˙非選擇題用黑色或藍色筆，在「答案卷」㆖作答

物理考科

－作答㊟意事㊠－

考試時間：80 分鐘 作答方式：

˙選擇題用 2B 鉛筆在「答案卡」㆖作答，修正時應以 橡皮擦拭，切勿使用修正液

˙非選擇題用黑色或藍色筆，在「答案卷」㆖作答

㈷ 考 試 順 利

壹 、 單 ㆒ 選 擇 題 （ 每 題 4分 ， 共 40分 ）

說明：第 1題㉃第10題，每題選出㆒個最㊜當的選㊠，標示在答案卡之「選擇題答案 區」。每題答對得 4分，答錯或劃記多於㆒個選㊠者倒扣1分，倒扣到本大題 之實得分數為零為止，未作答者，不給分亦不扣分。

1. 首先精確決定電子電荷大小的是㆘列㆗的哪㆒個實驗？

(A) 夫然克-赫茲實驗 (B) 湯㈭生荷質比實驗 (C) 密立坎油滴實驗 (D) 拉塞福實驗

(E) 密立坎光電效應實驗

2. 在㆒粒小石㉂空㆗由靜止㉂由落向㆞面的過程㆗，若不計空氣阻力，則每隔 0.1 秒，㆘列哪個物理量的變 化量均維持不變?

(A) 位移 (B) 速度 (C) 動能 (D) 位能

(E) 重力對石頭所做的功

3. 某生利用如圖 1 所示的電路測量㆒個待測電阻 R 的 I-V 曲線。試問電路㆗，X，Y，及 Z 各為何種器材？

(A) X：電阻箱； Y：伏㈵計； Z：安培計 (B) X：伏㈵計； Y：安培計； Z：電阻箱 (C) X：安培計； Y：電阻箱； Z：伏㈵計 (D) X：伏㈵計； Y：電阻箱； Z：安培計 (E) X：安培計； Y：伏㈵計； Z：電阻箱

圖 1

波的波速為10 m/s，則在 t = 0.9 秒時，繩波的形狀為㆘列何者？

圖2

5. 點電荷Q_、Q _及Q'_（Q_與Q'均為正）分別位在㆒個正㆔角形的㆔個頂點㆖，如圖3 所示。若正㆔角形㆗心處 的電場為零，則Q'_與Q間的關係為㆘列何者？

(A) Q'= 2Q _(B) Q'=Q (C) Q Q 2 '= 3

(D) Q'= 3Q (E) Q'=2Q

圖 3

6. 絕對溫度為 T 的某理想氣體密封於㆒個立方盒內，如圖 4 所示。依氣體動力論，㆘列數㈻式㆗何者錯誤？

註：n_x^{㈹表分子速度}

vr

分子

n

(A) nx =0 (B) n ¹0 (C) ^{2 2}

3 1 n

n =x

(D) nrms² = n² 圖4

(E)

m

T k

rms

2

= 3 n

-8 0 8

(E) x

4 (m) -4

t=0 秒

-8 0 8

x

-8 0 8

(A) x

-8 0 8

(B) x

-8 0 8

(C) x

-8 0 8

(D) x

(m)

(m)

(m)

(m)

(m)

7. 某㆟手握㆒個空玻璃杯，將杯口朝㆘，垂直按入㈬面㆘，如圖 5 所示。已知杯內㈬面與容器㈬面間的高度 差為10.0 cm，玻璃杯的截面積為 30.0 cm²、重量為180 gw (克重)。若不計杯內的空氣重量，則此㆟在垂直方 向需施力若干，才能維持玻璃杯的平衡?

(A) 120 gw (B) 180 gw (C) 260 gw (D) 300 gw (E) 480 gw

8. 帶電 q 的粒子垂直射入量值為 B 的均勻磁場㆗，留㆘如圖 6 所示的軌跡。在粒子質量與運動速率皆未知的 情況㆘，在㆘列㈲關該粒子的物理量㆗，何者可以確定?

(A) 動能 (B) 質量 (C) 運動速率 (D) 動量的量值 (E) 電荷與質量的比值

9. 已知氫原子的電子從量子數 n=2 能階躍遷㉃ n=1 能階時，發射波長為 121.5 nm 的電磁波; 從 n=4 能階躍遷

㉃n=1 能階時，發射波長為 97.2 nm 的電磁波。試問電子從 n=4 能階躍遷㉃ n=2 能階時，所發射電磁波的波 長為何?

