104學年度第四次指定科目考試模擬試題
物理考科
－作答注意事項－
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。
第 壹 部 分 ： 選 擇 題 （ 占 8 0 分 ） 一 、 單 選 題 （ 占 6 0 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. 某直 線 運 動 v－ t 圖 如 附 圖 所 示 ， 0～ t 時 間 內 加 速 度 為 a，
之 後 改 以 較 小 之 加 速 度 前 進 ， 共 歷 時 3t。 若 相 同 路 程 ， 自 靜 止 起 以 定 加 速 度 a 持 續 前 進 ， 則 要 有 相 同 的 總 位 移 需 多 久 時 間 ？
( A) 3 t ( B) 4 t (C ) 5 t (D) 6 t (E) 7 t
2. 如 圖 ， 表 面 處 處 同 樣 粗 糙 的 楔 形 木 塊 abc 固 定 在 水 平 地 面 上 ， ab 面 和 bc 面 與 地 面 的 夾 角 分 別 為 α 和 β 。 一 初 速 度 為 v0的 小 物 塊 沿 斜 面 ab 向 上 運 動 ， 經 時 間 t0後 達 到 頂 點 b 時 ， 速 度 剛 好 為 零 ； 然 後 讓 小 物 塊 立 即 從 靜 止 開 始 沿 斜 面 bc 下 滑。在 小 物 塊 從 a 運 動 到 c 的 過 程 中 ， 可 能 正 確 描 述 其 速 度 大 小 v 與 時 間 t 的 關 係 的 圖 是 ：
3. 空間中有甲、乙兩點，在甲點處有一電量為 Q 的點電荷，如圖所 示。下列那一種配置會使乙點處的電場為 0?
(A)甲點與乙點之間放一個不帶電的導體金屬球 (B)甲點與乙點之間放一個帶電量為 Q 的導體金屬球 (C)用不帶電的導體球殼把甲點包起來
(D)用帶電量為 Q 的導體球殼把乙點包起來 (E)用不帶電的導體球殼把甲點與乙點都包起來
4. 根 據 愛 因 斯 坦 的 “ 光 子 說 ” 可 知
(A)“ 光 子 說 ” 本 質 就 是 牛 頓 的 “ 微 粒 說 ” (B)光 的 波 長 越 大 ， 光 子 的 能 量 越 小
(C)一 束 單 色 光 的 能 量 可 以 連 續 變 化
(D)只 有 光 子 數 很 多 時 ， 光 才 具 有 粒 子 性 5-6 題為題組
兩個質量 m 的木塊，夾著一個彈性係數 k、質量可忽略的彈簧。靜止觀察者小芳，以 左手按著木塊甲，再用右手將木塊乙壓近木塊甲，造成彈簧壓縮 x0後，放開右手讓木塊乙 自由運動。當木塊乙達到最大速度 v 的瞬間，小芳移開左手讓木塊甲也可以自由運動。
5. 木塊乙最大速度 v 的量值為何?
(A) (B) (C) (D) (E)
6. 相對於靜止觀察者小芳，木塊甲與木塊乙系統的質心速度為下列何者?
(A) 0 (B) (C) (D) (E) v
7. 一莫耳理想氣體的狀態從甲到戊經過如右圖的變化，
下列敘述何者正確?
(A)從甲到乙氣體對外作功
(B)從乙到丙的過程，氣體溫度一直保持不變 (C)氣體從外界吸熱使其狀態從丙變到丁
(D)如果狀態丁和狀態戊的內能相等，則氣體不必吸熱 就可從狀態丁變到狀態戊
(E)如果要使氣體從狀態戊回到狀態甲只需加壓，不需放出或吸收熱能 8. 右圖為水的三相圖，下列敘述何者正確?
