高級中學 物理科 題目卷(詳解) 年 班 座號： 姓名： 一、 單一選擇題 1. ( )科學家計劃製造一座「太空電梯」， 以探測外太空與火星。支撐這座「太 空電梯」的纜繩是一束由十億條、長 達十萬公里的奈米碳管所製成，每條 奈米碳管含有 7.2×1017 個碳原子。試 估計這束纜繩至少需要多少公斤的碳 來製備？ (Ａ) 0.12 (Ｂ) 2.40 (Ｃ) 7.20 (Ｄ) 14.4 (Ｅ) 28.8。 答案：(Ｄ) 解析：每束纜線具有的原子數為 109×7.2×1017 個碳原子 這些碳原子等於 23 17 9 10 6 10 2 . 7 10 ＝1.2× 103 莫耳 相當於質量為 1.2×103×12＝1.44×104（ 克）＝14.4（公斤）的碳。 2. ( )下列何者為能量的單位？ (Ａ) kg． m (Ｂ) kg．m∕s2 (Ｃ) kg．m2∕s2 ( Ｄ) kg．m∕s (Ｅ) kg．m2∕s。 答案：(Ｃ) 解析：所有的能量型式具有相同的單位，以重 力位能為例：U＝mgh，其單位應為 kg ．（m∕s2）．m＝kg．m2∕s2 3. ( )如果以原子為組成物質的單元，則直 徑為 0.1 毫米的一粒細砂含有的原子 數目約為多少個？（選最接近的數量 級） (Ａ) 106 (Ｂ) 109 (Ｃ) 1013 ( Ｄ) 1017。 答案：(Ｄ) 解析：原子的尺寸約為 2～3 埃，以平均值 2.5 埃（即 2.5×10－10 公尺）來估計，若考 慮細砂為立方體，其邊長 0.1 毫米等於 10－4 公尺，則一粒細砂含有的原子數目 約為 N＝（ 4 10 10 5 . 2 10 － － ）3＝2.56×1017（ 個），其數量級為 1017。 4. ( )物理學的發展有賴科學家的努力，下 列甲至丙所述為物理學發展的重要里 程碑： 甲：歸納出行星的運動遵循某些明確的規律 乙：從電磁場方程式推導出電磁波的速率 丙：波源與觀察者間的相對速度會影響觀察到 波的頻率 上述發展與各科學家的對應，最恰當的為下列 哪一選項？ 科學家 選 項 克卜勒 都卜勒 馬克士威 ○１ 甲 乙 丙 ○２ 乙 甲 丙 ○３ 乙 丙 甲 ○４ 丙 甲 乙 ○５ 甲 丙 乙 (Ａ)○１ (Ｂ)○２ (Ｃ)○３ (Ｄ)○４ (Ｅ)○５。 答案：(Ｅ) 解析：克卜勒以天文觀測數據歸納出行星運動 三大定律；馬克士威統整電磁學，寫下 四個電磁場方程式，並推導出電磁波的 速率；都卜勒提出波源與觀察者有相對 運動，會影響觀測頻率，稱為都卜勒效 應。 5. ( )根據物理史，下列關於電子、中子和 原子核三者被發現的先後順序，何者 正確？ (Ａ)電子、中子、原子核 ( Ｂ)中子、電子、原子核 (Ｃ)電子、 原子核、中子 (Ｄ)原子核、電子、 中子 (Ｅ)原子核、中子、電子。 答案：(Ｃ)
解析：(１)電子是 1897 年英國人 J.J.湯姆森確 認陰極射線是帶負電的微粒，並測 知其荷質比，命名為電子。 (２)原子核為 1911 年英國人拉塞福用α 粒子撞擊金箔，提出原子的有核模 型。 (３)中子為 1932 年英國人查兌克所發現 。 6. ( )太陽內部核融合的反應速率相當穩定 ，足以持續提供地球 100 億年的能源 需求。根據研究，影響核融合反應速 率的主要作用力，與中子衰變成質子 、電子和另一個稱為反微中子的電中 性粒子的過程，屬於同一種基本交互 作用。由此可知下列何者為影響核融 合反應速率的主要作用力？ (Ａ)靜 電力 (Ｂ)強核力 (Ｃ)弱核力 (Ｄ) 重力（萬有引力） (Ｅ)電力與磁力 。 答案：(Ｃ) 解析：獨立自由的中子會衰變成質子、電子及 反微中子，稱為β衰變，核融合會有質 子轉變成中子，此為逆β衰變，兩者均 無法由重力、電磁力及強核力解釋，科 學家因此認為尚有另一種作用力，稱為 弱核力。 7. ( )兩個點電荷間的斥力原為 F。若其中 一個點電荷的電量，增加為原來的兩 倍，且兩個點電荷間的距離，也增加 為原來的兩倍，則其斥力為何？ (Ａ ) 4F (Ｂ) 2F (Ｃ) F (Ｄ) 2 F (Ｅ) 4 F 。 答案：(Ｄ) 解析：由庫侖定律得知「兩帶電質點間的靜電 力，與兩者電量乘積成正比，與兩者間 距離平方成反比」。Ｆ＝ 2 2 1 r Q kQ 當 Q1' ＝2Q1，r' ＝2r 時，F' ＝ 12 2 r Q kQ ' ' ＝ 2 2 1 r 2 Q kQ 2 ） （ ＝2 F 8. ( )克卜勒分析第谷的行星觀測資料發現 等面積定律，即一個行星與太陽的連 線，在等長的時間內，於行星軌道所 掃過的面積必相等，如圖中的五個灰 色區域所示。已知太陽在右邊焦點上 ，則此行星在甲、乙、丙、丁、戊五 點上，哪一點的動能最大？ (Ａ)甲 (Ｂ)乙 (Ｃ)丙 (Ｄ)丁 (Ｅ)戊。 答案：(Ａ) 解析：由等面積定律得知，題圖中五個灰色區 域面積皆相等，表示行星運行時歷經相 同的時間。又以甲區域行星所經的路徑 最長，因此行星在甲位置時，具有最大 的速度 v。動能 K＝ 2 1 mv2，m 為物體質 量，故行星在甲位置的動能最大。 9. ( )若將地球公轉太陽一圈的時間（公轉 週期）稱為「地球年」，如表為太陽 系內地球與某行星的資料，則表中 T 的數值最接近下列哪一項？ 行 星 軌道平均半徑 （百萬公里） 公轉週期 （地球年） 地 球 約 150 1 某行星 約 4500 T (Ａ) 1 (Ｂ) 30 (Ｃ) 50 (Ｄ) 100 (Ｅ) 160。 答案：(Ｅ)
解析：由克卜勒行星運動第三定律 3 1 2 1 R T ＝ 3 2 2 2 R T ，可得 3 2 150 1 ＝ 3 2 4500 T 故 T＝ 3 150 4500 ） （ ＝30 30，因 5＜ 30＜6，所以 150＜T＜180，只有 160 （地球年）符合。 10. ( )如圖所示，小明手持米尺，使米尺下 端零點位於小華拇指與食指之間。小 華一看到小明鬆手，就立即抓握米尺 ，結果米尺落 20 公分。若重力加速 度為 10 公尺∕秒2，則小華的反應時間 約為多少秒？ (Ａ) 0.4 (Ｂ) 0.2 (Ｃ) 2 (Ｄ) 40。 答案：(Ｂ) 解析：自由落體為初速為零的等加速運動，由 等加速運動公式 Δh＝ 2 1 gt2 0.2＝ 2 1×10×t2 t＝0.2（秒） 11. ( )如圖所示，在水平地面上，某人以斜 向上拉或斜向下推的方式，使行李箱 沿地面等速度移動，若拉力或推力與 水平面的夾角皆為 30°，行李箱與地 面間的摩擦力分別為 f拉和 f推，則下 列敘述何者正確？ (Ａ) f拉＜f推，斜向上拉會比斜向下推省力 ( Ｂ) f拉＜f推，斜向上拉會比斜向下推費力 (Ｃ ) f拉＞f推，斜向上拉會比斜向下推費力 (Ｄ) f 拉＞f推，斜向上拉會比斜向下推省力。 答案：(Ａ) 解析：斜向上拉有向上的分力，所以行李箱與 地面間的正向力較重量小；反之，斜向 下推有向下的分力，所以行李箱與地面 間的正向力較重量大。由動摩擦力 f＝μ kN，可知 f拉＜f推，斜向上拉須抵抗的 摩擦力較小，會比斜向下推省力。 12. ( )大衛表演一種魔術：一水平的直導線 在他的指揮下可垂直升降，他係利用 通有電流的直導線在磁場作用下而升 降的。如電流的方向係由西向東流， 而欲使此直導線上升，則磁場的方向 為何？ (Ａ)由西向東 (Ｂ)由東向西 (Ｃ)由北向南 (Ｄ)由南向北 (Ｅ)由 下向上。 答案：(Ｄ) 解析：依右手開掌定則，大姆指指向電流 I 的 方向，四指指向磁場 B 的方向，則掌心 所指的方向即為磁力 F 的方向。當電流 的方向由西向東流，欲使此直導線上升 ，即導線受力向上，則所需磁場方向應 為由南向北。 13. ( )下列關於圖中變壓器各部分的敘述， 何者正確？ (Ａ)電源用於提供主線圈電流以產生磁場，可 用交流電或直流電 (Ｂ)主線圈是磁場的主要 來源，相同電流時，匝數愈多，造成磁場愈強 (Ｃ)磁場造成的磁力線，其方向固定不變，數 目隨磁場強度而定 (Ｄ)副線圈的匝數增加時
