2017年台湾省高考物理试题卷（含答案）.pdf

1、大學入學考試中心 106學指定科目考試試題 物考科 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；正時， 應以橡皮擦擦拭，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；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，其後果由考生自承擔。 答案卷每人一張，得要求增補。 第 1 頁 106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 ）分 ） 一 、 單 選

2、 題 （ 占一 、 單 選 題 （ 占 60 分 ）分 ） 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，該題以分計算。 1. 日常生活中常見的運動與牛頓運動定律息息相關，下列有關牛頓三大運動定律的 敘述，何者正確？ (A) 依據第二定律，運動物體的速度方向必定與其所受合力的方向相同 (B) 依據第二定律，運動物體的位移方向必定與其所受合力的方向相同 (C) 用槳划水使船前進及加速的過程，可分別利用第三與第一定律解釋 (D) 用噴氣使火箭前進及加速的過程，可分別利用第三與第二定律解

3、釋 (E) 溜 冰選 手站 立於 光滑 水平 地面 以手 猛推 一下 牆壁 ，反 彈及 其後 以等速度 離開，可分別利用第一與第二定律解釋 2. 光滑水平地面上靜置一長板，板上有一人相對於板面自靜止開始向右直行，如圖 1 所示。若長板和地面間的摩擦力因地面光滑而可 完全忽略，則下列相關敘述何者正確？ (A) 人在行走過程中，人對長板不作功 (B) 人在行走過程中，地面對長板作負功 (C) 人和長板所形成的系統，其質心位置不變 (D) 人和長板所形成的系統，其質心會漸向右移 (E) 此人停下腳步後，人會連同長板相對於地面向左滑動 3. 近年科學家發現某一顆巨大的類地球行星，其質量為地球的 17

4、倍、直徑為地球 的 2.3 倍，它像地球一樣擁有堅固的表層，因此被天文學家歸類為“巨無霸地球” 。 假 設 該 星球 與 地 球皆 可 視 為均 質 的 球體 ， 則 該行 星 表 面的 重 力 加速 度 約 為地球 的多少倍？ (A) 0.31 (B) 2.2 (C) 3.2 (D) 7.3 (E) 39 4. 在平直光滑軌道上有一運動中的甲玩具車，質量為 1 m，與另一質量為 2 m的靜止 乙玩具車發生正面的彈性碰撞，碰撞後甲車反彈，乙車則沿甲車碰撞前之運動方 向前進，若碰撞後兩車的速率相同，則 1 m與 2 m的關係為下列何者？ (A) 12 3mm (B) 12 2mm (C) 12

5、2mm (D) 12 3mm (E) 12 23mm 5. 一 靜 止 於 光 滑 水 平 地 面 的 彈 簧 槍 ， 將 一 顆 質 量 為0.20 kg的 鋼 珠 以 相 對 於 地 面 為 4.0 m/s的水平速度射出，已知這一發射過程的能量完全由壓縮的理想彈簧提供， 彈簧的力常數為 3 2.4 10 N/m，裝鋼珠前彈簧槍的質量為1.0 kg。彈簧槍槍身可於地 面上自由滑動，若忽略過程中的所有摩擦力，則彈簧槍在一開始要發射鋼珠時， 彈簧被壓縮的長度為下列何者？ (A) 3.6 cm (B) 4.0 cm (C) 4.6 cm (D) 5.0 cm (E) 5.6 cm 圖 1 106年

6、指考 第 2 頁 物理考科 共 7 頁 - 2 - 6. 在飛機發生空難沉入海中後，飛機上的黑盒子會發出頻率為33kHz的超聲波，以 提供搜救船隻利用聲納探測其位置。已知海水中的聲速約為1500m/s，則此超聲 波的波長約為下列何者？ (A) 500m (B) 150m (C) 22m (D) 0.045m (E) 0.010m 7. 在一項水波槽實驗中，當水波由深 1 公分的淺水區入射至深 2 公分的深水區時， 在 淺 水 區與 深 水 區的 交 界 處發 生 折 射現 象 。 假設 水 深 與水 波 的 振幅 都 比 波長小 得多，以致水波的波速平方與水深成正比，則下列敘述何者正確？ (A

