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一
基礎物理 ( 一 ) 全 （第 1 章 緒論、第 2 章 物質的組成、3-1 節 物體運動的軌跡）
單選題
（每題 3 分，共 60 分）
( ) 1. 下列哪一項是國際基本單位系統？ 𡸜溫度－攝氏 眞電量－庫侖 眦發光強度－ 瓦特 着物質量－莫耳 撯能量－焦耳。 ( ) 2. 下列有關科學家及其重大科學理論發現，何者正確？ 𡸜 普朗克提出光微粒說 眞湯姆森作「油滴實驗」得電子電量 e = 1.60×10-19 庫侖 眦電動機的概念是安培 提出的 着克卜勒引用第谷留下觀測行星位置的資料，計算、分析後提出行星運動 三大定律 撯哥白尼提出地球中心說的理論。 ( ) 3. 17 世紀末，哪一位科學家開創了力學，用於解釋天體和地面物體的運動，物理學才 有了具體的理論基礎？ 𡸜伽利略 眞牛頓 眦克卜勒 着哥白尼 撯阿基米德。 ( ) 4. 體積最小的原子是 𡸜氫 眞氦 眦鋰 着鈹 撯硼。 ( ) 5. 提出電磁理論，統合光學、電學、磁學成為一體，也預測電磁波的存在，發展成無 線電通訊的技術應用，改變當代文明的生活方式，此人是誰？ 𡸜伽利略 眞克卜 勒 眦牛頓 着馬克士威 撯愛因斯坦。 ( ) 6. 從原子觀點看物質的三態，其分子間距離大小關係為 𡸜氣態＞液態＞固態 眞液態 ＞固態＞氣態 眦氣態＞固態＞液態 着液態＞氣態＞固態 撯固態＞液態＞氣態。 ( ) 7. 比較電子、質子、中子質量大小為 𡸜中子＞質子＞電子 眞質子＞中子＞電子 眦電子＞中子＞質子 着質子＞電子＞中子 撯質子＝電子＝中子。 ( ) 8. 以陰極射線管實驗，證實原子中含有帶負電微粒之科學家為 𡸜道耳頓 眞拉塞福 眦波以耳 着湯姆森 撯侖琴。 ( ) 9. 下列關於原子結構的敘述，何者正確？ 𡸜質子是查兌克以 α 粒子撞擊鈹核而發現 眞中子質量比質子質量稍大 眦原子核的直徑約 10-10 公尺 着同位素的中子數相 同而質量數不同 撯拉塞福發現原子核的存在，並在原子核外找到電子。 ( )10. 目前普遍認為，質子和中子都是由被稱為上夸克和下夸克的兩類夸克組成，下列敘 述正確的是 𡸜質子由一個上夸克和一個下夸克組成，中子由一個上夸克和二個下 夸克組成 眞質子由二個上夸克和一個下夸克組成，中子由一個上夸克和二個下夸 克組成 眦質子由一個上夸克和二個下夸克組成，中子由二個上夸克和一個下夸克 組成 着質子由二個上夸克和一個下夸克組成，中子由一個上夸克和一個下夸克組 成 撯質子和中子皆由一個上夸克和二個下夸克組成，只是排列方式不同。
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◎ 11 ∼ 13 題為題組 請閱讀下列文章後，回答 11 ∼ 13 題： 拉塞福的 α 粒子散射金箔實驗： 1 909 年，拉塞福確認了鐳所放出的 α 射線為氦離子 (He2+)，進而與他的助手蓋革 (Hans Geiger) 帶著學生馬士登 (Ernest Marsden) 進行 α 粒子散射的實驗。 結果發現： 多數 α 粒子的散射角（α 粒子散射前後偏折的角度）都很小，幾乎都是直線通過金箔， 運動方向無顯著改變。 少數 α 粒子的散射角較大，大約每 8000 顆 α 粒子會有 1 顆做超過 90° 的大角度散射， 甚至有散射角為 180° 的反向散射。 1911 年，拉塞福推論金原子存在一原子核，拉塞福從實驗數據推算出金原子核的半徑應 -14
小於 10
-10
公尺，而金原子的半徑大約 10
公尺。
