108-01-03高一物理

彰化市精誠高中108 學年度上學期一年級第三次基礎物理段考 一、單選題(每題 3 分，共 20 題) 真空中光速為 3×108_公尺/秒 1. 一人造衛星受引力 F 繞地球作等速圓周運動，軌道半徑為 r，今繞半圈，引力 F 對衛星作功為何？ (A) Frπ (B) 2Fr (C) Fr (D) 0 2. 一質量 3 公斤的物體，原靜置於光滑的水平面上，受到 9 牛 頓 水平力作用，經歷6 秒，則該水平力作功為多少焦耳？ (A)162(B)486(C)564(D)27 3. 等速上升的熱氣球，其能量變化的情形為？ (A)動能增加，位能減少 (B)力學能守恆 (C)動能不變，位能增加 (D)動能不變， 位能減少 4. 在光滑的水平面上將質量比為 2：1 的甲、乙兩個靜止物體， 施以5N 的水平力，沿著不同方向移動 3m，如圖所示，則兩 物體的末動能大小關係為(A)甲>乙 (B)甲=乙(C)甲<乙(D)無 法比較 5. 已知一個漢堡提供的熱量為 500 卡，若 使 1050 公斤車輛由 靜止加速到108km/h 所做的功，相當於多少個漢堡能夠提供的熱量？（已知 1 卡=4.2J）　(A)500(B)225(C)45(D)1620 6. U 若經過 6 次 α 衰變及 4 次 β 衰變後，則產物的質量數與原子序為何？　 (A)207，82　(B)221，71　(C)207，71　(D)211，84　 7. 自然界中能量的總和雖然是不變的，可是在能量的轉換過程中難免有一些變成散 亂而無法利用的能量，這些能量是屬於下列的哪一種？　 (A)光能　(B)重力位能　(C)熱能　(D)電磁能 8. 首先提出「能量」是不連續的量，而是一束一束孤立的量（即量子）的學者是　 (A)愛因斯坦　(B)普朗克　(C)馬克士威　(D)楊氏 9. 下列有關「光電效應」之敘述何者正確？　 (A)底限頻率的大小和入射光的波長有關　(B) 底限頻率的大小和入射光的強度有 關　(C) 底限頻率的大小和金屬的材質有關(D) 底限頻率的大小和入射光照射的 時間有關 10. 光的強度是每秒鐘通過單位面積的光子數目再乘以每個光子的能量。亦即，光 的強度是每秒鐘通過單位面積的能量。根據這個意義，同樣強度的紅光、黃光、 藍光和紫光，單位時間內通過單位面積的光子數何者最多？　 (A)紅光　(B)黃光　(C)藍光　(D)紫光 11. 波長為　500　奈米之光子，每一光子所具有的能量約為多少焦耳？（普朗克常 數　h＝6.6×10－34_{）　(Ａ)　2.5　(Ｂ)　6.0　(Ｃ)　2.5×10}－19_{(Ｄ)　4.0×10}－19 12.科學家發現（甲）若僅射出 α 粒子，則不能穿過一張紙（乙）若僅射出 β 粒子， 則需用5 毫米厚的鋁板才能完全擋住（丙）若僅射出 γ 射線（可視為粒子），則即使 擋以25 毫米厚的鉛板，也只能將粒子數約減少一半 今取一份放射性元素X 放在一個偵測器的感應口前，此偵測器可量測 α、β 及 γ 的總 粒子數，然後分別用一張紙、5 毫米厚的鋁板及 25 毫米厚的鉛板，擋在放射源和感 應口的中間，各次測得的總粒子數如表所示。則下列何者最有可能為此放射源所放出 的粒子？ 遮蔽物 每分鐘測得的總粒子數 無 402 紙（1 張） 402 鋁板(5mm) 362 鉛板(25mm) 178 (A)α 粒子　(B)β 粒子　(C)α 及 β 粒子　(D) β 及 γ 粒子 13.電子經過雙狹縫後打中屏幕，並在螢光屏上形成干涉條紋。下列何者是產生亮、 暗干涉條紋的主因？　(A)電子釋放電磁波，電磁波經狹縫後形成干涉　(B)電子 只會朝幾個特定方位前進　(C)電子通過狹縫後，落在屏上某些特定位置的機會較 小，某些特定位置的機會較大　(D)電子通過狹縫後，有些位置產生干涉（暗紋）， 有些位置產生繞射（亮紋） 14.下列關於溫度，何者正確? (A)絕對零度為攝氏 273.15 度 (B)太陽核心溫度為宇 宙最高溫 (C) 高溫代表分子運動快 (D) 吸熱必然升溫 15.當棒球球速到達 162 km/h 時，仍然量不到物質波長，原因為(A)物質波只是想像 (B)棒球沒有帶電(C)棒球速度不夠快(D)棒球質量太大 16. 1913 年，波耳提出氫原子模型，引入能階量子化的觀念。今假定氫原子能階 如圖(a)所示，若已知氫原子由 n = 4 的能階躍遷到 n = 2 的能階，所釋放的 光譜為A 光；由 n = 3 的能階躍遷到 n = 2 的能階，所釋放的光譜為 B 光。同 時將產生的A、B 兩光源分別照射如圖(b)所示的 X、Y 兩同材質金屬球，進行 第 1 頁/共 4 頁