(A)水的沸騰溫度隨壓力升高而降低 (B)冰的熔化溫度隨壓力升高而升高 (C)冰的昇華溫度隨壓力升高而降低 (D)三相點的壓力是固定的
(E)水和冰只能在 0℃共存
9. 如 圖 ， 光 滑 的 四 分 之 一 圓 弧 軌 道 AB 固 定 在 豎 直 平 面 內 ， A 端 與 水 平 面 相 切 。 穿 在 軌 道 上 的 小 球 在 拉 力 F 作 用 下 ， 緩 慢 地 由 A 向 B 運 動 ， F 始 終 沿 軌 道 的 切 線 方 向 ， 軌 道 對 球 的 彈 力 為 N． 在 運 動 過 程 中
( A) F 增 大 ， N 減 小 (B) F 減 小 ， N 減 小 (C ) F 增 大 ， N 增 大 (D) F 減 小 ， N 增 大
10. 水波槽中有兩個相位、振幅都相同的起波器，彼此相距 0.35m。若兩者皆以 10Hz 的頻 率振動，且在水波槽內可觀察到 6 條節線，如圖所示，則下列何者可能是水波的波速?
(A)0.60m/s (B)0.90m/s (C)1.2m/s (D)1.5m/s (E)1.8m/s
11. 甲、乙和丙為三個完全相同的燈泡，此種燈泡的電阻可隨通過之電流而變，而有如圖 4 所示之非線性電壓-電流關係。考慮圖 5 和圖 6 的兩個獨立電路，下列兩電路上三燈 泡之電阻值，何者正確？
(A)甲 9.0Ω，乙 5.0Ω，丙 3.5Ω (B)甲 9.0Ω，乙 5.0Ω，丙 5.0Ω (C)甲 8.5Ω，乙 4.5Ω，丙 3.0Ω (D)甲 8.0Ω，乙 4.0Ω，丙 4.0Ω (E)甲 8.0Ω，乙 5.0Ω，丙 5.0Ω
12. 質 點 做 簡 諧 運 動 ， 其 x-t 關 係 如 圖 。 以 x 軸 正 向 為 速 度 v 的 正 方 向 ， 該 質 點 的 v-t 關 係 是
13. 將十一個相同的電阻和一個電池，連結如圖所示，哪一點的電流 為最大？
(A)1 (B)2 (C)3 (D)4 (E)都一樣 14-15 題為題組
照片中為一游標尺測量後顯示的數值，試回答下列問題：
14. 下列敘述何者正確 (A)本游標尺之精密度為 0.05 mm (B)此游標尺的副尺 20 個刻度 相當於主尺 19mm (C)游標尺無法做歸零修正 (D)游標尺的測量範圍可提高 10 倍
15. 此待測物之長度為 (A) 21.36 (B) 21.75 (C) 23.75 (D) 53.75 mm
16. 有一未帶電的厚金屬球殼，內徑和外徑分別為 R1與 R2，如圖 所示。若在距球心 d 處(0 <d<R1)放置一電量為+q 的點電荷，
則在該金屬球殼靜電感應後，下列敘述何者正確？
(A)整個球殼所帶的總電量為-q (B)整個球殼所帶的總電量為零
(C)該球殼內表面（即 r=R1處）所感應的電量為零 (D)該球殼外表面（即 r=R2處）所感應的電量等於-q (E)球殼外（r>R2）的電場強度為零
17. 某生以單一波長的平行光，透過單狹縫進行光繞射實驗，如圖所示，發現繞射圖案為 明暗相間的條紋，其第一暗紋的位置為∆ 。下列哪一項實驗條件改變與∆ 的變化為 正確？
(A)波長變短，∆ 變大 (B)波長變短，∆ 變小 (C)狹縫變寬，∆ 變大 (D)狹縫變寬，∆ 不變
(E)觀察屏幕距離 L 變長，∆ 變小
18. 如圖所示，一泳池的水為 L 公尺深，在池底有一半徑為 R 的薄圓盤，圓盤的正上方有一保麗龍板浮在水面上。欲 使保麗龍板遮住圓盤，使自池面上完全看不見圓盤，則 保麗龍板的半徑至少要多少？(已知水的折射率為n ，空 氣的折射率為 1)
19. 如圖所示，擺錘 A、B 從所示位置同時由靜止釋放，在最低 點作正面彈性碰撞。碰撞後擺錘 A 反彈高度為
4
h，問 B 質量 為 A 的幾倍？ (Ａ)
2
