第壹部分
一
單選題 說明 第1 至 9 題為單選題，每題選出一個最適當的選項，標示在答案卡之「選 擇題答案區」。 ( )1. 一架飛機從水平跑道一端，自靜止以 4×104 牛頓的固定推進力開始作等加速 度運動，第5 秒末時，飛機瞬時速率為10公尺／秒。若飛機質量為 104 公斤， 則飛機在前5 秒的加速過程所受之平均阻力為多少牛頓？ (A) 4×105 (B) 2×105 (C) 4×104 (D) 2×104 (E) 4×103 【答 案】D 【概念中心】平均力 【命題出處】南一基礎物理2-3 物理量的測量和單位 【試題解析】外力合=質量 速度變化量時間 ，且推力量值- 阻力量值=外力合量值 阻力量值＝推力量值－外力合量值＝ 4 4 2 104 5 0 10 10 10 4 N ( )2. 右圖是水氣含量和溫度的關係圖，圖中 的粗線為飽和曲線，甲、乙、丙和丁的 箭頭方向分別代表大氣中的水氣要達到 飽和的途徑。關於自然現象「露」的形 成，主要是透過下列哪一種途徑而達到 飽和？ 甲：溫度固定時，增加水氣而達飽和 乙：經升高溫度及減少水氣量而達飽和 丙：水氣含量不變時，降低溫度而達飽和 丁：經降低溫度及增加水氣而達飽和 (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 ( )3. 測量血壓時，手臂上測量點的高度應與心臟同高。已知血液密度約為 1.0 公克／公分 3 ，水銀密度約為13.6 公克／公分 3 。若將手臂上舉，使測量點 升高41公分。在不考慮血液的流動及心臟的調節功能之情況下，測得的血壓 變化量約是多少公釐水銀柱？ (A) 升高41 (B) 升高30 (C) 不變 (D) 降低30 (E) 降低41 【答 案】D學科能力測驗
物 理 科
試題解析
99
學年度【概念中心】靜止液體壓力 【命題出處】南一基礎物理2-2 力的作用 【試題解析】當手臂上舉41公分，所測得壓力將比心臟低 41公分血液高的壓力＝ 3.0 6 . 13 1 41 公分水銀柱=30 公釐水銀柱 ( )4. 小華透過護目鏡直接仰望觀測日食，發現日偏食的缺角在西北方。當時小華 低頭摘下護目鏡，看見地上樹蔭中有小小的日食光影。下列何者為樹蔭中的 日食光影缺角的方位？ (A) 東北 (B) 東南 (C) 西北 (D) 西南 (E) 光影無缺角 ( )5. 發生於2009年 7 月的日食，讓居住於臺灣地區的人有機會觀測到日食發生的 經過。試問日食發生的當天晚上最可能觀測到下列哪種月相？ (A) 眉月 (B) 弦月 (C) 滿月（望） (D) 新月（朔 ） ( )6. 救難隊欲發射拋繩器，以繩索連接河谷兩岸。一名隊員連續拍手，估計對岸 峭壁距離。他愈拍愈快，當6 秒拍手20次時，拍手節奏與回音同步。已知空 氣中聲速為340 公尺／秒，則該隊員與河谷對岸峭壁的最短距離約為多少公 尺？ (A) 340 (B) 120 (C) 100 (D) 50 (E) 20 【答 案】D 【概念中心】聲音的反射 【命題出處】南一基礎物理4-2 聲音的反射 【試題解析】由於拍手節奏與回音同步，表示： 在最短距離下，聲波傳遞來回一趟需時 0.3 206 秒 故此最短距離＝3400.32 ＝51公尺 ( )7. 氪與鉛的核融合反應過程為： (1) 高能的 Kr 離子轟擊 Pb 靶，氪核與鉛核融合，放出 1 個中子，形 成新元素X (2) 120微秒後， X 元素的原子核分裂出 1 個氦原子核，而衰變成另一種新元 素Y (3) 600微秒後又再釋放出一個氦原子核，形成另一種新元素 Z 下列有關此核融合反應的敘述，何者錯誤？ (A) 氪核與鉛核融合產生 X 之核反應式為 Kr ＋ Pb → n ＋ X (B) X→Y之核反應式為 X → He ＋ Y (C) Y→Z 之核反應式為 Y → He ＋ Z
