111年 專技高考 機械工程技師｜歷屆考題全文（機器抽取）
111年專門職業及技術人員高等考試建築師、31類科技師(含第二次食品技師)、大地工程技師考試分階段考試(第二階段考試)暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試機械工程技師類科歷屆試題，含機械製造、機動學與機械設計、電工學（包括電機機械）等 6 科。
共 6 份考卷｜資料來源：依政府資料開放授權條款（OGDL）第 1 版利用，資料集：考選部歷屆試題（data.gov.tw dataset 170565），111 年。
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機械製造
下載：題目
官方不公布申論答案
00810
頁次：
2
－
1
111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題
等
別：高等考試
類
科：機械工程技師
科
目：機械製造
考試時間：
2 小時
※注意：
可以使用電子計算器。
-
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
-
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
-
一、使用鼻尖半徑（ nose radius ）為 1.5 mm 之單鋒車刀（ single-point tool ） 在車床加工一直徑 100 mm 圓柱之金屬工件成為直徑 99 mm ，加工過程 使用動力計（ dynamometer ）所量得在切削速度（ cutting speed ）方向 的切削力（ cutting force ）為 2,500 N ，加工主軸轉速（ spindle speed ）為 400 rpm ，切削進給率（ feedrate ）為 200 mm/min 。
-
估算此切削功率（ power ） 。 （ 10 分）
-
估算切削之體積移除率（ material removal rate ） 。 （ 10 分）
-
僅考慮幾何因素（ geometric factor ）情況下，估算理論的工件平均表面 粗糙度。 （ 5 分）
-
二、一金屬板厚度 26mm 、寬度 250 mm 、長度 1 m ，經由平板輥軋（ flat-rolling process ）加工為厚度 22 mm 、寬度增加 3% ，輥輪半徑（ roll radius ）為 400 mm ，金屬板進入輥軋速度（ entering velocity ）為 25 m/min ，金屬板 在輥輪間隙內的平均真實應力（ average true stress ）為 350 MPa ，摩擦係 數為 0.12 。
-
估算此平板輥軋金屬板之出口速度（ exiting velocity ） 。 （ 5 分）
-
估算此平板輥軋所需之平均輥軋力（ rolling force ） 。 （ 10 分）
-
估算此平板輥軋之最大拉伸量（ maximum draft ） 。 （ 5 分）
三、有關電阻點焊製程：
-
說明電阻點焊（ resistance spot welding ）加工程序。 （ 10 分）
-
寫出電阻焊接之熱量（ heat ）與電流（ current ）關係。 （ 5 分）
座號：
四、有關脫臘鑄造製程：
-
說明脫蠟鑄造（ lost-wax casting or investment casting ）製作程序。 （ 14 分）
-
說明脫蠟鑄造優點與缺點。 （ 6 分）
五、有關積層製造製程：
-
說明積層製造（ additive manufacturing ）或稱 3D 列印（ 3D Printing ） 的優點與缺點。 （ 8 分）
-
說明金屬雷射燒結（ Selective Laser Sintering, SLS ）積層製造的製作程 序與原理。 （ 12 分）
機動學與機械設計
下載：題目
官方不公布申論答案
00820
頁次：
2 － 1
111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題
等
別：高等考試
類
科：機械工程技師
科
目：機動學與機械設計
考試時間：
2 小時
※注意：
可以使用電子計算器。
-
-
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。 本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
- 如下圖所示為摩托車（ Kawasaki Uni-trak ）的後懸吊機構，請繪簡圖說明 連桿數、各接頭形式，並試求此平面機構的自由度。 （ 15 分）
