新民高中 108-2 5-1~5-2
5-1~5-2
班級：______________ 座號：__________ 姓名：___________________ 總 分 一、單選題：(7 小題，每題 10 分，共 70 分) 1. （ ）1900 年 12 月 14 日普朗克發表量子論的論文，這一天也被稱為量子論的誕生日，試問量 子論的提出是為了解決哪一個實驗的衝擊？ (A)α 粒子散射實驗 (B)電流磁效應實驗 (C)光的雙狹縫實驗 (D)熱輻射實驗 (E)夸克的發現 【龍騰自命題】 解答 D 解析 量子論成功地解釋熱輻射實驗的結果 2. （ ）愛因斯坦首先引入光子概念，來解釋光電效應。下列有關光子的敘述何者正確？ (A) 光子與電子類似，都是具有質量與電荷的質點 (B)光子以聲速運動 (C)光束的能量愈 大時，表示光束中每個光子的能量愈高 (D)光的頻率愈高時，對應的光子能量也愈大 (E)可見光由光子組成，其他電磁波則否 【龍騰自命題】 解答 D 解析 (A)╳：光子不具質量、不帶有電荷 (B)╳：光子以光速移動 (C)╳：光束的能量與光 子總數、光子能量等有關，所以光束的能量愈大時，不一定表示每個光子的能量愈大 (D) ○：由光子的能量 E = hf ⇒ E ∝ f (E)╳：所有電磁波皆由光子組成 3. （ ）在光電效應的實驗中，若有電流產生，當入射光的強度加倍（頻率相同），觀察到的電 流也會加倍，應如何解釋？ (A)強度加倍，金屬釋出的電子能量變大，故電流變大 (B) 強度加倍，較易產生電子，故電流變大 (C)強度加倍，光子的能量較大，釋出的電子 數多，故電流變大 (D)強度加倍，光子的數量較多，釋出的電子數多，故電流變大 (E) 強度加倍，表示照射時間較久，釋出的電子數多，故電流變大 【臺中女中段考題】 解答 D 解析 有光電流產生，表示光電效應已發生；此時加倍入射光的強度，表示入射的光子數量加 倍，則釋出的光電子數也加倍，故電流變大 4. （ ）下列日常生活中常見的電器用品，何者不為光電效應的應用？ (A)大樓頂裝設的太陽 能電池板 (B)百貨公司門口的自動門感測器 (C)部隊進行夜間搜尋用的夜視鏡觀測器 (D)公車門的開啟關閉裝置 (E)照相機的感光元件 【龍騰自命題】 解答 D 解析 公車門的開啟關閉裝置是一種氣壓或油壓的應用 5. （ ）取甲、乙、丙、丁四種不同金屬材料作光電效應實驗，得電子最大動能 Kmax與入射光頻 率 f 的關係如圖所示，則哪一種材料功函數最大？ (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁 (E)皆相同2 【龍騰自命題】 解答 D 解析 由光電效應理論 ⇒ Kmax = hf − W， 當 Kmax = 0 ⇒ hf = W，則題圖所示橫軸截距為 W f h ，由 h 為定值，故 f ∝W ⇒ : : f f f f W W W W 甲 乙 丙 丁 甲 乙 丙 丁 底限頻率 功函數 6. （ ）波長 400 奈米的紫外光，其對應的光子能量約為多少焦耳？（普朗克常數 h = 6.63 × 10 − 34焦耳．秒，c = 3 × 108公尺/秒） (A)2.5 × 10 − 19 (B)4 × 10 − 19 (C)5 × 10 − 19 (D)3.2 × 10 − 19 (E)2 × 10 − 19 【嘉義女中段考題】 解答 C 解析 34 8 19 9 (6.63 10 ) (3 10 ) 5 10 400 10 hc E hf (J) 7. （ ）在光電效應的實驗結果中，下列何種現象可用古典電磁波理論解釋？ (A)沒有延遲幾 乎立即產生光電子 (B)要使某金屬產生光電子，入射光頻率必須超過某一定值 (C)光 電子的最大動能與入射光強度無關 (D)光電子的最大動能隨入射光的頻率提高而增加 (E)光強度愈大，每秒所放出的光電子愈多 【Power 講義題】 解答 E 解析 (A)(B)(C)(D)╳：這些現象都必須要以「光子論」才可合理解釋 (E)○：古典電磁波理 論中，光強度愈大表示能量愈多，持續照射容易使更多的電子躍出，故每秒所放出的光 電子愈多 二、多選題：(3 小題，每題 10 分，共 30 分) 1. （ ）下列有關「光電效應」的敘述，哪些正確？