109 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
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單選題共 6 題
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多選題共 7 題
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綜合題共 5 題 第貳部分
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單選題共 11 題
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多選題共 1 題
作答方式：選擇題答案請填入後面之答欄中
◎註：1. 選擇題答錯不倒扣
2. 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
版權所有 請勿翻印
第壹部分：（占 60 分）
一、單選題（占 12 分）
說明：第1至6題為單選題，每題均計分，每題有n個選項，其中只有一個是正確或最適當 的選項。各題答對者，得2分；答錯、未作答或畫記多於一個選項者，該題以零分計 算。
1.、2.為題組
甲同學施力使推車具有速度v隨時間t的變化如右圖所示，已知推 車的質量為6公斤，重力加速度為10公尺/秒2，不計空氣阻力及摩擦 力影響。
Ｂ 1. 若甲同學在光滑平面上推車，則其五秒內施力總作功為多少焦耳？
(A) 0 (B) 12 (C) 21 (D) 24 (E) 42
Ｅ 2. 若甲同學推車過程中，因路面傾斜，推車高度增加1公尺，則五秒內甲同學所作之功，有 多少比例轉為推車之位能？
(A) 1／6 (B) 1／5 (C) 1／2 (D) 4／5 (E) 5／6
Ａ 3. 下列關於質量分別為m1及m2的兩物體，其彼此間之萬有引力哪些大小為 Gm1m2
R2 ？ (甲)若m1及m2為兩質點，兩質點間距為R
(乙)若m1及m2為兩均質球體，兩球心間距為R (丙)若m1及m2為兩非均質球體，兩球心間距為R
(丁)若m1及m2為兩均質正方體，兩正方體形心間距為R (戊)若m1及m2為兩非均質正方體，兩正方體形心間距為R
(A)甲乙 (B)乙丁 (C)甲乙丙 (D)甲乙丁 (E)甲乙丙丁戊
Ｅ 4. 某天上學途中小義遇見迎面而來的曉華，若曉華一邊騎車一邊唱歌，且等速朝小義靠近，
請問小義聽到曉華的歌聲會有下列哪些特色？
(甲)音高偏高 (乙)音高愈來愈高 (丙)音高忽高忽低
(丁)強度不變 (戊)強度愈來愈大
(A)甲乙戊 (B)甲丙戊 (C)丙丁 (D)乙戊 (E)甲戊
Ｃ 5. 某天阿漁意外發現，當加油站員工幫爸爸的機車加油時，透過加油槍附近的空氣看到後方 地面的影像呈現變形扭曲的狀態，請問這個是源於光的什麼現象？
(A)直近性 (B)反射 (C)折射 (D)干涉 (E)繞射 Ｄ 6. 關於光的性質，下列敘述何者正確？
(A)光的單狹縫繞射實驗，在布幕上顯示等亮度、等寬度之亮紋 (B)光的雙狹縫干涉實驗，使用較大頻率的入射光，可得較寬的亮紋 (C)若光速方向朝北，其電場方向朝東，則磁場方向朝上
(D)人在泳池中往水面上觀察，空氣中之物體之視深大於實深 (E)一般道路上於交叉路口使用之廣角鏡為凸透鏡
（ 1. 由功能原理W＝ΔK，可得施力作功W＝K′－K
＝ 1
2 mv′2－ 1 2 mv2＝ 1
2 ×6×22－0＝12(J)。）
（ 2. 推車位能增加ΔU＝mgh＝6×10×1＝60(J)，故其施力作功W＝ΔE＝ΔK＋ΔU＝12＋60＝72，所求比例為60／72＝
5／6。）
