1 前言
根據大考中心研究，學測自然考科物理部分與指考物理考科的測驗目標不同，學測自然考科 物理部分，主要是評量考生解題時的推理論證，及對基本物理知識的瞭解程度；尤其著重對於題 目文字所代表意涵之理解及判斷，已少有繁雜之計算問題出現。而指考物理考科則著重物理定理 性質之演繹，及對重要概念程序（含實驗原理、方法）之計算與驗證。正因它們目標上的不同，
進而使得試題的呈現方式亦有所不同。
2 近年學測試題分析
(一) 配分模式簡介
學測99課綱迄今已六年（101～106年），其內容已固定為第壹部分以基礎物理(一)為主，
約為10題，包含單選題、多選題及綜合題，第貳部分以基礎物理(二)A為主，約為7題，仍採單 選題、多選題混合命題的方式，單選題均不倒扣，多選題則採題內倒扣的方式計算。近五年主要 章節與命題數如下表。
命 題 範 圍 102 103 104 105 106
基礎物理(一)
第1章 緒論 0 0 1 0 0
第2章 物質的組成 1 0 0 0 1 第3章 物體的運動 0 2 1 1 3 第4章 物質間的基本交互作用 1 2 1 1 1 第5章 電與磁的統一 2 1 2 2 1
第6章 波 3 3 3 3 2
第7章 能量 1 0 0 2 3
第8章 量子現象 2 3 1 1 1 第9章 宇宙學簡介 1 2 1 1 1
年學測 趨 勢 預 測
107 物 理 科
文／ 陸怡中 老師
命 題 範 圍 102 103 104 105 106
基礎物理(二)A
第1章 運動學 0 0 0 0 2 第2章 牛頓運動定律 2 3 3 1 0 第3章 動量與牛頓運動定律的應用 0 0 1 1 1 第4章 萬有引力 2 1 0 1 0 第5章 功與能量 2 1 2 2 0
第6章 碰撞 1 0 1 1 1
（※跨章節命題以主要觀念為題數計算依據）
(二) 試題性質分析
1. 由近年的試題分析可以發現，考題多為物理基本觀念之理解與應用分析，或運用物理公式帶 入，即便有計算，亦為少數幾個步驟即可解出，然對單位的換算及變因分析則特別強調。考 生除要有清楚的邏輯思考，更要耐心看清題目敘述及對圖形圖表的認知判斷，這是非常重要 的。
2. 今年（106）年度試題難易適中，主要在於第貳部分題組相較於105年度簡單，以及文字敘述 較為簡明扼要，考生多能清楚掌握問題方向而作答，故鑑別度（D＝0.57）除為近四年最高，
亦較其他三科（生物、化學、地球科學）為高，故各界認為是一份優質試題。
3 近幾年學測命題趨勢（102～106 年）
(一) 科學素養導向之命題化
近幾年部份考題敘述，常結合當年科普新知或日常周遭現象，藉由活用物理概念的方式命題
。例如：102年考核能發電、「好奇號」登陸火星、希格斯玻色子的發現；103年考人類步伐與 姿勢與肢體感官隨週遭環境調適；104年考手機電磁波波長；105年則藉由推廣「國際光之年」
考光的特性及電磁爐原理；106年考節氣與地球公轉、太陽與四季的關係等，同學只要掌握題目 文字的關鍵敘述，運用基本原理判斷，即可掌握答題的方向。
(二) 跨領域及跨章節命題模式
自99學年度學科能力首次出現綜合題，此類結合自然科各領域之題組命題模式，已成大考 中心慣例。例如106年度以溫室效應為題，在物理部份考地表單位面積移轉之熱功率計算，衍伸 全球暖化對極地環境的影響，並結合化學、生物、地球科學各科命題。此外，單一命題中也常出 現物理與生物、化學或地球科學跨科結合的命題方式，例如105年考基本力與植物生長之變因判 定及電磁波破壞分子鍵結的強弱性；106年考節氣與克卜勒等面積定律的關係等，均屬此類跨領 域命題。而融合各章節之命題方式更是屢見不鮮，例如碰撞結合動量、動能變化及作用力等問題 即為此例。
(三) 著重觀念理解與應用分析
筆者近年均參與學測及指考解題工作，深感近年學測已捨棄過往繁雜計算之命題模式，而偏 重知識理解與應用分析。若考生準備學測複習演練題目或教材時，仍執著於使用公式定律多層快 速計算解題，忽略閱讀理解的重要性，勢必無法掌握考試的趨勢且事倍功半。
(四) 新舊課綱之差異性
由於95舊課綱之刪除單元，近幾年幾已不再命題，考生若以大量考古題復習模式亦須有所 修正。
4 準備方向
本年度為99課綱實施第六年，綜觀這幾年的學測分析，謹提出下列準備方向供考生參考：
(一) 掌握基本的科學知識和概念
考生於復習時，務必對基礎物理中各章節之原理充分理解並掌握其聯貫性。尤其課本所觀念 往往是最詳實而完整的，故對於首次復習而言，推薦課本是最佳素材，尤其隨著授課時數的減少
，老師多僅能闡述正確知識而無法將錯誤的概念一一舉例描述，但考題中往往切中考生容易誤用 之學理性敘述而導致失分。故建議考生先行建立正確的知識和概念，才能於應考時精準地解析題 意，推斷出正確答案。
(二) 著重題義敘述、資料及圖表之分析研判
