109 指考最前線-物理科

第壹部分：選擇題（占 80 分）

一、單選題（占 60 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。

第1-2 題為題組

新型冠狀病毒與流感病毒可使人類感染致病，甚至危害生命，因此必須防止病毒傳播。進出公共場所 用額溫槍量測額溫、戴口罩及利用紫外線消滅病毒等都是可行的措施。

( )1. 新型冠狀病毒防疫期間，常使用額溫槍量測人體額溫，下列敘述何者正確？

(A)額溫槍量測額溫的物理原理與偵測宇宙背景輻射類似 (B)額溫槍偵測的主要波段為紫外線範圍

(C)額溫槍偵測到主要波段的輻射強度愈強，表示額溫愈低 (D)額溫槍偵測到最大輻射強度的輻射頻率，隨額溫升高而變小 (E)額溫槍需與額頭表面皮膚達熱平衡才能準確量測額溫。

( )2. 表面沾有流感病毒的口罩，可使用波長為 253.7 nm 的紫外線-C 照射，破壞病毒的去氧核糖 核酸（DNA）及核糖核酸（RNA）結構，達到消滅病毒的效果。若以強度為 6,600 μW/cm² 的紫外線-C 垂直照射口罩表面 2.0 s，則兩秒鐘內每平方公分的紫外線-C 光子數約為若干？

（普朗克常數h6.63 10 ^34J·s，光速c 3.0 10 ⁸m/s）

(A)2.4 10 ¹³ (B)6.4 10 ¹⁴ (C)8.4 10 ¹⁵ (D)1.7 10 ¹⁶ (E)9.6 10 ¹⁷。 ( )3. X 射線應用於醫學影像及晶體結構分析，其頻率範圍約在3 10 ¹⁷Hz 至3 10 ¹⁹Hz。下列有關

X 射線的敘述何者正確？（光速c 3.0 10 ⁸m/s）

(A)X 射線可顯示骨骼結構影像，是由於波的干涉所產生 (B)X 射線可顯示晶體結構，是由於其高穿透力特性所產生 (C)X 射線的路徑不受磁場與電場的影響

(D)用狹縫間距為 0.1 mm 的雙狹縫即可觀察到 X 射線的干涉條紋 (E)氫原子光譜的來曼系就有 X 射線的頻率。

( )4. 一質點作週期運動，經測量發現，位移平方的平均等於X ，動量平方的平均等於² p²，總 力學能等於E，下列何者的因次與週期相同？

2 2

X p ^{2 2 2 2 2 2}

109 指考最前線-物理科

康熹文化

( )5. 一顆落地前沒有旋轉的網球落在水平地面前瞬間的速度為(v_x, )，其中 ,v_y v v  ，落地反_{x y} 0 彈後瞬間的速度為(v ' v ' )，其中_x, _y v ' v '  ，如圖所示。若網球和地面間有摩擦力，忽略空_x, _y 0 氣阻力，則下列有關網球反彈後運動的敘述何者正確？

(A)v '_x >v ，且網球以逆時針方向旋轉 _x (B)v '_x >v ，且網球以順時針方向旋轉 _x (C)v '_x <v ，且網球以逆時針方向旋轉 _x (D)v '_x <v ，且網球以順時針方向旋轉 _x (E)v '_x <v ，且網球並不旋轉。 _x

( )6. 學生為探討磁場對腦部神經組織的影響及臨床醫學應用，查閱網頁 資訊得知：「利用可耐高電流的金屬線圈，放置頭部上方約數公分 處，並施以線圈約千安培、歷時約幾毫秒的脈衝電流，如圖所示（脈 衝電流以 I 表示，脈衝電流時間以t表示）。電流流經線圈產生瞬 間的高強度脈衝磁場，磁場穿過頭顱對腦部特定區域產生應電場及 應電流，而對腦神經產生電刺激作用。」以下學生討論的內容，何 者較合理？