（應選 3 項） (A)入射光強度愈大，金屬 表面逸出的光電子之動能愈大 (B)入射光頻率愈大，金屬表面逸出的光電子之動能愈 大 (C)入射光的頻率必須大於某一特定頻率才會出現光電子 (D)金屬板欲產生光電效 應，與金屬板的材質無關 (E)同一金屬板照射紫色光而跑出來的光電子，比照射藍色光 而跑出來的光電子具有更大的動能 【臺中女中段考題】 解答 BCE 解析 (A)╳：當入射光頻率低於底限頻率，無論如何增加光強度，都無法產生光電子 (B)○： 入射光頻率愈大，能量愈大；克服金屬的功函數後，光電子的動能愈大 (D)╳：不同 的金屬材質具有不同的功函數，亦即對應不同的底限頻率，入射光頻率大於底限頻率才 可產生光電子 (E)○：K = hf − W ⇒ 入射光 f 愈大，打出光電子動能愈大，由 f紫光 > f 藍光 ⇒ K紫光 > K藍光 2. （ ）進行「光電效應」實驗時，若照射光的頻率大於底限頻率時，下列敘述哪些正確？（應 選 3 項） (A)經過幾秒的時間，才會產生光電子 (B)幾乎立即產生光電子 (C)若光的 強度太微弱，則無法產生光電子 (D)即使光的強度很微弱，亦能產生光電子 (E)入射 光的強度愈大，可產生的光電子數愈多 【Power 講義題】 解答 BDE 解析 (A)╳(B)○：幾乎馬上產生光電子 (C)╳(D)○：即使光的強度很弱，亦能產生光電子 (E)○：入射光的強度愈大，每秒入射的光子數愈多，故每秒可產生的光電子數愈多 3. （ ）下列各項敘述中，哪些具有量子化的概念？（應選 3 項） (A)1 樓到 2 樓的樓梯總共有 20 階，大熊正站立在第 10 階上 (B)以直尺畫一線段，可隨意地畫出 0〜15 公分的長度
(C)游泳池長度為 25 公尺，胖虎以蛙式來回游完一趟花費的總時間 (D)一袋米重量為 50 公斤重，整個米倉裝滿米袋後，米袋的總重量 (E)某城市裡的總人口數
【龍騰自命題】
解答 ADE
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新民高中 108-2 5-3~5-4
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班級：______________ 座號：__________ 姓名：___________________ 總 分 一、單選題：(3 小題，每題 20 分，共 60 分) 1. （ ）運動電子的波動性已經由實驗證實，然而一般運動中的物體例如慢跑中的人，偵測其波 動性卻相當的困難，這是什麼原因所致？ (A)慢跑中的人並未帶電 (B)慢跑中的人物 質波波長太長，現有的儀器無法偵測 (C)能夠使慢跑者的物質波產生繞射的狹縫尺度 實在太小了，因此生活中無法觀測到慢跑者物質波產生的繞射現象 (D)換算物質波動 性的普朗克常數太大（超過 1030） (E)物質波只是一種未經證實的假設，真實世界根本 不存在 【(修)臺中一中段考題】 解答 C 解析 慢跑者的物質波波長極短，遠比原子的尺度小得多，目前沒有裝置可以測得如此小的波 長 2. （ ）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 (E)有物質才得以傳播的波動 【龍騰自命題】 解答 D 解析 科學家指出物質波代表著物質在空間的機率分布 3. （ ）戴維森與革末利用鎳金屬晶體，最後得到電子繞射實驗結果的重大意義為何？ (A)探 索鎳（金屬）晶體的結構 (B)證明 X 射線具有粒子性 (C)應證電子束具有波動性 (D) 驗證 X 射線是電子撞擊鎳金屬所造成的 (E)測量 X 光的波長 【臺中女中段考題】 解答 C 解析 電子繞射實驗，證實電子具有波動性 二、多選題：(2 小題，每題 20 分，共 40 分) 1. （ ）20 世紀初，發現光具有波與粒子二象性，為近代光電科技的重要基礎。