由於物理考科謹守課程綱要，充其量偶一出現國中所學之觀念例如壓力及功率等，但對於多 數考生而言並不困難，雖避免爭議但也限縮出題的延展性，此外，由於總題數的限定，文章敘述 的多寡與複雜度決定了得分率的高低（與其他科之難易度亦影響作答時間）。若敘述冗長則考生 無法從容找出解題關鍵，則分數下降。所以考題就從找尋新的素材做文字敘述從而設計部分陷阱
，看懂題目陳述的條件及找尋變因作分析，往往即是決勝關鍵。故考生在平時演練時，不能一昧 的只憑記憶的方式做復習，就算再簡易的計算，也都要親自演算一遍，尤其是單位的換算更是馬 虎不得。閱讀式的題型，絕不可以認為已經做過的題目，答案都已了然於胸就直接跳過，這樣往 往達不到復習的效果。所以即便是復習做過的題目，也要重新思考，其實每年學測常是將相同的 原理，用不同的敘述方式展現，只要掌握前述的技巧，著重分析研判，要拿到高分不是難事。
(三) 掌握時事與自然科學的脈動
每年世界各地不斷發生若干重要事件，不論從生態、環保、科技以至於我們日常生活，均與 此息息相關，故此類新聞的報導，即為每年大考中心命題素材來源之一。考生平時也可多加涉獵 關注，增加自己的基本常識和科學素養，再配合課程內容，相信即能應付裕如。
5 結論
物理科強調的是基本觀念因與果之間的邏輯關係，瞭解試題的脈動、掌握應試的重點才是關 鍵，以近年自然考科各科平均得分率分析（如下表），試題難度已大致趨於穩定，各科試題得分 率差異不大，故物理科題目難易度已然定型，不易輕易改變。
▼ 102～106年 自然考科各科平均得分率
科目 平均得分率 年度
物理 化學 生物 地科 整卷
106 51％ 45％ 57％ 50％ 51％
105 47％ 49％ 58％ 52％ 52％
104 52％ 47％ 57％ 47％ 51％
103 49％ 51％ 59％ 51％ 53％
102 52％ 42％ 52％ 53％ 50％
（取材自大考中心 ─ 試題研討會）
對於自然組考生而言相對簡單不易拉開分數，而社會組考生只要能掌握前述要點亦不困難，
由於106年考題值得讚賞，故預測107年度考題仍應維持此方向穩定。剩下的就靠諸位考生的毅 力與努力，相信在你的用心經營下，豐碩的成果將會呈現。以下這份模擬試卷，統合近幾年的考 試重點，將基本的物理觀念融入試題，藉由這份試題的練習，可以評估個人的準備是否充分、基 礎概念是否完整。
107 學年度學科能力測驗模擬試題
物理科
作答注意事項
考試時間：50 分鐘
題型題數：第壹部分
●
單選題共 14 題
●
多選題共 2 題
●
綜合題共 2 題 第貳部分
●
單選題共 6 題
●
多選題共 4 題
作答方式：選擇題答案請填入後面之答欄中
◎註：此份試題本為模擬學科能力測驗之測驗形式，作 答方式仍以未來實際之測驗形式為準
※請聽從指示後才翻頁作答
教 師 用
版權所有 請勿翻印
M N
a b
c
d O
第壹部分：（占 60 分）
一、單選題（占 42 分）
說明：第1至14題為單選題，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。答錯、未作答或答案多於一個選項者，該題以零分計算。
Ｃ 1. 已知力矩τ＝d．F，其中d 為力臂、F為作用力量值，若以SI制表示力矩的單位，應該 為下列何者？
(A) kg．m (B) kg．m／s2 (C) kg．m2／s2 (D) kg．m／s (E) kg．m2／s
Ｄ 2. 下列有關於原子的敘述，何者正確？
(A)所有的原子大小均相同，半徑約為0.1奈米
(B)不同種類的原子大小可能不同，半徑約為0.1微米到0.01微米 (C)現在的科學技術，可以利用光學顯微鏡來觀察甚至移動原子
(D)固態中的原子形成有次序的排列，原子只能在排列的位置上振動，而無法自由移動 (E)固態中的原子形成有次序的排列，原子只能在排列的位置上保持靜止不動
Ｅ 3. 下列有關於行星運動的敘述，何者正確？
(A)行星繞行太陽作拋物線軌道運動，太陽在拋物線的焦點上
(B)行星與太陽連線，在相同時間內，遠日點附近掃過的面積，比近日點附近掃過的面積大 (C)行星與太陽連線，在相同時間內，遠日點附近掃過的面積，比近日點附近掃過的面積小 (D)火星與太陽連線，在相同時間內掃過的面積，和地球與太陽連線掃過的面積相同
(E)行星的平均軌道半徑愈大者，繞行太陽的週期愈長
Ｅ 4. 除了月球之外，地球還有數以萬計的人造衛星。其中同步衛星是指週期與地球自轉週期相 同的人造衛星，而表面衛星是指旋轉半徑略大於地球半徑的人造衛星。依據克卜勒運動定 律，月球、同步衛星與表面衛星相比，其繞行地球的週期大小順序為下列何者？
(A)同步衛星＞月球＞表面衛星 (B)表面衛星＞月球＞同步衛星
(C)表面衛星＞同步衛星＞月球 (D)月球＝同步衛星＝表面衛星
(E)月球＞同步衛星＞表面衛星
Ｃ 5. 如右圖，兩根互相平行的長直導線過紙面上的M、N兩點，