(A)甲生：脈衝電流 I 流經線圈會產生高強度的磁場，是電磁感應所 造成

(B)乙生：脈衝電流 I 在線圈產生的脈衝磁場，會在線圈周圍空間產生應電場，是電流磁效 應所造成

(C)丙生：若將脈衝電流改為穩定的直流電流，可持續對腦神經產生電刺激作用 (D)丁生：脈衝電流通過線圈後的一段時間，通過腦部特定區域的磁通量仍維持固定

(E)戊生：若脈衝電流最大強度不變，但縮短脈衝電流時間t，則在腦部產生的應電場及應 電流會增強。

( )7. 某卡車的水平載貨廂的長度為 3.0 m，上面載有一裝滿衛生紙的 紙箱，其長、寬、高皆為 0.50 m，緊貼前方駕駛室背面放置，

如圖所示。卡車在水平道路上由靜止開始，以加速度 1.2 m/s²往 前方行駛 10 s，已知紙箱和載貨廂底部間的動摩擦係數為 0.10、

靜摩擦係數為 0.11，取重力加速度為 10.0 m/s²，若載貨廂後方 的擋板沒有關上，則下列敘述何者正確？

(A)紙箱自始至終都不會掉出載貨廂

(B)紙箱在卡車開始行駛後 3 秒至 4 秒間會掉出載貨廂 (C)紙箱在卡車開始行駛後 4 秒至 5 秒間會掉出載貨廂 (D)紙箱在卡車開始行駛後 5 秒至 6 秒間會掉出載貨廂 (E)紙箱在卡車開始行駛後 6 秒至 7 秒間會掉出載貨廂。

( )8. 若行星繞行恆星的軌道可視為圓形軌道，如表所列行星軌道運動的物理量均與其軌道半徑 R 的 N 次方成正比，例如行星週期

3

TR2，即 3

N 2。下列N 、₁ N2與N₃的大小關係何者 正確？

物理量 繞行週期 T 繞行速率 V 動能 K 相對軌道圓心的 角動量 L

N 3

2 N ¹ N2 N₃

(A)N₃N₁N₂ (B)N₃N₂N₁ (C)N₁N₂N₃ (D)N₂N₁N₃ (E)N₂N₃N₁。 ( )9. 一直徑為 d 的圓柱狀銅棒，加工製成半徑為 R、間隙為 x 的開口圓環狀

零件，如圖所示。若均勻加熱該零件，則下列有關 x、R 和 d 長度變化的 敘述何者正確？

(A)x、R 和 d 皆不變 (B)x 減少，R 和 d 增加 (C)x 和 R 減少，d 增加 (D)d 減少，x 和 R 增加 (E)x、R 和 d 皆增加。

( )10. 一體積可變的密閉容器內裝有可視為理想氣體的定量氦氣，當氣體的體積為V₀、溫度為絕 對溫度T₀時，氣體分子的方均根速率為v₀。經由某一過程達到熱平衡後，氣體的體積變為 ⁰

2 V 、 溫度變為4T ，則此時氣體分子的方均根速率為何？ ₀

(A) ⁰ 2

v (B)v₀ (C)2v (D)₀ 4v (E)₀ 8v 。 ₀

( )11. 進行「載流導線的磁效應」的示範實驗時，將導線連接可變電阻及電源後，卻沒有看到指 北針的指針偏轉，下列使用三用電表檢修該實驗電路的方式，何者不正確？

(A)為測量導線電阻值，先選擇三用電表的電阻檔，再將兩支量測棒碰觸短路，作歸零校正 (B)將導線連接電源後，再以電阻檔量測導線電阻，確定導線是否為斷路

(C)三用電表和電源並聯，以電壓檔量測，確定電源有電壓輸出

(D)三用電表測得電壓和電阻值，計算電流的大小是否足夠使指針偏轉 (E)三用電表和電路串聯，以電流檔量測，確定迴路上有電流通過。

( )12. 某城市的輕軌電車自上方電線引電，其引電構造側視圖，如圖所示，

電線連接直流高壓電源，在空中沿水平延伸，可視為一載流長直導 線。若電線離地面 3 m 且電流為 150 A，為探討電線的高電流產生的 磁場是否對行人有害，試計算在其正下方 1.5 m 處所產生磁場的量值，

