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110指考物理試題
- 2. 第 1 頁 110年指考
共 7 頁 物 理 考 科
- 1 -
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，請劃記在
答案卡之「選擇題答案區」。各題答對者，得3分；答錯、未作答或劃記多於一個
選項者，該題以零分計算。
1. 關 於 目 前 所 觀 測 到 的 宇 宙 ， 下 列 敘 述 或 推 論 何 者 正 確 ？
(A) 宇 宙 越 遠 處 星 體 的 遠 離 速 率 越 慢
(B) 某 星 系 發 出 的 光 譜 線 有 紅 移 現 象 ， 代 表 該 星 系 正 在 靠 近 觀 測 者
(C) 宇 宙 微 波 背 景 輻 射 自 誕 生 至 今 ， 其 溫 度 一 直 都 是 低 於 5 K
(D) 越 近 處 的 宇 宙 現 象 顯 示 的 是 宇 宙 演 化 越 早 期 的 樣 貌
(E) 宇 宙 微 波 背 景 輻 射 是 目 前 已 觀 測 到 的 所 有 電 磁 波 訊 號 中 ， 最 古 老 的 訊 號
2. 假 設 在 水 波 槽 中，與 水 波 波 速 可 能 有 關 的 物 理 量 為 重 力 加 速 度 g 、水 的 密 度 與
水 深 D 。 若 僅 以 上 述 三 個 物 理 量 的 因 次 來 判 斷 波 速 v ， 則 下 列 何 者 正 確 ？
(A) v 正 比 於 gD (B) v 正 比 於 gD
(C) v 正 比 於 gD
(D) v 正 比 於 g D
(E) v 正 比 於
1
gD
第 3-4 題 為 題 組
假 設 棒 球 的 旋 轉 與 空 氣 阻 力 可 被 忽 略 ， 回 答 第 3-4 題 有 關 棒 球 的 問 題 。
3. 某 職 棒 投 手 先 以 固 定 力 將 靜 止 的 棒 球 沿 直 線 帶 動 約 1.5 m 的 長 度 後，投 出 144 km/h
的 快 速 直 球。已 知 棒 球 的 質 量 約 為 150 g，則 該 投 手 施 於 球 的 固 定 力 量 值 約 為 何 ？
(A) 80 N (B) 1 00 N (C) 110 N
(D) 1 20 N (E) 1 30 N
4. 棒 球 抵 達 本 壘 板 上 方 時 ， 在 離 地 1.0 m 的 高 度 ， 被 打 擊 者 以 與 水 平 面 夾 角 為
3
(cos )
5
的 仰 角、量 值 為 126 km/h 的 速 度 反 向 擊 出，該 球 在 被 擊 出 後 5.0 s 恰 好
飛 越 全 壘 打 牆 的 上 空，試 問 球 飛 越 全 壘 打 牆 瞬 間，離 地 高 度 為 多 少 m？（ 假 設 棒
球 場 地 面 為 水 平 ， 取 重 力 加 速 度 2
= 10 m/s
g ）
(A) 4 (B) 8 (C) 10 (D) 12 (E) 16
5. 甲、乙 兩 計 時 器 原 來 置 於 地 球 表 面 計 時，甲 計 時 器 以 在 鉛 垂 面 作 小 角 度 左 右 擺 動
的 單 擺 週 期，作 為 計 時 基 準；乙 計 時 器 利 用 彈 簧 讓 重 物 在 光 滑 水 平 面 上 振 動，以
其 週 期 作 為 計 時 基 準。現 將 兩 計 時 器 移 至 另 一 星 球 表 面，該 星 球 表 面 的 重 力 加 速
度 量 值 為 地 球 表 面 的 4 倍 ， 則 下 列 有 關 甲 計 時 器 擺 動 週 期 T甲 和 乙 計 時 器 振 動 週
期 T乙 的 敘 述 何 者 正 確 ？ （ 忽 略 空 氣 阻 力 ）
(A) T甲 、 T乙 均 變 為 原 來 的 4倍
(B) T甲 、 T乙 均 變 為 原 來 的 1/2
(C) T甲 變 為 原 來 的 2倍 ， T乙 不 變