（ 3. 萬有引力僅適用於質點、均質球體外，
否則須使用積分運算。）
（ 4. 由都卜勒效應，當波源 靠近觀察者，則視頻率 增加（音高偏高），且 愈靠近點波源、強度愈 大。）
（ 5. 因油氣擾動，使中間 介質狀態不均，造成 折射現象。）
（ 6. (A)單狹縫亮紋不等寬，亮度以 中央亮帶最亮，離中央線愈遠 愈暗；(B)雙狹縫亮帶寬與波長 成正比；(C)磁場方向應朝下；
(D)正確；(E)為凸面鏡。）
二、多選題（占 28 分）
說明：第7題至第13題，每題均計分，每題有n個選項，其中至少有一個是正確或最適當 的選項。各題之選項獨立判定，所有選項均答對者，得4分；答錯k個選項者，得 該題 n－2k
n 的分數；但得分低於零分獲所有選項均未作答者，該題以零分計算。
ＣＤ 7. 下列關於物質間的基本交互作用之敘述，哪些正確？（應選2項）
(A)帶電物體可吸引中性導體，故中子與質子間亦有電引力
(B)固定距離的兩接觸物體，其摩擦力大小可隨物體受力與運動狀態而異，不符合四種基 本交互作用的特性，故應有我們尚未發現的其他基本交互作用
(C) α 衰變主要是靠強交互作用 (D) β 衰變主要是靠弱交互作用
(E) γ 衰變有強交互作用及弱交互作用
8. 右側表格是甲同學在做光電效應實驗之實驗結果，甲
同學使用不同波長的入射光，分別為λA、λB、λC， 照射不同材質的金屬板1、2、3。若有光電流產生，
則在表格中標註光電子之最大動能；若無光電流產生
，則在表格中標註X。若已知λA＞λB＞λC，且K2＞ K4，試問下列選項哪些正確？（應選3項）
(A) K4＞K3
(B)使用波長λB的入射光照射金屬板1，若增加光的強度，有可能可以產生光電效應
(C)使用波長λA的入射光照射金屬板2，可以產生光電效應
(D)使用波長λB的入射光照射金屬板3，可以產生光電效應
(E)使用波長λC的入射光照射金屬板1，可以產生光電效應
ＣＤ 9. 19世紀中，德布羅依從愛因斯坦提出之光的粒子性，提出物質波的概念，最後被證實了 物質的波粒二向性。下列關於物質波的敘述，何者正確？（應選2項）
(A)物質波與力學波波相同，只傳遞能量，不傳遞介質 (B)戴維森─革末的中子繞射實驗證實物質波的存在 (C)質量愈大者，物質波波長愈小
(D)速度愈大的電子，其雙狹縫繞射之亮帶寬度愈寬 (E)物質波的證實，說明牛頓力學不再適用
ＡＥ10. 若已知右圖中之光譜(1)為地球上某元素之原子光譜，假設其他光譜
(2)、(3)、(4)、(5)皆存在，試問下列解釋哪些正確？（應選2項）
(A)光譜(3)表示觀測星體正在遠離地球 (B)光譜(2)之觀測結果違背宇宙膨脹的事實
(C)光譜(4)表示星體有自轉的現象，故有些光譜線紅移、有些光 譜線藍移
(D)光譜(4)必為相同元素之光譜 (E)光譜(5)必為不同元素之光譜
（10.(A)光譜(3)波長變大，為紅移，表示星體 遠離地球；(B)星體間因萬有引力有繞性 的運動，有可能彼此接近，宇宙膨脹只是 大致上之趨勢；(C)(D)(E)相同元素之光譜 線，其間距不變。）
（ 7. (A)帶電物體吸引中性導體源自內部電荷分離，中子 內部無法產生電荷分離，故無引力；(B)摩擦力為電 磁力；(C) γ 衰變無力作用。）
（ 8. (A)波長大者光子能較低，由Kmax＝E－W可知相同金屬板（功函數W相同）者，光子能愈大、
電子最大動能愈大；(B)光電效應產生與否取決於光子能，而非光強度；(C)波長λA之入射光光子 能最小，故雖λB、λC之入射光之光子皆大於金屬板2之功函數，但無法確保波長λA之入射光光 子能也比功函數大；(D)若λA可產生光電效應，則光子能較大之λB亦可；(E)雖然λB有最大的光 子能，但無法確保其大於金屬板1之功函數。）
Ａ Ｄ
Ｃ 入射光波長
λA λB λC
金屬板 編號
1 X X
