4 , • - . • • • f 高學1及6 學年度第二^

高 學 1 及 6 學年度第二^

^ 5 請 各 位 同 學 注 意 ：答案卡上之個人資料請填寫清楚並正確刻記，如造成無法順利讀~

f

，^ 扣 總 分 5 分 ! :

; 摩 圍 ：電 磁 感 應 、近 代 物 理 、原 子 結 構 、原子核|

气;一、單選題（每題 3 分 ，共 75 分） 乂 . ：

說 明 ：第 1 題至第25題 ，每題有5 個選項，其中只有一個是正確或最適當的選項，請畫記在答案卡乏「選擇題答案 區」。各題答對者，得 3 分 ；答錯、未作答或畫記多於一個選項者，該題以零分計算。______________ •

1 . 下列對於熱輻射之相關敘述，何者錯誤？

X A

)所謂黑體輻射是指一個外觀漆黑的物體所發出的熱輻射" (

B

)黑體 輻射的輻射能強度最大值之波長與其平衡溫度的乘積保持定值而與材料無關（

C

)熱輻射光譜為一連績光譜（

D

) 黑體輻射的發射光譜與空腔的材料及形狀無關，只與空腔的平衡溫度有關（

E

)普朗克提出革命性量子論而解決

了黑體輻射的疑難，從而引發愛因斯坦更進一步提出光子的概念。

- 2 . 十九世紀後期，德國科學家赫茲進行電磁波實驗時，第一次發現光電現象，隨後雷納進行系統研究並命名為「光電 效應

j

，不過雷納無法適當地解釋該現象。1905年 ，.愛因斯坦提出光量子解釋光電效應，並 出 新 預 啤 ；.美國科學 家密立坎原.本想藉由實驗，證實愛因斯坦的預測錯誤，但陰錯陽差卻證實愛氏理論是正確的。假設光電效應實驗中，

以紫色光照射鈉金属表面可發生光電效應，若僅改以黃色光照射鈉金屬，其他條件不變，下列敘述何者正確？

. (

A

)擊出光電子的最大動能不變（

B

)擊出光電子的最大動能變大（

C

)單位時間内撞出的务電子數量一定增加 (

D

)單杬時間内

k

出的光電子數量一定減少（

E

)可能不會發生光電效應。

3 . 下面關於近^物理的相關實驗或理論的說法，哪個正端？ （

A

)在光電效應實中，改變照射光的強度會改變光電 . 流的截止電壓（

B

)布拉格父子的實驗證實

X

射線是具有波動性，潙光電

k

應實驗，則會明光真有粒夺性（

C

)戴

維森一革末用鎳晶體仿照勞厄所做的

X

光繞射實驗，以單一能量的電子束，射透錄晶體薄膜，獲得電子的繞射圖樣，

因此證明了德布羅意的波長公式（

D

)愛因斯坦的（光）董子論公式與輪布羅意的叙質後公式具有同二數學形式，

故兩者的内涵意義完全相同（

E

)拉塞福模型和波耳模型，因電子輻射出能量，故均不能使原子核和電子構成一個

穩定的原子。'

.… '

4. 下 列 有 關 「备 进 的 敘 述 ；，何者正'碟'?(八)'沒射¥和7;知 緣 都 不 是 電 磁 波 .（8)可見光的頻率數量級約為1015

Hz

^，(

C

^{)雷射光是一種紐量比}

X

射 線 蒿 的 電 磁 波 （

D

)在 袁 空 中 ，無線電波與

a

制^故的速度是一樣的：（

E

^)若電磁

波中—的電場振動方向是在+_{- -r . ... *}

x

^{軸 ，磁}_{. . •}

if

_•^{振動方向是在+}_{... .}

z

^{軸 ，}_{_}■則電磁波的前進方向在屮 _{. '}

y

_.•^{轴 。'}

5 . 下 列 何 者 是 陰 極 射 線 的 特 性 ？ （

A

)是 帶 電 粒 子 ，所 以 不 會 被 磁 場 偏 折 （

B

)在 電 場 中 會 偏 向 正 極 板 (

C

^{)不受電磁}

場 作 用 時 以 螺 旋 線 進 行 （

D

)是 由 質 子 所 組 成 （

E

)陰 極 所 使 用 的 材 料 不 同 ，所得 陰 極 射 線 的 荷 質 比 也 不 盡 相 同 &

6 . 在 密 立 坎 油 滴 實 驗 中 ，帶 一 個 基 本 電 荷 的 油 滴 受 靜 電 作 用 ，靜 止 於 平 行 板 間 。今 有 一 等 質 量 的 油 滴 以 速 度

