
為 880 W 的冷氣機，則下列敘述哪些正確？
(A) 流經吹風機與流經冷氣機的電流比為3:2
(B) 流經吹風機與流經冷氣機的電流比為2:3
(C) 輸入理想變壓器主線圈之電功率為2200 W
(D) 不用變壓器與使用變壓器傳輸電力時，消耗在3Ω導線的電功率比是10000:1
(E) 不用變壓器與使用變壓器傳輸電力時，消耗在3Ω導線的電功率比是100:1
複選題
18.使用感應電流大小以測量手掌張合速度的偵測器：在空心軟橡膠直筒中間置 1000 圈半徑
為 2.1 cm 的導電圓環迴路，且在直筒兩端各置一磁鐵，
產生4.0✖10−2 T的均勻磁場垂直通過導電圓環平面。當右 
手掌心朝上、手指緊握橫放的橡膠筒時，磁場方向朝右，
以右手壓縮橡膠筒，如圖 7 所示(含條紋之箭頭代表施力
方向)。若在1.0 s間使導電圓環半徑收縮為 1.9 cm，則
下列敘述哪些正確？
 
(A) 導電圓環未被壓縮時每圈的初始磁通量為8.0 π✖10-6 T m2 
(B) 導電圓環每圈的面積時變率為8.0 π✖10-5m2 / s 
(C) 導電圓環每圈的磁通量時變率為1.6 π✖10-6 T m2/ s    
(D) 導電圓環迴路的感應電動勢量值為3.2 π✖10-3V 
(E) 導電圓環迴路的感應電流方向與手抓握橡膠筒的四指彎曲方向相同
複選題
20. 風機所標示的「額定功率」通常為風速 12 m/s 時運轉的功率。近五年來臺灣平均每發
100 度電的二氧化碳排放量約為 50 kg。以一座額定功率為 8 kW 的風機來發電，若全年
中有 1/3 的時間風速皆為 6 m/s，另外 2/3 的時間風速皆為 9 m/s，則下列敘述哪些正
確？（1 年有 8760 小時；1 度電＝1 kW·h）（多選）（5 分）
(A) 當風速為6 m/s時，該風機功率為12 m/s風速額定功率時的1/4
(B) 當風速為9 m/s時，該風機功率為12 m/s風速額定功率時的27/64
(C) 若該風機全年以額定功率發電，則1年發電量為 70080度
(D) 該風機1年實際發電量為19710度
(E) 在相同發電量下，該風機1年實際發電比臺灣近五年平均發電，約可減少11315 kg
的二氧化碳排放量
23. 承第 22 題，微波沿+y方向入射於兩片板面皆與xz平面平行的偏振板，關於接收器測
量到的微波相對強度（測量值皆除以所測得之最大值）與兩偏振板金屬條間的夾角關係，
下列選項何者正確？（單選）（3 分）
(A)(B)(C) 
(D)(E)
複選題
24. 齒數為n的齒盤邊緣的切線速度定為vn、角速度定為ωn、法線加速度（向心加速度）
定為aNn 。若變速系統將鏈條套在前齒盤與齒數 19 齒的後齒盤上，當前、後齒盤轉動
時，下列敘述哪些正確？（多選）（5 分）
(A) 後齒盤：v26/v14 = 13/ 7
(B) 後齒盤：ω26/ ω14=7 /13
(C) 後齒盤：aN26/aN14=1
(D) 前齒盤與後齒盤：ω38/ω19=1/ 2
(E) 前齒盤與後齒盤：v38/ v19=2

申論題 (8)

（a）在時間△t內，密度為 ρ 的空氣流向風機的質量m為何？（以試題中所定義的
參數符號表示）（2 分）
（b）風機的功率P與風速三次方（v3 ）成正比，說明其原因為何？（3 分）
21.在微波發射器與接收器中放置一與 xz 平面平行之平行金屬條偏振板，其中金屬條沿 z 軸 方向，實驗裝置如圖 9 所示。 微波沿 +y 方向入射，其電場 振動方向在 xz 平面上，當微 波已穿過偏振板後，則穿透 波的電場方向為沿____軸方 向（填入 x、 y 或 z ）。理由為 何？（3 分）
22. （a）寫出如何使用兩片偏振板來驗證電磁波為橫波的實驗步驟。（4 分）
（b）根據實驗結果，說明電磁波不是縱波而是橫波的理由。（2分）
（a） F 經由踏板曲柄對前齒盤轉軸產生的力矩的量值為何？（1 分）
（b） F 經由踏板曲柄對腳踏車後輪產生的力矩的量值為何？（需有計算過程）（3 分）
26. 車輪轉動對路面產生往後的摩擦力，路面也同時對車輪施加往前的反作用力，此即為 驅動腳踏車往前的力。已知後輪的半徑為 R，若以腳踩踏板施加相同垂直力 F 於長度 L 的踏板曲柄上（如圖 11），且車輪相對於路面為靜止狀態時，改變前齒盤與後齒盤之間 的齒數比，使鏈條對後輪產生最大驅動力矩，則此時僅由 F 所產生驅動腳踏車往前最大 的力為何？（需有說明或計算過程）（3 分）