，輸出的電壓值下降 (Ｅ)用來纏繞線圈的鐵 心，也可以用塑膠取代。 答案：(Ｂ) 解析：(Ａ)主線圈要提供隨時間變化的磁場， 應使用交流電才行。 (Ｂ)增加主線圈的匝數，可增加磁場量 值，當磁場發生變化時，也會造成 較大的變化率。 (Ｃ)磁力線數目與磁場強度成正比，其 方向會隨時改變。 (Ｄ)主、副線圈匝數與電壓成正比關係 ， 副 主 N N ＝ 副 主 V V ，所以匝數增加，輸 出電壓值上升。 (Ｅ)鐵心為具軟磁性的物質，分子對磁 場的作用較強，具有傳遞磁力線的 功用。若用塑膠取代，則無此功能 ，所以一定要用具軟磁性的物質才 可。 14. ( )將玻璃透鏡置於空氣中，若光線通過 鏡心，則下列路徑何者正確？ (Ａ) (Ｂ) (Ｃ) (Ｄ) 答案：(Ｃ) 解析：光從空氣進入玻璃中，會偏向法線；同 理，光從玻璃進入空氣中，光會偏離法 線。 15. ( )如圖所示，一光線在水中沿 AO 入射 至玻璃後，沿 OB 折射。下列敘述何 者正確？ (Ａ)若入射角增大，有可能產生全反射 (Ｂ)若 光改自 BO 入射，則會沿 OA 折射 (Ｃ)光在 水中的速率小於在玻璃中的速率 (Ｄ)光在水 中的頻率小於在玻璃中的頻率 (Ｅ)光在水中 的波長等於在玻璃中的波長。 答案：(Ｂ) 解析：(Ａ)(Ｃ)發生全反射的條件：○１光由光速 慢的介質進入光速快的介質； ○２入射角大於臨界角。 因光由水進入玻璃，偏向法線 行進，光在水中的速率比玻璃 中快，所以不可能發生全反射 。 (Ｂ)依據光徑的可逆性，光改自 BO 入 射，則會沿 OA 折射。 (Ｄ)光在水中的頻率等於在玻璃中的頻 率。 (Ｅ)光在水中的速率大於在玻璃中的速 率，但頻率相等，由 v＝fλ，光在 水中的波長大於在玻璃中的波長。 16. ( )下列有關陰極射線與 X 射線的敘述 ，何者正確？ (Ａ)兩者的行進均可 產生電流 (Ｂ)兩者均可受靜電場的 影響而偏向 (Ｃ)兩者均為電磁波 ( Ｄ)陰極射線為帶電粒子，X 射線為電 磁波 (Ｅ)陰極射線為電中性的粒子 ，X 射線為帶電的粒子。 答案：(Ｄ) 解析：(Ａ)(Ｂ) X 射線為電中性，行進不會產 生電流，也不會受靜電場作用
而偏向。 (Ｃ) X 射線為電磁波，但陰極射線為高 速的電子，不是電磁波。 (Ｅ) X 射線為電中性，陰極射線帶負電 。 17. ( )甲、乙兩個平面鏡相交成直角，一物 ↑位於鏡前，此物經平面鏡反射後的 成像情形如圖所示，三個虛像分別以 像Ⅰ、像Ⅱ、像Ⅲ表示。若眼睛自 P 處望向乙鏡，則總共能看見哪幾個像 出現在乙鏡中？ (Ａ)像Ⅰ、像Ⅱ、像Ⅲ (Ｂ)像Ⅱ、像Ⅲ (Ｃ) 像Ⅰ (Ｄ)像Ⅱ (Ｅ)像Ⅲ。 答案：(Ｂ) 解析：將像與眼睛連線，若通過那個鏡子，眼 睛才可透過此鏡看到該像。如圖所示， 像Ⅱ、像Ⅲ出現在乙鏡中，而像Ⅰ出現 在甲鏡中。 二、 多重選擇題 1. ( )拉塞福以α粒子撞擊金箔，發現偶爾 會有大角度的散射，因而提出電子繞 原子核運行，正如行星繞行太陽。下 列關於拉塞福實驗與其原子模型的敘 述，哪些正確？ (Ａ)α粒子與原子的 電子間沒有靜電力 (Ｂ)α粒子與原子 核間的靜電力為吸引力 (Ｃ)原子中 的電子若損失能量，可使電子更接近 原子核 (Ｄ)α粒子偶爾會有大角度的 散射，主要是因為與多個電子發生碰 撞 (Ｅ)α粒子偶爾會有大角度的散射 ，主要是因為原子的正電荷集中於極 小的原子核。 答案：(Ｃ)(Ｅ) 解析：(Ａ)α粒子與電子均帶有電荷，彼此間有 靜電作用。 (Ｂ)α粒子與原子核皆帶正電，兩者電性 相同，故有靜電排斥力。 (Ｃ)因電子與原子核間靜電力為吸引力 ，則電子愈接近原子核，能量愈低 ，故當電子損失能量時，電子會更 接近原子核。 (Ｄ)(Ｅ)α粒子偶爾會有大角度散射，表 示原子核所在的空間很小，且 質量與正電荷集中在這很小的 原子核中。 2. ( )漆包線所製成的螺線圈與磁鐵的位置 如圖所示，電路中○為電流計。下列G 的何種情況螺線圈會有應電流流過？ 電流的方向為何？ (Ａ)磁鐵快速靠近螺線圈時，電流由 Y 經○流G 向 X (Ｂ)磁鐵快速靠近螺線圈時，電流由 X 經○流向 Y (Ｃ)螺線圈快速靠近磁鐵時，電G 流由 Y 經○流向 X (Ｄ)螺線圈快速靠近磁鐵G 時，電流由 X 經○流向 Y (Ｅ)螺線圈與磁鐵G 一起以相同的速度向右移動時，電流由 X 經○G 流向 Y (Ｆ)螺線圈與磁鐵一起以相同的速度 向右移動時，電流由 Y 經○流向 X。 G 答案：(Ｂ)(Ｄ) 解析：由冷次定律可知，應電流所產生的磁場 是為了反抗線圈的磁場變化。 (Ａ)(Ｂ)當磁鐵快速靠近螺線圈時，螺線
圈的磁場向右增加，則螺線圈 應電流由 X 經○G流向 Y，可產 生一向左的磁場以抵抗螺線圈 內磁場的變化。 (Ｃ)(Ｄ)同理，螺線圈快速靠近磁鐵時， 螺線圈的磁場也向右增加，所 以螺線圈應電流仍為由 X 經○G 流向 Y。 (Ｅ)(Ｆ)若螺線圈與磁鐵一起以相同的速 度向右移動時，則因螺線圈內 的磁場沒有變化，所以不會有 應電流產生。 3. ( )下列關於馬克士威在電磁學上貢獻的 敘述，哪些正確？ (Ａ)是第一位發 現電磁感應者 (Ｂ)是第一位發現電 流可產生磁場者 (Ｃ)是第一位預測 電磁波存在者 (Ｄ)是第一位實驗證 實電磁波存在者 (Ｅ)是第一位理論 導出電磁波傳播速率者。 答案：(Ｃ)(Ｅ) 解析：(Ａ)法拉第才是第一位發現電磁感應者 。 (Ｂ)厄斯特才是第一位發現電流可產生 磁場者。 (Ｄ)赫茲才是第一位實驗證實電磁波存 在者。 4. ( )太陽表面在 2017 年 9 月接連發生二 起被稱作「太陽閃焰」的大型爆發， 規模為 10 年來最大。科學家預計爆 發所噴出的帶電粒子團兩天後抵達地 球，撞擊大氣層後產生電磁波，以致 影響通訊品質。已知太陽與地球距離 約為 1.5×1011 公尺，光速約為 3.0× 108 公尺∕秒。下列敘述哪些正確？ ( Ａ)電磁波並無繞射與干涉的現象 ( Ｂ)電磁波在空間傳播須以帶電粒子為 介質 (Ｃ)電磁波具有隨時間作週期 性變動的電場與磁場 (Ｄ)帶電粒子 團脫離太陽時的速率約為 8.7×105 公 尺∕秒 (Ｅ)帶電粒子團撞擊地球大氣 層之後約 8 分鐘，地球上才能觀測到 太陽閃焰影像。 答案：(Ｃ)(Ｄ) 解析：(Ａ)電磁波也有繞射與干涉現象。 (Ｂ)電磁波在空間不需要介質傳播。 (Ｄ)設帶電粒子團脫離太陽時的速率為 v 1.5×1011＝v×（2×24×60×60）v 8.7×105（公尺∕秒） (Ｅ)太陽閃焰影像以光速傳遞至地球的 時間為 8 11 10 0 . 3 10 5 . 1 ＝500 秒 8 分鐘 ，但太陽噴出的帶電粒子團需兩天 才抵達地球，所以在地球上先觀測 到太陽閃焰影像，並非帶電粒子團 撞擊地球大氣層時發生的。 5. ( )下列選項所陳述的事實或現象，哪些 與「光電效應」有關？ (Ａ)此效應 可用愛因斯坦提出的理論解釋 (Ｂ) 利用靜電感應分離電荷 (Ｃ)可驗證 光的波粒二象性 (Ｄ)雷雨中的閃電 現象 (Ｅ)蝙蝠捕捉昆蟲。 答案：(Ａ)(Ｃ) 解析：(Ａ)由愛因斯坦於 1905 提出的光子說成 功解釋了光電效應。 (Ｂ)光電效應為電子吸收光子的能量， 脫離金屬表面而逸出的現象。 (Ｃ)光電效應無法以光波動說解釋，需 用光子說來解釋。即過去認為具有 波動性的光波，存在著粒子性，但 光的干涉與繞射現象，無法以光的
粒子性說明，因此愛因斯坦建議光 應具有波粒二象性。 (Ｄ)閃電現象是天上雲朵中的靜電產生 電荷中和時，將電能轉換成光能。 (Ｅ)蝙蝠利用超音波反射時間長短來偵 測昆蟲的距離遠近，藉以得知昆蟲 的位置。 6. ( )光電效應是光具有粒子性的實驗證據 ，今以單色光照射金屬表面後，金屬 表面的電子吸收入射光的能量，部分 能量用於克服金屬表面對電子的束縛 ，剩餘能量則轉為電子動能，自金屬 表面逸出，成為光電子。下列有關此 光電效應實驗的敘述，哪些正確？ ( Ａ)入射光子的能量由頻率決定，頻率 愈高，能量愈大 (Ｂ)入射光子的能 量由光強度決定，強度愈大，頻率愈 高 (Ｃ)入射光子的頻率愈高，光電 子的動能會隨之增加 (Ｄ)入射光的 強度愈大，光電子的動能會隨之增加 (Ｅ)以同一單色光照射時，光電子的 動能與被照金屬材料的種類無關。 答案：(Ａ)(Ｃ) 解析：(Ａ)(Ｂ)光子的能量和光的頻率成正比； 光強度代表光子數多寡，與光 的頻率無關。 (Ｃ)光子的頻率愈大，則光子能量愈大 ，同一金屬表面對電子的束縛能相 同，故光電子動能隨之增大。 (Ｄ)光強度代表光子數多寡，與光子能 量無關，所以無法影響其光電子的 動能。 (Ｅ)金屬的種類會影響電子的束縛能， 當電子的束縛能愈大，則光電子動 能愈小。 7. ( )二十世紀初葉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？ (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。 答案：(Ａ)(Ｂ)(Ｅ) 解析：(Ａ)光量子的能量 E 與光的頻率 f 成正 比，故光的頻率 f 愈高，能量 E 愈 大。 (Ｂ)楊氏所做的雙狹縫實驗，說明光具 有干涉性質，干涉必須用波動才能 解釋，因此驗證了光的波動性。 (Ｃ)由光速 c＝fλ，入射光的波長λ愈長 ，光的頻率 f 愈低，表示光量子具 有的能量愈小，愈不容易產生光電 效應。 (Ｄ)光與物質都具有波粒二象性。 (Ｅ)光電效應證實光子與電子間作用具 有量子的現象，此為粒子才具有的 性質，故光量子可說明光的粒子性 質。 8. ( )科學家已經了解光源與光譜的關係， 所以藉由觀測遙遠天體的光譜，可以 獲得其訊息。下列有關光譜的敘述， 哪些正確？ (Ａ)白熾燈泡發出的光 譜為連續光譜 (Ｂ)如果在白熾燈泡 四周有一團低溫的氣體，氣體會吸收 能量而產生發光的明線 (Ｃ)只有少 數幾種原子才可能有發射光譜或吸收
