出 版∕民國一一○年八月
發行所∕7 0 2 4 8 臺南市新樂路 76 號 編輯部∕7 0 2 5 2 臺南市新忠路 8 -1 號 總召集∕陳彥良
總編輯∕李心筠 主 編∕史燕玲
【試題．答案】
依據大考中心公布內容
物 理
師大附中 / 陸怡中老師 名 師 / 鍾 怡老師
一 前 言
110 年指定科目考試已經是 99 課綱施行後的最後一次考試，邁入尾聲，今年的 考題相較於去年，難度再些微提升，整體屬中等稍偏難。雖仍重基礎觀念，但不論閱 讀量及敘述過程均較去年增加，少數試題偏難；計算量較去年微增。部分考題考生需 要極大耐心理解題意；物理概念與閱讀能力需非常熟練方能得高分，且融合生活情境 的題目與去年相當其已成慣例。至於題目內容仍符合基本觀念、推理分析及綜合應用 等多個向度，各年級課程配分方面與去年相當。總歸來說，今年的題目難易度較往年 困難，閱讀理解能力及解題速度，仍然是這次物理指考的勝負關鍵。
二 試題分布與分析
大考中心歷年來對於指定考科的配分，都希望符合課程編排單元的授課時數比 例，由表一可看出大致符合。至於二、三年級出題比例可由表二得知，較 109 年度，
高一、高二部分比例與去年相同約占四成，試題分布仍偏重高三課程。
表一 110 指考物理考科試題分布及近三年配分百分比
主 題 授課 時數
節數 百分比
（％）
110 指考題號
110 指考 配分百分 比（％）
109 指考 配分百分 比（％）
108 指考 配分百分 比（％）
1 基礎物理（一） 15 6 1 3 5 3
2 力學
（基礎物理（二）
B 上）
34 15
2、3、4、5、 6、15、22、 非選二 1、2
30 23 15
3 力學
（基礎物理（二）
B 下）
34 15 7、非選二 3 6 10 28
4 熱學 12 5 18 3 6 6
5 波動 20 8 14 3 3 3
7 電磁學 45 19 10、20、21、
24、非選一 4 19 20 14
8 近代物理 24 11 11、12、16、
19 12 12 3
9 實驗 25 12
8、9、17、 非選一 1、 2、3
16 10 23
表二 近五年指考物理考科年級配分
年 級 110 指考配分109 指考配分108 指考配分107 指考配分106 指考配分
高一、高二 39 38 46 37 36
高三 61 62 54 63 64
今年高二力學部分更偏重高二上學期，例如運動學、力矩、牛頓運動定律及其應 用等章節約占三成。高三試題分布大致與授課時數相當。對於高三上採取全力準備學 測的同學而言，如果學測成績不理想，想要回頭拼指考，對於熱學、波動、光學、電 磁學、近代物理及實驗部分必須先行複習。高二部分必須掌握 A、B 版差異的章節，
深化複習方能收到效果；基礎物理的部分有印象即可，無須多所著墨。此外，須確實 掌握指考的方向與出題模式。
今年「基礎物理（一）」內容的試題仍僅 1 題，為單選題第 1 題，考膨脹宇宙光 譜的紅移現象及宇宙微波背景輻射的演進，算是 99 課綱的完結篇，未來命題可能只 在地球科學或素養題才可能出現了。此題著重在基本的科學認知，只要學測的記憶還 在，利用基本觀念即可處理。
高二力學的部分，第 2 題與去年相同，考物理量單位之因次式計算；第 3、4 題 組考投手丟球的施力量值及擊球後斜向拋射高度計算，除可使用牛頓第二運動定律 解題之外，亦可以功能定理處理。第 15 題考水平地面物體受靜摩擦力作用作簡諧運 動。而與摩擦力的作用有關之題目尚包括第 22 題及非選第二大題，為摩擦力作用對 圓周運動的影響並延伸功率損耗。此外第 6 題考力矩平衡。整體內容涵蓋高二力學範 圍，大致與日常教學課程之題型相似，算是較為傳統的題型，配分比例與往年相當。
熱、波動、光學的部分，在不包括實驗題的情況下，今年比例較去年減少，每個 章節僅 1 題，由於每年章節內考點不盡相同，因此考生須把握每個單元的基本概念，
不必去記憶過難的題目，才能用最少的時間把握最多的分數。熱學部分第 18 題考熱 氣球升空原理，屬理想氣體方程式的內容，取材自生活情境的素養導向試題。光學部 分第 13 題考薄透鏡成像，第 23 題考雙狹縫干涉與單狹縫繞射之圖樣分布及變因分 析，屬常見考古題型，只要考生有做題目練習，應可掌握此部分分數。
電磁學部分一直以來都是指考試題的重點，今年的比例亦與去年相當，還好這部 分主要是分布在高三下，如果想要繼續拼指考，那高三下認真上課還是來得及。今年 若干具特色的題目也出現在此部分。第 10 題以氣泡室內帶電粒子在均勻磁場穿越軌 跡，判斷粒子的電性及物理量關係。第 20 題考悠遊卡系統利用電磁感應原理來辨識 與傳遞資訊，其原理為法拉第電磁感應定律。第 24 題藉由范氏起電器的科學實驗，
