大學入學考試中心 指定科目考試 研究用試卷
物理考科
（卷4）
－作答注意事項－
考試時間：40 分鐘 作答方式：
˙選擇題用 2B 鉛筆在「答案卡」上作答，修正時應以 橡皮擦拭，切勿使用修正液。
˙非選擇題請在「答案卷」各題指定區域內 各題指定區域內 各題指定區域內作答，務必 各題指定區域內 使用筆尖較粗之黑色墨水的筆書寫，且不得使用鉛 筆。更正時，可以使用修正液（帶）。
物理常數
計算時如需要可利用下列數值：
重力加速度量值 g = 9.8 m/s2 電子質量 me =9.11 10× −31 kg 普朗克常數 h=6.63 10× −34 J s⋅ 基本電量 e=1.6 10× −19 C 光在真空中的速度
=
3.0×10 8 m/s祝考試順利
本 試 卷 之 著 作 權 屬 於 財團法 人大 學入學考試中心 基金會
本 試 卷 ( 含 參 考 答 案 ) 預 定 於 1 0 0年 5 月 16 日 公 布 在 大 考 中 心 網 站 h t tp :/ / ww w. cee c. ed u. t w
第 壹 部 分 第 壹 部 分 第 壹 部 分
第 壹 部 分 ： ： ： 選 擇 題 ： 選 擇 題 選 擇 題 （ 選 擇 題 （ 佔 （ （ 佔 佔 佔 4 0 分 分 分 分 ） ） ） ） 一
一 一
一 、 、 、 、 單 選 題 單 選 題 單 選 題 單 選 題 （ （ （ （ 3 0 分 分 分 分 ） ） ） ）
說明：第1題至第10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」。每題答對得3分，未作答、答錯或畫記多於一個選項者，該題以零分計 算。
1 . 在 一 絕 熱 容 器 內 ， 將 8 公 升 、 9 0 ℃ 的 熱 水 與 6 公 升 、 1 3 ℃ 的 冷 水 混 合 。 若 容 器 吸 收 的 熱 量 可 忽 略 不 計 ， 則 達 到 熱 平 衡 時 ， 水 的 溫 度 為 下 列 何 者 ？
( A ) 2 7 ℃ ( B ) 3 7 ℃ ( C ) 4 7 ℃ ( D ) 5 7 ℃ ( E ) 6 7 ℃ 2 . 若 甲 ~ 戊 代 表 的 物 理 原 理 或 現 象 如 下 ：
( 甲 ) 電 磁 感 應 ( 乙 ) 渦 電 流 ( 丙 ) 電 磁 波 ( 丁 ) 電 流 熱 效 應 ( 戊 ) 電 流 磁 效 應
則 可 以 最 恰 當 反 映 出 表 中 各 器 具 工 作 原 理 的 是 哪 一 選 項 ? 器 材
選 項 吹 風 機 電 磁 爐 微 波 爐 發 電 機 伏 特 計
( A ) 乙 丙 戊 甲 丁
( B ) 乙 丁 甲 戊 丙
( C ) 甲 乙 丙 丁 戊
( D ) 丁 乙 丙 甲 戊
( E ) 丁 甲 乙 戊 丙
3 . 一 質 量 為 m 的 小 球 在 水 平 地 面 的 上 空 運 動 時 ， 只 受 到 固 定 鉛 直 重 力 F 的 作 用 。 若 將 小 球 鉛 直 上 拋 後 ， 以 v 代 表 其 速 度 ， 以 U 代 表 其 重 力 位 能 ， 則 在 小 球 抵 達 地 面 前 ， 下 列 物 理 量 何 者 守 恆 ？
( A ) 力 學 能 12mv2+U ( B ) 動 能 12mv2 ( C ) 位 能 U ( D ) 功 率 Fv ( E ) 速 度 v
4 . 下 列 哪 一 個 實 驗 首 先 精 確 的 測 得 一 個 電 子 所 帶 有 的 電 量 ？
( A ) 夫 然 克 - 赫 茲 實 驗 ( B ) 湯 木 生 荷 質 比 實 驗 ( C ) 密 立 坎 油 滴 實 驗 ( D ) 拉 塞 福 實 驗 ( E ) 光 電 效 應 實 驗
5 . 由 水 平 地 面 上 同 一 高 度 處， 將 質 量 相 等 的 兩 個 小 球 甲 和 乙， 沿 水 平 方 向 分 別 以 初 速 率 v甲與 v乙擲 出 後 ， 最 後 落 到 水 平 地 面 上 。 若 v甲>v乙， 且 兩 球 只 受 到 沿 鉛 直 方 向 的 重 力 作 用 ， 則 下 列 敘 述 何 者 錯 誤 ？
( A ) 抵 達 地 面 前 的 瞬 間 ， 甲 沿 鉛 直 方 向 的 速 度 分 量 較 乙 為 大 ( B ) 抵 達 地 面 前 的 瞬 間 ， 甲 的 動 能 較 乙 為 大
( C ) 抵 達 地 面 前 的 瞬 間 ， 兩 球 的 加 速 度 相 等