2 K1 K2
3 K3 K4
（ 9. (A)物質波非力學波，不具有此性質；
(B)電子；(C)正確；(D)速度愈大，物 質波波長愈小，亮帶寬度愈窄；(E)量 子力學並無推翻牛頓力學。）
ＣＤ11. 下列關於克卜勒行星三大運動定律的敘述，哪些正確？（應選2項）
(A)克卜勒藉由牛頓提出之萬有引力定律，以數學推導出行星三大運動定律 (B)地球之軌道是以太陽為圓心之圓軌道
(C)地球自近日點轉至遠日點之歷時與自遠日點轉至近日點之歷時相同
(D)地球繞日之週期T及平均軌道半徑R與火星繞日之週期T及平均軌道半徑R滿足
T2 R3之關係
(E)地球繞日之週期T及平均軌道半徑R與月球繞地之週期T及平均軌道半徑R滿足
T2 R3之關係
12. 兩木塊堆疊至於水平桌面上，如右圖所示，若木塊間之接觸面非光滑，
則下列關於敘述哪些正確？（應選3項）
(A)若施力於A、B系統，但A與B靜止於桌面上時，木塊間可能有靜
摩擦力
(B)若桌面光滑，A與B一起等速移動時，木塊間之接觸面可能有摩擦力
(C)若桌面非光滑，則施一向右的力於B時，地面給B之摩擦力必向左
(D)承(C)，地面給B之摩擦力必為動摩擦力
(E)承(C)，若A與B一起加速向右，則A受動摩擦力向左
ＣＤ13. 甲同學欲使用電線纏繞於塑膠粗吸管上中段作為螺線管，並放置鐵製圓珠於粗吸管一側 來做為自製簡易武器，試問下列敘述哪些正確？（應選2項）
(A)當電線接上直流電源，可觀察到鐵製圓珠加速衝出吸管 (B)當電線接上交流電源，可觀察到鐵製圓珠加速衝出吸管
(C)當電線接上直流電源，可觀察到鐵製圓珠在螺線管附近來回震盪 (D)欲使圓珠衝出吸管，應於圓珠移動至螺線管中央後移除直流電源 (E)此原理為電磁感應
三、綜合題（占 20 分）
說明：第14題至第18題，每題4分，每題均計分。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n個選項，答錯k個選項者，得該題 n－2k
n 的分數；但得分低於零分或所有選項均未作答者，該題以零分計算。
14.、15.題為題組
Ｃ 14. 某在水波槽的實驗中，如右圖所示，若P點為起波器， AB 為反射良好 的障礙物，請問水波在屏幕上產生的條紋為下列哪個選項？（實線表亮 紋，虛線表暗紋）
(A) (B) (C) (D)
(E)無明顯條紋產生
（14. 直線障礙物之反射物可視為一鏡面，故可視為兩個點波源產生同向干涉條紋。）
（11.(A)牛頓由克卜勒定律發想並推出萬有引力定律；(B)以太陽為焦點之橢圓軌道；(C)由 克卜勒第二定律，日地連線掃過相同面積時歷時相同；(D)(E)克卜勒第三定律適用於 繞行相同星體之軌道間的比較。）
（12.(A)若有外力施於A、B系統 上，則木塊間有靜摩擦力；
(B)必無摩擦力；(C)正確；
(D)若所施外力小於桌面之最 大靜摩擦力，則A、B維持 靜止，桌面給B靜摩擦力；
(E)向右。）
（13.螺線管接上直流電源，形成電磁鐵磁化鐵制圓珠，圓珠被磁化後受螺線管吸引、
開始加速；移動至螺線管另一側時，磁引力使圓珠減速。）
Ａ Ｄ
Ｃ
（16. (1)質量單位是唯一以原器做為定義的 基本單位，(2)是電流的定義。）
（17. 電流受磁力為電流磁效應。）
（18.由E＝h 可知普朗克常 數單為與能量／頻率之 單位相同。）
（19.選擇直線之週期性函數。）
ＢＤ15. 承上題，若使用直線型的起波器 CD ，當水波從淺水區經介面 EF 入深水區時，水波的 圖形可能為下列何者？（應選2項）
(A) (B) (C) (D) (E)
16.～18.題為題組
在2018年11月16日，第26屆國際度量衡大會通過新的國際單位制基本單位定義的提案，