考球形導體電場、電位與帶電量的關係。非選第一大題第 4 題考電熱原理。此種結合 生活情境應用與科學素養導向試題，與傳統題目講求直接訴求條件，解出正確答案之 命題方式不同，已成近年及未來趨勢。
最後，近代物理的部分，內容較去年為多。最有「前瞻性命題」的，不外乎第 12、19 題考 LED 燈組產生光電效應，順逆向電壓對光電流的影響，以及海魚放射性 活度的計算。筆者曾在 311 福島屆滿十周年之際，新聞報導日本欲將瀕臨儲滿之核廢 水排放，引發全球關注，聯想今年指考恐將對舊課綱所教的放射性物質之半衰期有所 著墨，可算是觸及時事命題。此外，跨章節命題模式，今年著墨不多，包括第 5 題考 不同星球上對簡諧運動週期之變因分析；第 7 題考小球產生彈性碰撞結合力學能守恆 分析擺盪高度；第 24 題考靜電導體接地後之電流計算等均屬此一模式。
今年實驗題又較去年增加，選擇題第 8、9、17 題，包括「氣柱的共鳴」、「電 流天平」、「水波折射」等實驗之外，非選擇題今年出在熱學部分—「金屬的比熱」， 由於本實驗即將走入歷史，根據課綱交替的慣例，相信與多數老師看法相同，均推測 會是今年最有機會之實驗命題，算是猜題成功，相信只要有實際操作經驗的同學，會 比較容易答題。除鼓勵學生動手做實驗外，測驗學生的基本理論，也考驗實驗操作和 設計等能力，還要懂得如何闡述分析實驗原理及寫出實驗報告，此將與未來新課綱探 究實作課程連結，有助於鼓勵教學現場正常化。
三 試題難易度分析
若依照試題內容的知識理解、推理分析，應用與綜合等目標，大致可將題目分成 容易、中等偏易、中、中等偏難、困難等五個等級，可整理出 110 年指考物理科試題 難易度如表三。由列表可知，今年的題目和去年相比，中等偏難的題目與難題約占四 成，然簡單題目大幅減少，整體而言難度與去年相當，但對於中等程度考生不利，故 預測今年均標恐會下降，然對於前段考生則不受影響，此外，今年實驗題對考生而言 較為熟悉，預估頂標不會有太大改變。
表三 110 指考物理科試題難易度分析表（數字為試題題號）
試題 難易度
基礎物理
（一）
基礎物理
（二）
B 上
基礎物理
（二）
B 下
選修物理
（上）
選修物理
（下）
109 年 總計
108 年 總計
容 易 1 3 6 分 17 分
中等偏易 8 16、20 9 分 9 分
中 等
4、5、 15、22、 非選二1
17、23、 非選一 1、2
9、10、 11、非選 一 4
42 分 18 分
中等偏難 2、6、非
選二 2 7 24、非選
一 3 23 分 34 分 困 難 非選二 3 13、14、
18
12、19、
21 20 分 22 分
四 試題特色
茲就 110 指考物理科試題的特色分析說明如下：
1
重閱讀理解，分析計算量大幅提升由近年題目的設計可以發現，題目盡可能跳脫既有題型的問法，強調觀念是否正 確，並且希望考生就文字敘述解讀題意做判斷，本年度題幹字數亦多，一般考生會寫 不完，故對於題意理解有障礙的考生而言是一大災難。例如第 14 題藉由圖表分析 P 波、S 波先後抵達宜蘭市，如何藉由預警系統計算出苗栗市的應變時間。第 19 題則 藉由文字敘述半衰期及放射性活度的計算方式，計算大型海魚中，銫-137 的檢驗容 許量。數字線索複雜，題目敘述冗長，頗有學測考題的味道，需要時間耐心閱讀完後 判斷找尋關鍵敘述，且作大量的計算，堪稱本份考題中最難的部分，必須掌握觀念小 心謹慎，方可拿分。
此外，今年試題難度約呈現兩極化的現象，題目普遍具有鑑別度，學生需要多思 考判斷才能作答。試題多達 15 題需動筆計算，與去年相當，幾乎占試題一半以上，
然因重於選擇題部分，故考生恐需花費更多時間，而無法就非選擇題完整作答，這亦 是可能會使總體分數下降的原因。
2
傳統與創新題型並陳本次考題可謂新舊並陳，其中傳統題型包括第 6、7、15、22、23 等題，仍是一 般學校教授之重點題型，考生仍能依所學就既有觀念解題。但今年試題靈活度高、創 新題型多、需思考的時間較長，加上中等難度以下的題型變少，可能讓考生有挫折 感，大部分學生要完成整份試題並不容易。
3
著重情境結合的素養導向今年考題結合生活情境的物理素養命題，包括第 3、4、6、15、18、19、20、24 題；結合科學素養題材，包括第 10、12、14 題。兩者高達 11 題，考出生活與學術探 究情境結合，包含起重機、氣泡室、LED 燈組光電效應、地震預警、無線射頻辨識