(D) 元素 Z 原子核之中子數為 171 (E) 元素 Y 原子核之中子數為 116 【答 案】E 【概念中心】核融合反應 【命題出處】南一基礎物理7-3 地球的能源、南一版高一基礎化學 4-4 其他能源 【試題解析】(A)(B)(C)依『質量數守恆』，『質子數守恆』檢查皆正確， (D) Z 原子核：中子數 = 285-114 =171 (E) Y 原子核：中子數 = 289-116 = 173 故選項 (E) 錯誤 ( )8. 宋朝時的學者沈括在他所著的《夢溪筆談》中，記載著一段話：「以磁石磨 針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也。」關於這段話所提供的訊息，下 列敘述何者錯誤？ (A) 地球磁極具有微小的偏角是因為地磁有緩慢自轉的現象 (B) 中國人早就知道應用天然磁石製作成指南針，並藉它來辨別方向 (C) 指南針之所以能指向南方，是因為地球表面有方向相當穩定的磁力線 (D) 「微偏東，不全南」指出地球磁極相對於地理南北極具有微小的偏角 (E) 根據地表的磁場可以想像地球為一個磁極與地理南北極很接近的磁性球 體 【答 案】A 【概念中心】地磁 【命題出處】南一基礎物理6-4 電流的熱效應 【試題解析】(A) 因為地理南極與地磁南極不在同一點，故所偏差的角度稱為磁偏角。 ( )9. 下列關於右圖中變壓器各部分的 敘述，何者正確？ (A) 電源用於提供主線圈電流以 產生磁場，可用交流電或直流 電 (B) 主線圈是磁場的主要來源， 相同電流時，匝數愈多，造成磁場 (C) 磁場造成的磁力線，其方向固定不變，數目隨磁場強度而定 (D) 副線圈的匝數增加時，輸出的電壓值下降 (E) 用來纏繞線圈的鐵心，也可以用塑膠取代 【答 案】B 【概念中心】變壓器 【命題出處】南一基礎物理6-5 電流的磁效應 【試題解析】(A) 唯有交流電源可使主線圈產生變化的磁場，才能感應起電而變壓。 (B) 主線圈是磁場的主要來源，相同電流時，匝數愈多，造成磁場愈強
(C) 磁場造成的磁力線，其方向不固定，數目隨磁場強度而定 ( D) 副線圈的匝數增加時，輸出的電壓值上升
二
多選題 說明 第10至14題為多選題，每題的選項各自獨立，其中至少有一個選項是正確 的，選出正確選項標示在答案卡之「選擇題答案區」。 ( )10. 由長金屬管管口靜止釋放一 N 極向下鉛直放置的磁棒，如右圖。 若金屬管之任一橫截面均可視為一封閉的金屬線圈，此時磁棒正 遠離A 線圈而接近 B 線圈，則下列敘述，哪些正確？（應選 2 項 ） (A) 磁棒於金屬管中下落較在管外下落慢 (B) 磁棒於金屬管中的下落過程僅受重力 (C) 由上向下看 A 線圈上之感應電流方向為順時針方向 (D) 由上向下看 B 線圈上之感應電流方向為順時針方向 (E) 磁棒與 A 線圈之磁力為斥力，與 B 線圈之磁力為引力 【答 案】AC 【概念中心】電磁感應 【命題出處】南一基礎物理6-5 電流的磁效應 【試題解析】(A) 磁棒於金屬管中因為感應電流而生斥力，故下落較在管外下落慢 (B) 磁棒於金屬管中的下落過程除受重力外，還有因感應電流而生的斥 力 (C) 對 A 線圈而言，向下磁通量變少，故感應電流產生向下的磁場，所 以由上向下看A 線圈上之感應電流方向為順時針方向 ( D) 對 B 線圈而言，向下磁通量變多，故感應電流產生向上的磁場，所 以由上向下看B 線圈上之感應電流方向為逆時針方向 (E) 由 (C) 、( D) 可知，磁棒與 A 線圈之磁力為引力，與 B 線圈之磁力 為斥力 ( )11. 右圖 ( 一 ) 及圖 ( 二 ) 為代表電流 （ I ）和時間（ t ）的關係圖。下 列關於此二圖的敘述，兩者皆正確 的是何者？（應選2 項） 選項 圖 ( 一 ) 圖 ( 二 ) (A) 可由家用插座測得 可由碳鋅電池測得 (B) 電流來自電子移動 電流來自質子振動 (C) 電流方向保持不變 電流方向隨時間來回變換 (D) 直流電 交流電 (E) 使燈泡閃爍 使燈泡發亮 【答 案】CD 圖(一) 圖(二)【概念中心】直流電與交流電