且與紙面垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流。
a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位於 MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等。關 於以上各點的磁場，下列說法正確的是：
(A) O點處的磁場強度為零
(B) a、b兩點處的磁場強度大小相等，方向相反 (C) c、d兩點處的磁場強度大小相等，方向相同 (D) a、c兩點處磁場的方向不同
(E) b、O兩點處磁場的方向不同
（ 2. (A)不同種類的原子，其半徑大小不同；(B)原子的半徑大小約為0.1奈米到1奈米；(C)光學顯微鏡無法觀察甚至移動
原子；(E)固態中的原子仍有動能，會在排列的位置上振動。）
（ 1. 力臂的單位為公尺(m)、作用力的單位為牛頓(N)，利用公式F＝ma也可以寫作kg．m／s2， 故可得力矩的單位應為kg．m2／s2。）
（ 3. (A)根據克卜勒第一定律，行星繞行太陽作橢圓軌
道運動，太陽在橢圓的一個焦點上；(B)根據克卜 勒第二定律，行星與太陽連線，在相同時間內，
遠日點附近掃過的面積，與近日點附近掃過的面 積相同；(C)理由同(B)選項；(D)克卜勒第二定律 是指同一顆行星與太陽的連線，在相同時間內掃 過的面積相同；並未提及不同行星的情況；(E)根 據克卜勒第三定律，行星的平均軌道半徑三次方
，與繞其太陽週期的平方成正比，故為正確。）
（ 4. 依據克卜勒第三定律R3
T2＝K，三者均同繞地球，月球繞地的週期約為一個月、同步 衛星繞地的週期為一天，表面衛星的繞行半徑最小，故其週期也最小。故可判斷答 案為月球＞同步衛星＞表面衛星。）
（ 5. ⑴用安培右手定則判斷磁場方向。⑵磁場具有方向性，可利用疊加方式求 取合成後的磁場大小與方向。
實線箭頭部分為M所造成的磁場；虛線箭頭部分為N所造成的磁場。
(A)錯，由上圖可知，O點磁場強度不為0；(B)錯，由上圖可知，a、b兩
點處的磁場強度大小相等，方向相同；(C)對，由上圖可知，c、d兩點處 的磁場強度大小相等，方向皆向下；(D)錯，由上圖可知a、c兩點處磁場
Ｄ 6. 有一種手電筒，只需在使用前搖一搖，使磁鐵穿過線圈，在兩個塑膠墊片 之間來回運動，就能發電並先將電能儲存，再供電給燈泡，它的構造如右 圖所示。有關該手電筒的敘述，下列何者最為適當？
(A)右圖的磁鐵可選用永久磁鐵，也可選用暫時磁鐵 (B)線圈上所通過的電流為直流電
(C)此種手電筒所利用到的原理主要為電流磁效應 (D)若將線圈多纏繞幾圈，則可輸出較大的電流 (E)將磁鐵替換成塑膠，此手電筒仍可正常使用
Ａ 7. 如右圖，一雷達測速器由某車輛後方偵測該車是否超速，
其測速原理為雷達測速器對著車輛發出一頻率為f1的無線 電波，該無線電波傳到車輛尾部時，由車輛觀測其頻率為 f2，並反射回雷達處，最後雷達接收到頻率為f3的反射波，
比較f1與f3的大小即能推算車輛行進的方向與速度。若以已知車輛向前行駛，則關於f1、 f2、f3的大小關係，下列何者正確？
(A) f3＜f2＜f1 (B) f1＜f2＜f3 (C) f1＝f2＜f3 (D) f3＝f2＜f1 (E) f1＝f2＝f3
Ｂ 8. 某仿人機器人質量20 kg，自一樓地面由靜止開始向上爬階梯 到頂層後停止。假設此過程中，機器人消耗的電能全部用以 克服重力做功，其瞬時功率P隨時間t的變化如右圖所示。
且每個階梯的高度為30公分，重力加速度為10公尺／秒2。 則此樓層的階梯數為多少？
(A) 1 (B) 10 (C) 15 (D) 30 (E) 100
Ｂ 9. 一金屬的底限波長為4.0×10－7 m，則下列各波長的光波或電磁波，何者對該金屬進行光電 效應實驗後，可使激發出的電子動能最低？
(A) 1.0×10－7 m (B) 3.0×10－7 m (C) 5.0×10－7 m (D) 7.0×10－7 m (E) 9.0×10－7 m
Ｄ10. 已知哈伯定律可寫為 v＝Hd，其中v為星系的速率，d為星系與我們的距離，且哈伯常數 H＝ 70公里／秒
326萬光年 ，由此可估計宇宙年齡約為：
(A) 70萬年 (B) 326萬年 (C) 46億年 (D) 140億年 (E) 700億年
Ｅ11. 在大氣中傳播的日光遇到小水滴（小雨滴或小冰晶）等障礙物時，
從而出現以太陽為中心的一圈圈明暗相間彩色光環，這稱為日華
（Solar Corona）。這主要是光的何種現象？
(A)反射 (B)折射 (C)干涉 (D)散射 (E)繞射
（ 6. (A)僅可選用永久磁鐵，因為暫時 磁鐵所產生的磁場變化不夠強；
(B)線圈上所通過的電流為交流電；