技術— RFID 基本原理、放射性活度、范氏起電器的科學實驗、調速器等與情境結
合的素養導向及時事題，是近年命題趨勢。誠如大考中心所言，逐步朝科普之開放式 命題前進。
4
實驗考題之延伸探究今年物理試題仍有許多實驗情境，如安培計、伏特計的內部結構、電熱板應用於 比熱測量實驗等，鼓勵考生注意實驗環節。除考實驗步驟及原理、目的外，如何思考 實驗儀器的構造及改變實驗器材發揮想像實驗的精神，這些都是老師與學生未來的新 挑戰，種種跡象顯示逐步朝 108 課綱邁進。
五 總 結
總體而言，今年考題中等偏難，由於非應屆考生之比例逐年提高，大考中心早已 注意到此一現象，即便大考中心想藉由文字敘述及計算藉以壓低分數，但因今年受疫 情影響，考生多出近月的準備時間，對於頂標及前標影響甚微。且因現今參與指考的 同學，往往是程度不錯，希望學測後指考能有所突破。由於學測難度增加，並與明年 新課綱接軌，因選擇題部分難度提升，故今年分數預測可能均後標分數會較去年下 降。此外，命題方向的改變才是關鍵。經過近年的磨合，試題內容不論是學測與指 考，已逐步開始朝 108 課綱邁進，這也是大考中心希望達成的目標。
對於未來考生們的建議，還是希望高三時能夠正常上物理課，由於學習歷程檔案 須採計高中三年表現，希望如教改專家所希望，能使高三教學正常化，別因為學測而 放棄高三進度，不僅對自己的升學有幫助，也是為分科測驗留條後路，上大學之後，
高三物理對於理工科系的學生還是非常重要的。尤其是學測僅考四科之後，大學升學 方式又回到傳統自然組與社會組分野的方式，考題不斷創新、試題除重基本觀念計算 外，更強調閱讀素養與探究，但對於在校生及程度中等以下的學生著實為難，這些都
師大附中 / 陸怡中老師 名 師 / 鍾 怡老師
第壹部分：選擇題（占 80 分）
一 單選題（占60分）
說明：第1題至第p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
答 案 E
命題出處 基礎物理（一）：第 9 章 宇宙學簡介
測驗目標 評量學生對於宇宙學的觀念認知
難 易 度 易
詳 解 A 宇宙愈遠處星體的遠離速率愈快。
B 某星系發出的光譜線有紅移現象，代表該星系正在遠離觀測者。
C 宇宙微波背景輻射自誕生至今，因宇宙膨脹而冷卻，故其溫度逐漸降低。
D 依據大霹靂學說，愈遠處的宇宙現象顯示的是宇宙演化愈早期的樣貌。
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 r 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r gD C v 正比於 sgD
D v 正比於 gsrD E v 正比於 1 sgD
答 案 C
命題出處 基礎物理（二）B 上：第 5 章 牛頓運動定律的應用
測驗目標 評量學生對於物理量的因次之分析能力
難 易 度 中
詳 解 重力加速度 g：單位為 m∕s2，因次：[L][T]－2 水的密度 r：單位為 kg∕m3，因次：[L]－3[M] 水深 D：單位為 m，因次：[L]
波速 v：單位為 m∕s，因次：[L][T]－1
令（[L][T]－2）x（[L]－3[M]）y（[L]）z＝[L][T]－1 由因次式 L 可得：x－3y＋z＝1
由因次式 M 可得：y＝0
由因次式 T 可得：－2x＝－1 ! x＝1 2，則
1
2＋z＝1 ! z＝ 1 2
∴綜合上述可得 v＝sgD
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 100 N C 110 N
D 120 N E 130 N
答 案 A
命題出處 基礎物理（二）B 上：第 1 章 運動學—直線運動 第 4 章 牛頓運動定律
基礎物理（二）B 下：第 8 章 功與動能
測驗目標 評量學生在生活中對於牛頓第二運動定律的認知與應用
難 易 度 易
詳 解 144 km∕h＝40 m∕s v2＝v02＋2×F
m×S
! 402＝0＋2× F
0.15 ×1.5
! F＝80（N）
b：本題亦可使用功能定理求解 F×S＝1
2 mv2! F×1.5＝ 1
2×0.15×402
! F＝80（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 q（cosq＝3