-
試說明為符合實際應用的需要，設計凸輪機構時有那三項設計限制與凸輪 尺寸的大小有關，必須加以考慮，請說明之。 （ 15 分）
-
機構上之瞬時中心可以用甘迺迪定理（ Kennedy's theorem ）或三心定理 （ theorem of three centers ）決定之，試繪圖說明該定理的內容。 （ 10 分）
-
下圖的轉軸以皮帶輪受力驅動，假設 A, B 兩位置的軸頸軸承不考慮摩擦 力的影響，轉軸材料的降伏強度是 500 MPa 。請同時繪製自由體圖、力 矩圖（ x-y 和 x-z 兩個平面）和扭矩圖，並計算轉軸的最大彎矩。 （ 20 分）
z
y
x
A
B
C
D
0.250 m
0.250 m
0.150 m
0.050 m
0.075 m
300 N
200 N
400 N
550 N
座號：
-
請回答以下的問題： 請說明延性（ ductile ）材料和脆性（ brittle ）材料 的差異性？請從材料強度及拉延之最大容許應變範圍來說明。 （ 5 分） 延性材料的靜力失效理論有那些？這裡面最保守的是那一種理論？ （ 5 分）
-
接觸形式的傳動元件，例如：齒輪、凸輪與螺桿等都有背隙（ backlash ） 問題需要考慮。試說明背隙的來源，並指出在那一種運動形式特別需要 注意此問題，還有在機構上通常如何降低背隙的影響。 （ 10 分）
-
有一鋼製圓棒材料承受穩定的扭轉剪應力 103 MPa 和交變彎矩應力 172 MPa ，請分別用畸變能理論（ distortion energy theory ）計算靜力安全 係數（ factor of safe ） ，並用修正古德曼準則（ Modified Goodman criterion ） 計算無窮壽命時疲勞之安全係數、材料之耐久限、降伏強度，以及最大 拉伸強度分別是 e S 276 MPa ， y S 413 MPa ， ut S 551MPa 。 （ 20 分）
電工學（包括電機機械）
下載：題目
官方不公布申論答案
代號：
00830
頁次：
2 － 1
111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題
等
別：高等考試
類
科：機械工程技師
科
目：電工學（包括電機機械）
考試時間：
2 小時
※注意：
可以使用電子計算器。
-
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
-
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
-
一、有一變壓器耦合之 A 級放大器如圖一所示，其變壓器的繞組比為 3.46 ： 1 ，直流偏壓電流 ICQ = 0.25 A 時，可產生一 2 V (rms) 的輸出信號 V2 。試求： （每小題 10 分，共 20 分）
-
此放大器之輸入功率、輸出功率。
-
此放大器之效率。
座號：
150
Ω
+VCC
+12 V
4
Ω
RL
100
μF
10
Ω
RE
CE
R2
R1
47
Ω
+20
μF
CC
V1
V2
Vi
圖一
二、圖二所示為一分佈型積分放大電路，試求其：
-
輸入電壓 Vi 。 （ 12 分）
-
繪出其輸出電壓波型。 （ 8 分）
圖二
100 k
Ω
100 k
Ω
180 k
Ω
1 M
Ω
9 M
Ω
2.25 M
Ω
-17.5 V
0.65 μF
0.35 μF
Vo
Vi
四、有一
-
三、如圖三所示為一由兩阻抗 1 ˆ Z 0.8 j5.6 和 2 ˆ Z 8 j 16 及一單相電動 機 M 並聯電路，接於一 200 Vrms ， 60 Hz 的電源。已知電動機消耗電力 為 5 kVA ，且功率因數為 0.8 落後，試求：
-
阻抗所消耗的複功率。 （ 4 分）
-
取自電源的總功率及電路的功率因數。 （ 8 分）
-
若要將電路功因改善至 1.0 時，求所需的並聯電容值為多少 μF ？（ 8 分）
圖三
M
V
200
0
1
ˆ
Z
2
ˆ
Z
-
4 極，額定輸出電壓為 120 V 的直流分激發電機，其如圖四所示； 其電樞是由 1200 根的導體組成並在 3600 rmp 的轉速下驅動。若每極的 磁通為 180 千線（ kilolines ）且採疊繞繞組（ lap winding ） ，試求：
-
發電電壓 Eg 及額定輸出下的發電機電壓調整率。 （ 8 分）
-
電樞電阻 RA 。 （ 5 分）
-
若該電樞繞組改成波繞（ wave winding ）時，求發電電壓 Eg 。 （ 7 分）
圖四
RL = 40
Ω
RF = 120
Ω
LF = 0.12 mH
Eg
IF
RA
IA