下列有關光之波 粒二象性的敘述，哪些正確？（應選 3 項） (A)光的頻率愈高，則光量子的能量愈大 (B)楊氏雙狹縫實驗，驗證了光的波動性質 (C)入射光的波長愈長，愈容易產生光電效 應 (D)波與粒子二象性乃光子特性，其他物質並無波粒二象性 (E)愛因斯坦以光能量 的量子化，解釋光電效應，驗證了光的粒子性質 【龍騰自命題】 解答 ABE 解析 (A)○：E光量子 = hf ⇒ E光量子 ∝ f ⇒ f↑，則 E光量子↑ (B)(E)○：楊氏提出光的雙狹縫實驗， 驗證了光的波動性；愛因斯坦提出光子論，解釋光電效應，驗證了光的粒子性。以上實 驗的成功，證實了光呈現波粒二象性 (C)╳：依E h f h c E 1 光 量 子 光 量 子 ⇒ λ↑，則 E光量子↓⇒ 不容易產生光電效應 (D)╳：物質運動時除具有粒子特性（如質量、動量 等）外，亦帶有物質波，稱為波粒二象性2. （ ）如圖所示，為物理學家進行電子雙狹縫干涉實驗的示意圖。將電子自電子槍發射，使電 子通過雙狹縫，在狹縫後方的屏幕上裝設偵測器，結果屏幕上可觀察到明確的干涉條 紋。下列相關的實驗敘述，哪些是正確的？（應選 2 項） (A)干涉條紋是電子在行進過程中發射的電磁波所造成 (B)暗紋代表電子在該處出現的 機率較高 (C)此實驗可證明電子具有都卜勒效應 (D)此實驗可證明電子具有波動性 (E)此實驗可證明電子具有波粒二象性 【龍騰自命題】 解答 DE 解析 (A)(C)╳、(D)○：電子的雙狹縫干涉實驗，是物質波所造成的；證明電子具有波動性 (B) ╳：物質波為機率波，代表物質（例如電子）運動時，在空間中出現位置的機率分布。 屏上的暗紋，表示電子通過狹縫後，落在屏上該位置的機會較其他位置低；屏上的亮紋， 則反之 (E)○：已知電子具有粒子性，經由本實驗證實電子具有波動性，亦即電子具 有波粒二象性
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新民高中 108-2 5-5
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班級：______________ 座號：__________ 姓名：___________________ 總 分 一、單選題：(5 小題，每題 10 分，共 50 分) 1. （ ）波耳的氫原子結構理論中，引入不連續的定態概念，其與下列何種實驗結果相符？ (A) 拉塞福α 粒子實驗 (B)光電效應實驗 (C)電子繞射實驗 (D)氫原子光譜實驗 (E)光 的雙狹縫干涉實驗 【明倫高中段考題】 解答 D 解析 波耳提出氫原子不連續的定態理論，與氫原子光譜實驗結果相符 2. （ ）如圖所示，為氫原子某三個能階示意圖，任兩能階間吸收或放出光子的波長如圖所標示， 則下面哪個關係是正確的？ (A)λ3 > λ2 > λ1 (B)λ1 > λ2 > λ3 (C)λ3 = λ1 = λ2 (D)λ2 > λ1 > λ3 (E)λ3 > λ1 > λ2 【臺中女中段考題】 解答 B 解析 E h f h c E 1 ⇒ 由題圖可知 E3 > E2 > E1 ⇒ λ3 < λ2 < λ1 3. （ ）若某一原子有一系列的能階如表所示，則發射最短波長的光是相對應於哪兩個能階間的 躍遷？ 能階代號 E1 E2 E3 E4 E5 E6 能量(eV) − 13.60 − 3.40 − 1.51 − 0.85 − 0.54 − 0.38 (A)E2→E1 (B)E6→E5 (C)E6→E1 (D)E1→E6 (E)E3→E4【三重高中段考題】 解答 C 解析 E h f h c E 1 ，發射最短波長表示發射出最高能量之電磁波，其能階差為最大， 而且應由最高能階躍遷回最低能階，故為 E6→E1 4. （ ）一個氫原子由 n = 1 的狀態被激發到 n = 4 的狀態。當原子回到 n = 1 的狀態過程中，最 多可能放出幾種不同的光子？ (A)1 (B)2 (C)3 (D)4 (E)6 【高雄女中段考題】