(D) T甲 變 為 原 來 的 1/2， T乙 不 變
(E) T甲 、 T乙 均 不 變
- 3. 110年指考 第 2 頁
物 理 考 科 共 7 頁
- 2 -
6. 圖 1 為 起 重 機 示 意 圖 ， 起 重 機 臂 PO 和 水 平 線 的 夾 角 為 60o
， 且 可 繞 O 點 自 由 轉
動 ， 其 質 量 為 200 kg 且 分 布 均 勻 ， 鋼 索 PS 段 和 水 平 線 的 夾 角 為 30o
， PSO 位 於
垂 直 面。起 重 機 臂 右 端 懸 掛 一 質 量 為 160 kg 的
重 物 ， 若 此 時 處 於 平 衡 狀 態 ， 且 整 條 鋼 索 質
量 可 忽 略 不 計 ， 則 鋼 索 上 的 張 力 是 多 少 牛 頓 ？
（ 取 重 力 加 速 度 2
= 10 m/s
g ）
(A) 1600 (B) 2600 (C) 3200
(D) 3600 (E) 5200
7. 有 兩 顆 大 小 相 同 的 小 球，各 以 長 度 為 L、質 量 可 忽 略 不 計 的 擺 繩 掛 在 天 花 板 同 一
點，左 邊 小 球 的 質 量 為 2m ，右 邊 小 球 的 質 量 為 3m。某 生 拉
起 兩 小 球 至 高 度 分 別 為 L
h 和 R
h ， 將 小 球 由 靜 止 釋 放 ， 讓 小
球 擺 向 中 間，使 兩 小 球 恰 在 最 低 點 時 發 生 正 向 彈 性 碰 撞，如
圖 2 所 示。碰 撞 後，若 左 邊 的 小 球 擺 回 到 最 高 點 的 高 度 仍 然
為 L
h ， 則 L R
h h
： 為 何 ？
(A) 9 : 4
(B) 3 : 2
(C) 1 : 1
(D) 2 : 3
(E) 4 : 9
8. 在 聲 速 為 350 m/s 的 環 境 中 ，進 行 音 叉 與 氣 柱 的 共 鳴 實 驗 。 從 零 開 始 ，逐 漸 增 加
氣 柱 長 度 ， 並 將 測 得 共 鳴 時 的 氣 柱 長 度 ， 依 時 間 的 先
後 順 序 編 號 為 1、 2、 3、 4， 四 次 測 得 之 共 鳴 氣 柱 長 度
對 編 號 作 圖 ， 如 圖 3 所 示 。 實 驗 所 用 的 音 叉 頻 率 ， 最
接 近 多 少 Hz？
(A) 350
(B) 525
(C) 700
(D) 1050
(E) 2000
9. 圖 4 為 電 流 天 平 的 構 造 示 意 圖。當 U 型 電 路 上 的 電 流 值 為 1
I 、螺 線 管 所 載 電 流 值
為 2
I 、 天 平 左 端 所 掛 的 小 重 物 質 量 為
m 時，天 平 恰 成 平 衡。若 將 電 流 1
I 變
成 2
4I
，同 時 2
I 變 成 1 / 2
I
（ 負 號 表
示 電 流 方 向 與 原 來 的 方 向 相 反 ） ， 則
此 時 可 使 天 平 平 衡 的 小 重 物 質 量 應 為
何 ？ （ 忽 略 地 磁 造 成 的 影 響 ， g 為 重
力 加 速 度 ， L 為 U 型 電 路 寬 度 ， B 為
螺 線 管 所 產 生 的 磁 場 ）
(A) m (B) 2m
(C) 4m (D) 8m
(E) 天 平 無 法 達 到 平 衡
P
60
o
30
o
160 kg
S O
圖 1
L L
2m 3m
圖2
共鳴編號
共
鳴
氣
柱
長
度
（
公
分
）
圖 3
0 1 2 3 4 5
0
20
40
60
mg
螺線管線圈部分
L
B
圖 4
- 4. 第 3 頁 110年指考
共 7 頁 物 理 考 科
- 3 -
10. 氣泡室是裝滿液態氫的特殊容器，其內部具有均勻磁場。當帶電粒子穿過氣泡室時，
沿著粒子軌跡會產生小氣泡，是一種能用來追蹤粒子動向的工具。圖 5 是不同的帶
電粒子由左至右垂直射入氣泡室所產生的軌跡（磁場垂直進入紙面），分別 以 1、
2、 3 編 號標 示， 而帶電 粒子 因與 氣泡 室內的 液態 氫作 用而 損失能 量， 軌跡 呈螺旋
