臺北公立高中 高一物理
第三次段考考題觀摩
頁數 年度 學校 範圍
2-7 107 下 成功 Ch4-4~6 8-16 106 上 成功 Ch5~6 17-28 105 上 師附 Ch5~6 29-40 105 上 松山 Ch5~6 41-47 105 上 景美 Ch5~6 48-59 104 上 北一 Ch5~6 60-68 104 上 成功 Ch4-4~6 69-75 103 上 建國 Ch4~6 76-82 103 上 中山 Ch4-4~6
台大電機碩士 李鋒物理團隊編輯
107 年第二學期 範圍: Ch4-4~6
一、單選題：(1~20 題，每題 4 分) 1. 下列關於波的敘述，何者錯誤？
(A)在空氣中聲波是一種縱波 (B)電磁波是一種橫波
(C)電磁波傳遞是透過電場與磁場的交互作用 (D)超聲波與電磁波在水中之波速相同
(E)水波是屬於混合波
2. 下列關於動能的敘述何者正確？
(A)兩物質量相等，動能必相等 (B)兩物速率相同，動能必相同
(C)兩物質量相同，速率相同，動能必相同 (D)動能相同的物體，速率必相同
(E)動能相同的物體，質量必相同 3. 有關彈力位能的敘述，下列何正確？
(A)彈簧的壓縮愈大，彈力位能愈大 (B)彈簧的壓縮量與彈力位能無關 (C)彈簧的伸長量愈大，彈力位能愈小 (D)彈簧的伸長量與彈力位能無關 (E)彈力位能與彈性係數無關
4. 一子彈的質量為 100 兊，速度為 400 公尺/秒，穿過一木板後，其速度降為 200 公尺/秒，
求木板所消耗之能量為多少焦耳？
(A)5000 (B)6000 (C)4500 (D)3500 (E)2000
5. 假設某氣體原子的能階共有 10 層，則當該氣體通電後最多可以放出幾種頻率的電磁波？
(A)5050 (B)3628800 (C)90 (D)55 (E)45 6. 下列有關物質波的敘述何者錯誤？
(A)所有一般的粒子性物質都有物質波
(B)電子雙狹縫的干涉圖形是由於電子位置分布機率有波動性 (C)可以幫助波爾解釋軌道能量穩定的原因
(D)單一顆電子即可通過雙狹縫形成干涉圖形 (E)物質的粒子性或波動性的表現是由實驗方式決定
高一物理第三次段考 成功
高中
7. 兊氏溫標 300 度，換算成下列溫標何者正確？
(A)華氏 27 度 (B)攝氏 80.6 度 (C)攝氏 573 度 (D)華氏 80.6 度 (E)攝氏負 27 度 8. 日本福島核電廠因大地震及海嘯而引發核災變，凸顯核能發電與其安全使用在現代生活
上的重要性。23592𝑈原子核吸收熱中子後產生核分裂，分裂後減損的質量轉換成能量而可 用來發電，其方程式為
0𝑛
1 + 23592𝑈→ 3692𝐾𝑟+14156𝐵𝑎+ 3 𝑛01 。下列有關核分裂的相關敘述，何者正確？
(A)核衰變產生的放射線中，速度最快的是 α 射線 (B)23592𝑈原子核的分裂反應，其反應遵守能量守恆定律 (C) 23592𝑈原子核的分裂產物，其質子總數為 92
(D) 23592𝑈原子核的分裂反應使質量減少，所以產物的質量數必定變小 (E) 23592𝑈原子核的分裂產物只要掩埋得當，數十年後對環境及無不良影響
9. 太陽表面溫度約為 6000K，其輻射強度的極大值在可見光範圍。人體溫度約為 310K，
其輻射強度的極大值在紅外線範圍。宇宙間的溫度約為 2.7K，其輻射強度的極大值在下 列哪一個波段？
(A)γ 射線 (B)X 光 (C)紫外線 (D)微波 (E)紅外光
10. 下列敘述或物理量，何者不是「量子化」的？
(A)黑體輻射實驗中黑體的溫度 (B)黑體輻射出的電磁波能量
(C)密立坎油滴實驗中一個油滴的帶電量 (D)純水分子的質量
(E)教室內的學生人數
11. 下列有關光子的敘述，何者正確？
(A)光子的能量和頻率成正比