光電效應實驗，結果發現兩金屬球相互吸引靠近（但未接觸），則兩金屬球在 照光後所帶靜電荷，下列何者正確？ n=4 n=3 n=2 n=1 A B (a) X A Y B (b) (A) (B) (C) (D) X 球 正電 正電 負電 負電 Y 球 負電 不帶電 正電 不帶電 17.小明將甲、乙兩物體接觸後，發現熱量由甲物體傳導至乙物體。則他可以確定甲 物體一定具有下列何種性質？　(A)較大的比熱　(B)較高的熱量　(C)較大質量　 (D)較高的溫度 18.德布羅意認為單一的電子、質子、原子、分子與鋼珠等一些物質，除了粒子的特 性外，也都兼具有波動的性質，稱為物質波。科學家從電子繞射實驗證明了物質 波的存在，同時指出物質波所代表的意義為何？　(A)就是一種微弱的聲波　(B) 就是一束微弱的光波　(C)就是一道電磁波　(D)物質在空間的機率分布 19. 下列關於波耳氫原子模型中對原子能階與光譜的敘述，何者正確？　(A)電子 在繞核作圓周運動時，因有加速度而放出輻射能　(B)電子可以在一些特定能階存 在而不輻射　(C)氫原子只有一個電子，故氫原子光譜只有一條譜線　(D)氫原子所 發出之光譜線全為可見光 20. A、B、C 質量相等的三個小球，自等高處 A 球以初速 v 作斜向拋射，B 球作水平拋射，C 球鉛直向下拋射，如圖 所示。著地時哪一球動能較大？ (A)A　(B)B　(C)C　(D)一樣大 二、 多選題(每題 5 分，每答錯一個選項倒扣 1/5 題分，至該 題零分) 21. 波耳在氫原子模型中所提出的假設有哪些？(Ａ)電子所被允許存在的軌道是特定 而且不連續的　(Ｂ)電子從一個軌道躍遷到另一軌道時，輻射（或吸收）一定頻率 的光子　(Ｃ)電子繞原子核運行，類似行星繞太陽運行　(Ｄ)原子核帶正電，可以 提供電子作圓周運動的向心力 (Ｅ) 電子在軌道運動時會輻射能量 22. 下列敘述，哪些正確？　(Ａ)能量不會無中生有，也不會無端消失，只會轉換成 另一種形式　(Ｂ)能量分布由有序傾向無序　(Ｃ)任何運動，力學能必守恆　(Ｄ) 若考慮空氣阻力，石頭作自由落體運動時，所減少之重力位能大於所增加之動能　 (Ｅ)外力對物體所作之功必為正值 23. 下列有關光電效應的敘述，何者錯誤？　(A)光電效應理論分析，首先由普朗克完 成　(B)雷納曾對光電效應實驗結果歸納，整理得到不錯的成果　(C)光電效應實驗 中，不論入射光頻率為何，只要強度不要太弱，就可立即產生光電子　(D)光電效 應實驗中，若入射光頻率小於底限頻率，則須要照射一段時間方可產生光電子　 (E)光電效應必須用古典電磁波理論解釋 24. 有關熱輻射的現象，下列敘述何者正確？　(Ａ)物體表面溫度高，熱輻射的波長 越長　(Ｂ)古典電磁學理論無法解釋熱輻射的電磁波分布　(Ｃ)熱輻射的電磁波中， 具有最大能量強度的頻率會隨著溫度的增高而增長　(Ｄ)為了解釋熱輻射現象，普 朗克設想空腔壁上的原子像極小的電磁振子，每個振子各有一特定振盪頻率　(Ｅ) 普朗克假設各振子能量是連續的 25. 下列有關能量轉換形式，哪些正確？　(Ａ)發電機：力學能轉變為電能　 (Ｂ)馬達（電動機）：電能轉變為力學能　(Ｃ)光合作用將光能轉換成化學能　 (Ｄ)喇叭可以將聲能轉變為電能　(Ｅ)燃燒：化學能轉變為熱能