形，其中粒子 1、2 進行逆時針旋轉、粒子 3 則為順時針旋轉。下列敘述何者正確？
（以 i
/
mv q 表示編號 i 的粒子其動量除以電量的量值）
(A) 編 號 1、 2、 3的 粒 子 均 帶 正 電 ， 且
3 1
2
/ / /
mv q mv q mv q
(B) 編 號 1、 2、 3的 粒 子 均 帶 負 電 ， 且
1 3
2
/ / /
mv q mv q mv q
(C) 編 號 1、2的 粒 子 均 帶 正 電，編 號 3的 粒 子 帶 負 電，且
1 3
2
/ / /
mv q mv q mv q
(D) 編 號 1、2的 粒 子 均 帶 正 電，編 號 3的 粒 子 帶 負 電，且
3 1
2
/ / /
mv q mv q mv q
(E) 編 號 1、2的 粒 子 均 帶 負 電，編 號 3的 粒 子 帶 正 電，且
3 1
2
/ / /
mv q mv q mv q
11. 科 學 家 常 用 X-射 線 繞 射 來 測 知 晶 體 結 構 ， 若 將 波 長 為 的 X-射 線 改 用 電 子 束 取
代，並 進 行 相 同 晶 體 的 繞 射 實 驗，以 測 得 相 同 的 繞 射 圖 樣，則 電 子 的 能 量 為 何 ？
（ h 為 普 朗 克 常 數 ， m 為 電 子 質 量 ）
(A)
2
2 2
2
h
m
(B)
2
h
m
(C)
2
h
m
(D)
2
2
h
m
(E)
2
2
2
h
m
12. 某 一 LED 燈 組 ， 其 光 強 度 對 波 長 的 關 係 如 圖 6 所 示 ， 黃 － 紅 光 範 圍 的 光 強 度 比
藍 光 範 圍 的 光 強 度 大 很 多。某 生 以 此 光 源 照 射 某 一 金 屬，進 行 光 電 效 應 實 驗，發
現 皆 可 產 生 光 電 子，如 圖 7 所 示。設 可 變 直 流 電 源 的 電 位 為 V （ 集 電 極 電 位 相 對
於 發 射 極 電 位 ）、量 測 到 的 光 電 流 為 I ，則 下 列 何 者 為 該 實 驗 所 測 得 的 I V
關 係
圖 ？
(A) (B) (C) (D) (E)
13. 兩個點光源 1
S 、 2
S 間的距離為 24 cm，使用焦距為 9 cm 的 薄透鏡 L，垂直放置於兩
點光源 1
S 、 2
S 的連線上並調整位置，如圖 8 所示，使兩個點
光源成像於同一位置，則兩點光源到透鏡的距離比為何？
(A) 3:4 (B) 3:8 (C) 2:3
(D) 1:2 (E) 1:3
圖 8
薄透鏡 L
I
V
0
I
V
0
I
V
0
I
V
0
圖 6
波長（nm）
強度（%）
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
400 500 600 700 800
圖 7
安培計 伏特計
可變直流電源
發射極 集電極
光電子
光
I
V
0
圖 5
- 5. 110年指考 第 4 頁
物 理 考 科 共 7 頁
- 4 -
第 14-15 題 為 題 組
地 震 預 警 是 利 用 地 震 在 地 球 內 部 傳 播 的 P 波 與 S 波 的 速 度 差 ， 透 過 偵 測 首 先 到 達
的 P 波 來 判 斷 地 震 規 模 ， 在 振 動 強 烈 的 S 波 到 達 前 的 時 間 內 發 出 預 警 ， 以 利 後 續
應 變 。 回 答 第 14-15 題 。
14. 2021 年 2 月 7 日 發 生 芮 氏 規 模 6.1 的 地 震，許 多 民 眾 手 機 收 到 多 次 國 家 級 警 報 。
該 地 震 震 源 在 臺 灣 東 部 外 海 ， 深 度 約 為 112 km。 宜 蘭 市 地 震 監 測 站 （ 距 震 源 直
線 距 離 約 為 141 km） 測 得 地 動 加 速 度 對 時 間 的 關 係 ， 如 圖 9 所 示 ， 圖 中 第 0 秒
