第壹部分
一
單選題 說明 第1 題至第 7 題，其中只有一個是最適當的答案。 ( )1. 右圖為兩條固定在xy平面上的長直導線，均通過原點， 且與x 軸的夾角均為 45° ，兩導線上的直流電流，大 小相同，方向如箭號所示。假設位於y 軸上的甲點到 兩導線的垂直距離遠小於兩導線的長度，則下列關於 該點上磁場方向與量值的敘述，何者正確？ (A) 磁場量值為零 (B) 磁場方向向＋ y (C) 磁場方向向－ y (D) 磁場方向垂直穿入紙面 (E) 磁場方向垂直穿出紙面 ( )2. 耳溫槍是一種溫度計，將耳溫槍的探測端塞到耳朵裡，利用探測端內的紅外 線檢測元件，可快速測量耳溫。下列何者是耳溫槍能夠量到耳溫的主要原因？ (A) 熱藉由熱質流動由皮膚傳到耳溫槍 (B) 熱由耳膜以輻射的方式傳到耳溫槍 (C) 熱由耳膜以傳導的方式經由空氣傳到耳溫槍 (D) 熱由耳膜以對流的方式經由空氣傳到耳溫槍 (E) 熱由接觸的皮膚以傳導的方式直接傳到耳溫槍 ( )3. 平靜的湖面上常可看到湖邊建築或樹木的美麗倒影，但在有浪的海面上卻只 能看到海浪的起伏，而看不到岸邊物體的倒影，其原因為下列何者？ (A) 浪濤洶湧，容易造成色散 (B) 海水中含有鹽分，造成折射 (C) 海浪使海面不平坦，造成漫反射（漫射） (D) 海水折射率大於純水的折射率，造成全反射 (E) 海面遼闊無邊，容易使岸邊物體的影像全部透射入海中 ( )4. 假設一外星人使用的質量單位為⊙，長度單位為㊉。當該外星人來到地球時， 發現和地球的單位比較， 1⊙ ＝ 4.0 kg ， 1㊉＝0.50 m。若此外星人身體的 質量為 8⊙ ，體積為 0.8 ㊉ 3 ，則此外星人身體的平均密度相當於多少kg／ m3 ？學科能力測驗
100
學年度物 理 科
試題
與
答案
(A) 2.0×103 (B) 3.2×102 (C) 8.0×101 (D) 4.0×101 (E) 6.3×10 － 1 ( )5. 一質點沿 x 軸作一維直線運動，其速 度vx與時間 t 的關係如下圖所示。下 列有關該質點位移與路徑長關係的敘 述，何者正確？ (A) 從 0.0 至 2.0 秒的全程運動，質 點的位移量值大於路徑長 (B) 從 0.0 至 2.0 秒的全程運動，質 點的位移量值小於路徑長 (C) 從 0.0 至 3.0 秒的全程運動，質點的位移量值等於路徑長 (D) 從 0.0 至 3.0 秒的全程運動，質點的位移量值小於路徑長 (E) 從 0.0 至 6.0 秒的全程運動，質點的位移量值等於路徑長 ( )6. 在一大氣壓下，將 1.0 kg 的碎冰塊加入不加蓋的空鍋中，以穩定的小火緩慢 加熱。假設加熱過程中鍋內的冰與水均穩定吸熱，十分鐘後，鍋中只剩下 0.90 kg正沸騰中的水，則本過程中被加熱物質其溫度與加熱時間的關係圖， 最可能為下列何者？ (A) (B) (C) (D) (E) ( )7. 現代科技中的雷射、半導體及液晶在日常生活中都具有重要的應用，若應用 的實例： ( 甲 ) 積體電路， ( 乙 ) 手術醫療， ( 丙 ) 顯示器，則此三實例與 上述現代科技的對應，下表中的選項何者最為恰當？ 技術 選項 雷射 半導體 液晶 (A) 甲 乙 丙 (B) 乙 丙 甲 (C) 丙 甲 乙
(D) 甲 丙 乙 (E) 乙 甲 丙
二