光譜 (Ｄ)太陽的可見光光譜為發射 光譜 (Ｅ)如果氣體中的電子吸收了 能量之後，電子躍遷至高能量狀態， 當電子跳回低能量狀態，便會發出特 定波長的明線，稱為發射光譜。 答案：(Ａ)(Ｅ) 解析：(Ａ)(Ｄ)白熾燈泡與太陽皆為熱輻射，發 射出來的光呈連續光譜。 (Ｂ)白熾燈泡發出連續光譜經低溫的氣 體後，部分頻率光線被吸收形成暗 線。 (Ｃ)每種原子都有自己特定發射或吸收 光譜譜線頻率。 9. ( )在十七世紀時，牛頓提出光的微粒說 ，認為光是由極輕的微小粒子所構成 ，由此可以解釋光線直進、反射等現 象，但下列哪些光學現象，無法用牛 頓的微粒說解釋？ (Ａ)針孔成像實 驗，其像上下顛倒、左右相反 (Ｂ) 肥皂泡在空中飄浮時，呈現絢麗的色 彩 (Ｃ)物體在燈光照射下，其背光 處有明顯的影子 (Ｄ)在道路轉彎處 豎立凸面鏡，可以擴大駕駛人的視野 (Ｅ)光從空氣入射至玻璃中，其速率 變慢，且行進路徑偏向法線。 答案：(Ｂ)(Ｅ) 解析：(Ｂ)肥皂泡上絢麗的色彩，是因光經肥 皂泡膜內外層反射疊加，所形成的 干涉現象，必須用光波動性質才能 解釋。 (Ｅ)牛頓微粒說認為，光從空氣入射至 玻璃中，其速率變快，才能使行進 路徑偏向法線。 三、 題組 1. 物體自高處落下時，除了受到重力之外， 還有空氣阻力。某同學觀測一小物體自高 處落下，其速度 v 與時間 t 的關係如圖。 （ ）(１)圖的數據中，小物體從 t＝0 s 至 t ＝2.0 s 的位移與下列何值（單位 為 m）最為接近？ (Ａ) 4 (Ｂ) 6 (Ｃ) 9 (Ｄ) 12 (Ｅ) 14。 （ ）(２)下列有關小物體運動的敘述，何 者正確？ (Ａ)小物體的加速度 量值愈來愈大 (Ｂ)在 t＝1.4 s 時 ，小物體所受空氣阻力的量值為 零 (Ｃ)在落下的全程中，小物 體所受空氣阻力的量值為一定值 (Ｄ)小物體所受空氣阻力的量值 隨速率增快而變大 (Ｅ)在 t＝ 2.0 s 時，小物體所受重力量值為 零。 答案：(１)(Ｃ)；(２)(Ｄ) 解析：(１) v-t 圖曲線下面積表示物體的位移， 所求位移≒ 2 6 2 1＋） （ ＝9 m (２)當時間 t 在 0～1.0 s 之間，速率逐漸 增大，但加速度量值（v-t 圖斜率） 逐漸減小，表示物體所受合力逐漸 減小且方向向下，這是因空氣阻力 隨速率漸增所造成。約在 t＝1.0 s 後，物體速度維持不變，即作等速 運動，表示物體受到的合力為零， 也就是空氣阻力與重力抵消，物體 不再加速，空氣阻力也不再增大。 2. 有甲、乙兩組線圈一同繞在一軟鐵棒上， 其中甲線圈有一電池、開關 S 與可變電阻
K，乙線圈有一燈泡，試回答下列問題： （ ）(１)當甲線圈 S 開關打開成斷路時， 乙線圈會有什麼現象發生？ (Ａ )有瞬間電流經燈泡從 Y 到 X ( Ｂ)有持續電流經燈泡從 X 到 Y (Ｃ)沒有電流產生，因為沒有接 上電池 (Ｄ)有瞬間電流從 X 到 Y 流經燈泡。 （ ）(２)有關甲、乙兩線圈的敘述，下列 何者錯誤？ (Ａ)甲線圈的原理 是電流的磁效應 (Ｂ)乙線圈的 原理是電磁感應 (Ｃ)甲線圈的 原理和發電機相同 (Ｄ)此項實 驗裝置說明電流可以產生磁場， 線圈內磁場若發生變化可以產生 應電流。 （ ）(３)當 K 向左移動時，乙線圈中的電 流方向與下列何種情形相同？ ( Ａ) K 向右移動時 (Ｂ) S 打開成 斷路瞬間 (Ｃ) S 關上成通路瞬 間 (Ｄ)以上各種情形都同向。 答案：(１)(Ｄ)；(２)(Ｃ)；(３)(Ｂ) 解析：(１)當 S 開關打開成斷路瞬間，造成乙 線圈內磁場向右減少，有瞬間應電 流產生，由冷次定律判定，電流經 燈泡從 Y 到 X。但開關打開一段時 間後，則乙線圈內磁場維持為零， 沒有變化，所以沒有應電流產生。 (２)甲線圈應用的原理為電流磁效應， 發電機應用的是電磁感應，兩者不 同。 (３)當 K 向左移動時，電路中電阻變大 ，造成電流變小、磁場減弱。當開 關 S 打開成斷路，也是造成磁場減 弱之效果。由冷次定律判定，電流 經燈泡從 Y 到 X。 3. 有一電磁感應裝置，開始時，甲電路上的 開關 T 是打開的，甲、乙兩電路上均無電 流： （ ）(１)按下開關 T，將電路接通。當甲 電路上的電流穩定後，若在軟鐵 棒的兩端，電流產生的磁場遠大 於地球磁場，則磁針 K 與 L 的 N 極會指向何方？ (Ａ) K 向左， L 向左 (Ｂ) K 向右，L 向右 ( Ｃ) K 向左，L 向右 (Ｄ) K 向右 ，L 向左 (Ｅ) K 向上，L 向上 。 （ ）(２)在甲電路上的電流穩定後，將開 關 T 打開使甲電路成為斷路，則 乙電路會出現下列哪一情形？ ( Ａ)電流一直維持為 0 (Ｂ)一直 有穩定的電流，方向由 a 到 b ( Ｃ)一直有穩定的電流，方向由 b 到 a (Ｄ)出現瞬間電流，方向由 a 到 b (Ｅ)出現瞬間電流，方向 由 b 到 a。 答案：(１)(Ｂ)；(２)(Ｄ) 解析：(１)甲電路接通當電流穩定後，軟鐵棒 內有穩定磁場，由安培右手定則判 定，方向由左向右，磁針 K 與 L 均 指向右邊。 (２)甲電路開關打開瞬間，乙電路之線
圈內的磁場向右減弱，由冷次定律 得知，應電流產生的磁場方向向右 ，以補償向右減弱之原磁場。再以 安培右手定則判定，應電流的方向 應由 a → b 流過檢流計。 4. 林同學為了同時觀察電流的磁效應與電磁 感應現象，在水平桌面上安置甲、乙兩組 電流迴路，其設計如圖所示。甲迴路串接 電壓固定之大電流的直流電源供應器 P 與 開關 K，並在其中一段沿南北方向的長直 導線正上方，置放一小磁針。該小磁針最 初為靜止，其 N 極指向北方；乙迴路則串 接一高靈敏度之檢流計 G，最初顯示的電 流值為零。 （ ）(１)該同學開啟電源供應器 P，並按 下開關 K 接通甲迴路，應可觀察 到哪些現象？（多選） (Ａ)小 磁針 N 極立刻偏轉，但最後回復 指向北方 (Ｂ)小磁針 N 極偏轉 向東，最後維持於北偏東的方向 (Ｃ)檢流計○指針立刻偏轉，但G 最後回復指向零電流 (Ｄ)流經 檢流計○的電流方向為由南向北G ，且電流值維持穩定 (Ｅ)小磁 針立刻偏轉，檢流計○顯示的電G 流值維持穩定不變。 （ ）(２)該同學開啟電源供應器 P，先按 下開關 K 接通甲迴路一段時間， 然後再將乙迴路以等速度向東拉 離甲迴路，則在乙迴路被拉離一 小段距離的過程中，應可觀察到 哪些現象？（多選） (Ａ)小磁 針 N 極回復指向北方不動，檢流 計○也一直顯示有電流通過 (ＢG )小磁針 N 極的方向為北偏東， 檢流計○一直顯示有電流通過 (G Ｃ)小磁針 N 極的方向為北偏東 ，檢流計○一直顯示電流值為零 G (Ｄ)流經檢流計○的電流方向為G 由南向北 (Ｅ)流經檢流計○的G 電流方向為由北向南。 答案：(１)(Ｂ)(Ｃ)；(２)(Ｂ)(Ｅ) 解析：(１)(Ａ)(Ｂ)甲迴路接通後的電流為逆時 針，如圖所示，由安培右 手定則可知，直導線所產 生的磁場，在磁針處的方 向應為向東，與指向北方 的地磁，合成的總磁場指 向北偏東，所以小磁針 N 極應指向北偏東的方向； 因電流量值、方向皆維持 不變，N 極最後維持於指 向北偏東的方向。 (Ｃ)(Ｄ)(Ｅ)甲迴路通電後瞬間，乙