【試題解析】圖 ( 一 ) 為直流電，其特性為：可由碳鋅電池測得，電流方向保持不變， 使持續燈泡發亮 圖 ( 二 ) 為交流電，其特性為：可由家用插座測得，電流方向隨時間來回 變換，使燈泡閃爍 不論交流電或直流電，其電流均來自電子移動 ( )12. 水塘中有時滿水，有時無水。若水塘底有青蛙觀看岸邊路燈，而岸邊有人觀看 水塘底之青蛙，則下列有關所見高度或深度的比較，哪些正確？（應選 2 項） (A)人看塘底青蛙的深度和青蛙看路燈的高度，兩者與塘中是否有水無關 (B)塘底青蛙所見的路燈高度於滿水時較高，無水時較低 (C)塘底青蛙所見的路燈高度於滿水時較低，無水時較高 (D)人看塘底青蛙的深度，滿水時較淺，無水時較深 (E)人看塘底青蛙的深度，滿水時較深，無水時較淺 【答 案】BD 【概念中心】光的折射現象、視深 【命題出處】南一基礎物理5-4 光的折射 【試題解析】人看塘底青蛙的深度與水的深度有關，水愈深則視深愈淺； 相反地，塘底青蛙所見的路燈高度與水的深度有關，水愈多則視深愈深 ( )13. 愛因斯坦在 26 歲時發表了三篇對現代物理產生深遠影響的論文。2005 年適 逢論文發表 100 週年，聯合國特訂定 2005 年為世界物理年，以感懷愛因斯 坦的創見及其對二十一世紀人類生活的影響，並在愛因斯坦逝世紀念日（4 月 18 日）當天發起物理年點燈活動，以紀念他的貢獻。下列哪些是愛因斯 坦的重要貢獻？（應選 2 項） (A)發現光的直進 (B)發現光的色散現象 (C)證明光是電磁波 (D)提出光子說解釋了光電效應 (E)提出質能互換（E＝mc2）的相關理論 【答 案】 DE 【概念中心】愛因斯坦於物理的貢獻 【命題出處】南一基礎物理第九章 近代物理觀 【試題解析】愛因斯坦提出了光子說解釋了光電效應，且提出質能互換的理論 ( )14. 下列有關能源的敘述，何者正確？（應選 3 項） (A)煤、石油和天然氣都屬於化石燃料 (B)太陽能電池是利用光能產生電流，理論上不消耗物質 (C)核能是指核分裂或核融合時所產生的能量，並遵守質量不滅定律 (D)潮汐發電、波浪發電、洋流發電、海洋溫差發電等均屬於海洋能源 (E)氫氧燃料電池的發電原理與傳統的水力發電相同，兩者在其發電過程中 均不汙染環境 【答 案】ABD 【概念中心】能源發電原理
【命題出處】南一版高一基礎化學 4-2 能源與生活、4-4 其他能源 【試題解析】(A)煤( 植物 )、石油和天然氣( 動物、植物 )都屬於化石燃料 (B)太陽能電池是利用矽晶片，將光能轉成電能，理論上不消耗物質 (C)核反應時，利用將損失之質量轉化成能量用以發電，E = △mC2 例：消耗l 克質量時會產生 10-3 ( 3 108 )2 = 9 1013 J ( 焦耳 ) 的 能量。 (D) (1)潮汐發電：利用潮汐動力來發電。 (2)波浪發電：利用波浪上下運動產生壓力來壓縮及吸引空氣推動渦 輪發電。 (3)洋流發電：利用洋流動能來發電。 (4)海洋溫差發電：利用海面上溫暖的水使易揮發之液體變成氣體推 動渦輪發電，並利用深海中低溫海水冷卻低沸點氣體變為液體，循環 使用。 (E)氫氧燃料電池為( 化學能→電能 )與傳統的水力發電( 位能→電能 )， 發電原理不同。
三
綜合題 說明 共5 題。答錯不倒扣。 ( )15. 公園的鯉魚以垂直水面方式躍出，其質心距離水面最大高度約20公分。如 果只考量重力的影響，則下列有關鯉魚躍出至落回水面的敘述，何者正確？ （應選2 項） (A) 鯉魚質心自躍出到落回水面，一共約持續 0.4 秒 (B) 離水面愈高，鯉魚所受重力愈大 (C) 離水面愈高，鯉魚質心動能愈大 (D) 在最高點處，鯉魚質心速率最大 (E) 在最高點處，鯉魚質心速率為零 【答 案】 AE 【概念中心】鉛直上拋運動；動能、位能與力學能守恆 【命題出處】南一基礎物理7-1 能量的形式與轉換、南一物理上第一章 直線運動 【試題解析】(A) 設鯉魚質心自躍出到落回水面，一共約持續 t 秒 2 . 