物理科期末補考 解析卷(簡) 年 班 座號： 姓名： 一、 單一選擇題 1.答案：(Ｂ) 解析：馬克士威用理論分析預測了電磁波的存在。 2.答案：(Ｂ) 解析：自由落體為初速為零的等加速運動，由等加速運動公式 Δh＝ 2 1 gt2 0.2＝ 2 1 ×10×t2 t＝0.2（秒） 3.答案：(Ｃ) 解析：162 km∕h＝45 m∕s 此為球投出後的末速，則可得球被施力投出 期間的加速度量值為 a＝ 15 . 0 0 45－ ＝300（m∕s） 故由 F＝ma 可得平均施力量值為 F＝0.15×300＝45（N） 4.答案：(Ｅ) 解析：讓電流流過金屬彈簧，因彈簧間的電流在相鄰處呈方向相同， 由安培右手定則，可知彈簧彼此互相吸引，所以每圈彈簧間距 縮短。 5.答案：(Ｃ) 解析：相對論為愛因斯坦在 1905 年所提出。 6.答案：(Ｂ) 解析：快速逆時針旋轉時，鏈球作圓周運動，此時鏈子的張力提供向 心力，但放開鏈球後，失去張力，物體慣性會沿著切線方向飛 出去，如果要落在有效區域，乙位置較恰當。 7.答案：(Ｅ) 解析：由 a＝ t v ＝ .002 04 60－（－） ＝5000（公尺∕秒） F＝ma＝0.15×5000＝750（牛頓） 8.答案：(Ｂ) 解析：微波波長較紅外線長，所以更易產生繞射，較無死角容易被感 應器接收。 9.答案：(Ｃ) 解析：電子由湯姆森發現（1897 年），原子核由拉塞福發現（1911 年 ），中子由查兌克發現（1932 年）。 10.答案：(Ｄ) 解析：因平面鏡物距等於像距，且反射面為不透光的金屬膜。由於筆 尖距金屬膜為一玻璃片之厚度，其成像也會位於金屬膜後方一 玻璃片之厚度，因此兩者之間距才會恰好是玻璃片厚度的兩倍。 11.答案：(Ｃ) 解析：開傘後跳傘員減速，由題表數據變化顯示 4 s 到 5 s 間速度開始 變小，此時是打開降落傘時，阻力量值比重力量值大，最後到 達終端速度量值為 9 m∕s，跳傘員開始等速下降。 12.答案：(Ａ) 解析：每 4 秒搖晃一次可以得知週期 T＝4 秒； 頻率 f＝ T 1 ，f＝ 4 1 ＝0.25（赫茲）；距離 L＝9 公尺＝1.5 個波 長 λ，則 λ＝6 公尺；波速 v＝fλ＝1.5 公尺∕秒；振幅則因數據 不足無法得知。 13.答案：(Ｃ) 解析：火星與地球繞太陽公轉軌道均為橢圓形，火星的軌道在整個地 球軌道的外側，如圖所示。當太陽、地球、火星位置連成一直 線，且火星與太陽的距離最小（即位於近日點）及地球與太陽 的距離最大（即位於遠日點）時，火星與地球的距離最接近。 14.答案：(Ｅ) 解析：(１)當磁鐵棒由題圖位置擺向另一端的過程（前半週期），環 形導線內的磁力線數目由向下增加，轉為向下減少，依冷 次定律可得知，環形導線內所生應電流先為正再轉為負。 (２)當磁鐵棒由另一端再擺回原題圖位置的過程（後半週期）， 環形導線內的磁力線數目由向下增加，轉為向下減少，故 其所生應電流與前半週期相同。 15.答案：(Ｄ) 解析：(１)等速率運動：速率＝路徑長時間 ，路徑長相同時，速率與時 間成反比。 出發後 6 小時兩人相遇，再經 4 小時，廣仲抵達目的地， 表示相同的路徑（相遇點到青峰家），廣仲需 4 小時，而 青峰需 6 小時，因此廣仲與青峰兩人速率比為 4 1 ： 6 1 ＝ 3：2。 (２)廣仲需 10 小時走完全程，設青峰需 x 小時走完全程，則 青 廣 t t ＝ 廣 青 v v x 10 ＝ 3 2 ，x＝10× 2 3 ＝15（小時） 故青峰需 15 小時才能走完全程，因此青峰在晚上九點時抵 達目的地。 16.答案：(Ｄ) 解析：電廠所發的電，先用變壓器把電壓升高，輸送到遠方，這是為 了減少電能損耗在輸送電路上；而送到用戶附近時，再用變壓 器把電壓降低，然後才送給各用戶，這是為了萬一不慎發生觸 電可減少危害人命的安全考量。 17.答案：(Ｄ) 解析：(１)元素的化學性質由質子數（原子序）決定，物理性質由質 量數決定。 (２)○35Cl 17 原子：質子數 17、中子數 18、電子數 17。 Cl 37 17 原子：質子數 17、中子數 20、電子數 17。 ○原子核內無電子。 18.答案：(Ｂ) 解析：質子數 Z 愈多時，靜電排斥力會愈大，因此中子數 N 要更多， 強核力作用更大才有助於原子核的穩定。 19.答案：(Ｄ) 解析：F1＝ 2 2 m Gm ） （ 乙 甲 ，F2＝ 2 m Gm 丁 丙 2 1 F F ＝ 2 2 1 2 2 3 4 ） ） ＝ 2 3 20.答案：(Ｅ) 解析：因地磁指向北方而指北針指向東北方，故可知長直導線所生成 磁場的方向應指向東方。 由安培右手定則可知，只有選項(Ｅ)合乎所求。 21.答案：(Ｂ) 解析：(Ａ)(Ｃ)發生全反射的條件：○光由光速慢的介質進入光速快的 介質；○入射角大於臨界角。 因光由水進入玻璃，偏向法線行進，光在水中的速率 比玻璃中快，所以不可能發生全反射。 (Ｂ)依據光徑的可逆性，光改自 BO 入射，則會沿 OA 折射。 (Ｄ)光在水中的頻率等於在玻璃中的頻率。 (Ｅ)光在水中的速率大於在玻璃中的速率，但頻率相等，由 v＝ fλ，光在水中的波長大於在玻璃中的波長。 22.答案：(Ｂ) 解析：取向右方向為正，各題圖左端的電荷所受到靜電力如下 FA＝－ R2 Q Q 2 k（ ） ＋ 2 R 2 Q 2 Q 2 k ） （ ） （ ） （ ＝－ 2 2 R kQ