7、) 若入射角為30，則折射角為45 (B) 若入射角為30，則折射角為53 (C) 若入射角為45，則折射角為60 (D) 若入射角為53， 則 折 射 角 為30 (E) 若入射角為60，則折射角為45 8. 如圖 2 所示，一個很寬的水槽內裝有深度為H的水，水的折射率為4/3。若在水 槽底部放置一半徑為/2H之半球形凸面鏡，並 以平行光源垂直液面入射，則由水面上方沿著 接近鉛直主軸的方向往下看時，所觀察到的凸 面鏡焦點，最接近水面下哪一深度處？ (A) 3/8H (B) 2/3H (C) 9/16H (D) 3/4H (E) 3/2H 9. 有 一 登 山隊 員 攜 帶一 個 圓 筒形 鍋

8、 子 上山 ， 此 鍋子 蓋 上 鍋蓋 後 可 以只 靠 鍋 蓋重量 而完全密閉，煮飯時在高山營地中測得當地氣壓為 720 毫米水銀柱，若要使鍋內 的水恰在 100C時沸騰，而圓筒鍋的內直徑為 20 公分，則鍋蓋約需為多少公斤 重？ （1 大氣壓 760 毫米水銀柱 3 1.0310克重/平方公分 5 1.01 10牛頓/平方 公尺） (A) 0.7 (B) 7 (C) 17 (D) 37 (E) 70 第 10-11 題為題組 美國早期使用愛迪生創設的直流供電系統，電壓為110V。已知此系統之傳輸電纜線 的 電 流 為100A， 供 電 區 域 的 地 球 磁 場 量 值 為 -5 5.0

9、10 T， 而 真 空 磁 導 率 -7 0 410 T m/A。 10. 若每一用戶平均每月使用 300 度的電，假設可忽略傳輸電纜線所消耗的能量，則 此供電系統約可供給幾戶的電力需求？ (A) 10 (B) 26 (C) 35 (D) 48 (E) 60 11. 試 問 距 此供 電 系 統中 一 段 長直 的 電 纜線 多 少 垂直 距 離 處， 其 電 流所 產 生 的磁場 與地球磁場的量值相等？ (A) 50 m (B) 35 m (C) 10 m (D) 2.5 m (E) 0.40 m H 圖 2 第 3 頁 106年指考 共 7 頁 物理考科 - 3 - 12. 現 代科 技中

10、 常以 光電 倍增 管將 微弱 的光 訊號 轉換 並增 強為 電訊 號。 有一 光電倍 增管的訊號輸出端串聯一個50的電阻器，形成迴路。若此電阻器兩端之電壓與 時間的關係如圖 3 實線所示，則光電倍增管所輸出脈衝訊號的電量最接近下列 何者？（ 9 1ns10 s ） (A) -7 10 C (B) -9 10 C (C) -11 10C (D) -13 10C (E) -15 10C 13. 一長度及截面積固定且符合歐姆定律的柱形電阻器串接安培計後，兩端再接上直 流電源供應器，若各器材均正常運作且溫度變化的影響可忽略，則改變直流電源 供應器的輸出電壓時，下列敘述何者正確？ (A) 電流隨輸出電

11、壓增大而減小 (B) 電流不隨輸出電壓的變化而變動 (C) 電阻器的電阻隨輸出電壓增大而增大 (D) 電阻器的電阻隨輸出電壓增大而減小 (E) 電阻器的電阻固定，不隨輸出電壓的變化而變動 14. 一個質子與一個粒子以相同速度分別射入不同的均勻磁場中，其速度皆與磁場 方向垂直，因而質子與粒子在各別磁場中皆作等速率圓周運動。若質子與粒 子的軌道半徑大小相同，則質子與粒子所進入的磁場強度比為何？ (A) 1:2 (B) 2:1 (C) 1:8 (D) 8:1 (E) 1:1 15. 為驗證通有電流I的長直導線在磁場中受到磁力，將一條平行於x軸的導線通以 沿+x軸方向的電流，如圖 4 所示，其中 x、

12、y 軸在紙面上。若一均勻磁場對導線 的作用力可使導線懸浮空中，即磁力指向+z軸方向（垂直穿出紙面） ，則此均勻 磁場的方向為何？ (A) +y軸方向 (B) y軸方向 (C) +z軸方向 (D) z軸方向 (E) x軸方向 x z I y 圖 4 圖 3 電壓（mV） 100 時間（ns） 50 20 0 40 60 106年指考 第 4 頁 物理考科 共 7 頁 - 4 - 16. 在如圖 5 所示的水平面（即紙面） ，有均勻的電場和磁場兩者方向皆由紙面上方 垂直穿入紙面，一電子沿紙面以向右的初速度行進，則由紙面上方往下觀察時， 電子在進入電磁場後將會如何運動？ (A) 向右進行直線運動 (