1 (Ｂ) 2 (Ｃ) 5
3 (Ｄ) 3
5 (Ｅ) 5 4。
20. 如圖所示，一個水平放置的絕熱容器，以一片可自由移動的 絕熱隔板分隔為兩室，兩室中裝有同一種的單原子理想氣體。
當隔板達靜力平衡時，右室之絕對溫度為T ，且左室與右室 氣體之原子個數比為3 :1，體積比為2 :1。若在不對氣體作功 的情況下，將隔板打開使兩室相通，則容器中的氣體最後達 到熱平衡時之絕對溫度為何？
( A) T (B ) 3 / 4T (C ) 2 / 3T (D) T / 2 (E) T/ 3
二 、 多 選 題 （ 占 2 0 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. 如 圖 15 所 示，有 一 不 帶 電 的 圓 形 金 屬 環 ， 和 一 帶 正 電 的 金 屬 棒 。 考 慮 執 行 下 述 的 三 個 動 作 ： (1) 將 金 屬 棒 靠 近（ 但 不 接 觸 ）金 屬 環 的 a 處 ； (2)將 金 屬 棒 接 觸 金 屬 環 的 a
處 後 移 開 ； (3)將 金 屬 環 的 b 和 c 兩 處 斷 開 。 依 照 以 下 列 選 項
中 的 順 序 ， 執 行 上 述 三 者 中 的 兩 個 動 作 後 ， 金 屬 環 的 d 處 會 帶 正 電 ？ ( A)12 (B)2 3 (C )32 (D)13 (E)31
22. 以 細 線 拉 著 質 量 m 的 質 點 在 鉛 直 面 上 作 圓 周 運 動 時，通 過 最 低 點 C 處 的 速 率 為 5gR 。 今 以 圓 心 為 參 考 點 ， 則 下 列 敘 述 何 者 正 確 ？ (Ａ )質 點 通 過 A、B、C 三 點 時 所 受 重 力 力 矩 皆
為 零 (Ｂ )質 點 通 過 A、 B、 C 三 點 時 ， 所 受 張 力 產 生 的 力 矩 皆 為 零 (Ｃ )質 點 通 過 B 點 時 的 角 動 量 量 值 為 mR 3gR (Ｄ )質 點 通 過 A 點 時 的 角 動 量 方 向 落 於 A 處 的 切 線 方 向 (Ｅ ) 質 點 通 過 A、 B、 C 三 點 處 ， 在 C 點 的 角 動 量 最 大 。
23. 如 圖 所 示 ， 一 個 孤 立 的 雙 星 系 統 ， 由 可 視 為 質 點 、 質 量 分 別 為 m 與 M 的 兩 個 星 球 組 成 。 在 彼 此 的 重 力 作 用 下 ， 兩 星 球 分 別 以 半 徑 r 與 R 繞 系 統 的 質 心 O 做 圓 周 運 動。若 質 心 O 靜 止 不 動，且 兩 星 球 相 距 無 窮 遠 時，系 統 的 總 重 力 位 能 為 零 ， 則 下 列 敘 述 哪 些 正 確 ？ (G 為 萬 有 引 力 常 數 ) ( A)此 系 統 的 總 動 量 為 零
(B )此 系 統 繞 O 的 總 角 動 量 為 零 (C )此 系 統 的 總 重 力 位 能 為−
(D)質 量 較 大 的 星 球 ， 其 動 能 也 較 大
(E)半 徑 較 長 的 星 球 繞 O 運 行 的 速 率 較 快 ， 週 期 較 短
24. 如 圖 ， 質 量 為 m 的 小 球 用 輕 繩 懸 掛 在 O 點 ， 在 水 平 恆 力 F = mgt a nθ 作 用 下 ， 小 球 從 靜 止 開 始 由 A 經 B 向 C 運 動 。 則 小 球
（ A） 先 加 速 後 減 速
（ B） 在 B點 加 速 度 為 零
（ C） 在 C點 速 度 為 零
（ D） 在 C點 加 速 度 為 gta nθ
第 貳 部 分 ： 非 選 擇 題 （ 占 2 0 分 ）