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 g＝10 m∕s2）
A 4 B 8 C 10 D 12 E 16
答 案 E
命題出處 基礎物理（二）B 上：第 2 章 運動學—平面運動
測驗目標 評量學生對於拋體運動之斜向拋射的分析能力
難 易 度 中
詳 解 球被擊出的初速 v0＝126 km∕h＝35 m∕s cosq＝3
5
如右圖所示，鉛直方向的初速 v0y＝35×4
5＝28（m∕s）（↑）
設棒球由打擊點經 5 s 的鉛直位移為 h
∴h＝28×5－1
2×10×52＝15（m）
則飛越全壘打牆瞬間，離地高度 H＝15＋1＝16（m）
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
答 案 D
命題出處 基礎物理（二）B 上：第 5 章 牛頓運動定律的應用 基礎物理（二）B 下：第 7 章 萬有引力
測驗目標 評量學生對於重力場強度對單擺週期與彈簧振動週期的影響
難 易 度 中
詳 解 兩者均可視為簡諧運動
甲計時器以在鉛垂面作小角度左右擺動的單擺週期 T甲＝2pzL
g ∝ 1
ag ，g：重力加速度，L：擺長
乙計時器利用彈簧讓重物在光滑水平面上振動的週期 T乙＝2pzm
k ，m：重物質量，k：彈簧力常數
T乙與 g 無關，若 g 變為 4 倍，則 T甲變為原來的 1
2 倍，T乙不變。
6 圖 1 為起重機示意圖，起重機臂 PO 和水 平線的夾角為 60n，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 30n，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 g＝10 m∕s2）
A 1600 B 2600 C 3200 D 3600 E 5200
答 案 B
命題出處 基礎物理（二）B 上：第 3 章 靜力學
測驗目標 評量學生對於力矩之定義及轉動平衡的分析能力
難 易 度 中
詳 解 令起重機臂2
PO＝l，鋼索 PS 段的張力為 T
由於起重機臂處於平衡狀態，以 O 點為支點!t順＝t逆（合力矩為 0）
!（200×10）× l
2 cos60n＋（160×10）×l cos60n＝T×l sin30n
! T＝2600（N）
圖 1
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 hL 和 hR，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 hL，則 hL：hR為何？
A 9：4 B 3：2 C 1：1 D 2：3
E 4：9
答 案 A
命題出處 基礎物理（二）B 下：第 9 章 位能與力學能守恆律 基礎物理（二）B 下：第 10 章 碰撞
測驗目標 評量學生對於兩質點間彈性碰撞前後的動量及動能守恆與單擺運動力學能 守恆之分析能力
難 易 度 中
詳 解 令左邊小球到達最低點的速率為 v1，右邊小球到達最低點的速率為 v2 且碰撞後速率各為 v1' 與 v2'
由碰撞前後動量守恆：2m×v1＋3m×（－v2）＝2m×（－v1'）＋3m×v2'…1 彈性碰撞之接近速度＝分離速度：v1－（－v2）＝v2'－（－v1'） …………2
∵左邊小球碰撞後又回到原高度
∴v1＝v1'，代入2式可得 v2＝v2' 代入1式化簡可得 2v1＝3v2
! 2d2ghL＝3d2ghR
! 4hL＝9hR! hL：hR＝9：4
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
圖 2
圖 3
答 案 D
命題出處 選修物理（上）：第 3 章 聲波
測驗目標 評量學生對於音叉與氣柱的共鳴實驗數據的認知理解
難 易 度 中
詳 解 由題圖中可得，相鄰兩共鳴點的距離即為聲波之半波長 l
2025－8＝17（cm）＝0.17（m） 則實驗所用的音叉頻率 f＝v
l0 350
0.34 01029（Hz）
故最接近 1050 Hz。
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 I1、螺線管 所載電流值為 I2、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 I1 變成－4I2，同時 I2
變成－I1