約為該處地球磁場的幾倍？（該處的地球磁場約0.5 10 ^4T，磁導率 約410^7T·m/A）

(A)40 (B)4.0 (C)0.4 (D)0.04 (E)0.004。

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( )13. 有一雙狹縫裝置，其狹縫間距為 d，屏幕與雙狹縫平行、距離為 L，以一束綠色雷射光經空 氣垂直射入雙狹縫，在屏幕上相鄰兩亮紋間距為x₁。若改在平靜的水中進行上述實驗，其 餘條件皆相同，在屏幕上相鄰兩亮紋間距為x₂，則 ²

1

x

x 之值為何？（已知水的折射率為4 3） (A)3

2 (B)4

3 (C)1 (D)3

4 (E)2 3。

( )14. 兩塊完全相同的直角三角形玻璃塊，將其中一塊倒 置，使其斜面互相平行，且兩平行斜面間的灰色區 域填入某種均勻透明介質，如圖所示。以一道雷射 光束由左方垂直入射，若不考慮所有的反射光線，

則右方哪些線條是可能的折射光線？

(A)1、2、3 中的任一條都有可能 (B)4、5、6 中的任一條都有可能 (C)7、8、9 中的任一條都有可能 (D)1、4、7 中的任一條都有可能 (E)3、6、9 中的任一條都有可能。

( )15. 長笛與單簧管為常見的管樂器，長笛的管柱兩端皆為開口，單簧管的管柱一端封閉而另一 端開口。吹奏時，透過按壓管柱的音孔，可改變管內空氣柱長度，當吹氣通過簧片或管口 產生聲音的頻率與空氣柱振動頻率相同時，會發生共振並在管內空氣柱形成駐波。若忽略 聲音駐波的管口修正量，當長笛吹奏出基音的頻率與單簧管第一泛音的頻率相同時，此時 長笛空氣柱長度為單簧管空氣柱長度的幾倍？

(A)1

2 (B)2

3 (C)3

4 (D)4

3 (E)3 2。 ( )16. 已知氫原子的能階公式為 13.6₂

n eV

E n

  ，其中 n 為主量子數。一個動能為 12.3 eV 的電子與 基態的氫原子發生碰撞，下列何者可能為激發後的氫原子所發出的光子能量？

(A)0.7eV (B)1.5eV (C)1.9eV (D)12.3eV (E)12.8eV。

( )17. 核反應：甲→乙+丙，產生的乙、丙粒子垂直經過出紙面方向的均勻磁 場之軌跡紀錄，如圖所示。若忽略重力與空氣阻力，已知乙、丙的電 量大小相同，且對應軌跡的圓弧半徑比 R_乙：R_丙=5：3，則甲、乙、丙

三粒子動量的量值比 p_甲： ：p_乙 p_丙為何？

(A)8：5：3 (B)8：3：5 (C)2：5：3 (D)2：3：5 (E)1：1：1。

( )18. 實驗室常因應用上的需要而自行設計分壓器。附圖為以兩串聯 電阻R₁、R 和一電壓源₂ V 組成分壓器的電路，其中_in R 1 75Ω 及

in 100

V  V，若負載R_L的電壓V 為 25 V，且流經_out RL的電流為 900 mA，則R 的電阻值為何？ ₂

(A)25 Ω (B)75 Ω (C)100 Ω (D)175 Ω (E)250 Ω。

( )19. 水平面上有一圓盤半徑為 R，圓盤邊緣放置一質點，圓盤和質點一起繞 圓盤中心旋轉，如圖所示，若圓盤角速度超過時，質點就會脫離圓 盤。設重力加速度為 g，當質點和圓盤一起旋轉時，下列敘述何者正確？