五、有一 10 馬力之三相感應電動機，以額定電壓 220 V 啟動時，其電流為 180 安培，可產生之啟動轉矩為 78 牛頓 -米。若將其採用 Y-Δ 降壓啟動 時，試求： （每小題 10 分，共 20 分）
-
啟動電流。
-
啟動轉矩。
工程力學（包括靜力學、動力學與材料力學）
下載：題目
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00840
頁次：
2 － 1
111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題
等
別：高等考試
類
科：機械工程技師
科
目：工程力學（包括靜力學、動力學與材料力學）
考試時間：
2 小時
※注意：
可以使用電子計算器。
-
-
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。 本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
- 一、如下圖所示，有一質量 2000 kg 的汽車以 1 100 km/h v 的速度在動摩擦係 數 0.25 k 的路面上行駛，若駕駛需要 0.75 秒的時間做出反應後才能鎖 定剎車，導致汽車打滑，試求汽車在駕駛決定剎車後至汽車停止前行駛 的距離。 （ 20 分）
- 二、如下圖所示，均勻的板條箱質量為 50 kg ，放在具有傾斜表面的推車上。 已知板條箱與推車之間的靜摩擦係數為 0.5 s ，試求將導致板條箱相對 於推車傾倒或滑動的最小加速度為多少？（ 20 分）
0.6 m
1 m
F
15°
座號：
三、如下圖所示，試求陰影區域面積的形心位置 , x y 。 （ 10 分）
- 四、如下圖所示，兩個直徑皆為 25 mm 的軸係由 A-36 鋼製成，兩軸間使用 固定在其端部的齒輪連接。各軸的另一端分別連接到 A 和 B 處的固定支架， 且由 C 和 D 處的軸頸軸承支撐，軸在軸承軸線上可自由旋轉。如果將 500 N∙m 的扭矩施加到 E 處的齒輪，試求 A 和 B 處的反作用力。 （ 25 分）
- 五、如下圖所示，中空管之一端固定在一垂直桿件上，另一端受到扳手外力 作用。試求中空管 a-a 截面上 B 點處的應力狀態。 （ 25 分）
熱力學與熱傳學（包括熱機）
下載：題目
官方不公布申論答案
00850
頁次：
2
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1
111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題
等
別：高等考試
類
科：機械工程技師
科
目：熱力學與熱傳學（包括熱機）
考試時間：
2 小時
※注意：
可以使用電子計算器。
-
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
-
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
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一、 DUP 公司合成新氣體，且以狀態方程式 2 p a/v RT/v 表達新工作介質， 其中 p 為壓力， v 為比容， R 為氣體常數， T 為絕對溫度， a 為常數且 a 0 ，試導出下列之結果：
-
請用數學式說明反轉線（ Inversion Line ）之條件為何？（ 5 分）
-
請用數學式來說明具有冷凍效果之條件為何？（ 5 分）
-
請推導焦耳湯姆生係數（ Joule Thomson Coefficient ） J ？以 p, v, a 表示之。 （ 10 分）
-
二、 DEF 公司設計一新型引擎，其模型為理想氣體，採三循環過程，分別 為等熵、等壓、等容之氣體動力循環，且初始狀態為 100 kPa ， 300 K ， 引擎最高壓力 1000 kPa 、定壓比熱 Cp 1.005 kJ/(kg K) ，定容比熱 Cv 0.718 kJ/(kg K) ，試求下列之結果：
-
壓縮比值為多少？（ 5 分）
-
最高溫度值為多少℃？（ 5 分）
-
熱效率值為多少？（ 10 分）
-
三、資深發明家，宣稱已經發展一新型冰箱，可以穩定操作在室溫 25 ℃與低 溫 5 ℃冷藏空間之中，且得到冷凍性能係數（ COP ）值為 15 。試求下列 之結果：
-
此發明是否符合熱力學第二定律？請以公式證明之。 （ 10 分）
-
此發明是否可以改變新型環保冷媒來提升其冷凍性能係數（ COP ）值 符合熱力學第二定律？請以公式證明之。 （ 10 分）
座號：
-