解答 E 解析 n = 4→1，n = 4→2，n = 4→3；n = 3→1，n = 3→2；n = 2→1 ⇒ 共 6 種 5. （ ）當原子裡的電子由一個比較高的能階躍遷至另一個較低的能階時，下列敘述何者正確？ (A)電子提升到較高的軌道且放出電磁波 (B)電子提升到較高的軌道且需吸收能量 (C) 電子下降到較低的軌道且放出電磁波 (D)電子下降到較低的軌道且需吸收能量 (E)以 上皆非 【Power 講義題】 解答 C 解析 由高能階躍遷到低能階時，電子下降到更低的軌道並放出光（電磁波） 二、多選題：(5 小題，每題 10 分，共 50 分) 1. （ ）有關波耳的原子模型，下列敘述哪些正確？（應選 3 項） (A)假設電子僅能在某些特 定的圓形軌道上，環繞原子核運動，這些軌道稱為定態 (B)波耳以量子化理論證明電 子在定態軌道上運動時，不會輻射出電磁波 (C)當電子從一個能量為Ei的定態軌道， 躍遷到另一個較低能量Ef的定態軌道時，所輻射出的光子能量等於兩者間的能量差 (D) 電子在定態的能量是特定的值稱為能階 (E)當電子由高能階Ei躍遷到低能階Ef 時，原 子輻射出特定波長為 λ 的光子，這就是光譜線的成因，且波長 f i h c E E 【臺南女中段考題】 解答 ACD 解析 (B)╳：波耳並沒有提出電子在定態軌道上運動不會輻射出電磁波的論證 (E)╳：電子 由高能階Ei躍遷到低能階Ef 時，Ei>Ef ，輻射的光譜線波長為 i f h c E E 2. （ ）若一原子之能階圖如圖所示，下列相關敘述哪些正確？（1 電子伏特 ≈ 1.6 × 10 − 19焦耳， h = 6.63 × 10 − 34焦耳．秒）（應選 3 項） (A)若希望讓原子由基態躍遷至第三激發態，則原子所須吸收的光子能量為 5.0 電子伏特 (B)一群處在第三激發態的原子在躍遷回基態時，可能發出的光譜線數目為 6 條 (C)承 (B)，原子所發出最大的光子能量為 6.0 電子伏特 (D)承(B)，原子所發出最小的光子能 量為 2.0 電子伏特 (E)原子由第 3 能態躍遷至第 2 能態，所放出光子頻率約為 7.2 × 1014 赫茲 【中山女高段考題】 解答 BCE 解析 (A)╳：原子由基態(n = 1)躍遷至第 3 激發態(n = 4)，須吸收光子能量為 ΔE = E4 − E1 = 6.0 − 0.0 = 6.0(eV) (B)○：原子由第 3 激發態(n = 4)躍遷回基態(n = 1)，可能發出的光譜線 為 n = 4→1，n = 4→2，n = 4→3，n = 3→1，n = 3→2，n = 2→1 ⇒ 共 6 條 (C)○：承 (B)，原子發出的最大光子能量為 ΔE = E4 − E1 = 6.0 − 0.0 = 6.0(eV) (D)╳：承(B)，原 子所發出最小的光子能量為由 n = 4 到 n = 3，其能量為 ΔE = E4 − E3 = 6.0 − 5.0 = 1.0(eV) (E)○：原子由第 3 能態(n = 3)躍遷至第 2 能態(n = 2)，放出光子能量為 ΔE = E3 − E2 = 5.0 − 2.0 = 3.0(eV)，由 E = hf = 3.0 × (1.6 × 10 − 19) = (6.63 × 10 − 34) × f ⇒ f = 7.2 × 1014(Hz)