(A)質點與圓盤間無摩擦力

(B)質點與圓盤間動摩擦力提供質點向心力 (C)質點與圓盤間靜摩擦力作負功

(D)質點與圓盤間動摩擦力作負功 (E)質點與圓盤間靜摩擦係數

2 s

R g

   。

( )20. 蘇花公路山區改善路段（簡稱蘇花改）已全線通車，包含隧道內的部分路段，行車最高速 限於 2020 年 6 月 20 日正式調整至 70 公里/小時。目前的科技，可以在長隧道內每隔一段 區間建置一個具有自動化設備的偵測點，以兩固定點間之平均速率偵測是否超速。有一輛 汽車駛入一長直隧道內，隧道內某段區間的兩偵測點間距離為 4.2 公里，該車之車尾通過 第一個偵測點時的速率為 66 公里/小時，汽車以等加速運動行駛 36 秒後速率達到 74 公里/

小時，接著以等速率行駛 60 秒，然後以等減速運動行駛。為使汽車在兩偵測點間之平均速 率不超過最高速限 70 公里/小時，該車之車尾通過第二個偵測點時的最高速率為何？

(A)60 公里/小時 (B)62 公里/小時 (C)64 公里/小時 (D)66 公里/小時 (E)68 公里/小時。

二、多選題（占 20 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. 籃球比賽中，進攻球隊的當家射手運球在三分線外，突然急停跳投，以與水平面夾角 

（ 4

cos  ）的仰角、初速5 v ₀ 9.00m/s 將籃球投出，並通過籃框中心入網，已知籃框距離 水平地面的高度H 3.05m，籃球被投出時，距離地面高度 h、與籃框中心點的水平距離

7.20

d  m，若將籃球視為質點，且忽略籃球的旋轉與空氣阻力，則下列有關籃球運動狀態 的描述哪些正確？（重力加速度g 10.0m/s²）

(A)在運動的過程中，籃球的動能守恆

(B)籃球投出時的初始速率比其通過籃框中心時的速率大 (C)籃球從被投出至運動軌跡最高點經過的時間約 0.72 s (D)籃球從被投出至通過籃框中心經過的時間約 1.00 s (E)籃球被投出時，距離地面高度 h 約 2.65 m。

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( )22. 下列有關聲波的敘述，哪些正確？

(A)探測魚群的聲納主要是利用聲波的反射性質來探測水中魚群的位置 (B)聲波由水中傳入空氣中時，其波長變長

(C)若月球上空有東西爆炸，在爆炸處附近的太空人聽不到爆炸聲

(D)甲的聲音低沉但較大聲，乙的聲音尖銳但較小聲。在無風的環境，兩人站在與丙等距離 的兩個地點同時向丙喊話，丙會先聽到甲的聲音再聽到乙的聲音

(E)日常生活中聲波的繞射現象比可見光的繞射現象容易顯現，主要原因是聲波的波長與一 般物體的尺度較為接近，而可見光的波長太短。

( )23. 智慧型手機的照相裝置主要包括兩部分：鏡頭透鏡和位於成像平面的感光元件。為了使遠 近不同的物體均能成像於感光元件上，透鏡和感光元件之間的距離，需靠手機的自動控制 機件，使其在 4.0 mm 到 4.5 mm 之間變動。已知照相裝置可以將無窮遠處的物體透過透鏡 成像於感光元件上，若鏡頭透鏡可視為單一薄透鏡，且透鏡的焦距固定，則下列敘述哪些 正確？

(A)鏡頭透鏡為凹透鏡

(B)鏡頭透鏡的焦距約為 4.0 mm

(C)鏡頭前的物體在感光元件上所成的像為正立實像

(D)鏡頭前的物體，只要其物距大於 36 mm，都可以清楚對焦 (E)當物距為 4.0 m 時，透鏡和感光元件之間的距離為 4.5 mm。

( )24. 高速鐵路列車通常使用磁剎車系統。磁剎車工作原理可簡述如 下：將磁鐵的 N 極靠近一塊正在以逆時鐘方向旋轉的圓形鋁 盤，使磁力線垂直射入（以╳表示）鋁盤內，鋁盤隨即減速，

