1、大學入學考試中心 107學年度指定科目考試試題 物理考科 作答注意事項 考試時間：80分鐘 作答方式： 選擇題用 2B 鉛筆在答案卡上作答；更正時，應 以橡皮擦擦拭，切勿使用修正液（帶）。 非選擇題用筆尖較粗之黑色墨水的筆在 答案卷 上 作答；更正時，可以使用修正液（帶）。 未依規定畫記答案卡，致機器掃描無法辨識答案；或 未使用黑色墨水的筆書寫答案卷，致評閱人員無法 辨認機器掃描後之答案者，其後果由考生自行承擔。 答案卷每人一張，不得要求增補。 第 1 頁 107年指考 共 7 頁 物理考科 - 1 - 第 壹 部 分 ： 選 擇 題 （ 占第 壹 部 分 ： 選 擇 題 （ 占 80 分 ）
2、分 ） 一 、 單 選 題 （ 占一 、 單 選 題 （ 占 60 分 ）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，請畫記在 答案卡之選擇題答案區。各題答對者，得3分；答錯、未作答或畫記多於一個選 項者，該題以零分計算。 1. 假 設 地 球 可 視 為 密 度 均 勻 的 孤 立 球 體，比 較 以 下 甲、乙、丙 三 處 的 重 力 場 強 度， 由 大 至 小 排 列 順 序 為 下 列 何 者 ？ 甲 ： 臺 灣 東 岸 海 平 面 一 處 。 乙 ： 大 氣 層 對 流 層 頂 。 丙 ： 福 衛 五 號 人 造 衛 星 軌 道 （ 地 面 上
3、 空 高 度 720 公 里 ） 。 (A) 丙乙甲 (B) 甲乙丙 (C) 乙丙甲 (D) 甲丙乙 (E) 乙甲丙 2. 下列關於哈伯定律和宇宙膨脹的敘述，何者正確？ (A) 顏色越偏紅的星系離我們越遙遠 (B) 哈伯定律最早是由愛因斯坦所提出 (C) 地球到太陽的距離正以宇宙膨脹的速率隨時間而增加 (D) 根據哈伯定律，遙遠星系的遠離速率正比於它跟我們的距離 (E) 宇宙目前正在膨脹是由於觀察到我們的銀河系內各星座之間的距離隨時 間而增加 3. 已 知 水 的 比 熱 約 為 4.19 kJ/(kg K)， 冰 的 熔 化 熱 約 為 335 kJ/kg。 有 一 組 學 生 欲 測 量
4、金 屬 的 比 熱，經 討 論 後 決 定 先 將 冰 與 水 放 入 一 絕 熱 容 器 中 混 合。已 知 在 0C達 成 熱 平 衡 時，水 有 0.39 kg，而 冰 有 0.01 kg。此 時 將 溫 度 為 82.0C、質 量 為 0.20 kg 的 金 屬 球 放 入，若 整 個 系 統 再 度 達 到 熱 平 衡 時 的 溫 度 為 2.0C，且 過 程 中 的 熱 量 散 失 可 不 計 ， 則 金 屬 球 的 比 熱 最 接 近 多 少 kJ/(kg K)？ (A) 0.17 (B) 0.25 (C) 0.31 (D) 0.42 (E) 0.61 4. 將相同種類的理想氣體
5、分別灌入兩個不同的密閉容器中，當氣體達到熱平衡後， 下列關於兩容器內氣體性質的敘述，何者正確？ (A) 溫度較高者，壓力必定較大 (B) 體積較大者，壓力必定較小 (C) 壓力較大者，氣體分子的平均動能必定較大 (D) 莫耳數較大者，氣體分子的總動能必定較大 (E) 溫度較高者，氣體分子的方均根速率必定較大 5. 下列關於原子的敘述，何者最符合拉塞福模型或波耳模型的原始主張？ (A) 原子中有正電荷和負電荷 (B) 原子中的正電荷集中於原子核 (C) 原子質量的 10 %集中於原子核 (D) 原子核主要是由質子和中子構成 (E) 氫原子的光譜為不連續，是因為光具有粒子的特性 107年指考 第
6、2 頁 物理考科 共 7 頁 - 2 - 6. 在已知的 37 種碘的同位素中，只有碘-127 是穩定的，其他都具有放射性，例如 碘-138 原子核可衰變成為氙原子核，並放出一未知粒子 X 及反微中子，其核 反應式為： 138mp 5354q IXe+ X+。已知 138 53I的質量數為 138，所帶基本電荷數為 53，則 m+p+q 等於下列何數？ (A) 136 (B) 137 (C) 138 (D) 139 (E) 140 7. 掃 描 顯 微鏡 可 以 用探 針 觀 察微 小 尺 度的 現 象 與操 控 微 小尺 度 的 物體 。 若 探針可 感測及操控的最小尺度約為針尖粗細的 1.