v

^{上 升 ’}

若 改 變 兩 板 極 性 ，見 該 油 滷 以 速 度 3

v

下 降 ，則 該 油 滴 的電 量 為基本 電 荷的幾 倍 ？

■ (

A)l

⁽

B

^{):2 (}

C

^{) 3 (}

E

^{〇 4 (}

E

^{) 5 。}

- . • • •

vr- •: 、 ：•〖 ... --- •• -. , •

7 . 某物質光電效應之底限'頻率為/〇,若 以 強 度

i

•、頻率 / 的 光 照 射 其 上 ，則 截 止 竜 壓 為

g

^。設

vi

電 子 電 查 ，則下列' 何 者 之 數 值 等 於 普 朗 克 常 數 /

J

^?

(

A ) - ^ r (

B

^)-

f

^{- (}

C

^{) ^ (}

E

^{) -}

l

^{^}

L-V

/ - / 〇 / 〇 / + / 〇 K f + f 〇 ) l ( J 2 - f 〇 ) ■

... • ... . • ■•- •-

8 . 氫 原 子 在 基 態

u

= 1 ) 時 所 吸 收 的 光 線 中 ，其 波 長 最 大 值 約 為 ^干

A

^?

(

A

^{) 810 (}

B

^{) 1200 (}

C

^{) 2500 (}

D

^{) 6800 (}

E

^{) 10400}

. . 广 乂 ...

, : •

9 . 曱 、乙 兩 種 放 射 性 元 素 的 質 量 相 等 ，半 衰 期 之 比 為 3 : 2 ，下 列 說 法 中 何 者 正 確 ？ （

A

) 因為甲 的 半 衰 期 較 長 ，所以 甲 的 衰 變 速 度 較 大 （

B

) 因 為 兩 者 的 質 量 相 等 ，所 以 甲

V

乙的衰變速度裨等:_(

C

)經過某卞邦等蚱時間衰變埤，甲 、 乙 剩 餘 質 量 之 比 可 以 為 2 : 1 (

D

)經 過 某 一 相 等 的 時 間 衰 變 後 ，. 曱 、乙剩餘質量之比可以

W

^{1 : 1 (}

E

^{)只妻適當}

改 變 物 理 環 境 的 條 件 ，谪 者 的 半 衰 期 可 以 相 同 。 ^ -

本試繊卷 4 頁， 猶 〇 頁， 共升貢

i

\

r

_ 10.已知’銅的功函數為4.5電子伏特，今有一銅球用絕緣線懸掛於真空中，被波長為1200埃的紫外線照射，則銅球因

|'：

M

失去電子而能達到的最高電位约為多少伏特？ （設無窮遠處電位為零）/ ]

k

.

|

j

(

A

)2.45 (

B

)3.76 (

C

)4.34 (

D

)5.83 (

E

)7.77。

| ' ....................

p

-丨11.太陽及織女星所奋出的光譜經分析之後，兩者光譜中強度释強的波長分別為

J

咖(*»*) = 5000埃 、 = 3000 _ 埃 ，則太陽及織女星的表面溫度比值約為（入）0.3 (£〇0.6 ( 〇1 . 2 (0):1.7 (£)2.4

'■ ' • ■ ■ 7 . _ ■ ■ - ■ •

; -..: — ...k...J 、.. ' ■

12.若氫原子光譜中的來曼系列的最短波長為• • ' . ' • . .

jc

• .，:則巴耳末系列的最長波長為多少？.. . • •+

(

A

) ^

( B A

(

C)- x (B)- x (E)- x :'

• ■ 2 3

4 5

■.