6 . 如 圖 1 所 示 ， 在 厚 度 為 d 的 門 板 上 有 一 圓 孔 ， 平 整 的 嵌 入 一 半 徑 為 r 、 折 射 率 為 n 的 透 明 圓 柱 體 ， 已 知 n=d r/ =4 / 3。 若 入 射 角 為θ的 光 線 ， 從 門 外 射 入 後 可 到 達 圓 柱 體 中 心 點 P ， 則θ的 正 弦 值 （ 即 sinθ ） 最 大 可 為 下 列 何 者 ？
( A ) 4 5 ( B ) 5 6 ( C ) 9
10 ( D ) 8 15 ( E ) 9
15
7 . 帶 電 量 為Q、Q及Q ′的 三 個 點 電 荷 ， 位 於 一 個 正 三 角 形 的 頂 點 ， 如 圖 2 所 示 。 若 在 正 三 角 形 中 心 處 和 無 限 遠 處 的 電 位 相 同， 則Q ′與Q間 的 關 係 為 下 列 何 者 ？
( A )Q′ = −2Q ( B )Q′ = −Q ( C )Q′ =0 ( D )Q′ =Q ( E )Q′ =2Q
8 . 已 知 氫 原 子 的 電 子 從 量 子 數 n =2的 能 階 躍 遷 至 n = 的 能 階 時 ， 發 射 波 長 為1 1 2 1 . 5 n m 的 電 磁 波 ; 從 n =4能 階 躍 遷 至 n = 能 階 時 ， 發 射 波 長 為1 9 7 . 2 n m 的 電 磁 波 。 試 問 電 子 從n = 能 階 躍 遷 至3 n =2能 階 時 ， 所 發 射 電 磁 波 的 波 長 約 為 何 ? ( A ) 1 0 2 n m
( B ) 2 5 3 n m ( C ) 3 6 4 n m ( D ) 4 6 8 n m ( E ) 6 5 6 n m
圖 2 θ
r d
●
門 外 門 內
P
圖 1
圖 3
9 . 已 知 在 空 氣 中 的 聲 速 為 3 5 0 m / s ， 而 一 頻 率 固 定 為 f 的 聲 波 在 空 氣 中 傳 播 時 ， 其 波 長 為 λ 。 當 此 聲 波 通 過 時 ， 使 空 氣 分 子 產 生 振 動 ， 其 位 移 隨 時 間 的 變 化 如 下 圖 3 所 示。若 一 樂 器 的 發 聲 部 分 可 視 為 兩 端 開 口 的 開 管 空 氣 柱，且 可 形 成 頻 率 為 f 的 駐 波 ， 則 下 列 敘 述 何 者 正 確 ？
( A ) f =700 Hz ( B ) λ ≈ 0 . 3 5 m
( C ) 該 樂 器 中 的 駐 波 ， 相 鄰 兩 波 腹 的 間 距 為 0 . 7 0 m ( D ) 該 樂 器 發 聲 部 分 的 空 氣 柱 長 度 最 短 約 為 0 . 7 0 m ( E ) 該 樂 器 中 的 駐 波 ， 相 鄰 兩 波 節 的 間 距 為 0 . 3 5 m
1 0 . 鈉 的 功 函 數 為 2 . 2 5 e V。 今 用 波 長 為 4 0 0 n m 、 功 率 為 0 . 5 0 W 的 單 色 光 照 射 鈉 金 屬 片 ， 從 事 光 電 效 應 的 實 驗 。 若 約 有 4 . 0 % 的 入 射 光 子 產 生 了 光 電 子 ， 且 產 生 的 光 電 子 幾 乎 都 可 全 部 收 集 ， 則 量 得 的 光 電 流 最 接 近 下 列 何 者 ？
( A ) 0 . 1 m A ( B ) 6 . 4 m A ( C ) 0 . 1 2 A ( D ) 0 . 3 A ( E ) 1 . 0 A
二 二 二
二 、 、 、 、 多 選 題 多 選 題 多 選 題 多 選 題 （ （ （ 1 0 分 （ 分 分 分 ） ） ） ）
說明：第11至第12題，每題各有5個選項，其中至少有一個是正確的。選出正確選項，
標示在答案卡之「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；所有選項均未
作答或答錯多於2個選項者，該題以零分計算。
1 1 . 如 圖 4 所 示 的 單 擺 ， 其 擺 錘 重 量 為 W ， 以 不 可 伸 縮 的 質 輕 細 繩 懸 吊 後 ， 在 一 鉛 直 平 面 來 回 擺 動 ， 其 擺 角θ最 大 可 達
θ0。 若 懸 吊 點 的 摩 擦 力 與 空 氣 對 擺 錘 的 作 用 力 均 可 忽 略 ， 則 下 列 關 於 此 單 擺 運 動 的 敘 述 ， 哪 些 正 確 ？