並於2019年5月20日起正式實施。在原先的定義方式中， (1) 是唯一僅存以原器做為定義的 基本單位，因原器的保存不易、容易受環境影響，隨著時間的推進，也會產生些許差異。 (2) 的定義與來自於兩條無限長的直導線，在通過相等的恆定電流時所受到的力相關，但實驗上無法 實現無限長之直導線，所以也成為這次改變基本單位定義方式的原因之一。而新的定義方式，主 要是藉由精密的測量普朗克常數，再去定義其他相關的物理量。
Ｃ 16. 上述文章中的(1)與(2)，分別是：
(A)長度，電流 (B)長度，電量 (C)質量，電流
(D)質量，電量 (E)時間，力
Ａ 17. 上述文章中(2)實驗與下列哪個物理現象有關？
(A)電流磁效應 (B)電磁感應 (C)歐姆定律 (D)能量守恆 (E)質能守恆
ＢＤ18. 由光的粒子性，可推出普朗克常數之單位可能為何？（應選2項）
(A) N．s (B) J．s (C) J／s (D) m2．kg／s (E) m．kg／s
第貳部分：（占 40 分）
說明：第19題至第30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n個選項，答錯k個選項者，得該題 n－2k
n 的分數；但得分 低於零分或所有選項均未作答者，該題以零分計算。此部分得分超過40分以上，以 滿分40分計。
Ａ 19. 直立式打氣筒（示意圖及座標如右圖所示）是藉由人力的施壓，完成打 氣動作。其使用方式如下：
(1)將打氣筒風嘴對準欲打氣之物品的氣嘴並卡緊 (2)雙腳踩在打氣筒底座之踏板上
(3)使用雙手將把手上下推拉數次，即可完成打氣動作
根據以上敘述，請問若欲描述把手之運動行為，下列函數何者較恰當？
（A、B、C、D皆是定值）
(A) y＝Asin（Bt＋C）＋D (B) y＝Acos（Bx－C）＋D (C) y＝At2＋Bt＋C (D) y＝At＋B
(E)θ＝ABt＋C
（15. 淺水區入深水區，波長變大、折射角變大：入射角零時折射角 亦為零。）
（20.Fg＝Fc GM衛m地
R2 ＝M衛
4π2R
T2 T＝ 4π2R3
Gm地 R3 。∴ T甲
T乙＝( R13 ) ( R23 ) ＝( R1
R2 )
3
2 。）
（21. g＝ GM r2 ＝
G×ρ 4 3 πR3
T2 ρR3 r2
8×23
42 ＝4倍。）
（22.由慣性定律可知，零件自由落下後有初速30 m／s向上，
故作上拋運動d＝v0t－ 1
2 gt2 －35＝30t－ 1
2 ×10t2 t2－6t－7＝0 ( t－7 ) ( t＋1 ) ＝0 t＝7。）
（23.(A)(B)未知動力狀態，不可過度推論；
(C)(D)(E)零件脫落前後速度不變，無動 量變化，故由動量守恆可知火箭亦無動 量變化。）
（25. F＝ ΔP Δt ＝ mΔv
Δt ＝ 2×( 2.6－5 )
0.1 ＝－48
（負號表示向左）。）
Ｂ 20. 質量分別為M1與M2的甲、乙兩衛星均繞地球作等速圓周運動，已知甲、乙衛星的軌道 半徑分別為R1與R2，則甲衛星繞地球的週期是乙衛星繞地球週期的多少倍？
(A) ( R2
R1 )
3
2 (B)( R1
R2 )
3
2 (C) R31M1
R32M2
(D) R31M2
R32M1
(E) M1R1
M2R2
Ｄ 21. 地球半徑R、表面重力場為g，若今有一均質星球，密度為地球的8倍，半徑為2R，則 距離此星球球心4R處之重力場為？（球體體積為 4
3 πR3） (A) g／16 (B) g／2 (C) g (D) 4 g (E) 16 g 22.、23.為題組
Ｅ 22. 以初速30 m／s等速上升的火箭，在爬升到高度35公尺時，機身上自由落下一個零件，
試求零件落下到著地歷時幾秒？（重力加速度g＝10公尺／秒2） (A) 3－ 2 (B) 1 (C) 7
(D) 3＋ 2 (E) 7