∴｜FA｜＝ 2 2 R kQ FB＝－ R2 Q Q 2 k（ ） － 2 R 2 Q 2 Q 2 k ） （ ） （ ） （ ＝－ 2 2 R kQ 3 ∴｜FB｜＝ 2 2 R kQ 3 FC＝＋ 2 R Q Q 2 k（ ） ＋ 2 R 2 Q 2 Q k ） （ ） （ ） （ ＝ 22 R 2 kQ 5 ∴｜FC｜＝ 2 2 R 2 kQ 5 FD＝－ 2 R Q Q 2 k（ ） ＋ 2 R2 Q2 Qk ） （ ） （） （ ＝－ 22 R 2 kQ 3 ∴｜FD｜＝ 2 2 R 2 kQ 3 FＥ＝＋ R2 Q Q 2 k（ ）－ 2 R 2 Q 2 Q k ） （ ） （ ） （ ＝－ 22 R 2 kQ 3 ∴｜FＥ｜＝ 2 2 R 2 kQ 3 23.答案：(Ａ) 解析：Ⅰ：戒指感受到進入環內的磁力線增加，產生的應電流方向為 逆時針，而產生向上的磁力，合力為重力減去磁力，合力 向下（小於重力），故加速度值小於重力加速度值。 Ⅱ：當戒指全部掉進磁場時，無磁場變化，因此無應電流，合力 只有重力，故加速度值等於重力加速度值。 Ⅲ：戒指感受到進入環內的磁力線減少，產生的應電流方向為 順時針，而產生向上的磁力，合力為重力減去磁力，合力 向下（小於重力），故加速度值小於重力加速度值。 24.答案：(Ｃ) 解析：此為道耳頓所提出的「原子說」內容。 25.答案：(Ａ) 解析：由圖知，對教師而言學生成像對稱於鏡面，只有甲成像位置在 教師的視線範圍之內。其他的學生都會被門扉遮住。 26.答案：(Ｃ) 解析：地球的重力造成重力加速度 g，物理量受 g 影響，就會受地球 影響。 (Ａ)重量 W＝mg (Ｂ)垂直跳高如同在鉛直線上作等加速運動，合力 F＝ma，a＝ g，受重力影響。 02＝v 02－2gHH＝ g 2 v 2 0 (Ｃ)密度 D＝質量體積mV ，與 g 無關。 (Ｄ) H＝ 2 1 gt2t＝ g H 2 (Ｅ) v＝0＋gtv＝gt 27.答案：(Ｄ) 解析：依題圖可看出磁棒所建立的磁力線與螺線管所產生的磁力線互 相排擠，因此螺線管上有電流，且其產生的磁場等同於 N 極在 左、S 極在右的磁棒，磁棒（螺線管）內的磁場向左，P 點處的 磁場方向亦向左。依安培右手定則，在 P 點右方觀察螺線管上 電流方向應為順時針方向。 28.答案：(Ｃ) 解析：由題目可知每塊巨石的體積約為257230萬立方公尺萬塊 ≒1.1 立方公 尺，由 M＝DV＝2500 公斤∕立方公尺×1.1 立方公尺≒2500 公 斤。 29.答案：(Ｂ) 解析：(Ａ)電磁感應是法拉第最先發現，厄斯特最先發現的是電流磁 效應。 (Ｂ)發電機是把力學能轉換為電能的裝置，而電動機是把電能 轉換為力學能的裝置。 (Ｃ)電磁感應需隨時變動的磁場，需由電流大小與方向持續變 化的交流電才能提供，以持續不斷的引起電磁感應。 (Ｄ)變壓器可藉調整主、副線圈的匝數來達到提高電壓或降低 電壓的目的。 30.答案：(Ｂ) 解析：由於甲、乙兩點的鉛直位移之和恆為零，即兩點呈反相振動， 則甲、乙兩點的水平距離應為半波長的奇數倍，即 1.5（cm）＝ 2 1 n 2 － λ，其中 n＝1、2、3、…… 故繩波波長 λ＝ 1 n 2 0 . 3 － （cm），n＝1、2、3、…… 又從題圖可推知繩波的週期 T＝0.4 s，繩波波速可表示 v＝ T λ ＝ 4 . 0 1 n 2 0 . 3 － ＝ 1 n2 5. 7 －，故當波速可能為 7.5（cm∕s）、2.5（cm∕s）、1.5（cm∕s）、……。 31.答案：(Ｅ) 解析：作用力與反作用力的施力體與受力體必須為兩物體互換。且作 用力與反作用力兩者量值相等、方向相反，且在同一直線上。F 的施力體為人，受力體為木塊；W 的施力體為地球，受力體為 木塊；N 的施力體為桌面，受力體為木塊。由靜力平衡得知 F、W 和 N 三者量值有 F＋W＝N 的關係。F、W 和 N 三者中 沒有施力體與受力體互換的情形，且 F、W 和 N 三者也沒有作 用力量值相等、方向相反，所以沒有任何作用力與反作用力的 關係。 32.答案：(Ｃ) 解析：水的三相圖如圖，比對得知甲為固態、乙為液態與丙為氣態。 33.答案：(Ｃ) 解析：SI 的電學基本量為電流，而電荷為導出量。 34.答案：(Ｄ) 解析：深水區波速較快，相同頻率下，深水區的波長較長，所以只有( Ｄ)選項符合。 35.答案：(Ａ) 解析：(１)在摩擦力的觀察中，需使用彈簧秤測量拉力。 (２)在載流導線的磁效應中，需使用羅盤指出磁場的方向。 (３)在電磁感應的實驗中，需以檢流計指出應電流方向。 (４)在楊氏雙狹縫干涉的實驗中，需雷射光作為光源以照射雙 狹縫。 36.答案：(Ｂ) 解析：50 公里∕時＝50×10003600公尺秒 ＝ 9 125 公尺∕秒 Δx＝v×Δt＝ 9 125 ×0.5≒7（公尺） 37.答案：(Ｄ) 解析：能量是物理學最普遍的概念，它讓許多不同的自然現象可以整 合在一起。 38.答案：(Ｃ)
解析：(１)電流愈大，半徑愈小，在 O 點處產生的磁場量值愈大。 (２)當兩線圈電流方向相同，在 O 點產生的磁場方向相同，總 磁場量值會比兩線圈電流方向相反的大。 39.答案：(Ｃ) 解析：各色光進入三稜鏡時，因光速變小，但頻率不變，波長隨之變 小，造成三稜鏡對各色光的折射率不同。 40.答案：(Ｅ) 解析：定方向向上為正、向下為負。 (１)當時間 t 在 0～10 s 之間：此時體重計的讀數 60 kgw，即電 梯對該生的正向力為 60 kgw＝600 N，如圖所示。而該生 的質量為 50 kg，也就是重量為 50 kgw＝500 N，由牛頓第 二運動定律可得 N＋（－mg）＝ma1 600＋（－500）＝50×a1
a1＝2（m∕s2），加速度方向向上 此期間電梯作等加速運動，t＝10 s 時的速度為 v10＝0＋ 2×10＝20（m∕s） (２)當時間 t 在 10～30 s 之間：此時體重計的讀數 45 kgw，即 電梯對該生的正向力為 45 kgw＝450 N，由牛頓第二運動 定律可得 N＋（－mg）＝ma2