(C)磁鐵通過線圈時，因磁場變化產 生應電流輸出，故知主要的原理為 電磁感應；(E)換成塑膠後，無磁場 變化，故亦無應電流。）
（ 7. 無線電波由雷達測速器射向車輛時，由於車輛正在
遠離測速器，故接收到頻率降低，即f2＜f1。無線 電波由車輛反射回雷達測速器時，由於車輛仍是遠 離測速器，接收到頻率再降低，即f3＜ f2，故選 (A)。）
（ 8. 由P-t圖形下面積代表所消耗的能量 E＝ 1
2 ×30×40＝600（J），機器人爬
一層樓增加的位能U＝mgh＝20×10×0.3＝60（J），
故爬上階梯數N＝ E U＝ 600
60 ＝10階。）
（ 9. 光子能量E＝hf＝ hc
λ ，要發生光電效應，所需 光波或電磁波長要比底限波長短的前提下。且 要激發出的電子動能最小，則又須選擇滿足上 述條件之波長最長的光。故選(B)。）
（10.設宇宙誕生後，所有星系皆作等速運動，宇宙年齡＝星系 移動時間＝ d
v ＝ 1
H ＝ 326萬光年
70公里／秒 ＝ 326萬×3×108 m／s 70000 m／s 年
＝139.7億年，故選(D)。）
（11. 光波在傳播過程中，遇到小尺度的障礙物時（指光波波長比障礙物尺度大得多），
光波具有的繞過障礙物而形成明暗相間光環的現象稱為光的繞射。）
Ａ12. 關於宇宙起源的大霹靂說，下列敘述何者正確？
(A)宇宙創生之初，並沒有原子的存在
(B)宇宙中最早產生的原子核為重原子核，而後經核分裂產生輕原子核 (C)大霹靂說是一個完整的理論，目前正等待實驗的證據
(D)大霹靂初期產生許多電磁輻射，但因時間經過久遠，這些輻射已經消失不見了 (E)宇宙從創生至今不斷地在收縮與膨脹
Ｄ13. 某一著名的科學家在1831年8月29日第一次觀察到下列現象：他在一個外圓直徑為6英 寸的軟鐵環上纏繞了二組線圈A和B；線圈B的兩端用導線連結起來，並將導線的一段放 在離線圈B約3英尺的磁針上方；線圈A連接由10個電池組成的電池組。他發現將線圈 A接通電池的瞬間，小磁針來回擺動，最終穩定在原來的位置；斷開電池的瞬間，磁針再 次出現擾動，然後又恢復原來位置。試問此科學家是誰？所發現的現象又為何？
(A)庫侖；庫侖定律 (B)厄斯特；電流磁效應 (C)安培；安培右手定則 (D)法拉第；電磁感應 (E)都卜勒；都卜勒效應
Ｅ14. 下列對於「光」的敘述，何者正確？
(A)牛頓提出光的「微粒說」，並預測光在水中的速率比在真空中慢 (B)惠更斯提出光的「波動說」，認為光是一種電磁波
(C)馬克士威利用實驗驗證了電磁波的存在
(D)楊格雙狹縫干涉實驗顯示，干涉條紋中央亮帶較其他亮帶條紋寬
(E)愛因斯坦認為「光」兼具「波動」和「粒子」的雙重性質，稱之為「光子」
二、多選題（占 10 分）
說明：第15.題至第16.題，每題均計分。每題有5個選項，其中至少有一個是正確的選項
，選出正確選項填寫在答案卡之「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k個選項者，得（5－2k）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。
ＡＢ15. 所有物體之間的交互作用，可以區分為四種基本交互作用：重力作用、電磁作用、強作 Ｄ 用與弱作用。下列有關於物理現象及其相關的主要交互作用的配對，哪些正確？（應選
3項）
(A)一天有兩次潮汐漲落：重力作用 (B)汽車運動時所受到的摩擦：電磁作用
(C)氫原子內的質子與電子彼此互相吸引：強作用
(D)原子核裡的中子，衰變為質子、電子與反微中子：弱作用 (E)原子核的衰變：重力作用
ＡＣ16. 關於「受激輻射」與「自發輻射」的敘述，下列哪些正確？（應選3項）
Ｄ (A)受激輻射是指原子受到外來光子的作用而由高能階躍遷到低能階的現象
(B)自發輻射是指原子在不受到外來光子的作用下由低能階躍遷到高能階的現象 (C)兩者皆為能階躍遷，而能階躍遷的的概念，最早由物理學家波耳提出
(D)受激輻射可以放大光子的數量 (E)自發輻射不會放出光子
（15. (C)氫原子內的質子與電子彼此互相吸引：電磁作用；
(E)原子核的衰變根據種類不同，有些與電磁作用有關
、有些與強作用有關、有些與弱作用有關。）
（16.(B)自發輻射是指原子由高能階躍遷到低能階的現象；(E)自發輻射也會放出光子。）
（12. (B)最早產生輕的原子核，而後經核融合產生重的原子核
；(C)大霹靂說有哈伯定律與微波背景輻射等證據；(D)這 些高能輻射現在已變為微波背景輻射；(E)大霹靂說認為 宇宙從創生至今只有膨脹沒有收縮。）
（13. 此現象為電磁感應。故科學家為法拉第。）
（14. (A)牛頓的微粒說預測光在水中的速率比在真空中快；(B)(C)惠更斯的波動說並不知道光是一種電 磁波，直到馬克士威才以理論預測光是一種電磁波，並獲赫茲的實驗所證實；(D)雙狹縫干涉條紋 則各條紋均一樣寬；(E)愛因斯坦提出的「波粒二象性」，認為光有「粒子性」和「波動性」。）