如圖所示。圖中磁鐵左方鋁盤的甲區域（虛線區域）朝磁鐵方 向運動，磁鐵右方鋁盤的乙區域（虛線區域）朝離開磁鐵方向 運動。下列有關鋁盤磁剎車的敘述哪些正確？

(A)鋁盤甲區域的應電流會產生穿出紙面的應磁場 (B)鋁盤乙區域的應電流會產生穿出紙面的應磁場

(C)磁場與應電流之間的作用力，會產生將鋁盤減速旋轉的淨力矩 (D)應電流在鋁盤產生的熱能，是將鋁盤減速的最主要原因

(E)若將實心鋁盤換成布滿小空洞的鋁盤，則磁鐵對空洞鋁盤所產生的減速效果與實心鋁盤 相同。

第貳部分：非選擇題（占 20 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、……），若因字跡潦草、未標示題號、標錯題號等原因，致評閱人員無法清楚辨識，其 後果由考生自行承擔。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 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、兩物體碰撞並與彈簧作用的運動：

1. 大小相同的甲、乙兩個均勻物體，質量分別為 3m、m。甲物體自靜止沿固定於地面的光滑曲 面下滑後，與靜止在光滑水平地面上的乙物體發生正面彈性碰撞，如圖(a)所示。若甲物體的 質心下降高度為 h，重力加速度為 g，則碰撞後瞬間，甲、乙兩物體的速率各為多少？（以 m、

g、h 表示）（4 分）

2. 承第 1 小題，碰撞後隔一段時間，當甲、乙兩物體相距 r 時，乙物體恰正向接觸前方一處於 自然長度、力常數為 k、右端固定於牆壁之理想彈簧（其質量可忽略不計），如圖(b)所示。

乙物體壓縮彈簧後反彈，當作簡諧運動的彈簧第一次恢復至原自然長度時，乙物體恰與甲物 體發生第二次碰撞。

(1)乙物體剛接觸彈簧時，甲、乙兩物體間的距離 r 為何？（以 m、g、h、k 表示）（3 分）

(2)在乙物體與甲物體發生第二次碰撞前，從彈簧開始接觸乙物體至彈簧到達最大壓縮量時，

彈力對乙物體所作的功與最大壓縮量之值各為何？（以 m、g、h、k 表示）（3 分）

二、物理老師在課堂介紹平行板的等電位線與電場，同學為探討其他形狀電極等電位線與電場的分 布情形，向實驗室借用到 3 個圓柱形金屬電極（圓柱直徑 3 公分、高度 5 公分）、1 條長條形 金屬電極（長、寬、高各為 30 公分、3 公分、5 公分）、2 組金屬探針、1 臺直流電源供應器（0

～15 V）、數條導線、數張方格紙，欲進行「等電位線與電場」的實驗。

1. 除上述所列，尚需要哪些必要的實驗器材，才能完成等電位線與電場的實驗？（列出至少兩 項器材名稱）。（2 分）

2. 實驗器材架設完畢後，寫出如何以金屬探針量測得到等電位線，並說明如何繪出電力線的方 法。（3 分）

3. 若兩圓柱形金屬電極相距 20 公分，左邊圓柱為正極、右邊圓柱為負極（相對位置的俯視圖，

如圖(a)所示），畫出兩圓柱形金屬電極四周的等電位線與電力線的分布情形（以虛線代表等 電位線，以實線代表電力線）。（3 分）

4. 根據平行板電極與圓柱電極的實驗，推論並畫出一個圓柱形與一條長條形金屬電極之間的電 力線分布情形（圓柱形與長條形金屬電極相距 20 公分，左邊長條形金屬為正極、右邊圓柱形 金屬為負極，相對位置的俯視圖，如圖(b)所示）。（2 分）

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試題大剖析

萬芳高中／鄭秀芬

答 案

第壹部分：選擇題 一、單選題

1. A 2. D 3. C 4. A 5. D 6. E 7. D 8. A 9. E 10. C 11. B 12. C 13. D 14. B 15.B 16. C 17. A 18. E 19. E 20. B 二、多選題

21. BDE 22. ACE 23. BD 24. AC 第貳部分：非選擇題

一、1. 2 v 2 h

' g

甲＝ 、 ^{3 2}

2 ' gh v_乙＝ 2.(1)