450＋（－500）＝50×a2
a2＝－1（m∕s2），加速度方向向下 此期間電梯作等加速運動，t＝30 s 時的速度為 v30＝v10＋a2×（30－10）＝20＋（－1）×20＝0 (３)將上述所得的結果，畫出電梯的 v-t 圖，如圖所示。由 v-t 關係圖與 t 軸包圍的面積，即為電梯的位移 Δx＝ 2 1 ×30×20＝300（m） 41.答案：(Ａ) 解析：可將聲波視為水波，同理，對同一聲波波長而言，狹縫開口較 小較容易繞射，所以應安裝成(Ａ)圖，對於左右兩邊來說開口 較小，所以讓聲音能左右繞射開來。 42.答案：(Ｄ) 解析：A、B、C 處為建設性干涉，且 A 距離揚聲器較近所以聲音最強。 D、E 為破壞性干涉，聲音最弱。 43.答案：(Ｄ) 解析：放入熱水中的鐵棒，受到熱水中的水分子撞擊，傳入熱，並藉 由鐵棒內的導電電子，逐步傳送熱，使鐵棒升溫。 44.答案：(Ａ) 解析：電路中的電流由電池正極經線圈流向負極，如圖所示。由安培 右手定則判斷，兩載流線圈在線圈圓心連線中點處所產生的磁 場方向皆指向東方，因此在該處的磁場為兩磁場之總和，故總 磁場方向向東。 45.答案：(Ｂ) 解析：平均密度 D＝質量體積MV ＝ 3 8 . 0 8 ⊙ ＝ 3 50 . 0 8 . 0 0 . 4 8 ＝ 1 . 0 32 ＝320＝3.2×102（kg∕m3） 46.答案：(Ｅ) 解析：當線圈移動到甲位置時，因出紙面的磁場愈來愈大，所以應電 流為順時針方向。當線圈移動到乙位置時，因指入紙面的磁場 愈來愈大，所以應電流為逆時針方向。當線圈移動到丙位置時， 因指入的磁場愈來愈小，所以應電流為順時針方向。 47.答案：(Ｃ) 解析：(Ａ)適用於任何類似太陽系的系統，例如所有人造衛星繞行地 球亦遵守之。 (Ｂ)太陽位於橢圓的其中一個焦點上。 (Ｄ)有相同環繞中心的星體才會相同。 (Ｅ)圓形可視為橢圓的特例，圓軌道衛星亦適用之。 48.答案：(Ｃ) 解析：如圖所示，平面鏡的像距等於物距，第一次反射成像 I1 為第二 次反射的物，因此可得第二次反射的成像 I2。 49.答案：(Ｅ) 解析：(１) 1911 年拉塞福利用 α 粒子撞擊金箔，發現原子核的存在， 並提出原子的行星模型。 (２) 1913 年波耳為解釋氫原子光譜，提出電子只在特定軌道運 行，提出波耳的氫原子模型。 (３) 1960 年代蓋爾曼提出質子與中子是由更小的粒子組成，這 種粒子被稱為夸克。 50.答案：(Ｂ) 解析：13N＋ 7 代表 7 個質子，質量數為 13，故中子數＝13－7＝6。 二、 多重選擇題 51.答案：(Ｂ)(Ｄ) 解析：由安培右手定則可得知，兩載電流導線在 P、Q、R 三處建立磁 場的方向，磁場量值與觀測位置到導線的距離成反比，觀測位 置的磁場應是周圍載流導線所產生磁場的和（須考慮方向求和 ）。 如圖所示，甲、乙兩電流分別在 P、Q、R 三點處建立磁場，磁 場方向以箭頭方向表示，磁場量值以箭頭長短表示相對大小 P、Q、R 三處磁場方向分別為↓、↑、↓；磁場量值關係為 Q＞P＝R 52.答案：(Ｂ)(Ｃ)解析：(Ａ)物質間的基本交互作用力中，只有重力及電磁力與兩物質 的距離平方成反比。 (Ｃ)強核力作用範圍僅限於原子核內（10－15 米），超過此範圍， 則強核力為零，故此條件下萬有引力大於強核力。 (Ｄ)萬有引力 F＝ R2 GMm 只適用質點之間，人不可視為質點，須 另用微積分處理，不能直接計算。 (Ｅ)中子放出一個電子與反微中子轉變成質子的過程，代表發 生 β 衰變。 53.答案：(Ａ)(Ｃ) 解析：(Ａ)(Ｂ)波行經障礙物或狹縫時，會有擴散到後方的現象，稱為 繞射。所以光可因繞射的關係而進入 y＜0 區域。 (Ｃ)(Ｄ)(Ｅ)繞射明顯的條件為「波長愈大、孔隙愈小」，光的 波長愈長（即頻率愈低，能量愈小），其繞射現 象也愈明顯，因此光線往下偏向進入 y＜0 區域的 角度愈大。 54.答案：(Ｃ)(Ｄ)(Ｅ) 解析：(Ａ)應要敲擊厚紙板讓鐵粉受磁場影響，而方便觀察磁力線形 狀。 (Ｂ)除了電流磁場影響之外，地磁也會影響磁針偏轉的角度。 (Ｃ)電流愈大，在周圍建立的磁場愈強，磁針偏轉角度愈大， 但不成正比。 (Ｄ)電壓不變下，電阻變大，電流變小。 (Ｅ)載流直導線之磁場形狀為同心圓，愈靠近導線愈密集。 55.答案：(Ａ)(Ｂ)(Ｅ) 解析：(Ｃ)肉眼所能看到的電磁波僅限於可見光。 (Ｄ)γ 射線的波長最短。 56.答案：(Ｂ)(Ｃ) 解析：(Ａ)質子具有質量，所以兩質子間具有重力作用。 (Ｄ)原子核內的質子與在外環繞的電子間具有靜電力與重力， 但不具有強核力。 (Ｅ)強核力與弱核力這些短程力，力的量值不與兩物質間距離 的平方成反比。 57.答案：(Ｂ)(Ｃ)(Ｅ) 解析：(Ａ)觀察 A：等速運動，A 所受合力為零，故 A、B 間沒有摩 擦力（否則 A 所受合力會不為零）。 (Ｂ)(Ｃ)觀察 B：等速運動，B 所受合力為零，A、B 間沒有摩 擦力，受拉力 F 向右，故 C 施予 B 向左的摩擦力 （B、C 間有摩擦力，否則 B 所受合力會不為零）。 (Ｄ)(Ｅ)觀察 C：等速運動，C 所受合力為零，B 施予 C 向右的 摩擦力（作用力與反作用力），故桌面應施予 C 向左 的摩擦力（桌面所受摩擦力向右）。 58.答案：(Ｂ)(Ｅ) 解析：(Ｂ)肥皂泡上絢麗的色彩，是因光經肥皂泡膜內外層反射疊加， 所形成的干涉現象，必須用光波動性質才能解釋。 (Ｅ)牛頓微粒說認為，光從空氣入射至玻璃中，其速率變快， 才能使行進路徑偏向法線。 59.答案：(Ａ)(Ｃ) 解析：(Ａ)(Ｂ)磁棒於金屬管中下落，金屬管相當於一圈圈的線圈累積 在一起，會因磁場變化而產生應電流，此應電流會對 磁鐵產生一阻力，因此下落會變慢。磁棒於金屬管中 的下落過程除了重力，還有磁力。 (Ｃ)對 A 線圈，線圈內磁場向下變小，所以應電流產生的磁場 應向下，根據安培右手定則，應電流方向以題圖眼睛來看 應為順時針方向。 (Ｄ)對 B 線圈，線圈內磁場向下變大，所以應電流產生的磁場 應向上，根據安培右手定則，應電流方向以題圖眼睛來看 為逆時針方向。 (Ｅ)因為應電流產生磁場，會阻力磁棒的相對運動，所以 A 線 圈對磁鐵為吸引力，B 線圈對磁鐵為排斥力。 60.答案：(Ｃ)(Ｄ)(Ｅ) 解析：長直導線周圍的磁力線為同心圓，磁場與電流成正比，與距離 成反比，故電流愈大或離導線愈近，則磁場愈大且磁力線愈密 集。 61.答案：(Ｂ)(Ｄ) 解析：水塘中滿水時，光線會折射，造成所見深度或高度改變。 (１)如圖所示，岸上的人見塘底的青蛙，光線由水中（光速慢 ）進入空氣中（光速快），光線會偏離法線，故所見深度 變淺。 (２)如圖所示，塘底青蛙見岸上的路燈，光線由空氣中（光速 快）進入水中（光速慢），光線會偏向法線，故所見高度 變高。 62.答案：(Ａ)(Ｅ) 解析：(Ａ)(Ｂ)(Ｃ)流入線圈的電流為變化的電流，且通過線圈的電流 愈大，所受的磁力愈大。電流的來回變化，使圓 錐面將磁能轉換成聲能。 (Ｄ)(Ｅ)線圈左右往返運動愈快，產生的聲波頻率愈高但速率不 變。 63.答案：(Ｂ)(Ｄ) 解析：原來在水中位置 P 的物體，發出的光由水射出空氣時，偏離法 線，如圖(一)所示。光進眼睛的仰角變小，在人眼中深度變淺。 反之，原來在空氣位置 P 的物體，發出的光由空氣射入水時， 偏向法線，如圖(二)所示。光進眼睛的仰角變大，在眼中高度 變大。 圖(一) 圖(二) 64.答案：(Ａ)(Ｂ)(Ｅ) 解析：(Ａ)當 I 為定值，線圈內磁場沒有變化，所以 i 為零。 (Ｂ)(Ｃ)當 I 隨時間增大時，線圈內磁場指入紙面且隨時間增加， 依冷次定律可知 i 的方向為逆時鐘方向。 (Ｄ)(Ｅ)當 I 隨時間減小時，線圈內磁場指入紙面且隨時間減小，
依冷次定律可知 i 的方向為順時鐘方向。 65.答案：(Ｃ)(Ｅ) 解析：(Ａ)氫原子的原子核內只有 1 個質子，無中子。 (Ｂ)穩定的原子核之質子與中子數目不一定相同。 (Ｃ)原子核內有帶正電的質子，不帶電的中子，故整體是帶正 電。 (Ｄ)夸克無法再分裂成其他粒子，故夸克是基本粒子。 (Ｅ)電子無法再分裂成其他粒子，故電子是基本粒子。 66.答案：(Ａ)(Ｄ) 解析：(Ａ)屬藍移現象，相對運動為接近。 (Ｂ)屬紅移現象，相對運動為遠離。 (Ｃ)屬藍移現象，相對運動為接近。 (Ｄ)屬紅移現象，相對運動為遠離。 (Ｅ)頻率不變，代表無相對運動。 67.答案：(Ａ)(Ｅ) 解析：(１)由牛頓第三運動定律知道，作用力與反作用力之量值相等、 方向相反，故只有(Ａ)、(Ｂ)、(Ｅ)選項成立。 (２)電磁力具有同性相斥、異性相吸的性質，故(Ｂ)選項應為排 斥力，而非吸引力。 故選(Ａ)(Ｅ) 68.答案：(Ａ)(Ｅ) 解析：(Ａ)(Ｂ)不管石塊往上飛行或向下掉落，均只受地球的重力作用， 加速度均為重力加速度，約為定值，且方向均向下。 (Ｃ)(Ｄ)(Ｅ)石塊往上飛行到最高點時，其速度為零，但仍受地 球的重力作用，所以加速度亦為重力加速度，其 值不為零。 69.答案：(Ａ)(Ｄ) 解析：F＝ 12 2 r m Gm G＝ 2 1 2 m m r F． m1：大鉛球質量 m2：小鉛球質量 r：大、小鉛球間之距離 70.答案：(Ａ)(Ｄ) 解析：(１)流入線圈的電流為交流電，線圈因電流所形成的磁場才會 隨時間變化，如此線圈與磁鐵才會時而吸引，時而排斥， 造成振動。所以擴音器將電能轉換為聲能。 (２)由電流磁效應可知，通過線圈的電流愈大，線圈的磁場愈 大，受到磁鐵的磁力也愈大。 (３)線圈左右往復運動的頻率，即聲波的頻率。所以線圈左右 往復運動愈快，產生的聲波頻率愈高。 71.答案：(Ｂ)(Ｅ) 解析：(Ａ)(Ｂ)(Ｃ)(Ｄ)當磁鐵與線圈有相對運動時，線圈內有磁場變 化，會因電磁感應產生應電流，以阻止此相 對運動。所以磁鐵接近線圈時，線圈會對磁 鐵產生一排斥的磁力。而當磁鐵遠離線圈時， 線圈會對磁鐵產生一吸引的磁力。 (Ｅ)由能量守恆觀點看，各種形式的能量互相轉換，彈簧的彈 性位能轉換成磁鐵的動能，磁鐵的動能轉換為線圈的電能， 再轉換為電燈的光能與熱能，故磁鐵的動能愈來愈小，振 動的幅度持續減小。 72.答案：(Ｂ)(Ｃ)(Ｅ) 解析：(Ａ)(Ｂ)作用力小於 2 牛頓時，物體受靜摩擦力作用而保持靜止。 (Ｃ)(Ｄ) P 點處物體恰欲動（但仍靜止），受最大靜摩擦力的作 用，加速度為零。 (Ｅ) Q 點到 R 點期間，作用力漸增，但（動）摩擦力為定值， 故物體所受合力漸增，加速度愈來愈大。 73.答案：(Ｂ)(Ｃ)(Ｄ) 解析：(Ａ)月球在軌道上的速率為 v＝軌道圓周長週期 ＝ T r 2π ＝（27 864002πs）60＋（（76.360037 10s）＋m（）43 60s） 6 ≒1.02×103 m∕s (Ｂ)月球在軌道上的向心加速度量值為 a＝ r v2 ＝ ） （ ） ∕ （ m 10 37 . 6 60 s m 10 02 . 1 6 2 3 ≒2.72×10－3 m∕s2 (Ｃ)牛頓的向心加速度公式 a＝ r v2 ，式中與物體的質量無關， 亦即不同質量物體只要在相同軌道上以相同速率運行，則 向心加速度量值相同。 (Ｄ)(Ｅ)物體在月球軌道上所受的向心力 F1＝1 kg×（2.72×10－3 m∕s2） ＝2.72×10－3 N 在地球表面所受的重力 F2＝1 kg×（9.80 m∕s2）＝9.80 N 2 1 F F ＝ N 80 . 9 N 10 72 . 