2（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
答 案 B
命題出處 選修物理（下）：第 8 章 電流的磁效應
測驗目標 評量學生對於電流天平實驗的應用推理能力
難 易 度 中
詳 解 由電流天平實驗可得：小重物重量 mg 與磁力相等時，天平恰成平衡。
mg＝I1LB＝I1L（m0nI2）………1 設後來平衡的重物質量為 m'
m'g＝（4I2）LB'＝（4I2）L（m0n I1
2）………2 圖 4
0 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
︱
mvq︱
i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
︱
mvq︱
3＞
︱
mvq︱
2＞
︱
mvq︱
1B編號 1、2、3 的粒子均帶負電，且
︱
mvq︱
1＞
︱
mvq︱
2＞
︱
mvq︱
3C 編號 1、2 的粒子均帶正電，編號 3 的粒子帶負電，且
︱
mvq︱
1＞
︱
mvq︱
2＞
︱
mvq︱
3D 編號 1、2 的粒子均帶正電，編號 3 的粒子帶負電，且
︱
mvq︱
3＞
︱
mvq︱
2＞
︱
mvq︱
1E 編號 1、2 的粒子均帶負電，編號 3 的粒子帶正電，且
︱
mvq︱
3＞
︱
mvq︱
2＞
︱
mvq︱
1 答 案 D命題出處 選修物理（下）：第 8 章 電流的磁效應
測驗目標 評量學生對於圖形中帶電質點在磁場中運動軌跡的認知與理解
難 易 度 中
圖 5
詳 解 由帶電質點在磁場中受力可得，磁力當作向心力：
qvB＝m v2 r
迴旋半徑：r＝ mv qB
由題圖中可得：r3＞r2＞r1
∴
∣
mvq∣
3＞∣
mvq∣
2＞∣
mvq∣
1另由於磁場為垂直進入紙面方向，由右手定則可判定：
粒子 1、2 進行逆時針旋轉故帶正電，粒子 3 進行順時針旋轉故帶負電。
q 科學家常用 X-射線繞射來測知晶體結構，若將波長為 l 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 h2
2m2l2 B h
2ml C h2
ml D h2
ml2 E h2
2ml2
答 案 E
命題出處 選修物理（下）：第 11 章 原子結構與原子核
測驗目標 評量學生對於波粒二象性的認知與推理能力
難 易 度 中
詳 解 因為測得相同的繞射圖樣，故電子物質波長亦為 l l＝ h
mv ＝ h f2mK
!電子的能量 K＝ h2 2ml2
w 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？
圖 6 圖 7
A B C D E
答 案 A
命題出處 選修物理（下）：第 10 章 近代物理的重大發現
測驗目標 評量學生藉由圖表分析光電效應產生之光電流與電壓的關係
難 易 度 難
詳 解 由題目可知：黃－紅光範圍的光強度比藍光範圍的光強度大很多，且光強 度與光子個數（N）與光子能量（E光）成正比。
由於 E藍＞E黃－紅 ∴N藍＜N黃－紅
如右圖所示，由 I-V 關係圖中可判 定，對光電子而言，當逆向電壓增 至 黃 － 紅 光 之 截 止 電 壓 後 ， 由 於 黃－紅光已無法產生光電效應，導
致電流突降但仍可產生光電效應，及至逆向電壓增至藍光之截止電壓後，
光電流為 0。此外對光電子而言，施加順向電壓，光電流幾達飽和，故答案 為A。
e 兩個點光源 S1、S2 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 S1、S2 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
答 案 E
命題出處 選修物理（上）：第 4 章 幾何光學
測驗目標 評量學生對於薄透鏡成像性質之分析能力
難 易 度 難
詳 解 由題意可知，使兩個點光源成像於同一位置，則其中一點光源成實像（鏡 後）；一點光源成虛像（鏡前）。
右圖為 S1成虛像、S2成實像的相關位置示意圖 令 S1成虛像，物距 p1（＋）、像距 q1（－）；
S2成實像，物距 p2（＋）、像距 q2（＋）
代入薄透鏡公式：
1 p1＋
1 q1＝
1
9………1 1
p2
＋ 1 q2
＝ 1
9………2 p1＋p2＝24………3
∣q1∣＝q2………4 由1＋2代入4可得： 1
p1＋ 1 p2＝
2 9 !