2 mgh

 k ；(2)作功： 9 4mgh

 、最大壓縮量： 9 2 mgh

k 二、1.見解析 2.見解析 3.見解析 4.見解析

解 析

第壹部分：選擇題 一、單選題

1. 出處：《基礎物理(一)全》6-2、9-2 答案：A

解析：(B)錯：人體體溫的波段為紅外線範圍。

(C)錯：應該表示額溫愈高。

(D)錯：應該隨額溫升高而變大。

(E)錯：傳統的溫度計才需達熱平衡。

2. 出處：《基礎物理(一)全》8-1、《選修物理(下)》10-3 答案：D

解析：光子能量

34 8

19 9

6.63 10 3 10

7.84 10 253.7 10

E hf hc



 



  

    

 (J)，

照射總能量6600(μW/cm ) 2(s) 1(cm ) 1.32 10²   ²   ^2(J)

 光子數 ^{1.32 10}₁₉² 1.68 10¹⁶ 7.84 10

N





   

 (個)。

3. 出處：《選修物理(上)》5-2、《選修物理(下)》10-2 答案：C

解析：(A)錯：是由於直進性與強穿透性。

(B)錯：是由於干涉、繞射所產生。

(D)錯：狹縫間距需和 X 射線的波長接近，才容易觀察到干涉、繞射條紋。

(E)錯：來曼系最高能量為紫外光的頻率。

4. 出處：《基礎物理(二)B 上》5-3、《基礎物理(二)B 下》6-1 答案：A

解析：因次分析[X²] 、L² [p²]M L T^{2 2 2}、[ ]E ML T^{2 2}。 (A)

2 2

X p T E

 



 

 

 

。

(B) X p^{2 2 2} E ML

 

 

  。

(C) X E²₂ ^{2 1} p M L

  

 

 

 

。

(D) X₂^{2 2 1}

E L T

p

  

 

 

 

。

(E) p²₂ ^{2 2 3}

E M L T

X

  

 

 

 