迴路有垂直紙面向下 的磁場增加，由冷次 定律推知，乙迴路應 電流產生垂直紙面向 上的磁場，以抵抗增 加的磁場，因此應電 流的方向為逆時針， 也就是流過檢流計○G 的應電流方向為由南 向北；但經一段時間 甲迴路的電流穩定， 穿過乙迴路的磁場不 再改變，則無產生應 電流，此時檢流計○G 指針回復為零。 (２)(Ａ)(Ｂ)(Ｃ)小磁針 N 極的指向決定 於甲迴路的電流，甲 迴路的電流不變時， N 極指向北偏東亦維 持不變；當乙迴路以 等速度向東運動時， 穿過乙迴路的磁場持 續減少，故乙迴路應 電流產生垂直紙面向 下的磁場，以抵抗磁 場減少的趨勢，所以 檢流計○G一直顯示有 電流通過。 (Ｄ)(Ｅ)因為乙迴路應電流產生垂直 紙面向下的磁場，由安培 右手定則可知，應電流的 方向為順時針，即應電流 的方向為由北向南流過檢 流計○G。 四、 素養題 1. 取室溫 20℃時為固體狀態的某物質若干克 ，置於一容器中，在定壓下以穩定熱源加 熱。加熱過程中，相同時間間隔做一次測 量，所測得此物質的溫度和體積的關係， 如圖所示，加熱結束時此物質為氣態。設 加熱過程中，熱源所供應的熱量全部被此 物質吸收。依據如圖與以上敘述，回答下 列問題。 （ ）(１)此物質的沸點為多少℃？ (Ａ) 100 (Ｂ) 80 (Ｃ) 60 (Ｄ) 40 (Ｅ) 30。 （ ）(２)下列有關此物質的敘述，何者正 確？ (Ａ)加熱時，液態比固態 易於升溫 (Ｂ)融化期間，固體 會浮於液體上面 (Ｃ)從氣體變 成液體時，體積會膨脹 (Ｄ)溫 度升高一度，液態時的體積膨脹 比固態時大。 答案：(１)(Ｂ)；(２)(Ａ) 解析：(１)固體物質加熱，溫度會逐漸增加， 當溫度達到熔點時，物質開始融化 ，逐漸轉變成液體，此時溫度維持 固定。直到物質完全變成液體，溫 度才會逐漸升高。當溫度達到沸點 時，物質開始沸騰，逐漸轉變成氣 體，此時溫度亦維持固定。直到物 質完全變成氣體，溫度才會再度逐 漸升高。由題圖可知物質的沸點應 為 80℃。 (２)(Ａ)由題圖可知，在相同的時間間隔
（相鄰的兩數據點）液體物質 的溫差較固體物質大。 (Ｂ)物體由固體變成液體時，體積 增加，因此液體的密度應較固 體為小，所以固體會沉入液體 內。 (Ｃ)從氣體變為液體，體積應減少 而非膨脹。 (Ｄ)固體物質由 20℃上升至 40℃時 ，體積增加了 0.1 立方公分； 液體物質由 40℃上升至 60℃ 時，體積只增加了 0.02 立方公 分，故溫度升高一度，固態時 的體積膨脹比液態時大。 2. 由離地相同高度處，於同一瞬間，使甲球 與乙球自靜止狀態開始落下，兩球在抵達 地面前，除重力外，只受到來自空氣阻力 F 的作用，此阻力與球的下墜速度 v 成正 比，即 F＝－kv（k＞0），且兩球的比例 常數 k 完全相同，圖所示為兩球的速度－ 時間關係圖。 （ ）(１)若甲球與乙球的質量分別為 m1 與 m2，則下列敘述何者正確？ ( Ａ) m1＝m2，且兩球同時抵達地 面 (Ｂ) m2＞m1，且乙球先抵達 地面 (Ｃ) m2＜m1，且乙球先抵 達地面 (Ｄ) m2＜m1，且兩球同 時抵達地面 (Ｅ) m2＞m1，且甲 球先抵達地面。 （ ）(２)若已知甲球質量為 0.2 公斤，落下 過程中重力加速度恆為 10 公尺∕ 秒2，則比例常數 k 值約為多少 公斤∕秒？ (Ａ) 0.1 (Ｂ) 0.2 ( Ｃ) 4 (Ｄ) 10 (Ｅ) 40。 答案：(１)(Ｂ)；(２)(Ｂ) 解析：(１)球受向下的重力及向上的空氣阻力 作用，合力產生加速度 mg－kv＝ma 當 a＝0 時，m＝ g kv v，由題圖可 知當球呈等速下降時 v1＜v2，故 m1 ＜m2 又速度對時間曲線與時間軸所圍的 面積表位移，相同時間間隔乙球的 位移比甲球大。甲球與乙球由相同 高度處釋放，釋放到落地間兩球的 位移相同，故乙球先抵達地面。 (２)由題圖，可得甲球終端速度為 10 公 尺∕秒 代入 mg－kv＝0 式中 0.2×10－k×10＝0 故 k＝0.2（公斤∕秒）
一、單選題(11 小題，每題 0 分，共 0 分) 1. （ ）如圖為溫室 效應的簡化模 型之一 （圖中數據的單位為 W/m2），展現了自然界， 包含了太空、大氣與地表（水、陸平均）之間的能量流向與功率，以及溫室效 應。圖中 X 為地表每單位面積轉移給大氣的熱量功率。依據圖的資料與能量守 恆定律，並以 W/m2為單位時，X 的數值最接近下列何者？ 溫室效應 大氣中的熱與能 地球吸收 太陽輻射：235 土地與海洋表面加熱至平均恆溫14°C 射向太空 的輻射：195 地表向太空 輻射：40 67 168 324 X (A) 452 (B) 492 (C) 324 (D) 235 (E) 168 【Super 講義題】,【Power 講義題】,【(修)106 學測題】 解答 A 解析 地球土地與 海洋吸收的能 量=地球 土地與海洋釋放的能 量，即 168 + 324 = X + 40 ⇒ X = 452(W/m2) 2. （ ）克卜勒分析 第谷的行星觀 測資料 發現等面積定律，即 一個行星與太 陽的連 線， 在等長的時間內，於行星軌道所掃過的面積必相等，如圖中的五個灰色區域所 示。已知太陽在右邊焦點上，則此行星在甲、乙、丙、丁、戊五點上，哪一點 的動能最大？ 甲 乙 丙 丁 戊 太陽 (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁 (E)戊 【習作簿題】,【103 學測題】 解答 A 解析 因行星在近 日點的速率最 快，故 動能最大 3. （ ）經由核分裂 與核聚變（或 稱核融 合）反應所釋放出來 的能量，都可 以轉換 用來 發電。下列有關此二種反應的敘述，何者正確？ (A)核分裂與核聚變均使用鈾 為燃料 (B)核聚變時釋放出來的能量，並非來自核能 (C)核聚變比核分裂產生 更嚴重的輻射性廢料問題 (D)太陽輻射放出的巨大能量，主要來自核聚變反應 (E)目前已有許多發電廠利用核聚變反 應提 供商業用電 【Super 講義題】,【Power 講義題】,【學測題】 解答 D 解析 (A)╳：核能發電使 用鈾為燃料來 進行核分裂，而核融 合則以較小的 元素（ 如 氫）為燃料 (B)╳：核分裂與核融合都是利用核反應的質量損失，而釋放了原 子核內的位能（即核能） (C)╳：核分裂會產生輻射性廢料，而核融合（即核 聚變）則不會，是很乾淨的能源 (D)○：核融合（即核聚變）是太陽產生能量 的方式 (E)╳：科學家現在雖然已有能力製造核融合反應爐，但至今世界上還
4. （ ）下面有關各 種形態的能量 相互轉 換的敘述中，哪一項 是 錯誤 的？ (A)家庭瓦斯 爐將化學能轉換成熱能 (B)水力發電機將力學能轉換成電能 (C)飛機噴射引擎 將電能轉換成力學能 (D)光合作用將光能轉換成化學能 (E)太陽能電池將光能 轉換成電能 【Super 講義題】,【Power 講義題】,【學測題】 解答 C 解析 (C)╳：飛機噴射 引擎是將燃料 的 化學能轉換成熱能， 再變成力學能 5. （ ）物理學上有 「能量守恆」 的原理 ，我們也常聽到「能 源危機」的議 題，下 列哪 種才是正確的？ (A)「能量守恆」只有在特殊情況下才成立，一般來說，能量 愈用愈少，總有用完之時，故有「能源危機」 (B)「能量守恆」表示總能量不 會減少，故能量是用不完的，所以「能源危機」只是勸人節省的口號而已 (C) 能量在使用中相互轉換，其總值會減少，故有「能源危機」 (D)「能量守恆」 總是成立的，但是被用來發電、行車的汽油與煤，用過之後變成廢氣和熱能， 不易再使用，故有「能源危機」 【Super 講義題】,【Power 講義題】,【學測題】 解答 D 解析 能量守恆是 指各種不同形 式的能 量間可以互相轉換， 但總能量不變 。雖然 「能 量守恆」一定成立，但在能量轉換的過程中，總有一部分會轉換成無法再利用 的能量。因此，人類目前所使用之能源的確是愈來愈少，因此有「能源危機」 的產生，故(D)的敘述正確 6. （ ） 科學家 發現光碟表面 的微 結 構能提升太陽電池吸 收日光的效率 。如果 先利 用高分子材料將光碟表面的結構轉印下來，再轉移至太陽電池上，此微結構的 尺寸介於 150 至 250 奈米間，不但可讓入射光線在元件內部的移動距離增長， 並且可使元件吸收幾乎全部波段的日光，進而提升光能轉換成電能的效率，相 較於未使用光碟圖案的太陽電池，其元件吸收效率高出 22%，效果卓越。光碟 面之微結構的尺寸，約為一個氫原子直徑的多少倍？ (A)0.1 (B)1 (C)10 (D)1000 (E)10000 【108 學測題】 解答 D 解析 ①氫原子的 直徑約為 0.1nm ②光碟微結構尺寸與氫原子大小的比值約為 200 nm 3 3 2 10 10 0.1nm 倍 7. （ ）將光投射在 金屬表面使其 產生光 電子，再利用磁場引 導並選出具有 相同速 度之 電子，使其通過單狹縫後，投射於能夠探測電子的屏幕上，經過一段時間的紀 錄，發現在屏幕上各點累積的電子數目，其分布呈現繞射條紋。欲解釋上述的 實驗現象，下列敘述何者最適當？ (A)需用到光及電子的波動性 (B)需用到光 的波動性及電子的粒子性 (C)需用到光的粒子性及電子的波粒二象性 (D)需用 到光的粒子性，不需用到電子的粒子性或波動性 (E)需用到電子的粒子性，不 需用到光的粒子性或波動性 【Super 講義題】,【Power 講義題】,【105 學測題】 解答 C 解析 將光投射在金屬表面使其產生光電子 此即光電效應，用到光的粒子性 具有速度的電子 粒子性 具有速度的電子呈現繞射條紋 用到電子的波粒二象性 呈現繞射條紋 波動性 ⇒ 正確選項為(C) 8. （ ）下列所述光 電效應中入射 光與光 電子之間的關係，何 者證實了光具 有粒子 性？