p1＋p2 p1p2 ＝
2 9 代入3式可得：p1p2＝108 …………5
由3代入5可得：p1（24－p1）＝108
! p12－24p1＋108＝0
!（p1－6）（p1－18）＝0
! p1＝6（cm），p2＝18（cm）
∴p1：p2＝1：3
圖 8
第r、t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r、t題。
r 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。）
圖 9
A 7 B 14 C 26 D 33 E 37
答 案 C
命題出處 基礎物理（二）B 上：第 1 章 運動學—直線運動 選修物理（上）：第 2 章 波動
測驗目標 評量學生藉由分析資料圖表解讀地震波傳播之時間差
難 易 度 難
詳 解 令 P 波的速度為 vP（km∕s）與 S 波的速度為 vS（km∕s） 由宜蘭市地震監測站地動加速度對時間的關係圖可得：
由地震發生至 P 波抵達宜蘭市歷時 141
vP 022（s） 由地震發生至 S 波抵達宜蘭市歷時 141
vS 037（s） 由此可推得，S 波抵達 215 km 之苗栗市歷時 215
vS
03 2（
141 vS
）055（s）
然宜蘭市預警系統抵達苗栗市歷時 141
vP ＋7029（s） 故可提供的應變時間Zt055－29＝26（s）
t 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 a m∕s2。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 m。以下各組（a﹐m）數值，何者正確？（取重力加速度 g＝10 m∕s2）
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）
答 案 B
命題出處 基礎物理（二）B 上：第 4 章 牛頓運動定律
第 5 章 牛頓運動定律的應用
測驗目標 評量學生對於物體受摩擦力作簡諧運動之分析能力
難 易 度 中
詳 解 由簡諧運動於端點之受力分析可得：
書本與書架板間之靜摩擦力 fs＝ma＝mRw2＝mR（ 2p
T ）2＜mmg m：書本質量，w：角頻率
R＝0.2×10－2 m，T＝0.40 s 代入上式可得 a＝R（ 2p
T ）
2＝0.2×10－2×（ 2p
0.40）200.50（m∕s2） aNmg ! mMa
g00.050
y 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
答 案 D
命題出處 選修物理（下）：第 11 章 原子結構與原子核
測驗目標 評量學生對於氫原子光譜之分析能力
難 易 度 中
詳 解 當基態的氫原子吸收單一頻率的光後，躍遷到主量 子數 n＝4 的激發態，氫原子回到基態時，方可測量 到六條不同波長的光譜線，如右圖所示。
∴n＝4 到 n＝1 有六條不同波長的光譜線
u 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
答 案 B
命題出處 選修物理（上）：第 2 章 波動
測驗目標 評量學生對於水波折射實驗圖形的認知與判斷
難 易 度 中
詳 解 如右圖所示，在水波槽實驗中，水波由深水區進 入淺水區，由於波速變慢，波長變小（la＞lb），
相鄰兩波前之距離變小。且入射角大於折射角
（qa＞qb），且入射波前與折射波前分別在法線兩 側，綜上所述僅B符合。
i 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 6.0×102 kg（不含球內空氣）。當加熱其內空氣，使其體積膨脹至 3.0×103 m3，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 nC？（設當時外界氣溫為 22nC，空氣 密度為 1.2 kg∕m3，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
答 案 A
命題出處 選修物理（上）：第 1 章 熱學
測驗目標 評量學生對於熱氣球升空原理結合理想氣體方程式之應用與推理能力
難 易 度 難
詳 解 設加熱至溫度 T（K）時，熱氣球內空氣密度為 r
∴空氣浮力＝（氣球重＋人重）＋熱氣球內空氣重
! 1.2×（3×103）＝（6×102）＋r×（3×103）
!r＝1（kg∕m3）
由理想氣體方程式可推得 PM＝rRT !r ∝ 1 T
∴（273＋22）×1.2＝T×1
! T＝354（K）＝81（nC）
o 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 3.2×1012 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
2.0×10－8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
答 案 C
命題出處 選修物理（下）：第 11 章 原子結構與原子核
測驗目標 評量學生對於放射性物質衰變及解讀資料與推理的能力
難 易 度 難
詳 解 現今此 100 kg 的大型海魚體內殘留的銫-137 質量為 m g
! m＝（2×10－8）×（1 2）
1530
∴15 年後每公斤的放射性活度為 3.2×1012×（2×10－8）×（1
2）
1530
100 0452（Bq∕kg）
則其每公斤的放射性活度為食品檢驗容許量之標準值的 452
100＝4.52（倍）
p 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 e 和其每匝線圈中之磁通量時間變化率 ZF
Zt 的關係 為 e＝－QN ZF