三、綜合題（占 8 分）
說明：第17.題至第18.題，每題均計分，每題4分，選出正確選項畫記在答案卡之「選擇
題答案區」。單選題未作答、答錯、或答題多於一個選項者，該題以零分計算；多 選題每題有5個選項，各題之選項獨立判定，所有選項均答對者，得5分；答錯k 個選項者，得4（5－2k）／5分，但得分低於零分或所有選項均未作答者，該題以零 分計算。
17.、18.題為題組
西元1909年拉塞福設計了一個實驗：將α粒子通過厚度僅約1μm的金箔，再利用螢光屏 觀察α粒子經過金箔散射之後的結果，此實驗稱為拉塞福α粒子散射實驗。
實驗結果顯示，雖然大部分的α粒子近乎筆直穿透金箔，但是出乎意料的大約每8000個α 粒子中，就有一個作大角度的散射，甚至偶而反向彈回。拉塞福大為驚訝，把這個現象比擬為『
好像你以15吋的砲彈射擊一張薄紙，結果竟然被紙張反向彈回，擊中你自己！』。試回答以下 兩題：
ＢＤ17. 由於金的延展性最佳，故實驗中選用金箔作用實驗材料，試問1μm的長度為何？1μm 的金箔約有幾層金原子排列其中？（應選2項）
(A) 1μm ＝10－3m (B) 1μm ＝10－6m (C) 1μm ＝10－9m
(D) 1μm 的金箔約有數千層金原子 (E) 1μm 的金箔約有10層金原子
Ｅ 18. 拉塞福α粒子散射實驗在物理上的主要貢獻為下列何者？
(A)確定陰極射線的荷質比
(B)確定原子核內部有強作用存在的理論分析正確 (C)確定中子的存在
(D)驗證湯姆森的原子模型正確 (E)確定原子核的存在
第貳部分：（占 40 分）
說明：第19.題至第28.題，每題4分。單選題答錯、未作答或畫記多於一個選項者，該題以
零分計算；多選題每題有5個選項，選出正確選項答題在答案卡之「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k個選項者，得 4 (5－2k)
5 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。
Ｂ 19. 已知地球半徑約6400公里，自轉一圈費時24小時，地表附近重力加速度為9.8 m／s2， 則在赤道上，一質量為60公斤的物體所受的重力，約為其繞地心圓周運動所需向心力的 多少倍？
(A) 3 (B) 3×102 (C) 3×104 (D) 3×106 (E) 3×108
（18.拉塞福α粒子散射實驗在物理上的主要貢獻 是確定原子核的存在。）
（17. 1μm＝10－6 m，原子的大小約為10－10～10－9 m，
10－6
10－9＝103， 10－6
10－10＝104，故1μm的金箔約有數千 層金原子。）
（19.所求＝ mg mR 4π2
T2
＝ 9.8
6400×103× 4π2 864002
＝290，選(B)。）
20.、21.題為題組
將甲、乙兩砝碼以細繩相連並跨過定滑輪，使兩砝碼 距離地面相同高度，如右圖I所示。當由靜止自由釋放後
，甲砝碼下降、乙砝碼上升，如右圖II所示。假設細繩及 定滑輪的重量不計，且不考慮摩擦力，請回答下列兩個問 題：
Ｃ 20. 在砝碼運動且未落地前的過程中，下列推論何者 最適當？
(A)甲的動能增加，乙與地球間的重力位能減少 (B)甲的動能減少，乙與地球間的重力位能增加 (C)甲的動能增加，乙與地球間的重力位能增加 (D)甲的動能減少，乙與地球間的重力位能減少 (E)甲的動能增加，乙與地球間的重力位能不變
ＢＣ21. 下列有關於繩張力對與甲、乙兩物體作功的敘述，何者正確？（應選2項）
(A)繩張力對甲物體作正功 (B)繩張力對甲物體作負功 (C)繩張力對乙物體作正功 (D)繩張力對乙物體作負功 (E)繩張力對乙物體不作功
Ｄ 22. 不計空氣阻力，將一足球斜向踢到空中，然後落地。關於足球在空中飛行的過程，下列 敘述何者正確？
(A)足球上升時，力學能持續增加 (B)足球在落地瞬間，力學能最大 (C)足球落地前一瞬間，加速度最大 (D)足球在最高點時，位能最大 (E)此過程中重力對足球持續作正功
ＡＣ23. 質量不相等的二物體作完全彈性碰撞的過程中，二物體何種量的大小必相等？（應選2 項）
(A)所受碰撞之力 (B)動量 (C)動量的變化量 (D)速度的變化量 (E)動能的變化量
ＢＣ24. 如圖所示，兩個相同材料的木塊，質量M＞m，前後相距一段距離 在光滑水平面上沿相同直線以等速v滑行；之後進入一粗糙的水平 面，且兩木塊的行進方向不變。下列關於兩木塊在進入粗糙平面後
，且尚未停止之前，下列的敘述，何者正確？（應選2項）
(A)兩木塊所受的合力相等 (B)兩木塊的加速度相等
(C)兩木塊滑行至停止所行的距離相同 (D)兩木塊的間距逐漸增加
(E)兩木塊的間距維持不變