為 地 震 起 始 時 間 。
若 宜 蘭 市 預 警 系 統 可 在 P 波 抵 達 後 的 7 秒 內 就 完 成 判 斷 並 發 出 預 警 至 各 縣 市，則
對 於 距 震 源 直 線 距 離 約 215 km 之 苗 栗 市 ， 可 提 供 的 應 變 時 間 約 為 幾 秒 ？ （ 假 設
P 波 與 S 波 的 波 速 固 定 ， 且 都 由 震 源 直 線 傳 播 到 地 表 上 的 各 地 點 。 ）
(A) 7 (B) 14 (C) 26 (D) 33 (E) 37
15. 當 地 震 表 面 波 在 稍 後 到 達 某 地 區 時，假 設 固 定 於 地 面 的 物 體 僅 作 水 平 方 向 的 簡 諧
運 動 ，其 振 幅 為 0.20 cm，週 期 為 0.40 s， 最 大 加 速 度 量 值 為 2
m/s
a 。 若 固 定 於 地
面 的 水 平 書 架 上 的 書 本 不 會 因 地 震 而 滑 動，則 書 本 與 書 架 板 間 的 靜 摩 擦 係 數 不 能
小 於 。 以 下 各 組 ( )
,
a 數 值 ， 何 者 正 確 ？ （ 取 重 力 加 速 度 2
= 10 m/s
g ）
(A) (0.25, 0.050) (B) (0.50, 0.050) (C) (0.50, 0.10)
(D) (1.0, 0.10) (E) (1.5, 0.15)
16. 由 許 多 個 處 於 基 態 的 氫 原 子 所 組 成 的 系 統，吸 收 一 束 單 一 頻 率 的 光 後 各 自 躍 遷 到
主 量 子 數 為 n 的 激 發 態，當 這 些 處 於 激 發 態 的 氫 原 子 回 到 基 態 時，可 以 測 量 到 六
條 不 同 波 長 的 光 譜 線 ， 試 問 n 為 何 ？
(A) 7 (B) 6 (C) 5 (D) 4 (E) 3
17. 在 水 波 槽 實 驗 中 ， 水 波 槽 被 分 為 左 邊 的 深 水 區 和 右 邊 的 淺 水 區 ， 兩 區 以 線 段 ab
為 分 界 線，左 端 黑 色 長 棒 產 生 直 線 波 向 右 傳 遞，虛 線 表 示 其 波 前，箭 頭 表 示 波 的
行 進 方 向 ， 下 列 各 圖 何 者 正 確 ？
(A) (B) (C)
(D) (E)
P 波
S 波
cm/s
2
圖 9
a
b b
a a
b
a
b b
a
- 6. 第 5 頁 110年指考
共 7 頁 物 理 考 科
- 5 -
18. 臺 東 的 臺 灣 國 際 熱 氣 球 嘉 年 華 是 很 受 歡 迎 的 休 旅 活 動。要 讓 熱 氣 球 升 空，必 須 加
熱 氣 球 裡 的 空 氣，使 氣 球 體 積 變 大，以 增 加 空 氣 浮 力（ 物 體 所 受 的 空 氣 浮 力 等 於
物 體 在 空 氣 中 所 排 開 同 體 積 空 氣 的 重 量 ） 。
有 一 熱 氣 球 乘 載 四 人 後 的 總 質 量 為 2
6.0 10 kg
（ 不 含 球 內 空 氣 ） 。 當 加 熱 其 內 空
氣 ， 使 其 體 積 膨 脹 至 3 3
3.0 10 m
， 即 可 升 空 ， 此 時 空 氣 浮 力 等 於 熱 氣 球 載 人 後 的
總 重 量（ 含 球 內 的 空 氣 ），則 熱 氣 球 內 的 空 氣 溫 度 是 多 少 ℃？（ 設 當 時 外 界 氣 溫
為 22o
C，空 氣 密 度 為 3
1.2 kg/m ，氣 球 內、外 的 空 氣 都 視 為 理 想 氣 體，且 加 熱 時 球
外 空 氣 的 溫 度 、 壓 力 不 變 。 ）
(A) 81 (B) 72 (C) 57 (D) 42 (E) 22
19. 在 核 電 廠 發 生 重 大 核 安 事 故 後 ， 附 近 可 檢 測 出 放 射 性 元 素 銫 137
， 銫 137
自 發