Zt ，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、N＝4、Q＝40.0，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
ZB
Zt ＝B0×2p f sin（2p ft），B0＝5.00×10
－8 T，頻率 f＝13.56 MHz，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
答 案 C
命題出處 選修物理（下）：第 9 章 電磁感應
測驗目標 評量學生對於法拉第電磁感應之應電動勢概念認知
難 易 度 中
詳 解 e＝－QN ZF Zt
＝－QN Z（BA cosq） Zt
＝－QNA× ZB Zt
＝－QNA×B0×2p f sin（2p ft）
emax ＝∣－40×4×（0.08×0.05）×（5×10－8）×2p×（13.56×106）×1∣ 02.73（V）
圖 10
二 多選題（占20分）
說明：第a題至第f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。
a 一個檢流計 G 的內部電阻為 1.0 kW，需要 10 mA 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 R1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 R2 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？
圖 11 圖 12
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 R1約為 1.0 mW C R1約為 10 mW
D R2約為 1.0 MW E R2約為 1.0 kW
答 案 BD
命題出處 選修物理（下）：第 7 章 電流、電阻與電路
測驗目標 評量學生對於安培計、伏特計內部結構的分析能力
難 易 度 難
詳 解 檢流計 G 的滿標（錶）電壓
VG＝（滿刻度電流 IG）×（檢流計滿偏轉之內部電阻 RG）
! VG ＝10 mA×1.0 kW
＝1.0×10－2 V＝10 mV……A錯誤 安培計內部並聯低電阻 R1，則：
檢流計電壓（VG）＝R1兩端電壓（V1），如圖1所示
! VG＝10（mV）＝V1＝I1×R1＝〔10－（10－5）〕×R1
∴R101（mW）……B正確 伏特計內部串聯高電阻 R2，則：
伏特計電壓（10 V）＝檢流計電壓（VG）＋R2兩端 V
圖1
s 質量為 m 的汽車在與水平面夾角為 q 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q＝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 mg sinq 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 mg cosq
D無摩擦力也可作圓周運動，此時速率 v＝hRg tanq E沿斜面向下的摩擦力可增加作圓周運動的向心力
答 案 ADE
命題出處 基礎物理（二）B 上：第 5 章 牛頓運動定律的應用
測驗目標 評量學生對於斜面上之圓周運動物體受力的分析能力
難 易 度 中
詳 解 A 若夾角 q＝0 則為水平跑道，若欲作圓周運動，需有靜摩擦力當作向心 力，故A正確。
BCD 無摩擦力也可作圓周運動，此時汽車在斜面跑 道之受力分析如右圖。
鉛直方向：合力為 0 N cosq＝mg ! N＝ mg
cosq
水平方向：正向力的水平分力當作向心力 N sinq＝Fc＝ mv2
R ! v＝hgR tanq 故BC錯誤，D正確。
E 右上圖中若增加沿斜面向下的摩擦力，可增加水平方向的分力，故可增 加作圓周運動的向心力。
N sinq＋f cosq＝Fc' ! Fc'＞Fc
故E正確。
圖 13
d 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 mm 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 mm
答 案 BCE
命題出處 選修物理（上）：第 5 章 物理光學
測驗目標 評量學生對於雙狹縫干涉、單狹縫繞射的圖樣之變因分析能力
難 易 度 中
詳 解 雙狹縫至屏幕的距離為 L＝2.00 m，狹縫間距為 d＝100 mm 由題意：中央亮帶的中央線與第二暗紋的距離＝（2－1
2）Zy干＋ 3 2 Zy干
＝1.95（cm）
∴雙狹縫干涉圖樣相鄰亮帶中線或相鄰暗紋距離Zy干＝ lL
d ＝1.30（cm） A 如右圖所示
中央亮帶的中央線與第三暗紋的距離
＝（3－1
2）Zy干＝ 5 2 Zy干
＝3.25（cm）……A錯誤
B 雙狹縫干涉圖樣之中央亮帶寬度為 Zy干＝1.30 cm……B正確
D 雷射光的波長l：1.30×107（nm）＝ l×2.00×109 100×103
!l＝650（nm）……D錯誤 C 如右圖所示
單狹縫繞射圖樣之中央亮帶的中央線與第二暗紋 的距離＝2Zy繞＝13.0 cm
E 單狹縫的縫寬 W：
Zy繞＝6.50×104（mm）＝ lL W ＝
650×10－3×2.00×106 W
! W＝20.0（mm）……E正確
f 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 3.0×106 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 k＝9.0×109 N•m2∕C2）
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 3.0×10－4 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
答 案 ACE