定於照射在金屬表面的入射光強度 (C)照射於金屬表面的入射光頻率須大於某 一特定值方能產生光電子 (D)照射於金屬表面的入射光波長須大於某一特定 值 方能產生光電子 (E)照射於金屬表面的入射光波長及強度均須大於某一特定值 方能產生光電子 【Super 講義題】,【Power 講義題】,【107 學測題】 解答 C 解析 (A)╳：光電子的數 目與入射光的 「強度」成正比 (B)╳： 光電子產生與 否 決 定於照射在金屬表面入射光的「頻率」或「波長」 (D)╳：入射光的波長須 「小於」某一特定值方能產生光電子 (E)╳：光電子的產生與否，取決於頻率 或波長，但與強度無關 9. （ ）恆星表面近 似黑體。依據 黑體輻 射，任何有溫度的物 體都會自行放 射各種 不同 波長的電磁波，其輻射強度與波長、表面溫度的關係如圖所示。波長 400～700 奈米屬於可見光，且表面溫度愈高的物體，輻射強度最強波段的電磁波愈趨近 短波。根據以上敘述與圖，判斷以下選項何者錯 誤？ (A)表面溫度 8000K 的恆星， 只放射波長 400 奈米的電磁波 (B)如果恆星表 面 溫度為 3000K，則強度最強波段的波長比 700 奈米長 (C)我們看到的月光都是 反射自太陽光，但月球本身也會放射其他波段的電磁波 (D)在完全沒有任何燈 源的暗室內，可以透過紅外光攝影機拍攝到裡面的人 (E)太陽的表面溫度接近 6000K，及某顆表面 溫度高達 16000K 的恆 星，兩者皆可放射可 見光 【106 學測題】 解答 A 解析 (A)╳：會放射各種 不同波長的電 磁波 (B)○：由圖可知， 溫度愈低，則 強 度 最強波段的波長愈長。當溫度 4000K 時，強度最強波段的波長為 700 奈米，故 當溫度為 3000K 時，最強波段的波長應比 700 奈米長 (C)○：月球有溫度， 而任何有溫度的物體都會自行放射各種不同波長的電磁波 (D)○：人體有溫 度，也會放射各種不同波長的電磁波，但大部分為紅外線，故可透過紅外線攝 影機拍攝到暗室裡面的人 (E)○：依據黑體輻射，任何有溫度的物體都會自行 放射各種不同波長的電磁波（包含可見光），故表面溫度 6000K 及 16000K 的 恆星皆可放射可見光（亦可由題目附圖得到印證） 10. 我國明潭抽蓄水力發 電廠以日月潭 為上池 ，以水里溪河谷為下 池，利用兩池 之間約 400 公尺的水面落差，進行 抽蓄水力發電， 供應臺灣尖峰電力需 求，由於下池 蓄水量 極為豐沛，上下池水面落差可視為定值。水力發電機組的總容量為 200 萬瓩（2 × 109 瓦），是世界上巨型抽蓄水力發電廠之一。試回答(1)～(2)題。 （ ）(1) 抽蓄水力發電，其能量轉換主要的過程為下列何者？ (A)電能→水的位能 →水的動能→電能 (B)電能→水的動能→水的位能→電能 (C)水的動能 →化學能→水的位能→電能 (D)電能→化學能→水的動能→電能 (E)化 學能→水的位能→水的動能→電能 （ ）(2) 今以明潭抽蓄水力發電廠為例，假設每天的離峰時間為 5 小時，離峰時的 多餘電力功率為 10 萬瓩（1 × 108瓦），且該電力可完全用於作功將水抽 蓄，則此電廠每天約可將多少立方公尺的水從下池抽到上池？取重力加速
度的量值為 10 公尺/秒 2，水的密度為 1000 公斤/公尺 3 (A) 1 × 104 (B) 5 × 105 (C) 5 × 108 (D) 1 × 109 (E) 2 × 1011 【Super 講義題】,【Power 講義題】,【100 學測題】 解答 (1)A (2)B 解析 (1) 抽蓄水力發電是在離 峰時間時，利 用多餘 「電能」，將水抽蓄 至較高處的 方式，以「水的位能」儲存能量，在尖峰時間利用上池水與下池水高低位能 差，將上池水放下，變成「水的動能」，推動水輪機發電，變回「電能」。其 能量轉換主要的過程為：電能→水的位能→水的動能→電能，故選(A) (2) W = Pt = mgh = Vρgh ⇒ 1 × 108 × 5 × 60 × 60 = V × 1000 × 10 × 400 ⇒ V = 450000 = 4.5 × 105 ≈ 5 × 105(m3) 11. （ ）有些建築物 ，例如醫院， 會在一 些特定地區入口處的 門板或牆壁上 ，張貼 如圖 所示的圖案。此為國際通用的一個標誌，下列有關此標誌意義之敘述，何者正 確？ (A)此地區為發 電機放置區 (B)此地區有緊 急逃生設備 (C)此地區使 用電風扇 通風 (D)此地區使用超聲波 (E)此地區有放射源 【學測題】 解答 E 解析 此為放射源 標誌 二、多選題(4 小題，每題 0 分，共 0 分) 12. 科學家發現光碟表面 的微結構能提 升太陽 電池吸收日光的效率 。如果先利用 高分子 材 料將光碟表面的結構轉印下來，再轉移至太陽電池上，此微結構的尺寸介於 150 至 250 奈米間，不但可讓入射 光線在元件內部 的移動距離增長，並 且可使元件吸 收幾乎 全部波段的日光，進而提升光能轉換成電能的效率，相較於未使用光碟圖案的太陽電 池，其元件吸收效率高出 22％，效果卓越。 （ ）(1) 由上文可得知，哪些因素會影響太陽電池由光能轉換成電能的效率？（應 選 2 項） (A)電池的工作溫度 (B)光在電池內部行經的路徑長 (C)電池 內外結構的電阻係數 (D)電池吸收日光的波長範圍 (E)太陽與電池之間 的距離 （ ）(2) 光碟面之微結構的尺寸，約為一個氫原子直徑的多少倍？ (A) 0.1 (B) 1 (C) 10 (D) 1000 (E) 10000 【Super 講義題】,【Power 講義題】,【108 學測題】 解答 (1)BD (2)D 解析 (1) 由「可讓入射光線在 元件內部的移 動距離 增長，並且可使元件 吸收幾乎全 部波段的日光……其元件吸收效率高出 22％」可知：「光在電池內部行經的路 徑長」及「電池吸收日光的波長範圍 」是影響太陽電池效率的因素，故選 (B)(D) (2) 此微結構的尺寸介於 150 至 250nm 間 ，取 平均值 200nm 來估計。 一個氫原 子直徑約 1Å = 0.1nm，故約為 200 2000 0.1 倍，最接近的答案為(D)