6

. . . ._{• - ' [. '■ ••}

13/在真空中，一電子束通過一雙狹缝後，在遠處一螢光屏上產生干涉條紋，若電子的動能減少為原來的^，則干涉 ' . • . . . 64

條紋間隔變為原來的若干倍？ （

A)j

(

B)i

(

C

) 4 .(

D

) 8 (

E

) 16

4 8

... .-• - . •• • > ■.. . • ■ ...

' . ■

.

A

Q 12 1

14.以一個

a

—粒子撞擊鍵產生核反應。它們的質量

He

為4.0026

u

，

Be

為 9. 0122

u

，

C

為 12.000

u

，中 子

n

為

. . . ' . '

1.0087

u

，則 反 應 後12

C

與中子之動能和比

a

—粒子之入射動能約多出多少

MeV

? (1

u

=1.66

x

10_27公斤）

CA

) ：0：36. (

B

) 0.56 (

C

) 0.96 (

D

) 3.6 (

E

) 5.6 °

■ • . • • • • • . • 1. .. •• • 15.關於放射性碳定年法的說明，摘錄維基百科内容如下：

. - .- 1 - . ■ ■ ■ . *. " .

碳以同位素混合物形式存在於大氣和所有生命組織申(在組織存活時期混合物的比例為，艮定）。碳有 兩個穩定向位素：碳-12 (12

C

) 和礙-13 (13

C

) »除此之外，還有一些微量的不穩定.(放射性）同板素：

碳-14 (14

C

) 〇

uC

的半衰期為5730年 ，因此它要用很長的時間才可完全消失，當 （動物或植物）組織 :苑 亡 後 ，由於碳-14會經歷衰變，其比例就會降低、於是死亡樣品的年齡可以通過測量樣品的碳-14含.

; 量來確定。碳-14是放射性的，它的形成是由於宇宙射線撞擊在地球大氣層中氮的隨機反應。當宇宙射

•線進八大氣層，它們經過數重轉化，包括中子的形成。這些中子撞擊氛-14原孚會有以下的反應：

>n + »N

x

4 x

此反應式中的

X

粒 子 是 :(

A

) 微 中 子 （

B

) 電 子 （

C

) 1!! (

D

：

l4 He

(

E

) 正電子。

16.在電子的速度遠小於光速

c

，不考慮相對論效應下，設一電子（質量

m

) 之動能與一光子乏能量同為

E

，則電子動查

E

與光子動量之比值為何？ ⑷ 1 ⑻ 点 ⑹ 誓 (D H 厚 ( E S

!2

m

~E

第 17-18題為題組 …

• - -■

如圊所示，一線圈在均勻磁場中轉動時，通過線圈面的磁通量

O

與時間

t

的關係為一正弦函數 韋佰) .

I

7.成線圈#動的角速度〇為 (

A

)^n_

2

18.當

t

= 2 秒 時 ，線圈上瞬時應電動勢值為（

A

)0 (

B);r

(

C

)2

tt

(

D

)5

tt

(

E

)10

tt

伏特

19. 一電子在均勻且不隨時間變化的磁場

B

内 ，垂直於磁場而運動。若電子之質量為

m

，其帶電量的量值為

e

，則若此

. I *

.電子的琿動趣循波耳對氫原子結構的假設，角 動 量 (

n

為量子數），則杳子可被允許的動能值為

' :•一' 人：. .2tt ' V

C A)-^

- 472

：Bh ( B ) _ e B h L ( c ) n ^ h ( E ) eBh2

" 4^rm

7Tmn

Annm \6 tlvo .