(B)光子的能量和速率的平方成正比 (C)光子的波長愈短，能量愈低 (D)光子無法游離原子使原子帶電 (E)光子即 β 粒子，帶負電
12. 有關原子能階與原子光譜的敘述，下列何者錯誤？
(A)每一種原子有自己的特定譜線 (B)原子光譜是能量量子化的實驗證據 (C)電磁學理論可導出原子定態的存在 (D)原子定態理論需用量子力學解釋 (E)拉塞福的原子模垄無法解釋原子光譜
13. 關於光的雙狹縫實驗何者正確？
(A)早期由於光的波長太長以至於波動性難以被發現 (B)雙狹縫干涉圖形的中央亮紋是其他亮紋的兩倍寬 (C)紅光的亮紋寬度比藍光寬
(D)是光粒子性的重要證據
(E)是牛頓用以證明光的波動性的實驗
14. 請問(甲)大霹靂、(乙)恆星光譜紅移現象、(丙)哈伯定律、(丁)宇宙背景輻射四種現象被 發現的順序為？
(A)甲乙丙丁 (B)乙丙甲丁 (C)乙丁丙甲 (D)丁乙甲丙 (E)甲丁乙丙 15. 有關於宇宙背景輻射的相關敘述下列何者為錯誤？
(A)證明宇宙的平均溫度約為 2.7K (B)是一種熱輻射 (C)是大霹靂理論的證據 (D)是連續光譜 (E)宇宙中每一個地方的輻射強度都相同
題組題(16~17)
鈾 235 是自然界至今唯一被發現能夠裂變的同位素，它通常與鈾 238 共同存在鈾礦中，
但它的比例相當低，只有 0.7%。若用一些科學的濃縮方法，可以將它的濃度升高到 3%，這 就是一般原子爐發電用的低濃縮鈾，若濃縮到 90%以上讓它瞬間爆炸，就可以當核子武器來 用。利用上面的解釋大家會稍微清楚一些原子爐與原子彈的不同。
經常有人問，原子爐會像原子彈一樣爆炸嗎？答案是要看什麼樣的爆炸？原子彈的爆炸 是由鈾 235 或鈽 239 原料因連鎖反應直接爆炸，它的威力是非常巨大的，如二次大戰，美國 丟在日本的二顆原子彈。而原子爐的爆炸，主要是由過熱的氫氣所引起。核電廠的燃料因為 濃度很低，核燃料並不會直接爆炸。但是當它的冷卻水因管路斷裂或電力中斷，會讓爐心溫 度急遽升高，使冷卻水產生氫氣，爐心的核燃料就會繼續升溫，由固體變成熔漿，就如煉鋼 廠將鋼鐵燒成鐵水一樣。這就叫做爐心熔毀，一旦爐心熔毀，會造成不可收拾的場面。所以 為何日本發生災變時，要不停地由外部灑水的原因。
目前全球有 4 百多座核電廠持續在運轉，其中美國有 1 百多座、法國與日本都有 50 多 座，它們供應了全球 15%的電力。台灣有 3 個核電廠，總共有 6 座原子爐，供應了台灣 20%
的電力。如果核四宋工，又多了 2 座，台灣核電廠的密度已列世界第一。不管反對它也好，
擁護它也好，都要知道一旦它出意外了，有時比一場戰爭還要影響深遠。
16. 核電廠發生嚴重意外時，核燃料是否會產生像原子彈般的核爆？請問原因為何？
(A)不會，因為反應溫度不夠，原子彈的反應溫度比原子爐高
(B)不會，反應原料不同，原子彈是使用鈾 235，原子爐是使用鈽 239 (C)不會，反應原料濃度不同，原子彈超過 90%，原子爐濃度約為 3%
(D)會，原子彈和原子爐都是使用核分裂的原理 (E)會，原子彈和原子爐的連鎖反應速率一樣
17. 日本發生核災時，需要不停由外部灑水的主要原因是？
(A)水能降低核分裂時的連鎖反應速率 (B)水能降低輻射的傳播範圍
(C)水能降低輻射線的傳播速率 (D)水能降溫防止爐心熔毀 (E)水能降低反應物的輻射強度 題組題(18~20)
18 世紀，德國天文學家海因里希‧奧伯斯提出了著名的奧伯斯弔詭：「假如宇宙是穩定而 且無限的，而且有無數的發光星體，那麼無論望向天空哪一個位置，都應該看得到一顆星體，
夜空就應該是宋全明亮的。」不過實際上我們觀測天空，會發現宇宙中除了星光以外是漆黑 一片。
要解釋奧伯斯弔詭，可以由宇宙膨脹出發，由於空間的膨脹，我們的可觀察的宇宙範圍 也在膨脹。現在的可觀測宇宙半徑也是大於 137 億光年的(466 億光年)。隨著空間的膨脹，我 們可以看到的宇宙範圍也在增大。但是，邊界之外的宇宙也在以更快的速度遠離，膨脹速率 甚至超過光速，因此大部分的宇宙我們是看不到的。由於光速的限制，我們被困在一個有限 的空間內，無法得知外面的宇宙是什麼樣子。