衰 變 時 ， 核 子 數 減 少 至 原 來 數 目 一 半 所 需 時 間 （ 半 衰 期 ） 約 為 30 年 。 已 知 每 1
公 克 銫 137
的 放 射 性 活 度 約 為 12
3.2 10
Bq（ Bq 為 放 射 性 活 度 的 單 位 ， 1 Bq = 每
秒 發 生 一 次 衰 變 ； 活 度 亦 稱 活 性 ） ； 食 品 中 放 射 性 銫 檢 驗 的 容 許 量 標 準 值 為
100 Bq/kg 。
假 設 一 尾 100 kg 的 大 型 海 魚 在 15 年 前 體 內 的 放 射 性 物 質 只 有 8
2.0 10
公 克 的 放 射
性 銫 137
，現 今 對 其 殘 留 的 銫 137
進 行 檢 驗，若 銫 137
在 這 期 間 未 被 代 謝 出 體
外 ， 則 其 每 公 斤 的 放 射 性 活 度 為 食 品 檢 驗 容 許 量 之 標 準 值 的 幾 倍 ？
(A) 0.045 (B) 0.32 (C) 4.5 (D) 32 (E) 450
20. 悠 遊 卡 系 統 利 用 電 磁 感 應 原 理 來 辨 識 與 傳 遞 資 訊
（ 即 無 線 射 頻 辨 識 技 術 － RFID）
。
讀 卡 機 產 生 變 動 磁 場，讓 悠 遊 卡 內 部 迴 路 產 生 應 電 流，使 內 部 晶 片 得 以 發 送 訊 號，
讀 卡 機 就 能 讀 取 卡 內 的 晶 片 資 料（ 如 圖 10）。悠 遊 卡 迴 路 中 的 應 電 動 勢 和 其 每
匝 線 圈 中 之 磁 通 量 時 間 變 化 率
Φ
t
的 關 係 為
Φ
QN
t
， 其 中 N 為 匝 數 ， Q 為 悠 遊 卡 迴 路 的 訊
號 加 強 係 數 。 若 悠 遊 卡 迴 路 的 矩 形 線 圈 尺 寸 為
8.00 cm 5.00 cm
、 4
N 、 40.0
Q ，讀 卡 機 產 生 的 磁
場 垂 直 穿 過 悠 遊 卡 線 圈 平 面 ， 且 線 圈 中 磁 場 的 時 間
變 化 率 0
= 2 sin(2 )
B
B f ft
t
， 8
0 5.00 10
B
T， 頻
率 13.56 MHz
f ， 則 悠 遊 卡 迴 路 線 圈 應 電 動 勢 的 最 大 值 約 為 何 ？
(A) 0.680 V (B) 1.20 V (C) 2.73 V (D) 3.64 V (E) 4.52 V
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
劃記在答案卡之「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. 一 個 檢 流 計 G 的 內 部 電 阻 為 1.0 kΩ， 需 要 10 μA 的 電 流 ， 才 能 使 其 獲 得 最 大 讀
數 （ 即 滿 刻 度 偏 轉 ） 。 一 個 安 培 計 由 該 檢 流 計 及 一 個 並 聯 的 電 阻 1
R 所 構 成 ， 如
圖 11 所 示，當 通 過 安 培 計 的 電 流 為 10 A 時，會 使 檢 流 計 讀 數 滿 刻 度。另 以 相 同
的 檢 流 計 及 一 個 串 聯 的 電 阻 2
R 構 成 一 個 伏 特 計，如 圖 12 所 示，當 伏 特 計 兩 端 的
電 壓 為 10 V 時 ， 會 使 檢 流 計 讀 數 滿 刻 度 。 下 列 敘 述 哪 些 正 確 ？
讀 卡 機
悠 遊 卡
內 部 迴 路
圖 10
變 動 磁 場
線 圈
- 7. 110年指考 第 6 頁
物 理 考 科 共 7 頁
- 6 -
(A) 檢 流 計 得 到 滿 刻 度 偏 轉 時 ， 跨 接 於 檢 流 計 的 電 位 差 值 為 1.0 mV
(B) 1
R 約 為 1.0 mΩ (C) 1
R 約 為 10 mΩ
(D) 2
R 約 為 1.0 MΩ (E) 2