拉塞福的原子模型（有核原子模型）： 因為電子的質量比原子來得甚小，整個原子的質量幾乎集中於原子核，原子核帶有正電 且位於原子的中心，核外的電子被原子核的電力吸引而環繞原子核運動。 電子的運動可想像如行星繞太陽運行一般，正負電總數相等而整個原子維持電中性。 ( )11. 拉塞福的原子模型，主要是基於下列哪一項實驗結果而提出的？ 𡸜光電效應實驗 眞黑體輻射實驗 眦干涉實驗 着 α 粒子散射實驗 撯光譜實驗。 ( )12. 由上述說明，得知原子的體積大約是原子核的 𡸜 104 眞 106 眦 108 着 1010 撯 1012 倍。 ( )13. 由上述實驗，無法說明原子核的何種特性？ 𡸜原子核是由質子和中子組成 眞原 子核帶正電 眦原子核的直徑範圍遠小於原子的直徑範圍 着原子核具有原子絕大 部分的質量 撯原子是很空洞的。 ◎ 14 ∼ 15 題為題組 ( )14. 一隻小狗向東走了 300 公尺，再向西走了 600 公尺，最後再向南走了 400 公尺，則 小狗的位移量值為何？ 𡸜 100 眞 300 眦 500 着 600 撯 700 公尺。 ( )15. 此小狗的路徑長為何？ 𡸜 500 眞 700 眦 1000 着 1300 撯 1500 公尺。 ( )16. 某人上山平均速率為 1.5 公尺 / 秒，下山平均速率為 3.5 公尺 / 秒，則先上山再下山， 往返一趟之平均速率為何？ 𡸜 1.2 眞 2.1 眦 3.3 着 4.2 撯 5 公尺 / 秒。 ( )17. 一輛公車發現前方有障礙物時立即緊急煞車，在滑行過程中，下列敘述何者正確？ 𡸜速度向後、加速度向前 眞速度向前、加速度向後 眦速度與加速度有時同向、 有時反向 着速度與加速度都向後 撯速度與加速度都向前。 ( )18. 下列何者是原子質量單位？ 𡸜 u 眞 C 眦 e.c. 着 Å 撯 nm。 ( )19. 有一時鐘的秒針長為 10 公分，針尖移動一周的時間為 60 秒，則在半周的過程裡， 針尖的平均速率為 𡸜 0 眞
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π π 1 1 眦 着 撯 公分 / 秒。 6 3 6 3
物理學測 12 週
( )20. 某物體作加速度運動之 a-t 圖如圖所示，t = 0 時之速度 為 0 公尺 / 秒，則 8 秒末物體的位移為 𡸜 0 眞 20 眦 40 着 60 撯 - 20 公尺。
二
多選題
（每題 4 分，共 40 分）
( )21. 下列哪些領域屬於古典物理的範圍？ 𡸜力學 眞量子力學 眦波動光學 着電磁 學 撯相對論。 ( )22. 能量的絕對單位為焦耳，焦耳為導出單位是由下列哪些基本單位組成？ 𡸜莫耳 眞長度 眦溫度 着時間 撯質量。 ( )23. 下列有關原子核內構造的敘述，正確的是 𡸜原子核中質子要克服庫侖力而穩定存 在，必須有一很強的力，稱為核力，也稱為強作用力 眞質子與中子均由夸克所組 成 眦目前的夸克理論所提出的夸克種類共有 6 種 着核力為丁肇中所提出 撯核 力為一種長程力。 ( )24. 以下關於物體運動的敘述，何者正確？物體可以 𡸜速度為零，而加速度一定不為 零 眞等速率，卻變速度 眦變速度，而等加速度 着等速度，而變速率 撯速度 向北，加速度向南。 ( )25. 右圖為一物體作直線運動的 a-t 圖，若初速度為 12 公尺 / 秒且在正方向上，下列有關此物體運動的敘述何者正確？ 𡸜 3 秒時的速度為 + 6 公尺 / 秒 眞 2 秒時的速度為 0 眦 5 秒時的速度為 9 公尺 / 秒 着 0 到 3 秒作等速運動 撯 5 秒的末速度量值為 2 公尺 / 秒。 ( )26. 已知甲向東行 5 公尺，乙向西行 5 公尺，且兩人皆費時 4 秒，則兩人之何種物理量相同？ 𡸜 位移 眞 路徑長 眦平均速度 着平均速率 撯瞬時速度。 ( )27. 小李在一直線上運動，其速度與時間關係如圖所示。則下 列敘述何者正確？ 𡸜 在 4 秒內作等加速運動 眞 在 t = 4 秒時折返 眦 t = 4 秒時，速度為零，加速度也為零 着 4 秒內的位移為 4 公尺 撯 4 秒內速度皆與加速度同向。 ( )28. 截至目前的理論和實驗所知，下列何者為組成物質的基本 粒子？ 𡸜原子 眞中子 眦質子 着電子 撯夸克。 ( )29. 下列敘述，何者正確？ 𡸜拉塞福發現電子 眞查兌克發現中子 眦湯姆森發現質 子 着蓋爾曼提出夸克理論 撯密立坎精算出電子荷質比。