。 5. 出處：《基礎物理(二)B 上》2-3、3-2

答案：D

解析：球落地瞬間受地面向左的摩擦力作用，故v '_x  ， v_x 且摩擦力相對於球心製造順時針力矩。

6. 出處：《選修物理(下)》8-1、9-1 答案：E

解析：(A)錯：是電流磁效應所造成。

(B)錯：是電磁感應所造成。

(C)錯：應電流僅在磁場變化時才會產生，故無法持續作用。

(D)錯：脈衝電流為短暫電流，其通過後，電流為零，故磁通量無法維持固定。

7. 出處：《基礎物理(二)B 上》1-3、4-4 答案：D

解析：紙箱受摩擦力作用，其能產生的最大加速度，

max 0.11 10 1.1

s s

s

f mg

a f g

m m m

        (m/s²) < 1.2(m/s²)，

紙箱和卡車間會產生相對運動，動摩擦力使其產生加速度。

令向右為正，則紙箱相對於卡車的加速度a'，

1.2 1.2 0.1 10 1.2 0.2

k k

f mg

a' m   m      

(m/s²)，

當紙箱重心達貨廂邊線後，紙箱會掉出貨廂

2 2

0

1 0.5 1

(3 ) 0 ( 0.2) 5.24

2 2 2

x v t a t t t

               (s)。

康熹文化 8. 出處：《基礎物理(二)B 下》6-4、7-3

答案：A 解析：

3 2

2

T R F GMm

 萬有引力  R ，

1 2

2 2 1

1

c 2

GMm V GM

F m V R N

R R R

         ，

2 2 1

2

1 1

K  2mV V R^ N   ， ¹² ₃ ¹ LRmV RV R N 2，

3 1 2

N N N

   。 9. 出處：《選修物理(上)》1-5

答案：E

解析：依線膨脹 L L₀T，故物體受熱膨脹時，R、d 皆會增加，當圓環變大時，其缺口的長 度也會增加。

10. 出處：《選修物理(上)》1-7 答案：C

解析：方均根速率 _rms 3kT

v T

 m  ，T'4T₀  v' 2v₀。 11. 出處：《選修物理(下)》7-3

答案：B

解析：(B)錯：三用電表使用電阻檔時，無需外接電源。

12. 出處：《選修物理(下)》8-1 答案：C

解析：長直導線的電流磁效應，磁場

7 5

0 5

4

4 10 150 2 10

2 10 (T) 0.4

2 2 1.5 _e 0.5 10

I B

B r B

 





  

      

 

 

  。

13. 出處：《選修物理(上)》4-3、5-2 答案：D

解析：依雙狹縫干涉亮紋間距 L ₁

y x

 d  ，在水中 1 3 ₂ 3 ₁

4 4

v ' x 'L x

n d

      

   ，

故 ^{2 1}

1 1

3 4 3

4 x x

x  x  。 14. 出處：《選修物理(上)》4-3

答案：B

解析：令玻璃折射率n₁，透明介質折射率n₂，

依司乃耳定律：n₁sinn₂sin，n₂sinn₁sin'

' ，故折射光線必平行原入射光線。

15. 出處：《選修物理(上)》3-3 答案：B

解析：開管氣柱駐波頻率

n 2 f nv

 L （n=1,2,3,…），

閉管氣柱駐波頻率

m 4 f mv

 L （m=1,3,5,…），

依題意 ₁ 1 ₃ 3 2

2 4 3

v v L

f f '

L L' L'

 

     。

16. 出處：《選修物理(下)》10-4 答案：C

解析：依 13.6₂

n (eV)

E n

  ，電子動能為12.3 eV，

13.6 eV 12.3 eV 1.3 eV

    ，

故基態電子最高可躍遷到n = 3 能階，當電子向低能階躍 遷時，可釋放能量有：

3 2 1.9

n     n E eV；

3 1 12.1

n     n E eV；

2 1 10.2

n     n E eV。

17. 出處：《選修物理(下)》8-4 答案：A

解析：帶電粒子在磁場中受力

2

sin 90

B

F qvB mv

   R q 一定，mvqBRR p p R R

 _乙： _丙 _乙： _丙5：3。

又甲→乙+丙，依分裂瞬間動量守恆 p_甲=p_乙+p_丙p_甲： ：p_乙 p_丙 8：5：3。

18. 出處：《選修物理(下)》7-3、7-4 答案：E

解析：V₁V₂ V_in V₂V_out V₁ 100 25 75， ₁ ¹

1

75 1 75 I V

 R   (A)，

又I₁    I₂ I_L I₂ 1 0.90.1(A) ₂ ²

2

25 250 0.1 R V

  I   (Ω)。

19. 出處：《基礎物理(二)B 上》4-4、5-1 答案：E

解析：質點和圓盤一起旋轉，故為靜摩擦力提供向心力，向心力和切向速度垂直，故不作功，當 角速度超過ω，質點會脫離表示 f_smax F_cmR² _smg mR ² _s ^{R 2}

     g 。 20. 出處：《基礎物理(二)B 上》CH1

答案：B

解析：速限為70 km/h 故走完全程 4.2 3 70 50

t   (h)，因等加速度 ⁰ 2 v v v  ， 第一段 ₁ 36 1

3600 100

t   (h)， ₁ 66 74 1 7 ( )

2 100 10

x 

    (km)；

第二段 ₂ 60 1 3600 60

t   (h)， ₂ 1 37 74 60 30

 x   (km)；

第三段 ₃ 3 1 1 1 50 100 60 30

t     (h)， ₃ 42 7 37 74 1

=( ) 62

10 10 30 2 30

m

m

x v v

       (km/h)。

康熹文化 二、多選題

21. 出處：《基礎物理(二)B 上》2-3、《基礎物理(二)B 下》8-3 答案：BDE

解析：(A)錯：力學能守恆。

(B)對：力學能守恆，因為 h < 3.05 m，故位能較小，動能 較大，速率較大。

(C)錯：最高 3

0 0 9 10 0.54

y 5

v        t t (s)。

(D)對： 4

7.2 9 1 x 5 t' t'