（20.甲的速率變大，故動能增加；乙的位置 變高，故乙與地球間的重力位能增加。
選(C)。）
（21.甲與乙的繩張力均向上，但是甲的位移向下、故繩張力對甲作負功；
乙的位移向上、故繩張力對乙作正功。選(B)(C)。）
（22.(A)(B)錯，由於不計阻力，整個過程，力學能守恆；(C)錯，過程 中石塊的加速度皆為重力加速度g；(D)對，石塊離地愈高，重力 位能愈大；(E)錯，上升過程，重力作負功使速率減慢；下降過程
，重力作正功使速率加快。）
（24.(A)兩者進入同一水平粗糙面，摩擦力fkM＝μkMg；fkm＝μkmg，∴fkM＞fkm。
(B)由於兩者進入同一粗糙面，摩擦力fk＝m′a ⇒ a＝μkg，與質量無關。
(C)由於初速相同，加速度量值也相同，故減速至0之距離均相同（02＝v2－2aS），理由同(B)選項。
(D)(E)由於m先進入粗糙平面，先行減速，故兩木塊的間距逐漸減少）
（23.(A)對：由牛頓第三運動定律知，兩物體所受碰撞之力必大小相等
，方向相反；(B)動量不一定相等；(C)對：由動量守恆律可知，
兩物體動量變化量的大小必相等；(D)錯：承(B)，兩物體的mv 相等，但兩者的質量不相等，故速度變化量不相等；(E)錯：彈性 碰撞的過程可能有一部分的動動能轉變為位能。）
圖Ⅰ 圖Ⅱ
t(s) v(m/s)
30 20 10
2 4 6
25.、26.題為題組
2016年7月30日，美國高空跳傘高手艾金斯
（Luke Aikins），挑戰不揹降落傘從高空躍下，順 利落在安全網上，成為不靠降落傘空降成功的第一 人。
完成這項壯舉的艾金斯，花費1年半準備這項 玩命挑戰。挑戰當日，42歲，體重約80公斤的艾 金斯從7,600公尺高空躍下，向加州錫 米谷落下。
2分鐘後，他以時速約180公里，落在離地62.5公
尺，長寬各30.0公尺的安全網上，之後隨著安全網的減速作用停下。在高空躍下的前一分鐘，他 落下的速度隨時間關係如右圖所示。根據上述文章，試回答下列問題：
Ｅ 25. 艾金斯在即將撞上安全網前，所受到的空氣阻力約為多少公斤重？
(A) 0 (B) 20 (C) 40 (D) 60 (E) 80
Ｃ 26. 若艾金斯撞上安全網後，艾金斯作等加速度運動減速到零，且減速到零時安全網恰輕觸 地面，試估計安全網給艾金斯的作用力大小最接近下列何者？
(A) 80 (B) 160 (C) 240 (D) 320 (E) 1600
Ｃ 27. 質點自靜止出發，其加速度隨時間關係如右圖，則 質點從0～6秒的平均速度為多少公尺／秒？
(A) 10 (B) 12 (C) 15 (D) 20 (E) 5
ＢＥ28. 在太空中某處只存在A和B兩星，兩者中心相距L，其質量比為2：1，若兩者間的重力 F將彼此拉近，則：（應選2項）
(A) A和B所受力的大小比為2：1 (B) A和B的加速度大小比為1：2 (C)若經過一段時間後，兩者中心相距 L
2 ，則兩者間的重力大小變為 F 4 (D)承(C)，A和B的動量大小比為1：2
(E)承(C)，A和B的速度大小比為1：2
（28. (A)A和B所受力互為作用力與反作用力，故大小相等；
(B) F＝ma，∴a 1
m ⇒ aA：aB＝1：2；
(C) F＝ GMm r2 1
r2，∴兩者間的重力大小變為4F；
(D)將A和B兩星視為一個系統，故動量守恆 ∴A和B的動量大小比為1：1；
(E) p＝mv ⇒ v 1
m ，∴ A和B的速度大小比為1：2。）
（26.撞上安全網的初速v0 = 180 km／h = 50 m／s，在安全網減速時作等加速度 運動，v2＝v02＋2aS ⇒ a＝ v02
2h＝ 502
2×62.5 ＝20 m／s2，牛頓第二定律（向 上為正）F網－mg＝ma ⇒ F網＝ma＋mg＝80×20＋80×10＝2400牛頓＝
240公斤重，選(C)。）
（25. 由v-t圖可知艾金斯落地前維持等速下降，所受合力為零，
即所受空氣阻力與其體中相等，為80公斤重，選(E)。）
（27. 質點的v-t圖如右：
其所圍面積即為位移＝ 20×2
2 ＋
( 20＋10 ) ×2
2 ＋ ( 30＋10 ) ×2 2
＝90 m
平均速度v＝ 90
6 ＝15 m／s）
答 案 第壹部分：
1. Ｃ 2. Ｄ 3. Ｅ 4. Ｅ 5. Ｃ 6. Ｄ 7. Ａ 8. Ｂ 9. Ｂ 10. Ｄ
11. Ｅ 12. Ａ 13. Ｄ 14. Ｅ 15. ＡＢ
Ｄ 16. ＡＣ
Ｄ 17. ＢＤ 18. Ｅ 第貳部分：
19. Ｂ 20. Ｃ 21. ＢＣ 22. Ｄ 23. ＡＣ 24. ＢＣ 25. Ｅ 26. Ｃ 27. Ｃ 28. ＢＥ
解 析 第壹部分：
1. 答案 C
概念中心 基礎物理(一)
第一章 緒論－物理量的單位