13、B) 順時針方向偏轉、在紙面運動 (C) 反時針方向偏轉、在紙面運動 (D) 順時針方向偏轉、朝紙面上方離開 (E) 反時針方向偏轉、朝紙面下方離開 17. 一電磁鐵所產生的磁場垂直通過一截面積為 2 100cm的平面線圈。若某段時間通過 此線圈的磁場量值與時間的關係如圖 6 實線所示，則在第 15 秒瞬間，線圈上的 感應電動勢最接近下列何者？ (A) -1 10 V (B) -2 10 V (C) -3 10 V (D) -4 10 V (E) 0 18. 下列關於近代物理的敘述，何者正確？ (A) 黑體輻射具有單一波長的性質 (B) 核能發電的主要關鍵機制是光電效應 (C) 物質波是波長遠

14、小於可見光波長的一種電磁波 (D) 依據波耳氫原子模型，電子的角動量與主量子數無關 (E) 比較氦原子核中質子間作用力的量值大小時，強力電磁力重力 19. 以頻率為 0 f的紫外光分別照射兩塊金屬甲與乙後，均可測得光電子。金屬甲所產 生的光電子的截止電壓為V，金屬乙的截止電壓為3/2V。若金屬甲的底限頻率 為 0 2/3ff 甲 ，金屬乙的底限頻率為f乙，則兩者的比值 f f 甲 乙 為下列何者？ (A) 2/3 (B) 3/4 (C) 1 (D) 4/3 (E) 3/2 20. 以中子撞擊 9 4Be會產生 8 4Be及兩個中子，故 9 4Be可做為中子的倍增劑。 8 4Be緊接著 會衰變為

15、兩個相同的未知粒子X，如下所示： 98 44 Be +nBe +2n2X + 2n 此未知粒子X撞擊 9 4Be後，會使其轉變為 12 6C及另一未知粒子 Y，如下所示： 912 46 Be +XC +Y 試問Y可能為下列何者？ (A) 質子 (B) 中子 (C) 氫 (D) 氦 (E) 光子 圖 6 磁場量值（mT） 200 時間（s） 100 100 515 x x x x x x x x x x x x x x x x 圖 5 20 25 30 第 5 頁 106年指考 共 7 頁 物理考科 - 5 - 二 、 多 選 題 （ 占二 、 多 選 題 （ 占 20 分 ）分 ） 明：第21

16、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，請將正確選項畫 記在答案卡之 選擇題答案區 。各題之選項獨判定，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，該題以分計算。 21. 甲、乙 兩 車 直 線 前 進 行 駛 於 筆 直 的 水 平 道 路 上，其 速 度v對 時 間t的 關 係 如 圖7 所 示。已 知 時 間0t 時 甲 車 領 先 乙 車5公 里，下 列 關 於 兩 車 的 敘 述，哪 些 正 確 ？ (A) 甲車在4小時內均維持等速運動 (B) 甲乙兩車在第一個小時末第一次相遇 (C) 乙車在第

17、一個小時內作加速度為負值的等加速運動 (D) 乙車在第一個小時末至第三個小時末之間作等加速運動 (E) 4小時之後，兩車均停了下來，此時兩車的距離為5公里 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 00.511.522.533.544.5 時間t（小時） 圖 7 速 度 v 公 里 小 時 106年指考 第 6 頁 物理考科 共 7 頁 - 6 - 22. 如圖8所示，一錐擺（亦稱錐動擺或圓錐擺）的擺線長為l，擺錘質量為m，一 端固定於天花板上。若摩擦力、空氣阻力與繩子的質量 可忽略不計，擺線與鉛垂線的夾角為，擺線的張力設 為 F 且 擺 錘 在 水 平 面 上 以O點 為 圓 心