Ｄ 23. 承22.題，下列對於零件自由落下瞬間之兩者運動描述，何者正確？
(A)零件脫落後火箭失去動力，停在高度35公尺處
(B)零件脫落後火箭失去動力，火箭做自由落體運動 (C)根據動量守恆，零件脫落後，火箭之速率增加 (D)根據動量守恆，零件脫落後，火箭之速率不變 (E)根據動量守恆，零件脫落後，火箭之速率降低 24.、25.為題組
Ａ 24. 甲、乙兩球在光滑平面上等速前進，甲球質量2 kg、速度5 m／s
，乙球質量3 kg、速度3 m／s。若甲球追上乙球，且做彈性碰撞
，試求兩球撞後速度分別為多少m／s？
(A) 2.6，4.6 (B) 3.2，7 (C) 2.6，7 (D) 3.2，4.6 (E)條件不足無法計算
Ａ 25. 承24.題，若碰撞接觸時間為0.1 s，則碰撞期間乙作用於甲之力為？
(A) 48牛頓，向左 (B) 48牛頓，向右 (C) 5.2牛頓，向左
(D) 5.2牛頓，向右 (E)條件不足，無法計算
26.～28.為題組
有一單擺擺錘質量為m，自擺角θ之A點靜止釋放，B點為擺 動之最低點。試依此敘述回答下列各題：（重力加速度為g）
Ｃ 26. 擺錘自A點擺至B點的過程中，重力作功W為何？
(A) 0 (B) mgLcosθ (C) mgL(1－cosθ) (D) mgLsinθ (E) mgL
（24.由彈性碰撞公式求末速：
v′1＝ m1－m2
m1＋m2＋ 2m2
m1＋m2v2＝ 2－3
2＋3 ×5＋ 2×3
2＋3 ×3＝2.6，
v′2＝ 2m1
m1＋m2v1＋ m2－m1
m1＋m2v2＝ 2×3
2＋3 ×5＋ 3－2
2＋3 ×3＝4.6。）
ＢＤ27. 承26.題，下列關於能量的敘述，哪些正確？（應選2項）
(A) B點重力位能為零
(B)擺動過程中，重力位能減少W
(C)擺錘受重力作功，力學能不守恆 (D)繩張力對擺錘作功為零
(E)因重力作正功W，重力位能減少W，兩者和為零，故擺錘力學能守恆
Ｄ 28. 試求擺錘在B點時，繩張力量值為何？
(A) mg (B) mgcosθ
(C) mg（2－cosθ）
(D) mg（3－2 cosθ）
(E) mg（1＋sinθ）
29.、30.為題組
Ｂ 29. 小美以繩子將質量2公斤的物體以繩子繫住，並以30牛頓之力鉛直將物體上拉，則物體 的加速度為多少公尺／秒2？（重力加速度g＝10公尺／秒2）
(A) 1 (B) 5 (C) 10 (D) 15 (E) 20
Ｃ 30. 承29.題，下列何者為作用力與反作用力？
(A)小美拉繩之力與物體拉繩之力 (B)繩拉物體之力與物體所受之重力 (C)小美拉繩之力與繩拉小美之力 (D)小美拉繩之力與繩拉物體之力 (E)繩拉小美之力與繩拉物體之力
（30. 「A施給B之力」的反作用力為「B施給A之力」。）
（28. 由力學能守恆，B點之動能K＝mgL(1－cosθ)＝1 2 mv2， 此時物體受繩張力與重力之合力作為向心力Fc＝T－mg＝
m v2
L ＝2mg ( 1－cosθ) T＝mg ( 3－2 cosθ)。）
（27. (A)題目無定義重力位能之零位面；
(B)正確；(C)(E)物體只受重力、彈 力、電力作功時，力學能守恆；(D) 繩張力與速度垂直，作功為零。）
（29. ΣF＝ma F－mg＝ma a＝ F－mg
m ＝ 30－2×10
2 ＝5（m／s2）。）
※請同學們撕下此張作答聯作答
109 學年度學科能力測驗模擬試題 物理科
第壹部分
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.
第貳部分
19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.
29. 30.
得 分
年 班 號 姓名
裁切線