四、氣缸活塞裝置其工作介質為理想氣體，定壓比熱 Cp 1004.7 J/(kg K) ， 氣體常數 R 287 J/(kg K) ，初始絕對壓力 400 kPa ，溫度 27 ℃，容積為 1.0 m 3 。以 220 伏特通電 10 安培 1 分鐘之等壓加熱方式，在氣缸活塞裝 置之中，考慮此過程散熱量為 3000 J ，試求：
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理想氣體最終溫度為多少℃？（ 10 分）
-
理想氣體最終體積為多少 m 3 ？（ 10 分）
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五、薄壁空心圓柱其長度 1 m 、直徑 0.5 m ，內裝 77 K 之液態氮，外包覆 25 mm 之細粉隔熱棉，其熱傳導係數 0.0017 W/mK k ，棉外受溫度 300 K 之空氣對流流動影響，而傳熱到空心圓柱內的液態氮中，考慮空 氣之對流熱傳係數 20 W/m 2 K ，且在空心圓柱上有一小孔來逃氮氣之用， 考慮氮氣之蒸發潛熱為 5 2 10 J/kg ，試求：
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空氣傳熱至液態氮之熱傳量為多少瓦（ W ）？（ 10 分）
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每天逃氮氣量有多少 kg ？（ 10 分）
流體力學與流體機械
下載：題目
官方不公布申論答案
代號：
00860
頁次：
2 － 1
111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題
等
別：高等考試
類
科：機械工程技師
科
目：流體力學與流體機械
考試時間：
2 小時
※注意：
可以使用電子計算器。
-
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
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本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
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一、如圖所示，加壓罐底部為圓錐形塞子，罐內上方氣壓為 50 kPa 、液體比 重量為 32 kN/m 3 。請計算由 50 kPa 壓力及液體施加於罐內圓錐曲面上力 之大小、方向和作用線。 （ 20 分）
60°
Liquid
50 kPa
Air
4 m
1.5 m
- 二、一液體噴嘴被設計應用於產生直徑為 d 的液滴。產生液滴之大小尺寸取 決於噴嘴直徑 D 、噴嘴速度 V 及液體性質：密度 ρ 、黏滯係數 μ 、表面張 力 σ 。請推導 d/D 與那些無因次組（ dimensionless groups ）相關，並說明 這些無因次參數的名稱及物理意義。 （ 20 分）
座號：
- 三、如圖所示，水以 180 徑向向外水平噴射，噴嘴出口處射流速度為 10 m/s ， 試求將噴嘴固定所需的合成水平錨固力的方向及大小。 （ 20 分）
25 cm
2 cm
V
= 10 m/s
四、一穩態、均勻、不可壓縮、無黏性的二維流動與水平 x 軸成 60 ，其速度 大小為 U ，試求該流場之
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速度勢能函數（ velocity potential ） 。 （ 7 分）
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流線函數（ stream function ） 。 （ 7 分）
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垂直方向壓力梯度表達式。 （ 6 分）
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五、一直徑 3 m 之佩爾頓式水輪機（ Pelton wheel ） ，於轉速 240 rpm 下產生 800 kW 功率。
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試求水對葉片之平均撞擊作用力。 （ 6 分）
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若渦輪機於最大效率下作動，試求水於噴嘴射出之速度及質量流率。 （ 14 分）