多選題 說明 第8 題至第10題，其中至少有一個是正確的選項，各題之選項獨立判定。 ( )8. 具週期性的聲波在靜止空氣中傳播，下列有關其性質的敘述，哪些正確？ （應選2 項） (A) 此聲波為波動，不能傳播介質與能量 (B) 空氣分子會隨此聲波傳播的方向一直前進 (C) 空氣分子在原來的位置，與此聲速相同方向來回振動 (D) 空氣分子在原來的位置，與此聲速垂直方向來回振動 (E) 此聲波所到之處，空氣的壓力與密度均會呈現週期性變化 ( )9. 根據物理原理，下列哪些家用電器一定要使用交流電源才能工作？ （應選2 項） (A) 電磁爐 (B) 電鍋 (C) 電燈泡 (D) 電烤箱 (E) 變壓器 ( )10. 右圖為一根磁棒置於 x 軸上，它的兩個磁極分別 位於y 軸的左右兩邊並且和原點等距，而 x-y 平 面則由坐標軸劃分為 I 、 II 、III、 IV 四個區域。 下列有關這磁棒所產生之磁力線分布與方向的敘 述，哪些是正確的？（應選2 項） (A)若在 y-軸上直立一無限大的平面鏡，則區域 I 之磁力線所成的像，與區 域 II 上的磁力線分布與方向完全相同 (B)若在 x-軸上直立一無限大的平面鏡，則區域 II 之磁力線所成的像，與區 域 III 上的磁力線分布與方向完全相同 (C)若在 y-軸上直立一無限大的平面鏡，則區域 IV 之磁力線所成的像，與區 域 III 上的磁力線分布與方向完全相同 (D)若在 x-軸上直立一無限大的平面鏡，則區域 I 之磁力線所成的像，與區 域 IV 上的磁力線分布與方向完全相同 (E)若在 x-軸上直立一無限大的平面鏡，則區域 I 之磁力線所成的像，與區 域 III 上的磁力線分布與方向完全相同三
綜合題 說明 共3 題，答錯不倒扣。 請閱讀下列短文後，回答第 11-13 題科技的進步，大幅改善人類的生活，但也過度耗費了物質和能量，造成空氣汙染， 嚴重危害環境。由於地球的資源是有限的，因此人類如何生活才能永續發展，成為大家 必須面對的課題。其中維護環境、開發能源與能源的有效利用，是當今全球各國共同的 問題，也是現代科技面臨的重大挑戰。 在開發能源方面，各國努力尋找再生能源。許多國家以酒精為生質能源，而全球生 質酒精生產國如巴西與美國，主要是以甘蔗、玉米等糧食作物為原料，分別從蔗糖和澱 粉中提煉酒精，技術上雖已成熟，但總有不經濟、不環保，以及爭奪糧食的質疑。近年 來，各國科學家積極開發使用農業廢棄物如玉米稈、稻稈等為原料的研發方向，主要利 用廢棄莖稈的纖維素、半纖維素等成分，提煉出木糖或葡萄糖，經純化過程，皆可製成 純度相當高的纖維酒精。 科學家也積極研發能源有效利用的技術，例如抽蓄水力發電，就是利用離峰時間的 多餘電力，將水抽蓄至較高處的方式，以儲存能量，再供尖峰時間使用。我國明潭抽蓄 水力發電廠以日月潭為上池，以水里溪河谷為下池，利用兩池之間約400 公尺的水面落 差，進行抽蓄水力發電，供應臺灣尖峰電力需求，由於下池蓄水量極為豐沛，上下池水 面落差可視為定值。水力發電機組的總容量為200 萬瓩（ 2 × 109 瓦），是世界上 巨型抽蓄水力發電廠之一。 ( )11. 下列哪些選項為臺灣已經作為商業使用的再生能源？（應選 2 項） (A) 核能發電 (B) 潮汐發電 (C) 風力發電 (D) 海流發電 (E) 水力發電 ( )12. 抽蓄水力發電，其能量轉換主要的過程為下列何者？ (A) 電能→水的位能→水的動能→電能 (B) 電能→水的動能→水的位能→電能 (C) 水的動能→化學能→水的位能→電能 (D) 電能→化學能→水的動能→電能 (E) 化學能→水的位能→水的動能→電能 ( )13. 今以明潭抽蓄水力發電廠為例，假設每天的離峰時間為 5 小時，離峰時的 多餘電力功率為10萬瓩（ 1 × 108 瓦），且該電力可完全用於作功將 水抽蓄，則此電廠每天約可將多少立方公尺的水從下池抽到上池？取重力 加速度的量值為 10 m ／ s2，水的密度為 1000 kg ／ m3 。 (A) 1 × 104 (B) 5 × 105 (C) 5 × 108 (D) 1 × 109 (E) 2 × 1011
第貳部分
說明 共5 題，答錯不倒扣。 請閱讀下列短文後，回答第 14-17 題 人們對宇宙的探索，主要是靠觀察星光。因為真空中的光速是每秒三十萬公里，我們所觀察到的其實都是在稍早時間的天體的形象。除了光波外，來自外太空的輻射線還 包括紫外線，以及由高速的帶電粒子所組成的宇宙射線等。對於較接近我們的太陽系中 的星體，科學家們也曾發射一些偵測器，以作更近距離的觀察。 例如，美國 航太總署所發射的精神號探測車，在 2004年初降落於火星的古希柏 （Gusev ）隕石坑。這個隕石坑直徑約 200 公里；而地球上常見的隕石坑直徑則約為20 公尺到1 公里。火星是太陽系中的行星，其表面的大氣壓力及重力加速度大約分別是地 球對應值的 0.006 和 0.4 倍。精神號的裝備類似於地質探勘機器人，主要是利用立體攝 影機和紅外線攝影機拍攝火星的地形影像，再以無線電波傳回地球。 ( )14. 上文提及的輻射線與光波中，哪一種不以光速傳播？ (A) 可見光 (B) 宇宙射線 (C) 紫外線 (D) 紅外線 (E) 無 線電波
( )15. 當地球距離火星約為 6 × 107 公里時，精神號探測車將火星表面影像 利用無線電波傳回地球，則地球上的科學家須等待多久後才能收到訊號？ (A) 2 分鐘 (B) 20 分鐘 (C) 2 秒 (D) 20 秒 (E) 200 秒 ( )16. 下列何種撞擊原因，最可能造成火星與地球上的隕石坑直徑差別？ (A) 地球表面各處均較火星表面堅硬，受撞擊形成的坑洞較小 (B) 地球的大氣密度較大，隕石通過大氣層時，因摩擦燃燒損失較多質量 (C) 地球的重力場較大，造成隕石通過大氣層的時間較久，因摩擦燃燒損 失較多質量 (D) 地球有磁場，會使隕石加速落下，隕石通過大氣層時，因摩擦燃燒損 失較多質量 (E) 地球有電離層，會使隕石加速落下，隕石通過大氣層時，因摩擦燃燒 損失較多質量 ( )17. 取地球表面重力加速度的量值為 9.8 m ／ s2，大氣壓力在0 ℃時為 760 mm 水銀柱高。當火星表面溫度接近 0 ℃時，以托里切利實驗裝置測量 火星表面的大氣壓力，則水銀柱高出水銀槽表面的高度約為若干？ (A) 760 mm (B) 380 mm (C) 11 mm (D) 4.6 mm (E) 1.8 mm ( )18. 兩質點間的萬有引力與其質量的乘積成正比，而與其距離的平方成反比。 小君想從萬有引力常數G 、地球表面的重力加速度 g 、和地球半徑 R 去估 算地球的質量M，她寫出的正確計算式應為下列何者？ (A) M ＝ (B) M ＝ (C) M ＝ (D) M ＝ (E) M ＝ gGR2