2 －3 ≒ 3600 1 ∵r1＝60r2 ∴ 2 1 2 2 r r ＝ 2 2 2 2 r 60 r ） （ ＝ ＼ ＼ 2 2 2 2 r 3600 r ＝ 3600 1 由上式可知 2 1 F F ≒ 2 1 2 2 r r （平方反比關係） 故答案為(Ｂ)(Ｃ)(Ｄ) 74.答案：(Ａ)(Ｃ) 解析：(Ａ)質點經任一週期位置均回到相同地點，即位移為零，故平 均速度為零。 (Ｂ)質點在過程中作等速率運動，由功能定理 W＝ΔK 知：外力 作功為零。 (Ｃ) x-t 圖的斜率代表速度，在∣x∣＜2 公尺的範圍內，斜率的 絕對值相同，表示質點速率都不變。 (Ｄ)質點有時向＋x 方向運動，有時向－x 方向運動，運動方向 會改變，故為變速運動。 75.答案：(Ａ)(Ｅ) 解析：不論干涉或繞射，其條紋皆與狹縫相互垂直。 (Ａ)(Ｄ)條紋中央亮紋寬度較其他亮紋寬，且沿狹縫寬度方向分 布，此為單狹縫繞射。 (Ｂ)(Ｃ)(Ｅ)條紋寬度均相同，且沿雙狹縫間距方向分布，此為 雙狹縫干涉。 76.答案：(Ａ)(Ｂ)(Ｄ) 解析：(Ｃ)為固體的特性。 77.答案：(Ｄ)(Ｅ) 解析：(Ａ)伽利略支持日心說，托勒密支持地心說。 (Ｂ)哥白尼提出日心說，以太陽為宇宙中心的行星理論。 (Ｃ)克卜勒利用第谷所收集的大量行星數據，經過分析與整理， 得到克卜勒行星運動三大定律，說明天體之間的規律性， 後來牛頓利用萬有引力定律解釋克卜勒行星運動定律的成 因。 78.答案：(Ａ)(Ｃ)(Ｅ) 解析：(Ｂ)原子核內，質子間有靜電力作用。 (Ｄ)中子間也有強核力作用。 79.答案：(Ｂ)(Ｄ)
解析：(Ａ) d＝0.074 nm＝7.4×10－11 m 已經大於強核力可作用的範圍 10－15 m，強核力為零。 (Ｂ)相同距離下，重力作用遠小於電磁力。 (Ｃ)(Ｄ)氫分子與氧分子結合成水，化學反應與鍵結皆為電磁力 作用。 (Ｅ)核融合過程中伴隨弱核力作用。 80.答案：(Ｂ)(Ｄ) 解析：此波動的波長為 2 cm，週期 0.1 s，波速 20 cm∕s。當振動頻率 增加為兩倍時，波長則減半，波速不變。振動力量增強，振幅 變大，但波速不變。 81.答案：(Ａ)(Ｅ) 解析：(Ａ)火星與地球同繞太陽， 2 3 T R 火 火 ＝ 2 3 T R 地 地 ，R 火＞R地，故 T火＞ T地（365 天）。 (Ｂ)地球面積速率為定值 K地，天王星面積速率為定值 K天，但 K地≠K天。 (Ｃ)克卜勒提出的行星運動第三定律，是參考第谷的觀測大數 據，所歸納與計算得出的。 (Ｄ)月亮繞地球，但地球繞太陽，故 2 1 3 1 T R ≠ 2 2 3 2 T R （繞不同中心 ）。 (Ｅ)小行星與地球同繞太陽 2 3 T R 小 小 ＝ 2 3 T R 地 地 2 3 T 2 小 ＝ 23 1 1 T小＝ 23 ＝ 2 3 2 （年） 82.答案：(Ａ)(Ｄ)(Ｅ) 解析：必須通過封閉線圈內之磁場有所改變時，線圈上才會有應電流 產生。 83.答案：(Ａ)(Ｃ) 解析：(Ｂ)分子間的作用力為電磁作用。 (Ｃ)(Ｄ)甲分子的 a、b 端受到乙分子的作用力分別為向左與向 右。 (Ｅ)乙分子仍呈電中性。 84.答案：(Ｂ)(Ｃ)(Ｄ) 解析：(Ａ)庫侖定律是庫侖所發現。 (Ｃ)電場的變化會產生磁場，磁場的變化也會產生電場。 (Ｅ)電磁感應定律是法拉第所發現。 85.答案：(Ｂ)(Ｃ)(Ｅ) 解析：(Ａ)兩者皆作用於繩上，且施力者不同，故不為作用力與反作 用力。 (Ｄ)兩者皆作用於球上，且施力者不同，故不為作用力與反作 用力，雖然兩力量值相等、方向相反，因同時作用在球上 可互相抵消，兩者互為平衡力。 86.答案：(Ｃ)(Ｄ)(Ｅ) 解析：在原子核內不管核子是否帶電，彼此間均可具有強核力作用， 故質子—質子，中子—質子，中子—中子間均有強核力作用以 形成穩定原子核。 87.答案：(Ｃ)(Ｅ) 解析：(Ａ)(Ｂ)(Ｃ)若無磁鐵棒時，圓環由 A 到 B 是初速為零的自由 落體，故 h＝ 2 1 gt2t＝ g h 2 ＝2 s 有磁鐵棒時，圓環接近 S 極上方，圓環產生一逆 時針的應電流，使得圓環受到磁鐵棒的斥力；反 之，當圓環穿過 N 極時，圓環產生一順時針的應 電流，使得圓環受到磁鐵棒的引力。因此，圓環 受到此兩阻力作用會減小它下落的加速度，因此 下落所需的時間會變長。 (Ｄ)(Ｅ)依冷次定律可知，應電流方向為順時針。 88.答案：(Ａ)(Ｃ) 解析：(Ａ)(Ｂ)在任一週期（4 秒）的時間中，質點均再回原位置，故 位移為零，但路徑長為 8 公尺，因此平均速度均為零， 平均速率為 4 8 ＝2 公尺∕秒。 (Ｃ) x-t 圖的斜率 t x 代表速度 v 且為± 2 公尺∕秒，速度的正 負代表運動方向，速度的量值就是速率，故質點在任一歷 程的速率均為 2 公尺∕秒，作等速率運動。 (Ｄ)運動方向（速度方向）時而向右，時而向左，故非等速運 動。 (Ｅ) t＝2 秒及 t＝4 秒時，速度方向發生改變，此兩時刻的加速 度不為零。 89.答案：(Ａ)(Ｂ) 解析：光為一種電磁波，其電場和磁場的振盪方向皆與傳播方向相互 垂直，如圖；電磁波的傳播並不需要介質。 90.答案：(Ｂ)(Ｄ) 解析：(Ａ)電子間沒有強核力作用，但有電力與萬有引力作用。 (Ｂ)(Ｄ)兩質子間有電力、萬有引力與強核力作用。（萬有引力 與重力為同義詞） (Ｄ)(Ｅ)兩中子間有萬有引力與強核力作用。 91.答案：(Ａ)(Ｃ) 解析：由題圖觀察到波長為 4 公尺且 1 秒前進 1 公尺，前進一個波長 4 公尺花費 4 秒，週期為 4 秒，頻率為 4 1 ＝0.25 赫茲，波速 v ＝fλ＝0.25×4＝1（公尺∕秒） 92.答案：(Ｂ)(Ｄ)(Ｅ) 解析：(Ａ)鐵心需具軟磁性，其磁場容易隨外加磁場變化而隨之改變， 而永久磁鐵為硬磁性，磁場不易隨外加磁場變化而隨之改 變，所以不合所求。 (Ｂ)(Ｃ)(Ｄ)變壓器能變壓，為主線圈應用電流磁效應形成磁場， 及副線圈應用電磁感應形成應電動勢。 (Ｅ)變壓器中原線圈與副線圈沒有任何接點。 93.答案：(Ｃ)(Ｅ) 解析：(Ａ)α 粒子與電子均帶有電荷，彼此間有靜電作用。 (Ｂ)α 粒子與原子核皆帶正電，兩者電性相同，故有靜電排斥力。 (Ｃ)因電子與原子核間靜電力為吸引力，則電子愈接近原子核， 能量愈低，故當電子損失能量時，電子會更接近原子核。 (Ｄ)(Ｅ)α 粒子偶爾會有大角度散射，表示原子核所在的空間很 小，且質量與正電荷集中在這很小的原子核中。 94.答案：(Ｃ)(Ｄ)(Ｅ) 解析：(Ａ)靜止電荷無加速度，不會輻射電磁波。 (Ｂ)電磁波不需介質就能傳播。 95.答案：(Ｂ)(Ｄ) 解析：由冷次定律可知，應電流所產生的磁場是為了反抗線圈的磁場 變化。 (Ａ)(Ｂ)當磁鐵快速靠近螺線圈時，螺線圈的磁場向右增加，則 螺線圈應電流由 X 經○G 流向 Y，可產生一向左的磁場 以抵抗螺線圈內磁場的變化。 (Ｃ)(Ｄ)同理，螺線圈快速靠近磁鐵時，螺線圈的磁場也向右增 加，所以螺線圈應電流仍為由 X 經○G 流向 Y。
(Ｅ)(Ｆ)若螺線圈與磁鐵一起以相同的速度向右移動時，則因螺 線圈內的磁場沒有變化，所以不會有應電流產生。 96.答案：(Ｃ)(Ｅ) 解析：光由水射出空氣時，偏離法線；光由空氣射入水時，偏向法線， 如圖所示。 97.答案：(Ａ)(Ｄ) 解析：若波源與觀察者相對靠近，則觀察到的波長會比真正的短；若 波長與觀察者相對遠離，則觀察到的波長會比真正的長。 98.答案：(Ｃ)(Ｅ) 解析：(Ａ)法拉第才是第一位發現電磁感應者。 (Ｂ)厄斯特才是第一位發現電流可產生磁場者。 (Ｄ)赫茲才是第一位實驗證實電磁波存在者。 99.答案：(Ｂ)(Ｃ)(Ｅ) 解析：由題圖，Ⅱ→Ⅰ區兩波前間距變小，故 λ 變小，且折射時頻率 f 不變，故 v 變小，Ⅱ區波速 v 較大，即水較深。當入射角不變 時，若Ⅰ區愈淺，則 v 愈小，折射角愈小。 100.答案：(Ｄ)(Ｅ) 解析：愛因斯坦在 1905 年提出光子說以解釋光電效應；也於狹義相對 論中提及質能互換的理論。 101.答案：(Ａ)(Ｂ)(Ｃ) 解析：(Ｄ)歷史上也曾有先發展出理論，之後才做出實驗驗證的情形， 例如馬克士威先從理論推導出有電磁波，後來赫茲設計實 驗證實電磁波的存在。 (Ｅ)現今也有一部分是理論物理學家，從事於基本理論的探討， 例如「萬有理論」，是長久以來科學家一直試圖將找出可 統合所有物理的理論，這種理論在目前的科學環境下仍無 法設計實驗去驗證它。 102.答案：(Ａ)(Ｂ)(Ｅ) 解析：(Ａ)(Ｂ)增加交流電源的電壓或電流，相當於增加提供的電能， 因此鍋底產生的應電流也會隨之增大，可以加速煮熟 食物。 (Ｃ)永久磁鐵產生的磁場不會隨時改變，所以無法使鍋底產生 應電流來加熱食物。 (Ｄ)直流電源的電壓無法隨時間而變，因此也不會使鍋底磁場 變化，則鍋底無法產生應電流加熱食物。 (Ｅ)增加爐面上平面線圈之線圈匝數，會改變磁場變化的程度， 可以加大應電流，達到加速煮熟食物的目的。 103.答案：(Ｂ)(Ｃ)(Ｄ) 解析：(Ａ)(Ｅ)因鐵與鋁的密度不同，體積相同下，質量不同，所受重 力也不相同。 (Ｂ)(Ｃ)(Ｄ)落體運動在忽略空氣阻力下，加速度均為重力加速 度，約為一定值，物體作等加速運動。由 v＝v0＋ at，且初速為零，故末速 v 也相同。 104.答案：(Ｂ)(Ｄ) 解析：(Ａ) k乙＝ 乙 乙 s F ＝ 10 20 ＝2（gw∕cm） (Ｂ) k甲＝ 甲 甲 s F ＝ 10 10 ＝1（gw∕cm） (Ｃ)題圖中斜率（＝ s F ＝ k 1 ）表彈性常數的倒數，甲斜率較 大，其彈性常數較小。 (Ｄ)(Ｅ) k甲＜k乙，故甲比乙較易伸長或壓縮。 105.答案：(Ｂ)(Ｄ) 解析：(Ａ)若通過一封閉線圈內之磁場有所改變時，線圈上則有應電 流產生。 (Ｃ)每單位時間通過封閉線圈的磁場變化量愈大，則產生的應 電流也愈大。 (Ｅ)應該是馬克士威。 106.答案：(Ｂ)(Ｃ)(Ｄ) 解析：(Ａ)(Ｅ)相同體積但密度不同，故質量不同，則重量 W＝mg 亦 不同。 (Ｂ)落下的距離同為 h＝ 2 1 gt2。 (Ｃ)速度同為 v＝gt。 (Ｄ)由於皆只受重力作用，加速度同為重力加速度 g。 107.答案：(Ｃ)(Ｅ) 解析：(Ｃ)原子內的點狀結構指的是原子核，而質子內的點狀結構指 的是三個夸克。 (Ｅ) 1911 年發現原子核結構是因為 α 粒子被偏折的角度超乎預 期的大。 108.答案：(Ａ)(Ｃ) 解析：(Ｃ)若波長愈長，則波動性愈明顯，愈容易繞射。 (Ｅ)光的頻率愈高波長愈短，則不易繞射。 109.答案：(Ｃ)(Ｄ)(Ｅ) 解析：(Ａ)近視眼鏡為凹透鏡，是發散透鏡，應使用會聚透鏡即遠視 眼鏡（凸透鏡），才能在布幕上成像。 (Ｂ)虛像無法在布幕上成像，布幕上所成的像應為實像，且為 倒立放大像。 (Ｃ)實像與物上下顛倒。 (Ｄ)物距需位於 F 與 2F 之間，才能形成放大實像。 (Ｅ)漫反射可讓每一個角度的觀眾都可以看到成像。 110.答案：(Ｃ)(Ｄ) 解析：(Ａ)電磁波也有繞射與干涉現象。 (Ｂ)電磁波在空間不需要介質傳播。 (Ｄ)設帶電粒子團脫離太陽時的速率為 v 1.5×1011＝v×（2×24×60×60）v 8.7×105（公尺∕秒） (Ｅ)太陽閃焰影像以光速傳遞至地球的時間為 118 10 0 . 3 10 5 . 1 ＝500 秒 8 分鐘，但太陽噴出的帶電粒子團需兩天才抵達地球， 所以在地球上先觀測到太陽閃焰影像，並非帶電粒子團撞 擊地球大氣層時發生的。 111.答案：(Ｂ)(Ｃ)(Ｅ) 解析：根據作用力與反作用力定律，當兩物體交互作用時，彼此間的 作用力，量值相等，方向相反，但作用在彼此上。 (１) T1 和 T2 的反作用力應分別為 T3 和繩對天花板的拉力。 (２) W1 和 W2 互為作用力與反作用力。 (３) T1 和 W1 是一對平衡力，非互為作用力與反作用力。 (４)金屬球為靜力平衡狀態，所以 T1、T2、T3、W1 與 W2 的量 值均相等。 112.答案：(Ｂ)(Ｃ)(Ｅ) 解析：(１)物體與地面相對靜止時，其摩擦力為靜摩擦力，其量值隨 外力而變，直到受力大於最大靜摩擦力，物體才會開始運 動。從 O 到 P 點時，作用力小於最大靜摩擦力，物體維持 靜止。 (２)由圖可知，從 Q 到 R 點過程中，作用力大於動摩擦力，合 力不為零，物體運動作加速度運動。由於作用力愈來愈大， 但動摩擦力維持定值，所以合力量值愈來愈大，物體運動 的加速度也愈來愈大。 113.答案：(Ａ)(Ｃ)(Ｅ) 解析：(Ｂ)湯姆森發現帶負電的電子。 (Ｄ)在此實驗中拉塞福只發現原子核。 114.答案：(Ｃ)(Ｄ)(Ｅ) 解析：(Ａ)原子核內的中子數不一定等於質子數。例如：氫原子核中， 只有一個質子，而無中子。
(Ｂ)一個質子的質量約為一個電子的質量之 1836 倍。 115.答案：(Ｄ)(Ｅ) 解析：哥白尼與伽利略均認同日心說，但這被認為是違反聖經教義， 兩人也因此受到懲罰。雖然如此，伽利略仍堅信大自然是遵循 和諧、簡潔的數學定律，並出書為哥白尼的理論護航。 116.答案：(Ａ)(Ｅ) 解析：(Ａ)如圖所示，物體受 N、f、W 三力而靜止，N 與 f 皆來自斜 面，故斜面施於物體的作用力 F，即為 N 與 f 的合力。 (Ｂ) W 是地球施於物體的力，F 是斜面施於物體的力，故 W 與 F 不是作用力與反作用力。 (Ｃ)承(Ｂ)，N 是斜面施於物體的力，不是 F 的反作用力。 (Ｄ)(Ｅ) N＋f＋W＝0，N＋f＝F F＋W＝0量值：F＝W 117.答案：(Ａ)(Ｅ) 解析：(Ａ) Z 點為 S1 的波峰與 S2 的波峰疊加之處；P 點為亮紋，故是 S3 的波峰與 S4 的波峰疊加或 S3 的波谷與 S4 的波谷疊加之 處。因此兩者皆為建設性干涉。 (Ｂ) Y 點為 S1 的波谷與 S2 的波谷疊加之處，故為建設性干涉； Q 點為暗紋，故為破壞性干涉。 (Ｃ) W 點為 S1 的波谷與 S2 的波峰疊加，為破壞性干涉。 (Ｄ) Q 點為破壞性干涉，若 S3 為波谷，則 S4 應為波峰疊加之 處。 (Ｅ) Z 是建設性干涉，X 是破壞性干涉。 ∴亮度 Z＞X 118.答案：(Ａ)(Ｂ)(Ｄ) 解析：(Ａ)(Ｂ)每一段看成長直導線，依安培右手定則，甲磁針的 N 極向西方偏轉，導線在乙的磁場方向與地磁剛好相反， 若地磁大於導線建立的磁場，則磁針可能不偏轉。 (Ｃ)依安培右手定則，丙的 N 極應向西方偏轉。 (Ｄ)導線在丁的磁場方向與地磁剛好相同，故丁磁針的偏轉角 度必為零。 (Ｅ)可變電阻的接頭朝 N 端移動，代表電阻變大，電壓不變下， 則電路上電流變小，載流導線生成的磁場變小，丙磁針偏 轉角度會變小。 119.答案：(Ｂ)(Ｄ) 解析：F1 與 F2 的合力＝10 N－4 N＝6 N，但物體靜止，代表物體另受 來自水平面靜摩擦力 fs 的作用，且 fs＝6 N≦最大靜摩擦力 fs（max）。 (Ａ)兩力互換位置後，F1 與 F2 的合力仍為 6 N，故 fs＝6 N，因 此物體仍可保持靜止。 (Ｂ)(Ｄ)除去 F1，物體僅受 F2＝4 N 的作用。而 F2≦fs（max），故 物體仍可保持靜止，此時物體受靜摩擦力 fs＝4 N 作用。 (Ｃ)(Ｅ)除去 F2，物體僅受 F1＝10 N 的作用。依題意可知 fs（max）≧6 N，此時 F1 與 fs（max）的關係無法判斷，若 F1 ＞fs（max），則物體無法保持靜止，物體會受動摩擦力 作用。 120.答案：(Ａ)(Ｂ)(Ｃ) 解析：(Ａ)(Ｂ)(Ｃ)由題意，A 為遠地點，B 為近地點。近地點 B 的速 率比遠地點 A 快，故 B 點的速率一定大於 v。 (Ｄ)平均軌道半徑＝ 2 r r近＋ 遠 ＝ 2 R 3 R 2 ＋ ＝2.5R (Ｅ)重力 F＝ 12 2 r m Gm
2 r 1 所以遠地點 A 的重力量值小於近地點 B。 三、 題組 121.答案：(１)(Ｄ)；(２)(Ｅ) 解析：(１)依題意，Fbd＝ 8 9 Fcf 3 1 2 2 2 k ） － （ ＝ 8 9 × 5 2 2 Q 2 k ） － （ Q＝± 4（庫侖） (２) Fcg＝2Fbe x 2 2 4 2 k ） － （ ＝2× 4 1 2 3 2 k ） － （ x＝2 ± 6≒2 ± 2.45 ≒4.45 或－0.45（公分） 在 e、f 之間。 122.答案：(１)(Ｂ)；(２)(Ｃ) 解析：(１)四季之變化不是因為地球與太陽的距離變化而來，而是源 自太陽是直射或斜射。 (２) A 點為近日點，速率最快；C 點為遠日點，速率最慢； B、D 兩點與太陽距離相等，速率也相等，故為 A＞B＝D ＞C。 123.答案：(１)(Ｂ)(Ｃ)；(２)(Ｂ)(Ｅ) 解析：(１)(Ａ)(Ｂ)甲迴路接通後的電流為逆時針，如圖所示，由安培 右手定則可知，直導線所產生的磁場，在磁針處 的方向應為向東，與指向北方的地磁，合成的總 磁場指向北偏東，所以小磁針 N 極應指向北偏東 的方向；因電流量值、方向皆維持不變，N 極最 後維持於指向北偏東的方向。 (Ｃ)(Ｄ)(Ｅ)甲迴路通電後瞬間，乙迴路有垂直紙面向下的 磁場增加，由冷次定律推知，乙迴路應電流 產生垂直紙面向上的磁場，以抵抗增加的磁 場，因此應電流的方向為逆時針，也就是流 過檢流計○G 的應電流方向為由南向北；但經 一段時間甲迴路的電流穩定，穿過乙迴路的 磁場不再改變，則無產生應電流，此時檢流 計○
G