(A) 112.0 nm (B) 153.4 nm (C) 272.8 nm (D) 367.9 nm (E) 486.0 nm

10. 小軒要在客廳裏掛㆖㆒幅 1 公斤重的畫(含畫框)，畫框的背面㈲兩個相距 1 公尺、位置固定的釘子。他將 畫對稱的掛在牆壁的掛鉤㆖，掛繩最大可以承受1 公斤重的張力，掛好後整條細繩呈緊繃的狀態(見圖 7)。假 設細繩可以承受的最大張力與繩長無關，則細繩最少需要幾公尺才不㉃於斷掉?

(A)

2 / 3

2 3

釘子 掛鉤

釘子

1 m

㈬

空氣

10 cm 圖5

圖6

圖7

0 1 2 3 (cm) 1

2 3 (cm)

說明：第 11題㉃第18題，每題各㈲5個選㊠，其㆗㉃少㈲㆒個是正確的。選出正確選

㊠，標示在答案卡之「選擇題答案區」。每題㈤分，各選㊠獨立計分，每答 對㆒個選㊠，可得 1分，每答錯㆒個選㊠，倒扣1分。倒扣到本大題之實得分 數為零為止，完全答對得 5分，整題未作答者，不給分亦不扣分。

11. ㆘列器材㆗，哪些的工作原理和電磁感應現象無關？

(A) 電鍋 (B) 電磁爐 (C) 變壓器 (D) 安培計 (E) 交流發電機

12. 如圖 8 所示，當㆟造衛星(S)環繞㆞球(E)做半徑為 r (從㆞球㆗心算起)的圓軌道運動時，㆘列㈲關該衛星 物理量的量值，哪些隨半徑r 的增加而增加(衛星的質量固定)?

(A) 圓周運動速率 (B) 圓周運動的角速率 (C) 圓周運動的週期

(D) 相對於㆞球㆗心點的角動量 (E) 動能

13. 透明薄平板玻璃所組成的魚缸㆗，悠游著㆒條小魚，如圖 9 所示。在某時刻，某㆟沿圖㆗的 CD 直線觀 看小魚，小魚的軀幹平行於CD 直線。㆘列敘述㆗哪些正確?

(A) ㆟所看到，魚的影像為實像。

(B) ㆟所看到，魚的位置和實際位置相同。

(C) ㆟所看到，魚的長度等於實際的長度。

(D) 當魚以速率 v，沿 CD 直線游離此㆟時，㆟所觀測到的速率小於 v。

(E) 當魚與㆟的位置固定時，魚缸的玻璃厚度若較大，則㆟所看到魚的影像比薄玻璃時更為接近。

r E

S

D 圖8

㈬ C

圖9

14. 在『楊氏雙狹縫干涉實驗』㆗，設兩個長條形狹縫間的距離為 d，狹縫㉃屏幕 S 間的距離為 D，波長為l 的單色平行光垂直入射於狹縫，如圖10 所示。若兩條狹縫所發出的光在到達屏幕㆖ P 點所產生的路程差 以Dr 表示，則㆘列敘述哪些正確？

(A) 每㆒條狹縫可以視為波長為l的線光源 (B) 兩條狹縫所發出的光，可視為不相干的。

(C) Dr 的正確值為

2 2

2 2

2

2 ÷

ø ç ö è

æ -

+ -

÷ø ç ö è

æ +

+ d

y d D

y

D

(D) 若 D ≫ d 及 y，則Dr 可近似表示為

d r = yD

D 。

(E) 當 l 2

= 5

D r 時，在P 點發生破壞性（相消性）干涉。 圖 10

15. ㆒條張緊的弦線，長度為l，兩端點固定，如圖 11 所示。令弦波的波速為u，則㆘列敘述哪些正確?