7、0 %，則能感測單一原子的探針，其針 尖粗細最大的尺度約為下列何者？ (A) 10 mm (B) 10 m (C) 10 nm (D) 10 pm (E) 10 fm 8. 一支均勻直尺的長度為 30 cm，若在直尺上距離直尺左端 25 cm 處放置一質量為 50 g 的小物體，則須於直尺上距離直尺左端 20 cm 處支撐直尺，方可使其維持 水平狀態。該直尺的質量為多少 g？ (A) 20 (B) 30 (C) 50 (D) 60 (E) 70 9. 以每個電子的動能均為K的低能量電子束，射向間距為d的雙狹縫，然後在距離 狹縫為L之屏幕平面上，以探測器測出屏幕平面各位置電子數目的密度，在Ld
8、時，發現兩相鄰電子數目密度最小處的間隔為y；若將電子的動能改為 4K，則 兩相鄰密度最小處的間隔約為下列何者？ (A) 4 y (B) 2 y (C) y (D) 1 2 y (E) 1 4 y 10. 照 相 機 鏡 頭 透 鏡 的 焦 距 和 光 圈 直 徑 大 小 的 比 值 稱 為f數 （ 也 稱 為 光 圈 數 或 焦 比 ） 。 已 知 單 位 時 間 通 過 鏡 頭 的 光 能 和 光 圈 的 面 積 成 正 比 。某 一 數 位 照 相 機 鏡 頭 透 鏡 的 焦 距 固 定 為50 mm，當f數 設 定 為2，可 得 最 佳 照 片 的 正 確 曝 光 時 間 為 1 450
9、 秒 ， 若 將f數 設 定 改 為6， 則 其 最 佳 的 曝 光 時 間 應 為 多 少 秒 ？ (A) 1/6 (B) 1/12 (C) 1/50 (D) 1/150 (E) 1/900 11. 已 知 音 階 上 中 央C的 頻 率 為262 Hz， 每 升 高n個 八 度 音 ， 聲 音 頻 率 就 變 為 原 來 的2n倍。當 聲 速 為340 m/s時，若 欲 用 兩 端 開 口 的 管 子 做 成 管 風 琴，在 僅 考 慮 基 音 頻 率 的 情 況 下 ， 其 能 彈 奏 的 最 高 音 為 中 央C升 高 兩 個 八 度 音 ， 則 最 短 管 子 的 長 度 最 接 近
10、 多 少cm？ (A) 28 (B) 24 (C) 20 (D) 16 (E) 12 第 3 頁 107年指考 共 7 頁 物理考科 - 3 - 12. 電磁流量計可以量測導電流體的流量（單位時間流過的流體體積） ，常用來量測 血液在血管中的流速。如圖1所示，它是由一個產生磁場的線圈，及用以量測電 動 勢 的 兩 個 電 極 所 構 成 ， 可 架 設 於 管 路 外 來 量 測液體流量。以V代表流速，B代表電磁線圈 產生的磁場，D代表管路內徑，若磁場B的方 向、流速V的方向與量測感應電動勢兩極連線 的 方 向 三 者 相 互 垂 直 ， 則 量 測 到 的 感 應 電 動 勢 會和下列何式成
11、正比？ (A) /BD V (B) 1/VBD (C) /VBD (D) /VB D (E) VBD 13. 一金屬厚球殼的內、外半徑分別為 1 R與 2 R，中空球心處靜置一電量為q的點電 荷，如圖2所示。設庫侖常數為k，則在金屬球殼內距球心為r處（ 12 0， 橫 軸 的 截 距 為 W h 。 2 解 法 一 若 線 圈 電 流i越 大 ， 則 產 生 的 磁 場B越 大 ， 而 斜 率 越 小 ， 因 此 可 以 畫 出 下 圖 ： 兩 直 線 交 點 即 為 截 距 W h ， 因 此 可 得 功 函 數 。 解 法 二 若 線 圈 電 流i越 大，則 產 生 的 磁 場B越 大，而
12、 斜 率 越 小，然而 實 驗 難 免 有 誤 差 ， 兩 直 線 可 能 有 不 同 的 截 距 ， 因 此 得 到 圖 形 如 下 ： 由 兩 截 距 的 算 數 平 均 數 為 W h ， 可 求 得 功 函 數W。 3 第二題 第二題 第 (1)小 題 N 點 處 的 電 位為 V () kqkqkqr RrRR Rr 第 (2)小 題 (a) 如圖所示，假設轉動軸心位於兩電荷連線上之 O 點處， O 點 與 兩電荷距離分別為 x 與rx，兩電荷在電場中受 力 量 值 均為qE，方向相反，因此水分子所受的力矩量 值 為 rFsinqEsinrxqEsinx qrEsinpEsin (b) 水 分 子 所受的力矩量值為 304 1 (6.3 10) (5.0 10 ) 2 pEsin 25 1.575 10 25 1.6 10(N m) 第 (3)小 題 食 物 中 的 水 分 子 為 極 性 分 子 ， 具 有 電 偶 極 矩 ， 電 磁 波 來 回 變 動 的 電 場 會 使 水 分 子 受 到 力 矩 作 用 來 回 轉 動 ， 並 且 不 斷 撞 擊 周 圍 的 分 子 使 其 加 速 ， 因 而 讓 食 物 快 速 產 生熱量。 O