18、 作 等 速 率 圓 周 運 動，重力加速度為 g，則下列敘述哪些正確？ (A) 擺錘作圓周運動所需的向心力為cosF (B) 擺錘在鉛垂線的方向所受合力為0 (C) 擺錘所受合力的方向沿擺線的方向 (D) 擺錘所受合力的方向指向O點 (E) 擺錘對O點的角動量守恆 23. 某生做密閉容器內單原子理想氣體之壓力 P 與絕對溫度 T 的關係實驗， P 隨 T 的 變化由甲到乙有五個數據點，其關係接近一直線，如圖9所示。下列關於本實驗 過程中的敘述哪些正確？ (A) 容器內氣體密度保持不變 (B) 容器內氣體的總動能隨絕對溫度上升而線性增大 (C) 實驗時僅需保持容器體積不變，氣體外洩並不影響實驗

19、的結果 (D) 當容器內氣體溫度由 T 上升為2T時，其分子的方均根速率增為原來的2倍 (E) 當容器內氣體溫度由 T 上升為2T時，其分子的方均根速率也增為原來的2倍 24. 在 光 電 效 應 中 ， 已 知 電 子 要 由 甲 金 屬 內 部 移 出 脫 離 其 表 面 所 需 的 最 小 能 量 為 2.5eV。某生欲使用氣態乙原子中的電子在最低4個能階之間躍遷時所發出的不 同波長之光波，分別照射甲金屬以產生光電子。若此4個能階分別為-5.4eV、 -3.5eV、-1.6eV與-0.9eV，則在乙原子所發出之不同特定波長的光分別照射下， 甲金屬所產生之光電子的最大動能有哪些可能？ (A

20、) 0.1eV (B) 1.0eV (C) 1.3eV (D) 2.0eV (E) 3.5eV m O l 圖 8 T 甲 乙 P 圖 9 第 7 頁 106年指考 共 7 頁 物理考科 - 7 - 第 貳 部 分 ： 非 選 擇 題 （ 占第 貳 部 分 ： 非 選 擇 題 （ 占 20 分 ）分 ） 明：本部分共有二大題，答案必須寫在答案卷上，並於題號標明大題號（一、二） 與子題號（1、2、）。作答時必抄題，但必須寫出計算過程或由，否則將 酌予扣分。作答務必使用筆尖較粗之黑色墨水的筆書寫，且得使用鉛筆。每一子 題配分標於題末。 一、1. 某生欲以一雙狹縫來測量未知波長的雷射光，已知兩狹縫的

21、間距為d。 （a）試說明實驗器材的安排：須在答案卷作圖區以示意圖顯示雙狹縫、雷射及 屏幕的安排，並標示各相關的物理量。 （4分） （b）說明如何求出雷射光的波長，並指出需量測的物理量。 （3分） 2. 在求出該雷射光的波長後，若僅將雙狹縫換成單狹縫，其他裝置及各器材的 位置均保持不變，說明如何求出此一單狹縫的縫寬a。 （3分） 二、日常生活中常利用斜面使重物自高處滑落地面。今有質量為m的物體自傾斜角 為的固定斜面，以初速 0 v沿斜面下滑L的距離到達水平地面後，又繼續滑行 d的距離後停止下來，如圖10所示。假設物體可平順的由斜面滑入水平地面， 且 已 知 物 體 與 斜 面 間 及 物 體 與

22、 水 平 地 面 間 的 動 摩 擦 係 數 皆 為， 重 力 加 速 度 為g，試回答下列問題（答案以m、g、L、 0 v、表示） 。 1. 當物體沿斜面下滑距離L至斜面底部時，摩擦力對物體所作的功為何？ （3分） 2. 物體在水平地面滑行的距離d為何？（3分） 3. 物體抵達水平地面開始滑行到停止下來所花的時間為何？（4分） 圖 10 d L 106 學年度指定科目考試學年度指定科目考試 物理物理考科考科選擇題選擇題答案答案 題號 答案 題號 答案 1 D 21 CE 2 C 22 BDE 3 C 23 ABD 4 A 24 ACD 5 B 6 D 7 A 8 C 9 C 10 B 11

23、E 12 C 13 E 14 A 15 A 16 D 17 E 18 E 19 D 20 B 1 106 學年度指定科目考試物理考科非選擇題參考答案學年度指定科目考試物理考科非選擇題參考答案 物理考科的非選擇題的評量重點為考生是否能夠清楚表達推理過程，故答 題時應將解題過程說明清楚。解題的方式有很多種，但考生用以解題的觀點必須 符合題目所設定的情境。若考生表述的概念內容正確，解題所用的相關公式也正 確，且得到正確答案，方可得到滿分。若考生的觀念正確，也用對相關公式，但 計算錯誤，可獲得部分分數。本公告謹提供各大題參考答案以供各界參考。詳細 評分原則說明，請參見本中心將於 8 月 15 日出刊的