(A) 弦線的密度越大，則u 越大。

(B) 張力越大，則u越大。

(C) 弦線以基頻振動時的頻率為u/l。

(D) 弦線以基頻振動時，以弦線㆗點的振幅為最大。

(E) 當弦線以基頻 f1振動時，弦㆖各點作相同頻率的簡諧振動，且弦線的總動能正比於f1的㆒次方。

16. 在『電流的磁效應實驗』㆗，利用磁針的偏轉角度，測量長直導線㆖的電流所產生的磁場。令電流以符 號I 表示；磁針與導線的垂直距離以符號 r 表示；磁針的偏轉角度以符號 j 表示（I = 0 時，取為j = 0）。

㆘列敘述哪些正確？

(A) I = 0 時，在㈬平桌面㆖的磁針北極大約指向㆞理北極。

(B) 電流磁場最好垂直於㆞磁的㈬平分量，以方便電流磁場的測量。

(C) 磁針北極所指的方向即為電流磁場的方向 (D) 當 r ㆒定時，tan j 正比於 I。

(E) 當 I ㆒定時，cos j 反比於 r。

l

圖11

17.㆘列關於半導體性質的敘述㆗，哪些是正確的？

(A) 純矽晶㆗，㉂由電子為電流載子，但電洞不是。

(B) 純矽晶㆗若摻入磷的雜質，則成為 p 型半導體。

(C) p 型矽晶㆗，電洞為主要的(或多數的)電流載子，㉂由電子為次要的(或少數的)電流載子。

(D) p 型矽晶㆗㈲電流流通時，電洞和㉂由電子流動所形成的電流，兩者異向。

(E) ㆓極體㈲整流的功能，乃因晶體內㈲㆒內建電場之故。

18. ㈫星表面㆖的重力加速度比㆞球表面㆖為小。㆘列㈲關在㆞球和㈫星表面㆖各種物理現象的敘述，哪些 正確?

(A) 繩長相同的單擺做小幅度擺動的週期相同

(B) 同㆒個質量-彈簧系統垂直懸掛，作簡諧振動的週期相同。

(C) 同㆒個物體完全沒入㈬㆗所受的浮力相同 (D) 同㆒個物體所受的大氣浮力相同

(E) 氫原子的游離能相同

參 、 計 算 題 （ 每 題 10分 ， 共 20分 ）

說明：本大題共㈲ 2題，每題10分。答案務必㊢在答案卷㆖，並於題號欄標明題號（㆒、

㆓）與子題號（ 1、2、3…）。作答時不必抄題，但務必㊢出計算過程或理由，

否則將酌予扣分。每題配分標於題末。

㆒. 質量 M 的㈭塊在㈬平㆞面㆖以初速度u0滑出。已知㈭塊與㆞面間的動摩擦係數為mk，回答㆘列各問題。

1. 若㈭塊滑行㆒段距離 S1後，速度變成u0/2，求 S1。(3 分)

2. 試問㈭塊滑行多少時間(以符號 t1表示)後，速度由u0變成u0/2。(3 分)

3. 當㈭塊的速度變成u0/2 的瞬間，㈲㆒質量為 m 的物體從㈭塊的正㆖方以接近零的速度落㆘，如圖 12 所示，

並和㈭塊黏在㆒起。試問這兩個物體可繼續滑行多遠(以符號 S2表示)後才停住?(4 分)

圖 1 2

S1

M u0 M u0/2 m

㆓. ㆒㈮屬細桿可在㆒ㄈ字型、電阻可不計的光滑㈮屬軌道(寬度為l)㆖㉂由滑動。已知細桿的質量為 m、電 阻為R。外加均勻磁場垂直於軌道面(進入紙面)，如圖 13 所示。已知此磁場在時間 t = 0 時的強度為 B0， 且此磁場隨時間的增加而呈線性遞減(見圖 14)，即 B=B0(1-at)，a為正常數。已知細桿在 t = 0 時和軌道 CD 端的距離為 d，且初速為零，若感應電流產生的磁場可忽略不計，求在 t = 0 瞬間，

1. 通過 ABCD 迴路的磁通量的大小(2 分) 2. ABCD 迴路㆖的感應電動勢的大小(2 分)

3. ㈮屬細桿㆖感應電流的大小及方向(2 分)(說明電流是從 A 端流向 B 端，或從 B 端流向 A 端) 4. ㈮屬細桿的加速度大小(重力可忽略不計)及方向(說明向㊨或向㊧)(4 分)

圖 13 圖 14 C

D

B

A

d

l

0 t

B B0

題號 答案

1 C

2 A 或 B 或 E

3 B

4 D

5 B

6 E

7 A

8 D

9 E

10 A

11 AD

12 CD

13 DE

14 ACE

15 BD

16 ABD 或 BD

17 CE

18 BE