解析 力臂的單位為公尺（m）、作用力的單位為牛 頓（N），利用公式F＝ma也可以寫作kg．m／s2， 故可得力矩的單位應為kg．m2／s2。
2. 答案 D
概念中心 基礎物理(一)
第二章 物質的組成－原子與原子核的組 成
解析 (A)不同種類的原子，其半徑大小不同；(B)原
子的半徑大小約為0.1奈米到1奈米；(C)光學顯微 鏡無法觀察甚至移動原子；(E)固態中的原子仍有動 能，會在排列的位置上振動。
3. 答案 E
概念中心 基礎物理(一)
第三章 物體的運動－克卜勒行星運動定 律
解析 (A)根據克卜勒第一定律，行星繞行太陽作橢
圓軌道運動，太陽在橢圓的一個焦點上。
(B)根據克卜勒第二定律，行星與太陽連線，在相同 時間內，遠日點附近掃過的面積，與近日點附近掃 過的面積相同。
(C)理由同(B)選項。
(D)克卜勒第二定律是指同一顆行星與太陽的連線，
在相同時間內掃過的面積相同；並未提及不同行星 的情況。
(E)根據克卜勒第三定律，行星的平均軌道半徑三次 方，與繞其太陽週期的平方成正比，故為正確。
4. 答案 E
概念中心 基礎物理(一)
第三章 物體的運動－克卜勒行星運動定 律
解析 依據克卜勒第三定律 R3
T2＝K，三者均同繞地球
，月球繞地的週期約為一個月、同步衛星繞地的週 期為一天，表面衛星的繞行半徑最小，故其週期也 最小。故可判斷答案為月球＞同步衛星＞表面衛星。
5. 答案 C
概念中心 基礎物理(一)
學 科 能 力 測 驗 模 擬 試 題 物理科
第五章 電與磁的統一－電流的磁效應
解析 ⑴用安培右手定 則判斷磁場方向。⑵磁 場具有方向性，可利用 疊加方式求取合成後的 磁場大小與方向。實線 箭頭部分為M所造成 的磁場；虛線箭頭部分
為N所造成的磁場。(A)錯，由上圖可知，O點磁場
強度不為0；(B)錯，由上圖可知，a、b兩點處的磁
場強度大小相等，方向相同；(C)對，由上圖可知，
c、d兩點處的磁場強度大小相等，方向皆向下；(D) 錯，由上圖可知a、c兩點處磁場的方向皆向下；(E) 錯，由上圖可知b、O兩點處磁場的方向皆向下。
6. 答案 D
概念中心 基礎物理(一)
第五章 電與磁的統一－電磁感應
解析 (A)僅可選用永久磁鐵，因為暫時磁鐵所產生
的磁場變化不夠強；(B)線圈上所通過的電流為交流 電；(C)磁鐵通過線圈時，因磁場變化產生應電流輸 出，故知主要的原理為電磁感應；(E)換成塑膠後，
無磁場變化，故亦無應電流。
7. 答案 A
概念中心 基礎物理(一)
第六章 波－波的性質、光的反射與折射、
光的波動現象
解析 無線電波由雷達測速器射向車輛時，由於車輛 正在遠離測速器，故接收到頻率降低，即 f2＜f1。無 線電波由車輛反射回雷達測速器時，由於車輛仍是 遠離測速器，接收到頻率再降低，即 f3＜f2，故選 (A)。
8. 答案 B
概念中心 基礎物理(一)
第七章 能量－能量間的轉換與能量守恆
解析 由 P-t 圖形下面積代表所消耗的能量 E＝ 1 2
×30×40＝600（J），機器人爬一層樓增加的位能 U＝mgh＝20×10×0.3＝60（J），故爬上階梯數 N
＝ E
U ＝ 600
60 ＝10階。
9. 答案 B
概念中心 基礎物理(一)
第八章 量子現象－光電效應
解析 光子能量E＝hf＝ hc
λ ，要發生光電效應，所 需光波或電磁波長要比底限波長短的前提下。且要 激發出的電子動能最小，則又須選擇滿足上述條件 之波長最長的光。故選(B)。
10. 答案 D
概念中心 基礎物理(一)
第九章 宇宙學簡介－哈伯定律
解析 設宇宙誕生後，所有星系皆作等速運動，宇宙 年齡＝星系移動時間＝ d
v ＝ 1
H ＝ 326萬光年 70公里／秒 ＝ 326萬×3×108 m／s
70000 m／s 年＝139.7億年，故選(D)。
11. 答案 E
概念中心 基礎物理(一)
第六章 波－光的波動現象
解析 光波在傳播過程中，遇到小尺度的障礙物時
（指光波波長比障礙物尺度大得多），光波具有的 繞過障礙物而形成明暗相間光環的現象稱為光的繞 射。
12. 答案 A
概念中心 基礎物理(一)
第九章 宇宙學簡介－哈伯定律
解析 (B)最早產生輕的原子核，而後經核融合產生
重的原子核；(C)大霹靂說有哈伯定律與微波背景輻 射等證據；(D)這些高能輻射現在已變為微波背景輻 射；(E)大霹靂說認為宇宙從創生至今只有膨脹沒有 收縮。
13. 答案 D
概念中心 基礎物理(一)
第五章 電與磁的統一－電磁感應
解析 此現象為電磁感應。故科學家為法拉第。
14. 答案 E
概念中心 基礎物理(一)
第六章 波－光的波動現象 第八章 量子現象－光電效應
解析 (A)牛頓的微粒說預測光在水中的速率比在真
空中快；(B)(C)惠更斯的波動說並不知道光是一種電 磁波，直到馬克士威才以理論預測光是一種電磁波
，並獲赫茲的實驗所證實；(D)雙狹縫干涉條紋則各 條紋均一樣寬；(E)愛因斯坦提出的「波粒二象性」