說明：本部分共有二大題，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 、 在 利 用 探 針 測 量 兩 電 極 間 等 電 位 線 與 電 場 分 布 時 ， 所 需 的 所 有 器 材 如 圖 所 示 ， 其 中 的 測 試 盤 具 有 導 電 性 。 試 回 答 或 完 成 下 列 各 問 題 ：
測試盤
電極 D1 電極 D2
電源
G
檢流計探針 P1 探針 P2
1 . 在 測 量 等 電 位 線 時 ， 須 將 上 列 各 器 材 以 導 線 連 接 。 畫 出 一 種 連 接 器 材 的 方 式 ， 並 標 示 出 探 針 位 置 的 示 意 圖 。 （ 3 分 ）
2 . 在 線 路 連 接 完 成 後 ， 進 行 測 量 等 電 位 線 的 實 驗 ， 其 步 驟 如 下 所 示 ， 試 完 成 步 驟 (A)空 格 內 的 內 容 。 （ 3 分 ）
( A) 將 探 針 P 1 置 於 測 試 盤 中 固 定 位 置 ， 記 錄 其 位 置 ， ， 此 線 即 為 等 電 位 線 。 (B ) 移 動 P 1 至 新 位 置 ， 重 覆 步 驟 ( A)， 畫 出 另 一 條 等 電 位 線 。
(C ) 重 覆 步 驟 ( B)， 盡 可 能 畫 出 多 條 等 電 位 線 。
3 . 若 器 材 連 結 後 如 下 圖 所 示 ， 兩 電 極 分 別 為 一 正 一 負 ， 請 在 答 案 卷 作 圖 區 先 複 製 出 正 、 負 電 極 與 甲 、 乙 、 丙 、 丁 四 點 的 位 置 ， 然 後 分 別 畫 出 通 過 甲 、 乙 、 丙 、 丁 四 點 的 等 電 位 線 （ 一 小 段 即 可 ） 及 電 力 線 （ 須 標 示 方 向 ） 。
（4 分）
二 、 有 一 觀 測 太 陽 的 太 空 站 質 量 為 m， 此 太 空 站 和 地 球 一 樣 ， 繞 著 太 陽 作 等 速 圓 周 運 動 。 設 太 陽 質 量 為 MS， 地 球 質 量 為 ME， 重 力 常 數 為 G， 地 球 繞 太 陽 運 轉 的 軌 道 半 徑 與 週 期 分 別 為 R 和 T 。
1. 試 由 牛 頓 第 二 運 動 定 律 與 萬 有 引 力 定 律 推 導 出 R 與 T 的 關 係 。 （ 3 分 ） 2. 設 太 空 站 所 受 的 力 的 大 小 為
( ) − ， 試 作 圖 表 示 太 陽 、 地 球 與 太 空 站 的 相 對 位 置 ， 並 說 明 變 數 D 的 物 理 意 義 。 （ 2 分 ）
3. 設 太 空 站 繞 太 陽 的 公 轉 周 期 和 地 球 一 樣 ， 則 方 程 式
( ) =
( )+ 必 須 成 立 ， 試 求 出 X。 （ 3 分 ）
4. 此 太 空 站 的 週 期 與 地 球 相 同 ， 但 軌 道 半 徑 與 地 球 不 同 ， 可 用 克 卜 勒 第 三 定 律 解 釋 嗎 ？ 說 明 你 的 理 由 。 （ 2 分 ）
丁 正電極
測試盤
負電極
甲 乙
丙
高雄中學 104 學年度第四次指定科目考試模擬試題物理參考答案
第 壹 部 分 ： 選 擇 題 （ 占 8 0 分 ） 一 、 單 選 題 （ 占 6 0 分 ）
ECDBA CCDAC EBBAC BBDCB
二 、 多 選 題 （ 占 2 0 分 ）
21. ABCDE22. BCE 23. AC 24. ACD
第 貳 部 分 ： 非 選 擇 題 （ 占 2 0 分 ）
抱 歉 ! 因 為 實 驗 還 沒 做 ， 這 次 非 選 第 一 題 送 分 ! !
二、
1.
= =，
=2. D 為太空站到地球的距離，
3.
( ) − = ( )，
( ) = ( )+