指針回復為零。 (２)(Ａ)(Ｂ)(Ｃ)小磁針 N 極的指向決定於甲迴路的電流，甲迴 路的電流不變時，N 極指向北偏東亦維持不 變；當乙迴路以等速度向東運動時，穿過乙 迴路的磁場持續減少，故乙迴路應電流產生 垂直紙面向下的磁場，以抵抗磁場減少的趨 勢，所以檢流計○
G
一直顯示有電流通過。 (Ｄ)(Ｅ)因為乙迴路應電流產生垂直紙面向下的磁場，由安 培右手定則可知，應電流的方向為順時針，即應 電流的方向為由北向南流過檢流計○
G
。 124.答案：(１)(Ｄ)；(２)(Ｃ) 解析：(１)由題表知相同時間內，Δv 相同，此為等加速運動。因速度 一直為正，故無往返。 aav＝ t v ＝ 1 3 ＝3（m∕s2） (２) v-t 圖為斜率＋3，即等加速運動，aav＝3 m∕s2，且初速度 v0 ＝＋3 m∕s 的圖。 125.答案：(１)(Ｄ)；(２)(Ｃ)；(３)(Ｂ) 解析：(１)當 S 開關打開成斷路瞬間，造成乙線圈內磁場向右減少，有瞬間應電流產生，由冷次定律判定，電流經燈泡從 Y 到 X。但開關打開一段時間後，則乙線圈內磁場維持為零， 沒有變化，所以沒有應電流產生。 (２)甲線圈應用的原理為電流磁效應，發電機應用的是電磁感 應，兩者不同。 (３)當 K 向左移動時，電路中電阻變大，造成電流變小、磁場 減弱。當開關 S 打開成斷路，也是造成磁場減弱之效果。 由冷次定律判定，電流經燈泡從 Y 到 X。 126.答案：(１)(Ａ)；(２)(Ｅ) 解析：(１)只有 F1、F2 是一組作用力與反作用力。 (２)(Ａ) F1＝F2，但 F1 與 W1 無特別關係。 (Ｂ) W2g＝m2g．g＝m2g2，不是力；而 T2 為力，兩者不會 相等。 (Ｃ)(Ｄ) T1＝W1、T2＝W2，但 W1 不一定等於 W2T1 也 不一定等於 T2 (Ｅ) F1＝F2、F1＝f1、F2＝f2f1＝f2 127.答案：(１)(Ｂ)；(２)(Ｄ) 解析：(１)甲電路接通當電流穩定後，軟鐵棒內有穩定磁場，由安培 右手定則判定，方向由左向右，磁針 K 與 L 均指向右邊。 (２)甲電路開關打開瞬間，乙電路之線圈內的磁場向右減弱， 由冷次定律得知，應電流產生的磁場方向向右，以補償向 右減弱之原磁場。再以安培右手定則判定，應電流的方向 應由 a → b 流過檢流計。 128.答案：(１)(Ｃ)；(２)(Ｂ) 解析：(１)如題圖所示，無線電波來回火星與地球之間費時約 9 分， 即單趟為 4.5 分，火星與地球最接近時的距離為 4.5×60 秒×（3×108 公尺∕秒）≒0.8×1011 公尺 如圖所示，可知火星公轉軌道半徑為 1.5×1011＋0.8×1011＝2.3×1011（公尺） x＝ 11 11 10 5 . 1 10 3 . 2 ≒1.5（倍） (２)依克卜勒行星運動第三定律： （ 2 3 T R ）地球＝（ 2 3 T R ）火星 由(１)題知： 地球 火星 R R ≒1.5＝ 2 3 y＝ 地球 火星 T T ＝ 3 R R ） （ 地球 火星 ＝ 3 2 3 ） （ ＝ 2 2 3 3 ≒1.8（ 倍） 129.答案：(１)(Ｃ)；(２)(Ｂ) 解析：(１) v-t 圖斜率表加速度 a。 甲：切線斜率先大後小，表示先有較大加速度（急踩油門 ），符合 B 生。 乙：切線斜率先小後大，表示先有較小加速度（緩踩油門 ），符合 A 生。 丙：斜率固定，等加速度（穩定），符合 C 生。 (２) v-t 面積表位移 Δx。 在 t1 時，三者斜率相同，如圖，此時面積（Δx）：甲＞丙 ＞乙。 130.答案：(１)(Ｂ)；(２)(Ｃ) 解析：(１)一公尺的標準最初曾被定義為「由北極經巴黎到赤道的子 午線（經線），其長度的一千萬分之一」。可知地球的周 長為 40000000 公尺，則 地球的半徑 R＝ π 2 40000000 ≒6×106（公尺） (２)地球的表面積 A 為 4πR2，大氣的重量為 1.01×105×4π×（6×106）2＝5×1019（牛頓），則空氣總質量 約為 5×1018（公斤）。 131.答案：(１)(Ｄ)(Ｅ)；(２)(Ｅ) 解析：(１)○如圖 平均坡度＝8％＝ 100 8 ＝ A y1 y1＝0.08A ○如圖 平均坡度＝5％＝ 100 5 ＝ B y2 y2＝0.05B (Ａ)從動物園站至轉角 2 站的位移＝ 2 1 2 y A ＋ 公尺＞A 公 尺 (Ｂ)從轉角 2 站至貓空站路徑長＝ 2 2 2 y B＋ 公尺＞B 公尺 (Ｃ) 由圖可知 全程位移 Δx≠路徑長（1＋2） 平均速度＝時間位移，平均速率＝路徑長時間 平均速度量值不等於平均速率 (Ｄ) C 為水平全程距離，故 C＝A＋B。 (Ｅ)全程中方向有改變，不可能為等速運動。 (２)全程位移 Δx＝ C2＋D2 平均速度 v av＝ 20 D C2＋ 2 132.答案：(１)(Ａ)；(２)(Ｂ)(Ｅ) 解析：(１) c＝fλ，300 MHz≦f≦300 GHz λ1＝ 1 f c ＝ 89 10 300 10 3 ＝1×10－3（m）＝1（mm） λ2＝ 2 f c ＝ 86 10 300 10 3 ＝1（m） 1 mm≦λ≦1 m (２)(Ａ)電磁爐是利用電磁感應產生應電流，進而產生熱能，加 熱方式與微波爐不同。 (Ｂ) f＝2450 MHz λ＝ f c ＝ 8 6 10 2450 10 3 ≒0.122（m）＝122（mm） 承(１)題所得：λ＞1 m 為無線電波（1 m＝1000 mm），λ＜1 mm 為紅外線，故微波爐所使用的微波， 其波長較接近紅外線波段。 (Ｃ)乾燥的新竹米粉水含量太少，不適用於微波爐。
(Ｄ)真空中，電磁波的各種波段，速率均相同。 133.答案：(１)(Ｂ)；(２)(Ｃ) 解析：(１)相同時間內，掃過相同面積Δt