167Tmn

1 0 . 自然界活體中的

UC

與 12

C

的含量比值恆為1. 2

x

10_12，活體死亡後未腐姻部分的12

C

含量不變，但 14

C

將因衰變而含 量日減。科學家發現原子核衰變過程中，不論開始時數量有多少，其衰變到只剩下原有數量的半數，所需的時間都 相 等 ，這時間稱為半衰期(

half

-

life

) 。已知14

C

的半衰期為5730年 ，某考古學者在考古遺蹟中採得一樣品，測得 此樣品的年代約為22920年 ，則此樣品中14

C

與 12

C

的含量比值為何？

(A) 1.9 x:l(Tu ( B ) 4.8 x 1

〇

-12 (C) 1.2 x 1

〇

_12 (D) 3.0 x 1

〇

_13 (E) 7.5 x 1

〇

-14 【 101

指 考 】

'■ . ... ' ' ■ ：

21.以波長為2 的光照射某金屬表面，所放出電子的最大動能為7 ; 若改用波長為^的光照射，則所放出電子的最大

3

物

理

動能為3 7 。試問7為何？ （

A

) # (

B

) ^ (

C

) # (

D

)#- (

E

) # 【94指考】

4/1 3Z 2A 3/i 4

a

::22.依照波耳的氫原子模型，電子繞質子作等速圓周運動。若已知電子的質量為■ ■ . - - • •

w

，氫原子在基態時，電子的角動量的» • . 查 值 為 方 =

A

，4 為普朗克常數），其 軌 道 半 徑 為 ，則下列敘述何者正確？ （

A

)氫原子在基態時，電子的 角 速 率 為 一 ^(

B

)氣原子在基態時，.電子的靜電板能為一-^ (

C

)氫原子在基態時，電子的總能量為

: ma〇 ma0 2ma0

. - .-： . . ■ .

2

h

2

(

D

)氫原子在第一受激態時，電 子 的 總 能 量 為 (. . . mag

E

)作等速率圓周運動的電子在質子處產生的磁場為零。

【96指考】_{. • * .}

2} —變壓器，■主線圈及副線圈的匝數各為200匝及500匝 ，主線圈輸入電壓為220

V

、功率為110.

W

。假設磁通量仍局 限在軟鐵心中，沒有漏失，則下列敘述何者正確？ （

A

)若此為理想變壓器，則輸出的.電壓為500

V

(

B

)若此為 理想變壓器，則輸出的電流為200

raA

(

C

)若變壓過程有2 0 % 的功率因發熱而耗損，則輸出電壓為440

V

(

D

)若 變壓過程有2 0 % 的功率因發熱而耗損，則輸出電流為250

mA

(

E

)軟鐵心可改用導電性更佳的鋼，以減小渦電流發 熱 ，'使變壓器變壓效率更佳。 -

24.在波耳原子模型中 (

A

)8

T

(

B

) 4

T

N,

，已知氫原子中基態電子繞核的週期為

T

，則第一激發態電手之繞核週期為

> ••

(

C

) 2

T

(

D

)

-T

(

E

) -

T

- 9 3

25.在波耳的氫原子模型中，可以導出圓軌道卓徑/•和電荷

e

之間的關係。撤設二個新的李宙生成時，所肴基本電荷的 值為3.2

x

1(

T

19

C

。那麼新宇宙中，氫原子的半徑為目前值的若干倍？

(

A

) 4 (

B

) 2 (

C

)

I

(

D

)

I

(

E

) ^

2 8 4

背 面 有 題

二 、多選題（每題5 分 ，共 25 分)____________ ' __________ + . .____________ ■ ________

第26題至第30題 ，每題有5 個選項，其中至少有一個是正確的選項，請將正確選項畫記在答案卡之「選擇題 答案區

j

。各題之選項獨立判定，所有瑪項均答對者，得 5 分 ；筝錯1 個選項者，得 3 分 ；答錯2 個選項者，

得1分 ：答鍩多於2個選項或所有選^均未作答者，該題以零分奸算。

26.在光電效應中，已知電子要由曱金屬内部移出脫離其表面所需的最小能量為2.5e V。某生欲使用氣態乙原子中的電 子在最低4個能階之間躍遷時所發出的不同波長之光波，分別照射甲金屬以產生光電子。若此4個能階分別為一 5.4 e V、一3.5 e V、一1.6 e V與一0.9 e V，則在.乙原子所發出之不同特定波長的光分別照射下，曱金屬所產生之光電 子的最大動能有哪些可能？ （A )O .leV (B)l.O eV (C)1.3eV (D)2.0eV (E)3.5e V» 【106指考】