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( )30. 下列敘述，何者正確？ 𡸜作等加速運動的物體，其平均速度等於瞬時速度 眞平 均速度等於瞬時速度的物體必作直線運動 眦物體的平均速度等於初速度和末速度 和的二分之一 着等速運動必為直線運動 撯變速度運動一定為曲線運動。
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基礎物理 ( 一 ) 全
（3-2 節 牛頓運動定律～第 4 章 物質間的基本交互作用）
一
單選題
（第 1 ～ 3 題每題 2 分，第 4 ～ 21 題每題 3 分，共 60 分）
◎ 1 ∼ 2 題為題組 水平施 60 公克重的力於一木塊，使其在水平面上作 20 公尺 / 秒之等速滑行，已知木塊 的重量為 80 公克重，則 ( ) 1. 水平面對此木塊的正向力為 𡸜 20 眞 40 眦 60 着 80 撯 100 公克重。 ( ) 2. 水平面對此木塊的作用力為 𡸜 20 眞 40 眦 60 着 80 撯 100 公克重。 ( ) 3. 質量 m1 的物體受一定大小的力 2F 作用，得一加速度為 2 公尺 / 秒 2；另對一質量 m2 之物體，施以 F 的作用力，可得 3 公尺 / 秒 2 之加速度。若將兩物縛結一體，施 以 4F 之力量，則其加速度大小為 𡸜 3 眞 5 眦
9 18 23 着 撯 公尺 / 秒 2。 4 7 9
( ) 4. 已知地球質量大約是月球質量的 81 倍，且地球球心與月球球心間的平均距離為 R。 現有某一太空船位於地球球心與月球球心的連線上，且位於兩星球之間，在不考慮 其他星球對於此太空船的引力下，若此太空船受到地球與月球的萬有引力量值相 等，則該太空船與月球球心間的距離為何？ 𡸜 0.9R 眞 0.8R 眦 0.5R 着 0.2R 撯 0.1R。 ◎ 5 ∼ 7 題為題組 如圖所示，m1 = 80 公斤、m2 = 60 公斤，兩物體與水平面間之靜 摩擦係數皆為 0.4，動摩擦係數皆為 0.3，g = 10 公尺 / 秒 2，則 ( ) 5. 若水平推力 F = 30 公斤重，則 m1 與 m2 間之作用力為 𡸜 0 眞 18 眦 20 着 40 撯 10 公斤重。 ( ) 6. 若水平推力改為 F = 40 公斤重，則整體之加速度大小為何？ 𡸜 4 眞 3 眦 2 着 1 撯 0 公尺 / 秒 2。 ( ) 7. 若水平推力改為 F = 70 公斤重，則整體之加速度大小為何？ 𡸜 4 眞 3 眦 2 着 1 撯 0 公尺 / 秒 2。 ( ) 8. 如圖所示，分別以 A、B、C、D 四個大小相等、方向不同 的力使置於非光滑水平面上的木塊移動時，水平面所受的 摩擦力哪一狀況最小？ 𡸜 A 眞 B 眦 C 着 D 撯摩 擦力大小均相同。
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( ) 9. 一物體的質量為 8 公斤，由初速度大小為 5 公尺 / 秒，開始受一方向與初速相同之 定力作用，使其在光滑的水平面上運動；若 7 秒後物體移動了 84 公尺，則作用在 物體上的外力量值為 𡸜 4 眞 7 眦 10 着 16 撯 24 牛頓。 ( )10. 一質量 2 公斤的物體放在水平面上，受一水平的 8 牛頓拉力作用時，以 5 公尺 / 秒 之速度作等速運動。若水平力突然撤去，則物體移動多遠後會停止？ 𡸜
3 8
9 15 19 25 眦 着 撯 公尺。 8 8 8 8 ( )11. 下列敘述，何者正確？ 𡸜作用力與反作用力是施於不同的物體上 眞人推牆而不 眞
倒，是因作用力與反作用力抵消 眦小車碰大車時，小車受力較大 着小孩推大人 時，因作用力小，而所受反作用力大，故被推倒 撯作用力與反作用力不一定同時 發生。 ( )12. 如圖，一物體置於光滑水平面上，物體右端繫一自然長度為 10 公分的彈簧。今施力拉彈簧使物體作等加速直線運動，當 物體加速度為 2 公尺 / 秒 2 時，彈簧的總長度為 13 公分，設 彈簧仍在彈性限度內，則當物體加速度為 5 公尺 / 秒 2 時，彈簧總長度為何？ 𡸜 7.5 眞 10 眦 17.5 着 20 撯 25 公分。 ( )13. 一彈簧秤掛在天花板時，以 10 公斤重的力拉它，伸長 3 公分，則水平放置此彈簧 並在其兩端各以 20 公斤重的力拉它，則彈簧伸長為 𡸜 4 眞 5 眦 6 着 8 撯 12 公分。 -