13. （ ）下列選項所 陳述的事實或 現象， 哪些與「光電效應」 有關？（應選 2 項） (A) 此效應可用愛因斯坦提出的理論解釋 (B)利用靜電感應分離電荷 (C)可驗證光 的波粒二象性 (D)雷雨中的閃電現象 (E)蝙蝠捕捉昆蟲 【Super 講義題】,【Power 講義題】,【104 學測題】 解答 AC 解析 (A)(C)○：愛因斯坦提出 的光量子 論成功地解釋了光電 效應，證明具 有波動 性 的光亦具有粒子性，故可驗證光的波粒二象性。 註：本實驗僅驗證了光的粒子性，光的波動性需藉由光的干涉和繞射來驗證 (B)╳：光電效應是利用電 磁波照射金屬 ， 使電子逸出金屬表面 ，不是利用靜 電 感應分離電荷 (D)╳：閃電是正、負電荷中 和時，釋放出 大量能量的現象，與 光電效應無關 (E)╳：蝙蝠利用超音波的反射辨識昆 蟲位 置來捕捉昆蟲，與光 電效應無關 14. （ ）19 世紀末，實驗發 現將光照射在 某些金屬表面，會導 致電子自表面 逸出， 稱為 光電效應，逸出的電子稱為光電子。下列關於光電效應的敘述，哪些正確？ （應選 3 項） (A)光電效應實驗結果顯示光具有粒子的性質 (B)愛因斯坦因首 先發現光電效應的現象而獲得諾貝爾物理獎 (C)光照射在金屬板上，每秒躍出 的光電子數目與光照射的時間成正比 (D)光照射在金屬板上，當頻率低於某特 定頻率（底限頻率）時，無論光有多強，均不會有光電子躍出 (E)光照射在金 屬板上，當頻率高於某特定頻率（底限頻率或低限頻率）時，即便光強度很 弱，仍會有光電子躍出 【Super 講義題】,【Power 講義題】,【103 學測題】 解答 ADE 解析 (B)╳：首先發現 光電效應的是 赫 茲，愛因斯坦是因為 「解釋」光電 效應而 獲得 諾貝爾物理獎 (C)╳：照射在金屬板上，躍出的光電子「總數目」與光照射的 時間成正比，但「每秒」躍出的光電子數目與光照射的時間無關 15. （ ）下列關於「 量子現象」的 敘述哪 些正確？（應選 2 項） (A)電子的雙狹縫 干涉 現象是因為電子具有粒子性 (B)氫原子的發射光譜是屬於連續光譜 (C)光電效 應的實驗結果顯示光具有粒子性 (D)量子現象皆可用古典物理中的電磁理論解 釋 (E)實驗觀測到的氫原子光譜特徵可用氫原子能階模型來解釋 【Super 講義題】,【Power 講義題】,【109 學測題】 解答 CE 解析 (A)╳：電子的雙狹 縫干涉現象是 因為電子具有波動性 (B)╳：氫原子的 發 射 光譜是屬於離散光譜 (D)╳：量子現象無法用古典的電磁理論解釋
題庫
班級：______________ 座號：__________ 姓名：___________________ 總 分 一、單選題 1. （ ） 科學家發現光碟表面的微結構能提升太陽電池吸收日光的效率。如果先利用高分子 材料將光碟表面的結構轉印下來，再轉移至太陽電池上，此微結構的尺寸介於 150 至 250 奈米間，不但可讓入射光線在元件內部的移動距離增長，並且可使元件吸收幾乎全部波 段的日光，進而提升光能轉換成電能的效率，相較於未使用光碟圖案的太陽電池，其元 件吸收效率高出 22%，效果卓越。光碟面之微結構的尺寸，約為一個氫原子直徑的多少 倍？ (A)0.1 (B)1 (C)10 (D)1000 (E)10000 【108 學測題】 解答 D 解析 ①氫原子的直徑約為 0.1nm ②光碟微結構尺寸與氫原子大小的比值約為200 nm 3 3 2 10 10 0.1nm 倍 2. 不考慮空氣阻力的影響，當質量為 10 公斤的物體自距地面 250 公尺高處靜止自由落下。 （ ）(1)當其動能與位能相等時，物體距地面的高度為多少公尺？（令地面為位能零位面） (A) 250 (B) 200 (C) 175 (D) 150 (E) 125 （ ）(2) 物體的速率為多少公尺/秒？（若重力加速度 g = 10 m/s2） (A) 200 (B) 150 (C) 75 (D) 50 (E) 25 【習作簿題】 解答 (1)E (2)D 解析 (1) 由力學能守恆可得：0 mgh Kmgh，因動能與位能相等，故Kmgh，因此 1 1 2 250 125 2 2 mgh mgh h h (m) (2) 由力學能守恆可得：0 mgh Kmgh，因動能與位能相等，故Kmgh，因此 2 1 2 2 10 250 50 2 mgh K mv v gh (m/s) 3. （ ）焦耳的熱功當量實驗，如圖所示，若重錘一個 3 公斤，等速下降 2 公尺，攪拌器中有 200 毫升的水，請問水溫上升多少°C？（忽略所有能量損耗且僅水可以吸收能量） (A)0.14 (B)0.28 (C)70 (D)40 (E)1.4 【(修)陽明高中段考題】 解答 A 解析 根據能量守恆：因重力位能轉換成熱能，即m gh錘 m s T水 3 × 9.8 × 2 × 2 = 200 × 1 × t × 4.2 ⇒ t = 0.14(°C)
4. （ ）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，這種能量是屬於下列的哪一種？ (A)光能 (B)重力位能 (C)熱能 (D)電能 (E)磁能 【基隆女中段考題】 解答 C 解析 能量的轉換過程，因常摩擦作用而產生散亂的分子運動能量（熱能），故不易再被有效 利用 5. （ ）下列有關溫度的敘述，下列敘述何者正確？ (A)絕對零度相當於 273.15°C (B)物質的 溫度可以到達 10000°C 以上 (C)宇宙背景溫度為 3K，等於 270°C (D)液態氮的沸點零 下 196°C 大於 87K (E)物體吸收熱能之後，溫度必上升 【課本題】 解答 B 解析 (A)╳：絕對零度= 0 K= − 273.15℃ (B)○：溫度可達 10000℃以上（太陽內部的溫度可 達約克氏 1,600 萬度） (C)╳：3K (3 273)℃ 270℃ (D)╳：− 196℃ ( 196 273) K 77 K 87 K (E)╳：物體在熔化或汽化的過程中，雖然吸收熱量，但溫度不會上升，必須等到全部 熔化或全部汽化後，溫度才會繼續攀升 6. （ ）有關各種形態的能量相互轉換的敘述，下列何者錯誤？ (A)鋰電池在充電時，是將電 能轉換成化學能 (B)鋰電池在放電時，是將化學能轉換成電能 (C)光合作用是將光能 轉換為化學能 (D)水力發電是將位能轉換為電能 (E)燃油汽車的引擎是將電能轉換成 力學能 【課本題】 解答 E 解析 (E)引擎是將化學能轉換成力學能 7. （ ）有關核分裂與核融合的比較，下列何者正確？ (A)氘核和氚核的融合，須在極低溫環 境下才能產生核反應 (B)核分裂與核融合都會產生大量的放射性廢料 (C)目前世界上 的核電廠大都是運用核融合原理 (D)二次世界大戰的原子彈是利用核融合原理所製成 (E)太陽巨大能量來自於其內部的核融合反應 【課本題】 解答 E 解析 (A)╳：氘核和氚核的融合，必須在極高溫環境下才能產生核融合反應 (B)╳：核融合 發電一般而言不會有處理高放射性廢料的問題 (C)╳：目前世界上商業運轉的核電廠 都是運用核分裂原理 (D)╳：二次世界大戰的原子彈是利用核分裂原理所製成 8. （ ）A、B 二圖，是兩個大小相同，但方向不同的力，作用於相同之木塊上，假定木塊之位 移均為 d，則下列各項敘述何者正確？ (A)A 圖中，力對木塊所作的功比 B 圖多 (B)A 圖之力對木塊作正功，B 圖之力對木塊 作負功 (C)A 圖之力對木塊作負功，B 圖之力對木塊作正功 (D)A 圖中，重力對木塊不 作功，B 圖中，重力對木塊作正功 (E)A、B 二圖中，施力 F 作功相同，且都作正功 【臺南女中段考題】 解答 E 解析 依題圖 A、B 所示，將施力 F 分解成水平、鉛直兩分量，如圖所示， 1 1 1 2 2 // 0 xA xB yA yB F F F d W F d F F F d W 有作功 不作功 ，
W = W1 + W2 ⇒ WA = WB = + F1d（正功） ∵mg⊥d ⇒ Wmg = 0（不作功） FyA= F2 FxA= F1 FxB= F1 FyB= F2 mg mg d F F A B m m d 9. （ ）一子彈質量為 100 公克，速度為 400 公尺/秒，射穿 20 公分厚的木板時，子彈減速為 200 公尺/秒，則木板給予子彈平均阻力為多少牛頓？ (A)2 × 104 (B)3 × 104 (C)4 × 104 (D)5 × 104 (E)6 × 104 【龍騰自命題】 解答 B 解析 依 2 2 1 0.1 400 8000(J) 2 1 0.1 200 2000(J) 2 i f K W K K 外力 ∴ fr 0.22000 8000 fr30000(N) = 3 × 104(N) 10. （ ）下面有關功與力的敘述，何者正確？ (A)施力不為零時，功一定也不等於零 (B)力與 功的方向相同 (C)某力對物體作功為零時，該物體必然靜止不動 (D)某力對物體作功 為零時，物體不是靜止，就是作等速直線運動 (E)力與功是不同的物理量 【百齡高中段考題】 解答 E 解析 (A)╳：依 W = F × S，若 F⊥S 則不作功 (B)╳：功為純量，不具方向 (C)╳：依 W = F × SF S F 對物體不作功 ⇒ 某人手提包包（F ≠ 0），往前方行進（S ≠ 0，F⊥S）， 則手的提力對包包不作功（W = 0） (D)╳：物體進行「等速圓周運動」時，向心力方 向始終與位移方向垂直，向心力對物體不作功（W = 0） (E)○：單位 : N kgw : N m J 力 或 功 ⇒ 不同的物理量 11. （ ）有 A、B 兩個物體，已知 A 物體的質量為 B 的 2 倍；而 B 物體的速度為 A 物體的 3 倍， 則 A 物體的動能為 B 物體的幾倍？ (A)1 6 (B) 2 9 (C) 1 3 (D) 3 2 (E)2 【(修)豐原高中段考題】 解答 B 解析 依 2 2 2 2 1 (2 ) 2 2 (3 ) 9 K mv A B K m v K mv K m v 12. （ ）後輪驅動的腳踏車在水平地面前進，當腳踏車在以下狀態前進時，哪一現象是正確的？ (A)向前加速時，前輪的摩擦力對腳踏車作正功 (B)向前加速時，後輪的摩擦力對腳踏 車作負功 (C)向前加速時，前、後輪的摩擦力對腳踏車皆作正功 (D)向前減速剎車時， 前、後輪的摩擦力對腳踏車皆作負功 (E)向前減速剎車時，後輪的摩擦力對腳踏車作正 功 【龍騰自命題】 解答 D 解析 (A)、(B)、(C)╳：如圖(a)所示，取「向前加速」腳踏車為隔離體圖： : / / : / / k k k k f S f S f S f S 有作功 有作功 前輪 與 反方向，作負功 後輪 與 同方向，作正功
S a fk fk (a) (D)○、(E)╳：如圖(b)所示，取「向前減速剎車」腳踏車為隔離體圖： : / / : / / k k k k f S f S f S f S 有作功 有作功 前輪 與 反方向，作負功 後輪 與 反方向，作負功 S a fk fk (b) 13. （ ）將重量 mg 的石子由手中拋出，已知初動能為 K1拋出，若石子最高點的動能為 K2，則 石子離手後上升的最大高度為何？ (A) K1 mg (B) 2 K mg (C) 1 2 K K mg (D)K1 K2 mg (E) K K1 2 mg 【龍騰自命題】 解答 D 解析 石子僅受重力作功，故石子拋出過程時力學能守恆， 設地表為零位面，K1 + 0 = K2 + mgh ⇒ 1 2 K K h mg 14. （ ）下列有關密閉容器內理想氣體分子的敘述何者正確？ (A)只要容器內溫度不為 0°C，氣 體分子就具有運動速率 (B)容器內氣體分子運動時，除具有動能外，也具有位能，同 時動能的量值總是小於位能 (C)氣體分子的熱能，就是所有氣體分子位能的總和 (D) 對容器加熱，則內部每一個氣體分子的動能都會變大 (E)以微觀的尺度而言，氣體分子 撞擊器壁產生壓力 【龍騰自命題】 解答 E 解析 (A)╳：當溫度不為「0K」，氣體分子就具有運動速率 (B)╳：因是理想氣體，忽略分 子間的作用力，故沒有位能 (C)╳：因是理想氣體，故氣體分子的熱能，就是所有氣 體分子「動能」的總和 (D)╳：對容器加熱，未必每一個氣體分子的動能都會變大， 而是「平均動能」增大 15. （ ）下列有關「溫度」的敘述何者正確？ (A)絕對零度相當於 273.15°C (B)物質的溫度可 以到達 10000°C 以上 (C)宇宙背景溫度為 3K，等於 270°C (D)液態氮的沸點為零下 196°C，大於 87K (E)物體吸收熱能之後，溫度必上升 【龍騰自命題】 解答 B 解析 (A)╳：絕對零度為 0K，相當於 − 273.15°C (B)○：物質的溫度沒有上限的，可達 10000°C 以上 (C)╳：宇宙背景溫度為 3K，相當於 − 270.15°C (D)╳：液態氮的沸 點為 − 196°C，相當於 77.15K < 87K (E)╳：物體吸收熱能，致使「物態」發生改變， 則溫度不變
16. （ ）有關「理想氣體」的平均動能與溫度的敘述，下列何者正確？ (A)兩理想氣體接觸時， 熱由平均動能較大者傳至較小者 (B)100K 的理想氣體比起在 0°C 時有更高的平均動能 (C)攝氏零度時，理想氣體的平均動能為零 (D)理想氣體低到 − 300°C 也可能發生 (E) 兩分子數目不相等的理想氣體，溫度相同，分子平均動能不相等 【龍騰自命題】 解答 A 解析 (A)○：兩理想氣體接觸時，熱由溫度高（平均動能大）傳至溫度低（平均動能小） (B) ╳：由 1 2 100K 273.15 0 C 273.15K K K C K ，故 100K 溫度較低，平均動能低 (C)╳：T = 0°C = 273.15K ≠ 0K，則K0 (D)╳：T = − 300°C = − 26.85K，不可能存在 (E)╳：兩理想氣體溫度相同，則「平均 動能」相同 17. （ ）陳老師在實驗室裡用鍋子煮開水，鍋內的水溫度逐漸升高，在旁觀看的 4 位同學依次做 出以下的推論，正確的為何者？ 文華：鍋內的水加熱溫度升高，導致水的內能增加 友孝：鍋內的水加熱溫度升高，導致水的動能增加 依珊：鍋內的水加熱溫度升高，導致水分子的熱運動更激烈 新穎：鍋內的水加熱溫度升高，導致水分子的平均動能變大 (A)文華、友孝、依珊、 新穎 (B)友孝、依珊、新穎 (C)依珊、新穎 (D)文華、友孝、依珊 (E)文華、依珊、 新穎 【龍騰自命題】 解答 A 解析 鍋內的水溫度升高，表示水的「內能」增加、「動能」增加、「熱運動（平均速率）」更 激烈、「平均動能」變大 18. （ ）如圖所示，若子彈射中木塊，且停留在木塊中，使木塊盪高到最大高度之瞬間，子彈原 有的動能將轉變成何種能量形式？ (A)彈力位能 (B)重力位能 (C)熱能及重力位能 (D)動能 (E)化學能 【成功高中段考題】 解答 C 解析 子彈射中木塊，停留在木塊中，此時（子彈 + 木塊）合體具有「熱能」、「動能」， 合體擺盪，由 A→B，動能轉移為「重力位能」， 子彈原有的動能最後轉變成「熱能及重力位能」 19. （ ）下列關於能量守恆的敘述何者錯誤？ (A)化學能、電能、熱能等形式的能量可以轉換， 轉換後能量總和不變 (B)能量經轉換後，可以利用的部分會愈來愈少，不會維持不變 (C)熱能和電能可以百分之百的互相轉換 (D)能量守恆是物理思想的基礎，如果能量的 總和發生變化，則科學家會繼續去找尋可能忽略或未知的因素，直到能量總和不變為 止。這種信念也為科學發展帶來了許多重大的發現和突破 (E)能量既不會無中生有，也 不會隨意消失，只是由一種形式的能量轉換成另一種或多種形式的能量，能量的總值維 持不變 【嘉義女中段考題】 解答 C 解析 熱能轉換為電能，過程中會有凌亂散逸的能量流失
20. （ ）在地面上，將球鉛直上拋，若上升的最大高度為 H，將拋射的初速加倍後，則上升的最 大高度變為何？ (A)H (B)2H (C)4H (D)8H (E)16H 【苗栗高中段考題】 解答 C 解析 球在空中爬升，僅受重力作功，時時保持力學能守恆， 依 2 2 1 0 0 2 1 (2 ) 0 0 2 mv mgH E K U m v mgH ① ② ， 由①，得 v2 = 2gH，代入② ∴2m · (2gH) = mgH ′ ⇒ H′ = 4H 21. （ ）如圖所示，光滑軌道上一無動力滑車，由起點出發。已知滑車通過乙點的速率為 20 公 尺/秒，甲、乙間的高度差為 15 公尺，則滑車通過甲點時的速率為多少公尺/秒？（g = 10 公尺/秒2） (A)6 (B)8 (C)10 (D)12 (E)14 【臺中二中段考題】 解答 C 解析 滑車在軌道上滑行，僅受重力作功，時時保持力學能守恆， 依 2 2 1 0 (20) 0 2 1 0 ( ) (15) 2 mgh m E K U mgh m v mg 甲 （起點） （乙位置） （起點） （甲位置） ① ② ， 由①，得 gh = 200，代入② ∴ 1 2 200 ( ) 150 10 2 v v 甲 甲 (m/s) 22. （ ）自然界的能源種類，就太陽能而言是取之不盡用之不竭的能源。下列有關能源之敘述， 何者不正確？ (A)太陽能來自太陽內部進行之核融合反應所釋出之能量 (B)太陽能是 輻射能之一種，傳播速率為光速 (C)太陽能熱水器即是吸收太陽能轉換成熱能的裝置 (D)化石燃料是千萬年前地球古生物遺留下來的物質，也算是來自太陽 (E)太陽能是取 之不盡用之不竭的能源，因此人類不必擔心能源危機的問題 【臺南女中段考題】 解答 E 解析 各種能源使用的過程中，產生「零散的熱能」過多，無法回收使用，因此人類會擔心能 源危機的問題 23. （ ）拉塞福在 1919 年以粒子(42He)撞擊氮原子核( 14 7N)產生核反應，若該反應產生的兩種粒 子，有一為氧原子核(17 8O)，則另一粒子為何？ (A)電子 (B)中子 (C)質子 (D)α 粒 子 (E)鈹原子核(9 4Be) 【臺南女中段考題】 解答 C