3 3. （ ）在波耳的氫原子模型中，若在第 n 能階的能量可表示為 En(n = 1、2、3…)、普朗克常數 為 h，下列敘述哪些正確？（應選 3 項） (A)由第 1 階至第 2 階須吸收 E2的能量 (B) 由第 1 階至第 2 階須吸收 E2 − E1的能量 (C)由第 2 階至第 1 階會吸收 E2 − E1的能量 (D) 由第 2 階至第 1 階會放出E2 E1 h 頻率的光 (E)由第 2 階至第 1 階會放出波長為 2 1 h c E E 的 光譜線 【Power 講義題】 解答 BDE 解析 (A)╳(B)○：由第 1 階躍遷至第 2 階，須吸收的能量為 E2 − E1 (C)╳：放出 E2 − E1的 能量 (D)(E)○：由 2 1 2 1 h c E E E E E h f f h 及 2 1 h c E E 4. （ ）在下列選項中，哪些躍遷所產生的譜線屬於巴耳末系？ (A) n = 3 → n = 1 (B) n = 2 → n = 1 (C) n = 4 → n = 2 (D) n = ∞ → n = 2 (E) n = 2 → n = 3 【Power 講義題】 解答 CD 解析 當氫原子電子由較高能階躍遷回到 n = 2 的能階時，所放出的譜線稱為「巴耳末系」，故 選(C)(D) 5. （ ）下列各選項為氫原子的躍遷，哪些會產生吸收譜線？（應選 3 項） (A)n = 5 至 n = 3 (B)n = 1 至 n = 8 (C)n = 3 至 n = 4 (D)n = 6 至 n = 2 (E)n = 2 至 n = 7 【三重高中段考題】 解答 BCE 解析 當原子由低能階躍遷至高能階時，才會產生吸收譜線
新民高中 108-2 光電效應補充卷
班級：_____________ 座號：__________ 姓名：___________________ 總 分 一、單選題：(11 小題，每格 5 分，共 60 分) 1. γ 射線的波長甚短，頻率很高，頻率約在 1020赫茲以上。 （ ）(1) 某 γ 射線的頻率為 1022赫茲，其光子能量是多少焦耳？（設普朗克常數 h = 6.63 × 10−34焦耳．秒） (A) 6.63 × 10−10 (B) 6.63 × 10−12 (C) 6.63 × 10−14 (D) 6.63 × 10−16 (E)6.63 × 10−18 （ ）(2) γ 射線的光子能量是多少電子伏特？ (A) 7 4 .1 41 0 (B)4 .1 41 09 (C) 1 1 4 .1 41 0 (D)4 .1 41 01 3 (E)4 .1 41 01 5 【高雄女中段考題】 解答 (1)B (2)A 解析 (1) γ 射線的光子能量 3 4 2 2 1 2 6 .6 3 1 0 1 0 6 .6 3 1 0 ( J ) E h f (2) 1 2 3 4 2 2 1 2 7 1 9 6 .6 3 1 0 6 .6 3 1 0 1 0 6 .6 3 1 0 ( J ) 4 .1 4 1 0 e V 1 .6 1 0 E h f = ( ) 2. （ ）量子論誕生是由於解決什麼問題所導致？ (A)電子荷質比 (B)光電效應 (C)氫原子光譜 (D)拉塞福原子模型 (E)熱輻射 【龍騰自命題】 解答 E 解析 普朗克分析熱輻射實驗結果，提出量子論的假設 3. （ ）下列各項敘述或物理量，何者不符合量子化的特性？ (A)物體熱輻射發出 電磁波的能量 (B)塑膠尺經毛皮摩擦過後的帶電量 (C)樓層間的階梯數 (D)白熾光源發出的光子數目 (E)熱輻射實驗中的溫度 【龍騰自命題】 解答 E 解析 溫度是連續的 4. （ ）若以貓在階梯上的位能代表能量的量子化概念，貓從第 1 階跳到第 5 階，其 位能變化為 4E，則貓由第 11 階跳到第 20 階，假設每階梯高度相同，則其 位能變化為何？ (A)3E (B)4E (C)6E (D)9E (E)12E【龍騰自命題】 解答 D 解析 貓跳 1 階的位能變化量為 4 5 1 E E ，則貓從第 11 階跳到第 20 階，總共跳了 20 − 11 = 9 階，故位能變化量為 9E 5. （ ）波長 6000 埃黃光照射某金屬，產生 1.2 × 10 − 7安培光電流，若每個光子僅可 打出一個光電子，試求單位時間內，引發此電流的光子數為幾個？ (A)1.2 × 1011 (B)7.5 × 1011 (C)1.2 × 1012 (D)7.5 × 1012 (E)6.0 × 1012 【龍騰自命題】 解答 B 解析 依 7 7 1 .2 1 0 1 .2 1 0 1 Q Q I Q t (C)， 又 1 庫侖約為 6.25 × 1018個電子的電量，故 N = (6.25 × 1018) × (1.2 × 10 − 7) = 7.5 × 1011個電子 = 光子個數 6. （ ）在光電效應中，若入射光子波長 λ，光電子最大動能為 K，則金屬功函數為 何？ (A)h c K (B) h c K (C) h c K (D)K h (E)h K 【龍騰自命題】 解答 B 解析 由光電子最大動能K h f W h c W W h c K 7. （ ）某金屬的功函數為 4.0 電子伏特，若要使該金屬放出光電子，則入射光波長 的上限為幾埃？（設 h ≈ 6.63 × 10 − 34焦耳．秒，c = 3 × 108公尺/秒，1 電子 伏特 = 1.6 × 10 − 19焦耳） (A)3100 (B)4300 (C)5500 (D)6700 (E)7900 【龍騰自命題】 解答 A 解析 3 4 8 1 9 0 0 ( 6 .6 3 1 0 ) ( 3 1 0 ) 4 .0 (1 .6 1 0 ) c h c W h f ⇒ 入射光最大波長為 λ0 = 3.1 × 10 − 7(m) = 3100(Å) 8. （ ）已知鉀金屬產生光電子需要的最低能量為 2.3 電子伏特，分別用 2 電子伏特 的光子、3 電子伏特的光子照射鉀金屬表面時結果為何？ (A)均可發生光電 效應，產生光電子 (B)產生的光電子動能相同 (C)一起照射後，3 電子伏 特的光子會比較快產生光電子，2 電子伏特的光子要產生光電子，需要比較 久的照射時間 (D)相同時間內，3 電子伏特的光子產生的光電子和 2 電子伏 特的光子產生的光電子一樣多 (E)3 電子伏特的光子產生的光電子具有最 大動能為 1.12 × 10 − 19焦耳 【嘉義女中段考題】 解答 E 解析 (A)(B)╳：光電效應條件為 E入射光子 > W = 2.3(eV)，故只有 3 電子伏特的光子 可產生光電子 (C)(D)╳：E入射光子 = 2(eV) < W，即使以較久的時間照射， 亦無法產生光電效應 (E)○：依 Kmax = hf − W = E入射光子 − W = 3 − 2.3 = 0.7(eV)，由 1(eV) = 1.6 × 10 − 19(J) ⇒ K max = (1.6 × 10 − 19) × 0.7 = 1.12 × 10 − 19(J) 9. （ ）根據愛因斯坦光量子理論，波長為 500 奈米的光子與波長為 600 奈米的光子 能量比為何？ (A)5：6 (B)25：36 (C)6：5 (D)1：1 (E)125：216 【臺中女中段考題】 解答 C 解析 E h f h c E 1 5 0 0 n m 6 0 0 n m 6 0 0 6 5 0 0 5 E E
2 10. （ ）在普朗克分析熱輻射（光）所用的量子假設中，若光的頻率為 f，普朗克常 數為 h，則下面哪一組光能量是不符合普朗克的假設？ (A)hf，2hf，3hf (B)2hf，4hf，6hf (C)1 2 h f，hf，3 2 h f (D)hf，3hf，5hf (E)10hf，100hf，1000hf 【龍騰自命題】 解答 C 解析 由普朗克分析熱輻射，依量子論的假設：光的能量恆為 hf 的整數倍，即 E = nhf（n = 1,2,3,…），不可能為非整數 11. （ ）「約瑟夫森接面」是由超導體和絕緣體製成，若在這個接面的兩端加一定電 壓 V，則它會輻射頻率為 f 的電磁波，且 f 與 V 成正比，即 f = kV，已知比例 常數 k 僅與基本電荷 e 的 2 倍和普朗克常數 h 有關，你可能不知道這其中的 原理為何，但仍可運用物理學中常用的方法，推理判斷出比例常數 k 的值為 下列哪一選項？ (A) 2 h e (B) 2 e h (C)2he (D) 1 2 h e (E)2e + h 【龍騰自命題】 解答 B 解析 依 f = kV ⇒ k 的單位為 f V 的單位，即 1 1 C J V s J s ( ) s C (A)╳： J s 2 C 單 位 h e (B)○：2 C J s 單 位 e h (C)╳：2he 單 位 (J · s) · C (D)╳： 1 1 2 ( J s ) C 單 位 h e (E)╳：2e + h 單 位C + J · s ⇒ 單位不一致 二、多選題：(5 小題，每格 8 分，共 40 分) 1. （ ）下列各項有關熱輻射的敘述，哪些錯誤？（應選 2 項） (A)物體熱輻射不 可能發出紅外線 (B)物體熱輻射可能發出單一頻率的電磁波 (C)物體熱輻 射可發出可見光 (D)物體熱輻射會輻射出電磁波 (E)物體熱輻射與物體表 面溫度有關 【龍騰自命題】 解答 AB 解析 物體熱輻射所涵蓋的電磁波波段為所有頻率的電磁波 2. （ ）下列有關光子的敘述，哪些正確？（應選 3 項） (A)靜止時，質量與電子 質量差不多 (B)光子能量和頻率成正比 (C)光束具有波動性 (D)同種單 色光源發光，若光強度愈大，則表示每秒所發出的光子數目愈多 (E)光子有 時帶正電，有時帶負電 【龍騰自命題】 解答 BCD 解析 (A)╳：光子無靜止質量 (B)○：光子能量為 E = hf ⇒ E ∝ f (C)○：光束具 有波動性，稱光波 (D)○：光強度愈強，則表示每秒所發出的光子數目愈 多 (E)╳：光子不帶電 3. （ ）光電效應中，影響光電子最大動能的因素有哪些？（應選 2 項） (A)入射 光波長 (B)入射光強度 (C)入射光照射金屬時間 (D)金屬的質量 (E)金 屬的功函數 【龍騰自命題】 解答 AE 解析 光電效應理論：入射光子的能量必須克服金屬的功函數，剩餘的能量轉移為 光電子的最大動能，故影響光電子最大動能的因素有二：入射光子的能量（或 頻率、波長）、金屬的功函數 4. （ ）在光電效應實驗中，欲增加光電子之速率應如何操作？（應選 3 項） (A) 增加入射光之波長 (B)減小入射光之波長 (C)增加入射光之頻率 (D)降 低入射光之頻率 (E)選用能量較強之光子 【松山高中段考題】 解答 BCE 解析 依光電效應理論可知，入射光子的能量必須克服金屬的功函數，剩餘的能量 轉移為光電子的最大動能，故提高入射光子的能量，可增加打出光電子之最 大動能（速率）， 由E h f h c E f 1 入 射 光 子 入 射 光 子 ⇒ 入射光 λ 愈短、f 愈大、光子能量愈大時，光電子之動能（速率）就愈大 5. （ ）由於光的波動性質，一直無法有效地解釋光電效應的現象，直到 1905 年， 愛因斯坦提出了簡單、但又令人驚奇的想法，來詮釋光電效應的實驗。下列 各項有關光電效應的敘述哪些正確？（應選 2 項） (A)金屬板內的每個電 子要吸收一個或一個以上的光子，當它累積的能量足夠大時，就能逸出金屬 板表面 (B)如果入射光子的能量小於金屬的功函數，便不能發生光電效應 (C)發生光電效應時，若入射光強度愈強，則光子的能量就愈大，打出光電 子的最大動能就愈大 (D)由於不同金屬板的束縛能是不相同的，因此使不 同金屬板發生光電效應的入射光的最低頻率也不同 (E)以一單色光照射某 金屬板表面時，不能發生光電效應，則延長照光時間可以獲得解決 【龍騰自命題】 解答 BD 解析 (A)╳、(B)(D)○：入射金屬板的電磁波，其頻率 f 必須大於一特定值 f0（或 E入 ≥ Eb），方可產生光電子而形成光電流，且 f0值隨金屬板的不同而異 (C) ╳：入射光強度愈強，表示入射光子的數量愈多，但每個光子的能量仍不變， 即使足以發生光電效應，而每一光電子的最大動能仍不變 (E)╳：當入射 金屬板的電磁波能量小於該金屬板的束縛能(E入 < Eb)時，則無法發生光電 效應，與光照時間無關