( )14. 已知 g = 9.8 公尺 / 秒 2。地球半徑為 6400 公里，萬有引力常數 G = 6.67 × 10 11 牛頓． 公尺 2/ 公斤 2。試估算地球質量約為 𡸜 1010 眞 1015 眦 1020 着 1025 撯 1030 公 斤。 ( )15. 兩相同金屬球，各帶電荷量大小為 q 與 4q，相距 2r 時，兩金屬球間之庫侖引力為 F， 則 將 兩 球 互 相 接 觸 後， 再 分 開， 使 相 距 為 3r， 則 兩 球 間 的 庫 侖 力 變 為 𡸜
1 1 1 3 3 F 眞 F 眦 F 着 F 撯 F。 3 4 5 4 5
( )16. 附圖所示為在一直線上的 A、B、C 三個點電荷，帶電量分別 為 + q、- 2q、+ 3q，若 A、B 相距 2r，B、C 相距 r 時，A、 B 互相作用的靜電力大小為 18 牛頓，則此時 C 所受的總靜電 力大小為 𡸜 90 眞 126 眦 204 着 212 撯 228 牛頓。 ( )17. 對一條形磁鐵而言，磁力線的方向是由磁鐵的 𡸜 N 極出發，經內部至 S 極，再 經外部回至 N 極 眞 N 極出發，經外部至 S 極，再經內部回至 N 極 眦 N 極出發， 經外部至 S 極 着 N 極出發，經內部至 S 極 撯 N 極出發，經外部至 S 極，條形 磁鐵內部，則無磁力線。
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物理學測 12 週
( )18. 磁力線之切線方向係 𡸜 N 極在磁場中所受磁力之方向 眞 N 極在磁場中運動之 方向 眦 S 極在磁場中運動之方向 着 S 極在磁場中所受磁力之方向 撯 N 極在 磁場中所受磁力之方向與切線方向垂直。 ( )19. 強力、電磁力、弱力、重力，上述四種作用力由大至小依序排列為 𡸜 電磁力 > 強力 > 重力 > 弱力 眞電磁力 > 強力 > 弱力 > 重力 眦重力 > 電磁力 > 強力 > 弱 力 着強力 > 重力 > 電磁力 > 弱力 撯強力 > 電磁力 > 弱力 > 重力。 ( )20. 下列有關核力的性質敘述，何者正確？ 𡸜質子與質子之間的核力與中子與中子間 的核力性質不同 眞核力的作用範圍可擴及原子核外的電子 眦核力的大小與庫侖 力相近 着一核子只能與鄰近少數幾個核子作用 撯核外的電子能繞原子核運行， 其向心力來自於核力。 ( )21. 氦原子核的電荷是質子電荷的 2 倍， 而其質量則是質子質量的 4 倍。假設一質子 和一氦原子核，彼此只受到來自對方的靜電力作用，則當質子所受靜電力的量值 為 F 時，氦原子核所受靜電力的量值為何？ 𡸜 撯 4F。
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多選題
1 1 F 眞 F 眦 F 着 2F 4 2 【101 學測】
（每題 4 分，共 40 分）
( )22. 何者可減少物體運動時的摩擦力？ 𡸜將接觸面加潤滑劑 眞將接觸面磨光 眦以 滾動代替滑動 着減小接觸面積 撯減小正向力。 ◎ 23 ∼ 24 題為題組 請閱讀下列文章後，回答 23 ∼ 24 題： 克卜勒的三大行星運動定律： 克卜勒第一運動定律（軌道定律）：「太陽系的所有行星各在以太陽為焦點的橢圓形軌道 上運行」。 克卜勒第二運動定律（等面積定律）：「太陽與同一顆行星的連線，在相同的時間掃過相 同的面積，即面積速率為定值」。 克卜勒第三運動定律（週期定律）：「繞太陽運行的各顆行星，其軌道半長軸 (a) 的立方 與其週期的平方成正比 ⇒
a3 = 固定值」。完全從天文觀測數據中歸納得出，屬於經驗定 T2