命題出處 選修物理（上）：第 6 章 靜電學
選修物理（下）：第 7 章 電流、電阻與電路
測驗目標 評量學生對於帶電導體球之電場、電位與帶電量的關係和推理能力以及電 流原理
難 易 度 中
詳 解 B 不帶電金屬小球移近高電壓金屬球時，相鄰端會受感應產生異性電，遠 端會受感應產生同性電，然異性電荷較接近高電壓金屬球，故金屬小球 所受合力會立即被吸引，B錯誤。
C 金屬球表面的電場 E放電＝ kQ
R放電2 ＞3.0×106（V∕m），會造成空氣游離 而放電，代入上式
E放電＝ V
R放電
! 27×104 R放電
＞3.0×106（V∕m）
∴R放電＜9.0×10－2（m）＝9.0（cm）
故 R不放電＞9.0×10－2（m）＝9.0（cm）……C正確
D 高電壓金屬球表面的電壓 V＝ kQ R ＝
9.0×109×Q
0.15 ＝27×104（V）
∴該生接觸它之前的電量 Q＝4.5×10－6（C）……D錯誤
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
I＝ Q Zt＝
4.5×10－6
5.0×10－3 ＝0.9×10
－3（A）＝0.9（mA）……E正確
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，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∕（gnC），標籤二：比熱 0.15 J∕（gnC），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∕（gnC）、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 表 2
質量
（g）
初始溫度
（nC）
熱平衡溫度
（nC）
質量
（g）
初始溫度
（nC）
熱平衡溫度
（nC） 熱水 200 100 65 冷水 100 19 24 冷水 100 15 65 金屬
塊 A 100 100 24 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（nC） 最終溫度（nC）
金屬塊 B 100 22 58
答 案 1、2見詳解 3 0.39 J∕（g．nC） 4 75％
命題出處 選修物理（上）：第 1 章 熱學
選修物理（下）：第 7 章 電流、電阻與電路
測驗目標 評量學生對於金屬的比熱測定實驗之步驟內容及實驗圖表數據之分析能力
難 易 度 中
詳 解 1 加入冷水後，可以方便測量量熱器與冷水混合後的初溫，並且使量熱器 的初始溫度略低於室溫，加入熱水後的末溫不要太高，以減少跟外界的 熱量交換，減少熱量散失。
2 量熱器內的水應以稍微覆蓋金屬塊的表面為原則，水若太少，則高溫金 屬會發生熱量散失至空氣，造成誤差；水若太多，則金屬與水的平衡時 間較長，且溫度變化不明顯。
3 由題表 1 可得：（量熱器＋冷水）吸熱＝熱水放熱
（C＋100×4.2）×（65－15）＝200×4.2×（100－65）………1 C：量熱器熱容量
由題表 2 可得：（量熱器＋冷水）吸熱＝金屬塊 A 放熱
（C＋100×4.2）×（24－19）＝100×sA×（100－24）．………2 由 1
2 可得 sA00.39 J∕（g．nC）
4 由於標籤一比熱 0.39 J∕（g．nC）屬於金屬塊 A，故標籤二比熱 0.15 J∕（g．nC）應屬於金屬塊 B。
電熱板提供的熱量與金屬塊 B 吸收的百分比 100×0.15×（58－22）
0.50×12×2.0×60 ×100％＝75％
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 45n 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 g＝10 m∕s2。
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 m＝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）
答 案 1 5.0 rad∕s，方向向下 2 4.4 N
3損耗 2.64 W，取兩位有效數字後約為 2.6 W
命題出處 基礎物理（二）B 上：第 5 章 牛頓運動定律的應用 基礎物理（二）B 下：第 8 章 功與動能
測驗目標 評量學生對於物體作等速圓周運動之受力分析及摩擦而損耗的功率之計算 能力
難 易 度 中
詳 解 1 如右圖所示，對任一擺錘而言：
鉛直方向：合力為 0
短棒給擺錘的鉛直分力＝擺錘的重量 T cos45n＝mg ! T＝ mg
cos45n
水平方向：短棒給擺錘的水平分力當作擺錘向心力 T sin45n＝mg tan45n＝mRw2
代入外殼的內半徑 R＝0.40 m、重力加速度 g＝10 m∕s2數值可得：
w＝5 rad∕s，方向向下
2 如右圖所示，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
水平方向：
圖 14
! T sin45n＋N＝mg tan45n＋N＝mRw'2 代入數值，10＋N＝1.0×0.4×62
∴N＝4.4（N）
3 損耗的功率 P ＝（mN）．v＝mNRw'＝0.25×4.4×0.4×6
＝2.64（W）02.6（W）
F
學測週計畫
國文、英文、數學 A、
物理、化學、生物、
地球科學、歷史、
地理、公民與社會
（附 3 回新式學測模擬題）
國文、英文、數學、
自然、社會
新大滿貫複習講義
數學 A、數學 B、
物理 ( 上 )、化學 ( 上 )、
生物、歷史、地理、
公民與社會
數學 A、數學 B、
物理、化學、
生物、地球科學、
公民與社會
香吉試學測講義
數學 A
翰將複習講義
國文、英文
新大滿貫總複習
國文
大講堂 文言文15 篇
數學 A
數 A 樂試
學測歷屆試題