( A ) 當θ=0時 ， 擺 錘 對 繩 線 的 拉 力 為 最 小 ( B ) 當 | |θ 變 小 時 ， 擺 錘 的 運 動 速 率 會 變 快 ( C ) 當 | |θ 變 小 時 ， 繩 線 對 擺 錘 的 拉 力 會 變 小 ( D ) 當| |θ =θ0 時 ， 擺 錘 對 繩 線 的 拉 力 為Wcosθ0 ( E ) 擺 錘 的 擺 動 恆 為 簡 諧 運 動 ， 與θ0的 大 小 無 關
1 2 . 如 圖 5 所 示 的 楊 氏 雙 狹 縫 干 涉 實 驗 裝 置 ， 兩 個 長 條 形 狹 縫 間 的 距 離 為 d ， 狹 縫 至 屏 幕 S 間 的 距 離 為 D。 若 以 波 長 為 λ的 單 色 平 行 光 垂 直 入 射 於 狹 縫 ， 而 光 由 兩 狹 縫 到 屏 幕 上 P 點 的 路 程 差 為 ∆ ， 則 下 列 敘 述 哪 些 正 確 ？
( A ) 當 ∆ = 3 / 2λ 時 ， 在 P 點 發 生 破 壞 性 （ 相 消 性 ） 干 涉 ( B ) 每 一 條 狹 縫 可 以 視 為 波 長 為 λ/ 2 的 線 光 源
( C ) 2 ( )2 2 ( )2
2 2
d d
D y D y
∆ = + + − + −
( D ) 若 Dd及 y ， 則 ∆ ∝ yd D/ ( E ) 兩 條 狹 縫 可 視 為 同 相 光 源
圖 4 θ
θ0
=0 θ
W
圖 5
第 貳 部 分 第 貳 部 分 第 貳 部 分
第 貳 部 分 ： ： ： 非 選 擇 題 ： 非 選 擇 題 非 選 擇 題 （ 非 選 擇 題 （ 佔 （ （ 佔 佔 佔 1 0 分 分 分 分 ） ） ） ）
說明：本大題共有一題，作答都要用0.5 mm或0.7 mm之黑色墨水的筆書寫。各題需 在「答案卷」上所標示題號（一）之區域內，並標明子題題號（1、2、3…）。
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。每題配分 標於題末。
一 . 圖 6 中 的 兩 個 電 路 設 計 ， 使 用 相 同 的 伏 特 計 V 與 安 培 計 A ， 兩 者 在 甲 和 乙 電 路 中 與 電 阻 器 的 連 接 方 式 不 同 ， 但 均 可 用 來 驗 證 歐 姆 定 律 與 測 量 電 阻 器 的 電 阻 。 已 知 圖 6 中 電 阻 器 的 電 阻 值 約 僅 為 幾 歐 姆 ， 可 調 變 直 流 電 源 供 應 器 E 的 內 電 阻 與 接 線 的 電 阻 均 可 忽 略 ， 試 回 答 下 列 各 問 題 。
1 . 要 驗 證 歐 姆 定 律 時 ， 需 要 讀 取 那 兩 個 儀 器 的 數 據 ？ 多 次 讀 取 後 所 得 的 兩 組 數 據 彼 此 之 間 要 顯 示 何 種 關 係 方 能 驗 證 歐 姆 定 律 ？ （ 3 分 ）
2 . 設 V 代 表 伏 特 計 的 電 壓 讀 數 ， I 代 表 安 培 計 的 電 流 讀 數 ， R 與V R 分 別 代 表A 伏 特 計 與 安 培 計 的 電 阻 ， 由 電 路 量 得 的 電 阻 器 電 阻 為 R ， 試 分 別 求 出 甲 和 乙 兩 種 電 路 中 V 、 I 、 R 、A R 與V R 的 關 係 ， 並 據 以 說 明 如 直 接 將V /I 當 作 電 阻 器 的 電 阻 時 ， 哪 一 電 路 較 能 準 確 測 量 電 阻 器 的 電 阻 。 （ 4分 ）
3 . 依 據 前 一 小 題 所 得 的 關 係 ， 說 明 由 甲 和 乙 兩 種 電 路 量 得 的 電 阻 值 與 電 阻 器 的 實 際 電 阻 值 之 間 的 大 小 關 係 。 （ 3 分 ）
圖 6 甲 電 路
電 阻 器
A
V
E
電 阻 器
A
V
E 乙 電 路
物理考科參考答案
【卷 4】
選擇題：
題號 答案
1 D
2 D
3 A
4 C
5 A
6 A
7 A
8 E
9 E
10 B
11 BDE
12 ACDE
非選擇題：
一、
第 1 小題
a.測量伏特計電壓值與安培計電流值。
b.電壓與電流應呈線性關係。
甲電路所測得的電阻R R RA I
= = +
甲
乙電路所測得的電阻
R V
V V
1
V V V R
R I I I V V R
R R R
= = = =
+ + +
乙
因為安培計的電阻R 接近待測電阻 R ，待測電阻不能與安培計串聯，故不能使A 用甲電路，而需使用乙電路。
而伏特計的電阻R 遠大於待測電阻 RV 乙電路所測得的電阻
V
1 V R
R R
I R
R
= = ≈
+
乙
第 3 小題
甲電路所量得之實驗值R+RA > 實際電阻值 R 乙電路所量得之實驗值
1
V
R R R +
< 實際電阻值 R