律。 牛頓從運動定律和重力定律出發，圓滿地解釋克卜勒行星運動定律的原因。因為行星繞 太陽的軌道不是直線，根據牛頓第二運動定律，行星必須有向心力才能維持軌道運動。若將 行星受到太陽的重力作為向心力來源，根據重力隨著軌道半徑的平方成反比的性質，可以導 出行星各自公轉週期平方與軌道半徑立方的比值恆為一常數，該常數和太陽的質量有關。牛 頓的萬有引力定律：任何兩個質點之間都有彼此相互吸引的萬有引力，而且引力的量值與質
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GMm ，M：太陽的質量；m：地 r2 球（或繞太陽運轉的行星質量）；r：太陽與地球（或星球）的距離。 量的乘積成正比，但與彼此間的距離的平方成反比 ⇒ F =
( )23. 如圖所示，某行星繞太陽公轉，則下列敘述何者正確？ 𡸜 行星作等速率橢圓軌道運動 眞 行星由 B 經 C 至 D 的 時間，等於由 D 經 A 至 B 的時間 眦 行星運動速率，A 點最小、C 點最大 着 S 點為橢圓的焦點之一 撯在軌道 上每一點均有加速度。 ( )24. 下列有關行星與衛星之運動的敘述，何者正確？ 𡸜克卜勒行星第一定律指出，太 陽系之行星或行星之衛星均作橢圓軌道運動 眞太陽系中，各行星均環繞太陽作變 加速度運動 眦在相同時間內，地日連線掃過之面積等於任一行星與太陽連線掃過 之面積 着克卜勒行星第二定律適用於衛星繞行星之運動 撯克卜勒第三定律之常 數與引力中心星體之質量成正比。 ( )25. 下列有關地磁的敘述何者正確？ 𡸜 地球假想磁鐵的 S 極，在地理北極 眞 磁針 在地理北極，不會偏轉 眦磁棒內部磁力線是從 N 到 S 極 着 磁赤道地區的磁傾 角約為 0° 撯地表各處的磁偏角不盡相同。 ( )26. 下列有關「磁」的敘述，何者正確？ 𡸜將一磁棒從中間切斷，則每段各擁有單一 磁極 眞單獨的磁極無法存在於自然界中 眦磁力線愈密的地方磁場愈強 着磁鐵 內部無磁場 撯如果你現在站在地球的北極點附近，則地磁的磁力線是由你腳底的 地面發出，而進入南極附近。 ( )27. 右圖中甲、乙、丙三木塊疊在一起靜置在水平地上，重量分別 為 3 公斤重、2 公斤重、1 公斤重，則下列敘述何者正確？ 𡸜甲給乙作用力為 2 公斤重，向下 眞乙給甲作用力為 3 公斤 重，向上 眦丙給乙作用力為 2 公斤重，向上 着丙給乙作用 力為 5 公斤重，向上 撯地面給丙作用力為 6 公斤重，向上。 ( )28. 如圖所示，重 30 牛頓的物體受到 40 牛頓的水平力 F 作用，被壓在 鉛直牆上而靜止不動，則下列敘述何者正確？ 𡸜物體所受牆之正 向力為 30 牛頓 眞物體所受靜摩擦力為 30 牛頓 眦物體所受牆之 3 撯若 F 減 4 為 30 牛頓而物體已沿牆等速下滑，則物體所受滑動摩擦力小於 30 牛頓。
作用力為 50 牛頓 着物體與牆之間的靜摩擦係數為
( )29. 下列有關「重力」的敘述，何者正確？ 𡸜物體的重量來自於地球引力的作用，所 以地球引力又稱為重力 眞不考慮空氣阻力，4 公斤的物體在地表處自由落下時的 加速度，是 1 公斤物體的 4 倍 眦所謂「失重狀態」是指「沒有重力作用的狀態」 着作等速圓周運動的人造衛星，因為等速率，所以不受地球引力的作用 撯就地球 外部而言，物體的重量隨離地高度的增加而減小。
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物理學測 12 週
( )30. 阿傑以手托一質量 3 公斤之物體由靜止開始以 2 公尺 / 秒 2 之加速 度等加速下降 2 秒期間，則（若 g = 10 公尺 / 秒 2） 𡸜手施於物 體之力為 6 公斤重 眞物體位移 4 公尺 眦 2 秒瞬間物體速度為 4 公尺 / 秒，向上 着物體視重變為 24 牛頓 撯物體施於手的力為 30 牛頓。 ( )31. 下列有關相互作用力敘述，何者是正確的？ 𡸜大氣壓力為弱力 眞木塊在地面滑 動的摩擦力為電磁力 眦原子的形成為強力 着元素的衰變為弱力 撯原子核的形 成為強力。
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