R 約 為 1.0 kΩ
質 量 為 m的 汽 車 在 與 水 平 面 夾 角 為 的 斜 面 跑 道 作 半 徑 為 R 的 圓 周 運 動，其 面 對
車 頭 直 視 時 的 示 意 圖 如 圖 13 所 示 。 設 重 力 加 速 度 的 量 值 為 g ， 下 列 敘 述 哪 些 正
確 ？
(A) 若 夾 角 0
， 無 摩 擦 力 則 無 法 作 圓 周 運 動
(B) 需 摩 擦 力 克 服 沿 斜 面 的 下 滑 力 sin
mg 才 可 作 圓 周
運 動
(C) 無 摩 擦 力 也 可 作 圓 周 運 動 ， 此 時 斜 面 跑 道 對 車 的 正
向 力 為 cos
mg
(D) 無 摩 擦 力 也 可 作 圓 周 運 動 ， 此 時 速 率 tan
v Rg
(E) 沿 斜 面 向 下 的 摩 擦 力 可 增 加 作 圓 周 運 動 的 向 心 力
23. 在 「 狹 縫 干 涉 和 繞 射 」 的 實 驗 中 ， 雙 狹 縫 至 屏 幕 的 距 離 為 2.00 m 。 先 以 一 未 知 波
長 的 雷 射 光 垂 直 入 射 一 個 狹 縫 間 距 為 100 μm 的 雙 狹 縫 做 干 涉 實 驗 ， 測 得 屏 幕 上 干
涉 圖 樣 之 中 央 亮 帶 的 中 央 線 與 第 二 暗 紋 的 距 離 為 1.95 cm ，接 著 利 用 單 狹 縫 的 繞 射
現 象 以 測 量 單 狹 縫 的 縫 寬 時 ， 僅 將 雙 狹 縫 片 改 為 單 狹 縫 片 而 其 餘 實 驗 參 數 不 變 ，
測 得 單 狹 縫 繞 射 圖 樣 之 中 央 亮 帶 的 中 央 線 與 第 二 暗 紋 的 距 離 為 13.0 cm，則 下 列 敘
述 哪 些 正 確 ？
(A) 雙 狹 縫 干 涉 圖 樣 之 中 央 亮 帶 的 中 央 線 到 第 三 暗 紋 的 距 離 為 2.60 cm
(B) 雙 狹 縫 干 涉 圖 樣 之 中 央 亮 帶 寬 度 為 1.30 cm
(C) 單 狹 縫 繞 射 圖 樣 之 中 央 亮 帶 寬 度 為 13.0 cm
(D) 雷 射 光 的 波 長 為 450 nm
(E) 單 狹 縫 的 縫 寬 為 20.0 μm
24. 在 科 學 博 覽 會 中 ， 有 一 學 生 站 在 塑 膠 凳 上 ， 以 手 指 接 觸 相 對 地 面 電 壓 為 27 萬 伏
特、半 徑 為 15 cm 的 金 屬 球 時，導 致 頭 髮 直 豎，引 發 觀 眾 驚 呼。已 知 金 屬 球 表 面
的 電 場 大 於 6
3.0 10 V/m
時，即 會 造 成 空 氣 游 離 而 放 電。下 列 敘 述 哪 些 正 確 ？（ 庫
侖 常 數 9 2 2
9.0 10 N m / C
k ）
(A) 學 生 手 指 接 觸 高 電 壓 金 屬 球 後 ， 頭 髮 因 帶 同 性 電 荷 而 互 斥 所 以 直 豎
(B) 將 懸 掛 在 質 輕 細 繩 下 的 不 帶 電 金 屬 小 球 移 近 高 電 壓 金 屬 球 時，金 屬 小 球 會 立
即 被 排 斥 開
(C) 電 壓 固 定 為 27萬 伏 特 時 ， 金 屬 球 的 半 徑 必 須 不 小 於 9.0 cm， 才 不 至 於 發 生 放
電 現 象
(D) 高 電 壓 金 屬 球 在 該 生 接 觸 它 之 前 的 電 量 約 為 4
3.0 10 C
(E) 高 電 壓 金 屬 球 上 電 荷 透 過 接 地 之 導 體 ， 在 5.0 ms內 全 部 轉 移 到 地 面 期 間 之 平
均 電 流 約 為 0.90 mA
G
圖 12
G
Ｇ
圖 11
圖 13
- 8. 第 7 頁 110年指考
共 7 頁 物 理 考 科
- 7 -