24、選才電子報 。 106 學年度指定科目考試物理考科非各大題的參考答案說明如下： 第一題第一題 第 1 小題（a） 第 1 小題（b） 雙狹縫干涉兩相鄰暗紋(或兩相鄰亮紋)之間距 L y d =，故 dy L =。 第 2 小題 方法一： 單狹縫繞射兩相鄰非中央亮帶暗紋之間距 L y a =，故 L a y = 。 雙狹縫 屏幕 d y L 雷射光束 2 方法二： 單狹縫繞射中央亮帶的寬度22 L Wy a = =，故2 L a W =。 方法三： 利用雙狹縫干涉的暗紋間距y與繞射中央亮帶的寬度W比較，設比值為n，則 2/2 / WLad n yLda = ，故 2d y a W =。 第二題第

25、二題 第 1 小題 正向力cosNmg=，故摩擦力cosfNmgmm=。摩擦力對物體所作的功為 cosWf SmgLm= 。 第 2 小題 方法一： 利用能量守恆， 2 0 1 sincos 2 mgLmvmgLmgdmm+=+，可解得 2 0 2(sincos ) 2 vgL d g m m + =。 方法二： 先求出物體滑至斜面底部速度v，速度求法有以下兩種。 1. 利用運動學求出物體滑至斜面底部速度v，物體在斜面上的加速度可由牛頓第二 運動定律sincosmgmgmam=求得sincosaggm=，由 22 0 2vvaL=+，可 得 2 0 2vvgL(sincos)m=+。 3 2.

26、 利用能量守恆求出物體滑至斜面底部速度v， 22 0 11 sincos 22 mvmgLmgLmvm+=，可得 2 0 2(sincos )vvgLm=+， 所以 22 0 2(sincos ) 22 vvgL d ag m m + =。此外，d亦可由能量守恆 2 1 2 mvmgdm=求 出 22 0 2 22 vvgL(sincos) d gg m mm + =。 方法三： 先求出第 3 小題物體抵達水平地面開始滑行到停止下來所花的時間 2 0 2(sincos )vgL t g m m + =及物體滑至斜面底部速度 2 0 2(sincos )vvgLm=+，速度求法有兩種。 1. 利

27、用運動學求出物體滑至斜面底部速度v，物體在斜面上的加速度可由牛頓第二 運動定律sincosmgmgmam=求得sincosaggm=，由 22 0 2vvaL=+，可 得 2 0 2vvgL(sincos)m=+。 2. 利用能量守恆求出物體滑至斜面底部速度v， 22 0 11 sincos 22 mvmgLmgLmvm+=，可得 2 0 2(sincos )vvgLm=+， 由速度v及時間t，可得 2 0 2(sincos )1 22 vgL dvt g m m + =。 此外，由mgmam=可得水平滑行時摩擦力引起之等減速度agm=，亦可得 2 2 0 12(sincos ) 22 vgL

28、 dat g m m + =。 4 第 3 小題 方法一： 不求出物體滑至斜面底部速度 。 由mgmam=， 可得等減速度agm=。 由 2 1 2 dat=， 可得 2 0 2(sincos )2vgLd t ag m m + =。 方法二： 利用能量守恆求出物體滑至斜面底部速度v， 22 0 11 sincos 22 mvmgLmgLmvm+=，可得 2 0 2(sincos )vvgLm=+， 再由水平地面滑行時之等減速度agm=，可得 2 0 2(sincos )vgLv t ag m m + =。 方法三： 利用運動學求出物體滑至斜面底部速度v，物體在斜面上的加速度可由牛頓第二 運動定律sincosmgmgmam=求得sincosaggm = ，假設在斜面上滑行 時間為t，則滑至斜面底部速度 0 ( sincos )vvggtm=+。在斜面上滑行距離為 0 0 2( sincos ) 22 vvt Ltvt ggm + =+，可解得 2 00 2 ( sincos ) sincos vvL gg t gg m m + = ，故滑至斜面底部速度 2 00 ( sincos ) =2(sincos )vvggtvgLmm=+，再由水平地面滑行時之等 減速度agm=，可得 2 0 2(sincos )vgLv t ag m m + = =。