，認為光有「粒子性」和「波動性」。
15. 答案 ABD
概念中心 基礎物理(一)
第四章 物質間的基本交互作用
解析 (C)氫原子內的質子與電子彼此互相吸引：電
磁作用；(E)原子核的衰變根據種類不同，有些與電 磁作用有關、有些與強作用有關、有些與弱作用有 關。
16. 答案 ACD
概念中心 基礎物理(一)
第八章 量子現象－原子光譜
解析 (B)錯，自發輻射是指原子由高能階躍遷到低
能階的現象；(E)錯，自發輻射也會放出光子。
17. 答案 BD
概念中心 基礎物理(一)
第二章 物質的組成－物質是由原子組成
解析 1μm＝10－6 m，原子的大小約為10－10～10－9 m， 10－6
10－9＝103， 10－6
10－10＝104，故1μm的金箔約有 數千層金原子。
18. 答案 E
概念中心 基礎物理(一)
第二章 物質的組成－原子與原子核的組 成
解析 拉塞福α粒子散射實驗在物理上的主要貢獻是 確定原子核的存在。
第貳部分：
19. 答案 B
概念中心 基礎物理(二) A
第三章 動量與牛頓運動定律的應用－等 速圓周運動
解析 所求＝ mg mR 4π2
T2
＝ 9.8
6400×103× 4π2 864002
＝290
，選(B)。
20. 答案 C
概念中心 基礎物理(二) A
第五章 功與能量－動能與功能原理、位 能
解析 甲的速率變大，故動能增加；乙的位置變高，
故乙與地球間的重力位能增加。選(C)。
21. 答案 BC
概念中心 基礎物理(二) A 第五章 功與能量－功
解析 甲與乙的繩張力均向上，但是甲的位移向下、
故繩張力對甲作負功；乙的位移向上、故繩張力對 乙作正功。選(B)(C)。
22. 答案 D
概念中心 基礎物理(二) A
第一章 運動學－加速度－鉛直拋射的自 由落體運動
第五章 功與能量－力學能守恆
解析 (A)(B)錯，由於不計阻力，整個過程，力學能
守恆；(C)錯，過程中石塊的加速度皆為重力加速度 g；(D)對，石塊離地愈高，重力位能愈大；(E)錯，
上升過程，重力作負功使速率減慢；下降過程，重 力作正功使速率加快。
23. 答案 AC
概念中心 基礎物理(二) A 第六章 碰撞
解析 (A)對：由牛頓第三運動定律知，兩物體所受
碰撞之力必大小相等，方向相反；(B)動量不一定相 等；(C)對：由動量守恆律可知，兩物體動量變化量 的大小必相等；(D)錯：承(B)，兩物體的mv相等
，但兩者的質量不相等，故速度變化量不相等；(E) 錯：彈性碰撞的過程可能有一部分的動動能轉變為
位能。
24. 答案 BC
概念中心 基礎物理(二) A
第一章 運動學－加速度
第二章 牛頓運動定律－牛頓第二運動定 律
解析 (A)兩者進入同一水平粗糙面，摩擦力fkM＝
μkMg；fkm＝μkmg，∴fkM＞fkm。
(B)由於兩者進入同一粗糙面，摩擦力fk＝m′a ⇒ a＝
μkg，與質量無關。
(C)由於初速相同，加速度量值也相同，故減速至0
之距離均相同（02＝v2－2aS），理由同(B)選項。
(D)(E)由於m先進入粗糙平面，先行減速，故兩木
塊的間距逐漸減少。
25. 答案 E
概念中心 基礎物理(一)、基礎物理(二)A
第二章 牛頓運動定律－牛頓第二運動定律
解析 由v-t圖可知艾金斯落地前維持等速下降，所 受合力為零，即所受空氣阻力與其體中相等，為80 公斤重，選(E)。
26. 答案 C
概念中心 基礎物理(一)、基礎物理(二)A 第一章 運動學－加速度
第二章 牛頓運動定律－牛頓第二運動定 律
解析 撞上安全網的初速v0＝180 km／h＝50 m／s，在 安全網減速時作等加速度運動，v2＝v02＋2aS ⇒ a＝
v02
2h＝ 502
2×62.5 ＝20 m／s2，牛頓第二定律（向上為正）
F網－mg＝ma ⇒ F網＝ma＋mg＝80×20＋80×10＝
2400牛頓＝240公斤重，選(C)。
27. 答案 C
概念中心 基礎物理(二) A
第一章 運動學－加速度
解析 質點的v-t圖如右：
其所圍面積即為位移＝
20×2
2 ＋ ( 20＋10 ) ×2 2
＋ ( 30＋10 ) ×2 2 ＝90 m 平均速度v＝ 90
6 ＝15 m／s
28. 答案 BE
概念中心 基礎物理(二) A
第二章 牛頓運動定律－牛頓第二運動定 律、牛頓第三運動定律
第三章 動量與牛頓運動定律的應用－動 量守恆
第四章 萬有引力定律－萬有引力定律的 形式
解析 (A)A和B所受力互為作用力與反作用力，故
大小相等；(B) F＝ma，∴a 1
m ⇒ aA：aB＝1：2
；(C) F＝ GMm r2 1
r2，∴兩者間的重力大小變為
4F；(D)將A和B兩星視為一個系統，故動量守恆
∴A和B的動量大小比為1：1；(E) p＝mv ⇒ v 1
m ，∴ A和B的速度大小比為1：2。