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、……），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，該部分不予計分。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、 在『金屬的比熱』實驗單元中，有相同質量的兩個純金屬塊 A 和 B，其上的標籤
都已脫落在旁，標籤一：比熱 0.39 J/ (g℃)，標籤二：比熱 0.15 J/ (g℃)，因而進行
實驗探討，以測定金屬塊的比熱，並貼上正確標籤。已知水的比熱為 4.2 J/ (g℃)、
量熱器質量為 600 g。經多次實驗平均後，得到的數據取兩位有效數字節錄如表 1
與表 2。表 1 為熱水加到盛有冷水的量熱器過程中所得到的實驗數據。表 2 為將
金屬塊 A 投入盛有冷水的量熱器過程中所得到的實驗數據。冷 水 的 初 始 溫 度 為 冷
水 加 入 量 熱 器 內 達 到 熱 平 衡 後 的 溫 度 。
表 1
質量
（g）
初始
溫度（℃）
熱平衡
溫度（℃）
熱水 200 100 65
冷水 100 15 65
1. 進 行 表 1的 測 量 時 ， 先 將 冷 水 加 入 量 熱 器 達 到 熱 平 衡 後 再 加 入 熱 水 ， 而 不 是 直
接 將 熱 水 加 入 量 熱 器 ， 說 明 此 實 驗 步 驟 的 目 的 為 何 ？ （ 2分 ）
2. 實驗時，金屬塊的體積相對於量熱器中水的體積有哪些限制？簡單說明理由。
（2分）
3. 根 據 實 驗 數 據 ， 計 算 金 屬 塊 A的 比 熱 （ 至 兩 位 有 效 數 字 ） 。 （ 3分 ）
4. 若 另 以 電 熱 板 對 金 屬 塊 B直 接 加 熱 ， 進 行 比 熱 測 量 實 驗 ， 實 驗 時 以 0.50 A的 電
流 、 12 V的 電 壓 對 金 屬 塊 B加 熱 2.0分 鐘 ， 測 得 的 實 驗 數 據 如 表 3， 試 判 定 金 屬
塊 B的 比 熱 ， 並 計 算 電 熱 板 提 供 的 熱 量 被 金 屬 塊 B吸 收 的 百 分 比 。 （ 3分 ）
表 3
質 量 (g) 初 始 溫 度 (C) 最 終 溫 度 (C)
金 屬 塊 B 100 22 58
二 、 調 速 器 可 用 來 控 制 馬 達 的 轉 速 ， 其 結 構 如 圖 14 所 示 、 圓 筒 狀 的 外 殼 固 定 不 動 ，
中 心 轉 軸 隨 馬 達 旋 轉 ， 軸 上 兩 側 各 有 一 質 量 可 忽 略 的 短 棒 ， 其 上 端 與 中 心 轉 軸
連 接 ， 下 端 各 有 一 個 質 量 為 1.0 kg 的 擺 錘 ， 兩 短 棒 與 中 心 轉 軸 恆 在 同 一 平 面 ，
且 此 平 面 隨 中 心 轉 軸 旋 轉 時，短 棒 可 以 自 由 張 開 或 合 攏，當
張 角 為 45o
時 ， 擺 錘 恰 可 觸 及 外 殼 ； 當 轉 速 夠 大 時 擺 錘 會貼
著 外 殼，對 外 殼 施 力，以 傳 達 馬 達 轉 速 過 大 的 訊 息。已 知 外
殼 的 內 半 徑 為 0.40 m， 重 力 加 速 度 2
10 m/s
g 。
1. 當 擺 錘 恰 可 觸 及 外 殼 而 不 對 外 殼 施 力 時 ， 計 算 此 時 中 心 轉
軸 的 角 速 度 。 （ 4分 ）
2. 當 中 心 轉 軸 以 角 速 度 6 rad/s旋 轉 時 ， 計 算 任 一 擺 錘 對 外 殼
施 加 的 正 向 力 量 值 。 （ 3分 ）
3. 若 擺 錘 和 外 殼 間 的 動 摩 擦 係 數 = 0.25， 當 中 心 轉 軸 的 角
速 度 維 持 6 rad/s時 ， 計 算 任 一 擺 錘 因 摩 擦 而 損 耗 的 功 率 。
（ 3分 ）
表 2
質量
（g）
初始
溫度
（℃）
熱平衡
溫度
（℃）
冷水 100 19 24
金屬塊 A 100 100 24
中心轉軸
外殼
圖 14
0.40 m
45ﾟ