       (s)。

(E)對：

0

2 2

1 3 1

3.05 9 1 10 1 2.65

2 5 2

y v t'y gt' h h

             (m)。

22. 出處：《選修物理(上)》3-1 答案： ACE

解析：(B)錯：空氣中的聲速小於水中， v  ，因為頻率不變，故波長變短。 f  (D)錯：聲速由介質決定，因介質相同，故丙會同時聽到甲和乙的聲音。

23. 出處：《選修物理(上)》4-5 答案：BD

解析：(A)錯：感光元件上需為實像，故為凸透鏡。

(B)對：凸透鏡所成實像的像距 q  焦距 f，故 q 最小值為 f 4.0(mm)。

(C)錯：倒立實像。

(D)對：依透鏡成像公式：^{1 1 1 1 1 1} 36 4.5 4 p

p q f  p    (mm)。

(E)錯：p 4(m)=4000(mm)， ¹ +^{1 1 4000} 4 4000 4 q 1000 1

q   

 (mm)，所以透鏡和感光元件 之間的距離約為4 mm。

24. 出處：《選修物理(下)》9-2 答案：AC

解析：(B)錯：乙區的應電流會產生穿入紙面的應磁場。

(D)錯：應電流的磁效應是讓鋁盤減速最主要的原因，減少的動能轉換為熱能。

(E)錯：布滿小空洞的鋁盤會影響應電流的產生，故減速效果不佳。

第貳部分：非選擇題

一、1. 出處：《基礎物理(二)B 下》8-3、9-1

解析：甲沿軌道下滑 力學能守恆 1 ²

3 3 2

U  K mgh 2 m v  v gh。

甲、乙正面彈性碰撞

2 2 2

3 3

1 1 1

3 3

2 2 2

p mv mv ' mv '

K m v mv ' mv '

   



      



甲 乙

甲 乙

守

② 恆

① 恆

守

 由①②得 v v ' v ' _甲  _乙 且 3v3v '_甲 v '_乙 2

2 2 v gh

v '_甲   ， 3 3 2 2 2

v gh

v ' _乙  。

2. 出處：《基礎物理(二)B 上》CH1、5-2、《基礎物理(二)B 下》8-1、8-3 解析：(1)乙壓縮彈簧反彈至原自然長度費時為 SHM 週期的一半，

1(2 ) 2 2

T m

t  k

   ， 此段時間

x v ' t r

 _{甲 甲}  2

2 2

gh m mgh

r k k

    。 (2)最大壓縮量

0 v '' _乙

2 3 2 2

1 1 9

0 ( )

2 2 2 4

W K mv ' m gh mgh

     _乙      ，

2 2

1 1 9 9

2 0 2 4 2

W U kx kx mgh x mgh

        k 。 二、1. 出處：《選修物理(上)》實驗 6 等電位線與電場

解析：除題目所列器材外，實驗尚需檢流計（微安培計或三用電表）、電場形成盤、導電液（食 鹽水）。

2. 出處：《選修物理(上)》實驗 6 等電位線與電場

解析：(1)固定一金屬探針 A，移動另一金屬探針 B 至檢流計電流為零，此為等電位點。

(2)移動金屬探針 B 至檢流計電流再次為零，此為另一等電位點。

(3)重複上述步驟多次，將所得等電位點連接成等電位線。

(4)改變金屬探針 A 位置，可得另一條等電位線。

(5)重複上述步驟多次，可得數條等電位線。

(6)由一側電極出發，朝另一電極移動，繪製出多條和各等電位線垂直的線，即為電力線。

3. 出處：《選修物理(上)》實驗 6 等電位線與電場 解析：

4. 出處：《選修物理(上)》實驗 6 等電位線與電場 解析：