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三、 素養題(每題 5 分) 第 2 頁/共 4 頁 A B C v v v

為了尋求穩定的發電來源，人們投入核融合反應已逾半世紀，核融合主

要是模仿太陽能內部產生能量的方法，將氫的兩種同位素氘、氚原子結

合，形成一個較重的原子核與一個較輕的原子核，但氘與氚都是帶正電

的元素，要把他們結合並不容易的事情。

科學家得利用強大的磁場、高溫與高密度讓原子核變成電漿狀態，之後

再加以控制與維持，只要電漿能在足夠長時間下維持高溫，才可以觸發

大量核融合反應，最後在用來發電或是其他用途。以總質量為一公斤的

氘和氚進行核融合，約減少

3.6g 的質量用來釋放能量。

目前也有許國家正投入資金盼實現核融合宏願，近月也有新進展與計畫

出爐，像是英國 2017 年建立 2 座核融合研究中心後，又於 2018

年宣布來年要撥款 2,000 萬英鎊進行核融合相關研究，上月更決定砸

2.2 億英鎊，矢言在 2040 年打造一座核融合電廠。義大利也正規劃

核融合實驗計畫，預計在 2022 年於弗拉斯卡蒂打造托卡馬克實驗室

DTT（Divertor Tokamak Test facility），主要是研究如何控制

核融合反應的大量熱量問題，最近更獲得歐洲投資銀行 2.5 億歐元的

貸款，該實驗也將聘請共 1,500 位科學家、科研人員與員工。

鏡頭轉移至亞洲，中國也孜孜不倦地研究核融合技術，甚至被認為是最

雄心勃勃的挑戰者，至今中國已經在核融合投入 60 億人民幣，之後將

再投入 60 億建設另一個反應爐，希望能在 2050 年前進行商用發電。

中國的核融合設備也不斷創下新紀錄，2017 年中國合肥的先進實驗超

導托卡馬克實驗裝置（EAST）成為全球第一座能維持核融合特定必要

條件超過 100 秒的設施，並在 2018 年 11 月成功將電漿核心溫度加

熱至 1 億 °C，為太陽核心溫度的 6 倍。在亞洲除了中國之外，南韓

也有投入核融合研究。南韓 KSTAR 的核融合反應爐也在 2019 年將

電漿核心溫度成功加熱到一億度並維持 1.5 秒，創下世界首例，今年

目標則是維持 10 秒以上。

不過目前世上最大的核融合研究所位於法國，ITER（國際熱核融合實

驗反應爐）是由歐盟、中國、印度、日本、俄羅斯、南韓和美國跨國聯

合出資的計畫，歐盟作為 ITER 設施的主辦方，投入資金大約占

45%，其他 6 國則各貢獻 9%。跨國團隊在 2017 年開始興建，規

劃在 2025 年 12 月進行首次電漿測試，但這也是 ITER 第三次延長

時程了。

26. 利用高溫使原子核為電漿態，當核子間的距離小於 10-14_{m 時，會有力使原子核} 穩定，此力為(A)重力(B)電磁力(C)強力(D)弱力 27. 107 年每戶家庭每月平均用電量 292 度，若以 1Kg 的氘和氚進行核融合，則 每月約可提供幾戶家庭用電?(A)30 萬(B)6 萬(C)500 萬(D)1200 萬 28. (多選，答錯倒扣 1/5 題分)關於核融合，何者正確?(A)核融合和溫度無關(B)太 陽的核融合是以質子為原料(C)核融合的核廢料比核分裂具高放射性(D)要使反應 物集中撞擊，促進核融合反應(E)目前核融合已有多所發電廠輸電 第 3 頁/共 4 頁

1 D 7 C 13 C 19 B 25 ABC E 2 B 8 B 14 C 20 D 26 C 3 C 9 C 15 D 21 AB 27 A 4 B 10 A 16 B 22 ABD 28 BD 5 B 11 D 17 D 23 ACD E 6 D 12 D 18 D 24 BCD 第 4 頁/共 4 頁