0 2 10 2 1 2 t t = 0.4 秒 (B)(C) 由於力學能守恆，離水面愈高，鯉魚質心動能愈小、位能愈大，鯉魚所受重力每一點均相同 (D)(E) 由於鯉魚質心做鉛直上拋運動，故在最高點處，鯉魚質心速率為 零 ( )16. 太陽能熱水器的主要構造如右圖所示，利用 冷水注入框內彎管經陽光照射而使水加熱。 若每分鐘從入水口流入的水量為12.0 公斤， 水溫為25.0℃ 。從出水口流出的水量為 12.0 公斤，水溫為45.0℃。則此熱水器的功率約 為何？ (A) 1.0×106瓦特 (B) 4.5×105瓦特 (C) 1.7×104瓦特 (D) 1.0×106焦耳 (E) 1.7×104焦耳 【答 案】C 【概念中心】熱量、功率 【命題出處】南一基礎物理 3-2 熱對物質的影響、南一物理下第八章 功與動能 【試題解析】每分鐘水吸熱：H 121031(4525)4.21.008106 J 故熱水器的功率＝ 6 1.68 104 60 10 008 . 1 W ( )17. 電影「阿凡達」的拍攝方式是在真人演員身上黏貼動作感測 器，再將訊號傳輸到電腦中的虛構角色來模擬其動作。其實 動畫電影或電玩遊戲中的角色動作也可利用運動方程式，再 經電腦計算來模擬。現欲設計手臂、長髮辮子等部位來回的 自然擺動，示意如右圖。下列方程式哪一項最符合自然擺動 時，手臂角度θ 隨時間 t 的變化？（ α 、 β 皆是定值） (A)θ＝ αt2 ＋β (B)θ＝ (C)θ＝ αsin (βt) (D)θ＝αt＋β (E)θ ＝ αlog (βt) 【答 案】C 【概念中心】週期性運動的數學形式 【命題出處】南一物理上第四章 牛頓運動定律 【試題解析】由於手臂角度θ 隨時間 t 的變化為週期性的函數， 僅 (C) 選項 θ ＝ αsin (βt) ，有週期性的特徵，故選 (C) ( )18. 大英博物館中收藏一只四世紀的羅馬酒杯，其獨特之處為：白天在光線照 射下，酒杯的顏色是綠色的；晚上若燈光由內透射，則呈紅色。也就是說， 它具有反射光與透射光為互補光的特徵。（兩道光為互補光的意義為此兩 道光可合成為白色光。）分析這只酒杯的化學成分，發現和現代無色透明 玻璃相近，主要成分均為二氧化矽。比較特別的是含有金、銀混合比例 3 ： 7 的奈米顆粒，其粒徑約為70奈米。下列相關敘述，何者正確？ (A) 1 奈米等於10－ 9 cm (B) 玻璃日夜顏色不同是二氧化矽的主要特徵
(C) 金屬奈米顆粒對紅光和綠光的反射能力約相同 (D) 羅馬酒杯中的金屬奈米顆粒對綠光的反射能力高於對紅光的反射能力 (E) 羅馬酒杯中的金屬奈米顆粒對綠光的吸收能力高於對紅光的吸收能力 【答 案】D 【概念中心】物體的色彩產生原因、奈米粒徑改變色彩 【命題出處】南一基礎物理 5-5 光的三原色、南一基礎物理 8-3 奈米科技 【試題解析】 (A) 1 奈米等於10－ 9 m (B) 玻璃日夜顏色不同是因為金屬奈米顆粒的影響 (C) (D)由題意可知，羅馬酒杯中的金屬奈米顆粒對綠光的反射能力高於對 紅光的反射能力，如此白天才有可能看到綠色的酒杯 (E) 由題意我們不能得知，羅馬酒杯中的金屬奈米顆粒對綠光或紅光的吸 收能力何者較佳 ( )19. 福衛三號衛星系統的衛星繞行於距離地面約 800 公里高度的軌道上，假設 衛星作等速率圓周運動，則下列有關此衛星繞地球運轉的敘述，哪些正確？ （應選2 項） (A) 萬有引力作為衛星繞地球運轉所需的向心力 (B) 衛星的加速度沿其軌道切線方向，並與其切線速度同向 (C) 衛星的加速度沿其軌道切線方向，並與其切線速度反向 (D) 衛星的加速度方向和衛星與地心之連線方向平行，且為指向地心方向 (E) 衛星的加速度方向和衛星與地心之連線方向平行，且為指離地心方向 【答 案】AD 【概念中心】牛頓萬有引力與衛星運動的向心力 【命題出處】南一物理上第五章 牛頓運動定律的應用、物理下第七章萬有引力 【試題解析】衛星繞地球運轉所需的向心力由萬有引力提供，衛星的加速度方向即為萬 有引力方向，其方向和衛星與地心之連線方向平行，且為指向地心方向