- 2 7 ••—個電中性的鋰原子在有兩個電子杈游離後，成為只剩一個電子的鋰離子_，如圖為其能階示意圖，囷中

n

為主量子 數 。令

Enn

.為能階

n

與能階

n

的能階差，即£1<=£^—匕 ，當電子從能階11躍遷到能階1^時，若11>11'，會輻射出 波長為

Ann

”的光子;.若

n<n

•，則需吸收波長為；

U

.的光子。已知普朗克常數

h

=6. 63

x

10_34

J

•

s

，1

eV

=

l

. 6

x

10

―19

J

，光速

c

= 3 . 0

xl

08

m

'/

s

，下列關於此鋰離子的敘述哪些正確？ （

A

) ；

U + (B

)

E

3

i

=

E2i

+

E

32 (

C

) 在能階

n

= 3 的電子無法直接躍遷到能階

n=l

(

D

)在能階

n

= 2 的電子可吸收_又23的光子躍遷到能階

n

= 3 (

E

)

當電子在能階

n

=

l

時 ，以波長9

nra

的光子可將其游離。 【105指考】

--- --- n=3

--- — :

n—z

^..

28.某生用電子做雙狹缝干涉實驗，在狹缝後的螢幕上有電子偵測器，每次電子在垂直入射雙狹缝後，會揸擊偵測器顯 示出一兜點。用許多電子逐一重覆上述步驟後，統計螢幕上各處偵測器所顯示的亮點數目，可以得到類似光波的 干涉條紋。在螢幕上有曱、乙、丙三點，甲點與乙點分別位於兩個狹缝的正後方，丙點為甲乙之中點。下列敘述，

-• . . . . - - • • - ..- » _

'哪些正確？ （

A

)使用不同速卓的電子重覆實驗，丙點一定是亮點（

B

)使用速率車

i

大的電子重覆實耠，所形成 . 的 干 渉 條 紋 較 密 （

C

)使用不.同速率的電子重覆實驗，甲、乙 兩 點 一 录 亮 點 （

D

)將電子換成中子，且將電子 偵測器換成中子偵測器‘，丙點不會是亮點

CE

)電子射出的時間間隔靖長為原來的兩倍，重覆實驗，則干涉條紋 的間隔將增為兩倍。 【1‘03指考】 ：、

• - - • • • •,- - . •..

29.

下圖為氫原子光譜中來曼、巴耳末、帕申三系列之光譜污意圊，關於氫原子光譜的敘述下列何者正確？ （

A

)此圖 形越右側表示越短的波長（

B)A

、

B

、

C

分別依序表示枣曼、巴耳末、帕 申 系 列 （

C

)巴耳末系列光譜有4 條可見 . :;光. （。)帕#系列光譜只有一條寸見光，其餘皆屬於紅外光波段

（E

)來曼系列光错只肴一條可見光，其餘皆屬於

〃'紫外光波段:。 二. '

A

,-'

^{B ： C}

30/發電機中，長方形線圈共有2 0 匝 ，尺寸為30

cmx

50

cm

，以每分鐘600轉的固定轉速在丁量值為0.2

T

的均勻磁場 中旋轉，轉軸與磁場垂直，此刻線圏之位置及電流方向如圓所示，下列敘述何者正確？丨（

A

)圖中觀察者位置所 看到線圈之轉動方向為順時鐘方向（

B

)圊中觀察者位翼所看到線圈之轉動方向為逆時+童方向（

C

)本發電機為 直 流 發 電 機 （

D

)瞬時感應電動勢最大值為6

V

(

E

)接下來的四分之一週期内平均感應|電動勢為24

V

。

■*»>.-

哪

J f

, 電獅向 電阻

4

高 雄 中 學 1 0 6 學 年 度 第 二 學 期 期 末 考 高 三 物 理 參 考 解 答

一 、單選題

1 2 3 4 5

A E B B B

6 7 8 9 10

B A B C D

11 12 13 14 15

B D D E C

16 17 18 19 20

E A D C E

21 22 23 24 25

E B B A E

二 、多選題

26 27 28 29 30

ACD BDE AB AC BE

5