105學測前12題

1-1. 下列基礎物理示範實驗與其主要使用器材的對應，哪一項最恰當？

• (A)彈簧秤、羅盤（磁針）、檢流計、雷射光源

• (B)彈簧秤、檢流計、羅盤（磁針）、雷射光源

• (C)雷射光源、羅盤（磁針）、檢流計、彈簧秤

• (D)檢流計、羅盤（磁針）、彈簧秤、雷射光源

• (E)羅盤（磁針）、彈簧秤、雷射光源、檢流計

2-4. 在紙面上兩條垂直的載流長直導線，其電流均為，方向如圖1所示。圖中四個象限分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，則下列關於各區磁場的敘述，哪一項正確？

• (A)除象限Ⅰ外，其餘均無磁場垂直穿出紙面的區域

• (B)僅有象限Ⅱ具磁場量值為零的區域

• (C)僅有象限Ⅲ、Ⅳ具磁場量值為零的區域

• (D)象限Ⅲ的磁場方向均為垂直穿入紙面

• (E)象限Ⅳ的磁場方向均為垂直穿出紙面

3-5. 將光投射在金屬表面使其產生光電子，再利用磁場引導並選出具有相同速度之電子，使其通過單狹縫後，投射於能夠探測電子的屏幕上，經過一段時間的紀錄，發現在屏幕上各點累積的電子數目，其分布呈現繞射條紋。欲解釋上述的實驗現象，下列敘述何者最適當？

• (A)需用到光及電子的波動性

• (B)需用到光的波動性及電子的粒子性

• (C)需用到光的粒子性及電子的波粒二象性

• (D)需用到光的粒子性，不需用到電子的粒子性或波動性

• (E)需用到電子的粒子性，不需用到光的粒子性或波動性

4-6. 某生觀測拉緊的水平細繩上行進波的傳播，發現繩上相距1.5 cm的甲、乙兩點，其鉛直位移之和恆為零，而甲點鉛直位移隨時間的變化如圖2所示。試問下列何者可能是此繩波的波速？

• (A) 12 cm/s

• (B) 7.5 cm/s

• (C) 5.0 cm/s

• (D) 4.5 cm/s

• (E) 3.0 cm/s

5-29.在地球上觀測氫原子光譜，於波長486 nm處有一光譜線。天文觀測發現某一星系甲的氫原子光譜中，此486 nm譜線移到492 nm；而另一星系乙的氫原子光譜中，此譜線則移到500 nm。若此天文觀測的結果符合哈伯定律，則下列有關星系甲與乙之敘述，哪些正確？（應選2項）

• (A)所觀測到之星系甲向地球靠近

• (B)所觀測到之星系乙離地球遠去

• (C)相較於星系乙，所觀測到之星系甲距地球較遠

• (D)相較於星系乙，所觀測到星系甲的遠離速率較小

• (E)所觀測到之光譜皆是目前星系甲與乙所發出的光譜

6-30.將一個小球從地面鉛直上拋，假設空氣阻力可以忽略。圖10中甲時刻和乙時刻分別對應於小球往上升及往下掉的過程中，在任一相同高度處的運動狀態，則下列有關小球於甲、乙兩時刻對應的物理量，哪些一定相同？（應選3項）

• (A)甲、乙兩時刻的加速度

• (B)甲、乙兩時刻的速度

• (C)甲、乙兩時刻的重力位能

• (D)甲、乙兩時刻的動能

• (E)從地面至甲時刻的時間與自最高點掉落至乙時刻的時間

7-31.電磁爐是利用平行於爐面的平面線圈，通電後改變通過金屬鍋底的磁場使其產生應電流，鍋底因電流熱效應而加熱食物。考量設計電磁爐時在其他變因保持不變且可正常工作的條件下，改變下列哪幾項因素，可以加速煮熟食物？（應選3項）

• (A)增加產生爐面磁場之交流電源的電壓

• (B)增加產生爐面磁場之交流電源的電流

• (C)將電磁爐放置在一大型永久磁鐵上

• (D)將交流電源改為高壓直流電源

• (E)增加產生爐面磁場之線圈匝數

聯合國大會宣布2015年為「國際光之年」，世界各國紛紛展開推廣活動，希望大眾了解「光科技」的重要性。想要了解光的特性，首先要認識電磁波光譜。電磁波可依其頻率的高低或波長的長短來劃分。將波長由長到短排列，則分別為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線及伽瑪射線，而波長愈長的能量愈低。人眼可看到的只有可見光，其波長約介於380~750 nm。

高效率藍光發光二極體（LED）的發明，促使明亮省電的可見光光源得以實現，因而獲頒2014年物理諾貝爾獎。此外，由於雷射光是單一波長的光源，易聚光為極細且強的光束，因此雷射的發明對現代科技應用貢獻甚多。

演化使生物與光呈現多樣化的關係。動物以視覺感應光，偵測週遭環境，植物以生化反應從光中提取能量，但只有少數物種主動發光。會發光的生物體通常發冷光，此冷光不同於白熱光。螢火蟲是在陸地上發黃光的生物，雙鞭毛蟲（又稱甲藻）則在夜間發藍綠光，使海水閃放藍綠光。

天文觀測是以接收宇宙中天體所發出的光為主，科學家透過觀測恆星、星系所發出的光，得以研究恆星演化、宇宙起源等問題。光速雖然快，但在浩瀚的宇宙中，許多天體發出的光仍須傳遞很久才會抵達地球。

8-37.人造光源發光效率約如表2所示，表中的流明（lm）為經人類視覺效率調整之後的照明單位。下列敘述哪些正確？（應選2項）

• (A)紅光光子的能量大於藍光光子

• (B)使用油燈時釋出的二氧化碳量與其他燈具差不多

• (C)在同一時段提供相同的照明，鎢絲燈泡產生的熱能多於螢光燈

• (D)在同一時段提供相同的照明，使用螢光燈所消耗的電能約是使用發光二極體的1/4倍

• (E)在同一時段提供相同的照明，使用鎢絲燈泡所消耗的電能約是使用發光二極體的20倍

9-38.下列有關光的敘述，哪一項錯誤？

• (A)紫外線可被大氣中的臭氧層吸收

• (B)雷射可用於外科手術，替代傳統的不銹鋼手術刀

• (C)光碟所存的訊息，可由雷射光束讀取

• (D)光纖可以導引光的方向

• (E)紅外線比紫外線易破壞原子間的鍵結

41-43為題組
一物體的動量定義為質量與速度的乘積。假設甲、乙兩物體的質量分別為 $m$  與 $m'$  ，此兩物體於 $\Delta t$  時段內發生正面碰撞，碰撞前後的速度變化量分別 $\Delta v$  為與 $\Delta v'$  。依據牛頓第二運動定律，在 $\Delta t$  時段內甲、乙的平均受力 $F$  與 $F'$  分別為 $F=m\frac{\Delta v}{\Delta t}$  與 $F'=m'\frac{\Delta v'}{\Delta t'}$  ，而根據牛頓第三運動定律 $F=-F'$  ，故可得 $m\Delta v+m'\Delta t'=0$  ，此即為 「動量守恆律」。依據前述牛頓運動定律、動量守恆律，以及外力所作的功等於物體動能變化量的定理，回答下列41-43題有關碰撞的問題。
10-41.以高速攝影機拍攝一質量為50 g之網球撞擊牆面的過程，所得到的球中心速度對時間的變化如圖12所示，則在撞擊牆面的過程中，網球受到牆面平均作用力的量值，最接近下列何者？

• (A) 0.02N

• (B) 0.2N

• (C) 2N

• (D) 20N

• (E) 200N