解析 核反應為42He 147N 178O Z y x ， 依 : 2 7 8 1 : 4 14 17 1 x x y y 電荷數守恆 質量數守恆 ∴1 1P此粒子為「質子」 24. （ ）愛因斯坦提出質能互換定律，減少的質量可產生大量的能量。若某核分裂反應為 235 1 143 90 1 92U0n 56Ba36Kr 3 0n 則 1 莫耳的鈾和 1 莫耳的中子反應後可產生多少焦耳的能量？（235 92U235.0公克/莫耳， 143 56Ba142.9公克/莫耳， 90 36Kr89.9公克/莫耳， 1 0n1.0公克/莫耳，光速 c 約為 3 × 108公 尺/秒） (A)3.6 × 1011 (B)2.4 × 1013 (C)2.4 × 1011 (D)1.8 × 1013 (E)1.8 × 1011 【成功高中段考題】 解答 D 解析 計算核反應前後的質量差， 235.0 1.0 236.0(g/mole) : 142.9 89.9 3 1.0 235.8(g/mole) i f m m m ∴Δm = 235.8 – 236.0 = − 0.2(g/mole)（質量損失） 計算核反應產生的能量，ΔE： 依 2 ( 0.2 ) (3 10 )8 2 1.8 1013 1000 E mc E (J) 25. （ ）核能發電廠運轉時，下列何種問題可以不必考慮？ (A)熱公害 (B)反應器熔化的可能 性 (C)放射廢料的儲存及外洩 (D)核爆炸的可能性 (E)推動氣輪機的蒸汽的回收利 用 【(修)陽明高中段考題】 解答 D 解析 核燃料僅含「3%的鈾 235」，故沒有爆炸的疑慮 26. （ ）下列有關核能發電的過程，其能量形成之變化順序為何？ (甲)核能；(乙)電能；(丙)熱能；(丁)動能；(戊)位能；(己)化學能；(庚)輻射能 (A)甲→ 戊→丙→乙 (B)甲→庚→己 (C)甲→丁→戊→乙 (D)甲→丙→丁→乙 (E)甲→丁→ 己→庚 【臺南女中段考題】 解答 D 解析 核能發電的過程： ( ) 235 ( ) ( ) ( ) 甲 先由鈾 進行核分裂，釋放出核能 丙 釋放出的核能轉為熱能，使水變成水蒸氣 丁 水蒸氣推動汽輪機，轉為動能 乙 汽輪機帶動發電機發電，轉為電能 27. （ ）核能發電廠的核反應器進行一核反應，結果核燃料反應前後共減少 5 公克的質量。假設 減少的質量轉換成電能的效率為 80%，則可以產生多少度的電？（已知光速 c 約為 3×108 公尺/秒，1 度電能 = 3.6 × 6 10 焦耳） (A)2.5 ×107 (B)5 ×107 (C)9 ×107 (D)108 (E) 10 10 【臺中女中段考題】 解答 D 解析 依 E mc2 m 5g 0.005kg E 0.005 (3 10 ) 8 280%3.6 10 14(J)， 又 1 度電能 14 6 8 6 3.6 10 3.6 10 (J) 10 3.6 10 e U 度 28. （ ）友文探討「力學能守恆定律」問題，在地面上以初動能 K 鉛直上拋一質量為 m 的小球， 當小球上升至離地面高度 H 時，測得小球的動能減小為 3 K ，試問當小球上升至離地面
高度 3 H 時，友文測得小球的速度量值應為何？ (A) 10 3 K m (B)2 2 3 K m (C) 14 3 K m (D)2 3 3 K m (E) 14 3 K m 【龍騰自命題】 解答 C 解析 依 E = K + U（定地面處為零位面）， 2 0 3 3 K K K mgH H mg ①， 2 1 0 2 3 H K mv mg ②， 將①代入②，得1 2 2 7 2 3 3 9 mg K mv K K mg ∴ 14 3 K v m 29. （ ）下列哪一個溫度較高？ (A)274K (B)34°F (C)4°C (D)77K 的液態氮 (E) − 78°C 的 乾冰 【龍騰自命題】 解答 C 解析 各個選項給予的溫度轉為統一的溫度單位： (A)依K 273C 274K 274 273 C C 1°C (B)依 9 32 5 F C 34 F 34 9 32 5C C 1.1°C (C)C4°C (D)77K 的液態氮K273C77273 C C 196°C (E) − 78°C 的乾冰 ⇒ C = − 78°C 故「C4°C」溫度較高 30. （ ）放射性物質有 α、β、γ 三種射線的蛻變方式，下列敘述何者正確？ (A)α 射線是一種橫 波 (B)β 射線是帶正電的質點 (C)β 射線會受到電場的偏向 (D)γ 射線的穿透能力最 弱 (E)α 射線傳播速度與光速相同，故最快 【龍騰自命題】 解答 C 解析 (A)、(E)╳：α 射線是氦的原子核，為一粒子束；速度僅光速的十分之一 (B)╳、(C) ○：β 射線是電子，帶負電，故在電埸中會偏向 (D)╳：γ 射線是放射線中能量最強， 穿透力也是最強的 31. （ ）科學家發現了一種新的放射性物質 X，取得一份實驗樣品觀測其衰變的情形。發現 X 所 射出的粒子對某些遮蔽物會造成如下的效果： （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 今再取另一份 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 (E)α 及 γ 粒子 【龍騰自命題】 解答 D 解析 放射源射出粒子數 402 個/分通過 張紙1 402 個/分 粒子數沒有改變 放射源裡沒有 粒子， 粒子數 402 個/分通過5mm鋁板 362 個/分 40 / 粒子數減少 個 分 粒子被擋掉了 ， 粒子數 362 個/分通過25mm鉛板 178 個/分 粒子數減少約一半 粒子被擋掉了 ， 故推論得知，放射源所放出的粒子可能有「β 及 γ 粒子」 32. 放射性元素會從不穩定的原子核自發地放出射線，進而改變核內的結構，以增加原子核的穩定 性，這就是所謂的核衰變。其中α 衰變是原子核放出 α 粒子（氦原子核），β 衰變是原子核釋放電 子，γ 衰變則是原子核釋放電磁波 （ ）(1) 當235 92U經過 7 次 α 衰變及 4 次 β 衰變後，形成一新的原子核，試問該原子核質量數 x 與原子序 y 形成的數對（ x， y ）為何？ (A)（228，92) (B)（222，71) (C)（207， 71) (D)（221，71) (E)（207，82） （ ）(2) 科學家在分析235 92U的核反應過程中，發現約有 10 4.3 10 卡的能量放出，依照愛因斯坦 的質能互換公式E mc2，請問此次核反應約略有多少毫克的質量損失？（1 卡 = 4.18 焦耳） (A)0.1 (B)0.2 (C)1 (D)2 (E)10 【龍騰自命題】 解答 (1)E (2)D 解析 (1) 列出核反應式：235 4 0 92U 7 He2 4 1 a b e X ， 遵守「質量數守恆」：235 7 4 4 0 a a 207， 遵守「電荷數守恆」：92 7 2 4 ( 1) b b 82， 得知 207 82 207 82 a b x X X y 質量數 原子序 ∴（x，y）（207，82） (2) 依 2 E m c 10 8 2 (4.3 10 ) 4.18 m (3 10 ) ∴ 6 3 2 10 (kg) 2 10 (g) 2(mg) m 33. 甲生自一樓地面由靜止開始向上爬到一棟建築物的頂層地板後停止。假設在此過程，甲生消耗的 體能中，用以克服重力的瞬時功率 P 隨時間 t 的變化如圖所示。已知甲生的質量為 50 公斤，每 層樓的高度為 3.0 公尺，重力加速度為 10 公尺/秒2。 （ ）(1) 甲生從一樓地面爬至頂層樓板，所消耗的能量有多少焦耳用以克服重力？ (A) 150 (B) 3000 (C) 4500 (D) 6000 (E) 9000。 （ ）(2) 若甲生爬樓克服重力所消耗的能量，等於上樓所增加的重力位能，則甲生相當於爬了 幾個樓層的高度？ (A) 1 (B) 3 (C) 5 (D) 7 (E) 9 【106 學測題】 解答 (1)C (2)B