在可觀測宇宙範圍內，雖然光可以到達地球，但大多數已經不是可見光了。空間膨脹把 可見光的波長拉長了，相應的降低了頻率。這種現象叫紅移，可見光紅移成了紅外線或頻率 更低的微波，因此在某一範圍外的光，人眼就無法看見。這裡我們忽略了宇宙中的另外一種 光。宇宙誕生於 137 億年前的大爆炸。大爆炸輻射出強烈的能量，它的光應該瀰漫整個宇宙 空間，為什麼看不見呢？原因是，經過 100 多億年的空間膨脹，大爆炸的光已經紅移成了微 波，即使是宇宙背景輻射。人類的肉眼看不見微波，但是如果我們用看得見微波的望遠鏡對 著夜空掃描，就可以看到一副驚人的圖畫：原來，夜空是明亮的，只是我們看不見。
18. 關於目前已知的宇宙敘述下列何者正確？
(A)整個宇宙的半徑大約為 466 億光年 (B)人類目前可以觀測的宇宙大小永遠固定 (C)人類可以觀測到的宇宙範圍受到光速的限制 (D)整個的宇宙是由一個中心點往外膨脹的 (E)目前可觀測宇宙的大小就是整個宇宙的大小 19. 在可觀測宇宙中，宇宙是黑色的主要原因是？
(A)因為紅移現象，導致超過一定距離移外的光以及背景輻射的波長超過可見光的波長 (B)因為星光被其他星球擋住了
(C)因為空間在膨脹，導致光的亮度被稀釋了
(D)所有發光的天體和背景輻射的強度不足以覆蓋可觀測宇宙 (E)因為宇宙空間充滿了會吸收光的物質
20. 如果今天有一個可以自由調整觀測電磁波頻率的望遠鏡，則調到哪一種頻率範圍可以觀 測到的星球數目最多？
(A)高於紫外線頻率以上 (B)高於 X 光頻率以上 (C)可見光頻率範圍內 (D)低於微波頻率以下
(E)無線電波到可見光頻率範圍
二、多選題：(每題 5 分，錯一個選項倒扣 1/5 題分) 1. 下列哪些現象證實光具有波動性？
(A)針孔成像 (B)燃燒時跳動的火焰 (C)雙狹縫干涉 (D)單狹縫繞射 (E)凸透鏡使影像放大
2. 單擺擺動之有關敘述，不計阻力，下列敘述何者正確？
(A)最高點時動能最大，位能最小 (B)最低點時動能最大，位能最小 (C)最高點時動能與位能均大 (D)最低點時動能與位能均最小 (E)任何一點，其力學能均為定值
3. 某種金屬在一束綠光照射下才有電子逸出，則改用下列何種方式，仌有可能有電子逸 出？
(A)改用一束強度較小的綠光 (B)改用一束強度較小的紫光 (C)改用一束強度較大的黃光 (D)改用一束強度較大的藍光 (E)改用一束強度很小的紅光
4. 有關光量子理論與光電效應，下列敘述哪些正確？
(A)愛因斯坦提出光量子論
(B)密立坎以實驗成功推翻光量子論 (C)光波能量具有量子化特性
(D)光的強度正比於光子數目 (E)光波頻率愈大，光子能量愈小
107 學年第二學期 成功高中 高一物理第三次段考答案 一、單選題
1. D 2. C 3. A 4. B 5. E
6. D 7. D 8. C 9. D 10. A
11. A 12. C 13. C 14. C 15. E
16. C 17. D 18. C 19. A 20. E
二、多選題
1. CD 2. BE 3. ABD 4. ACD
107 學年第二學期 成功高中 高一物理第三次段考詳解
2. 1mv2 2 3. 1kx2
2
4. 1 0.1
2002 4002
6000(J)2
5. 1 10
10 1
452 6. (D)由很多顆電子 7. 27 x 32 x 80.6
100 212 32
攝氏 27 度 或 華氏 80.6 度 8. (A) 射線 (B)質能守恆 (D)質量數不變
13.(A)可見光波長短 (B)單狹縫繞射 (D)波動性 (E)楊格
106 年第一學期 範圍: Ch5~6
一、單選題(每題 3 分) 1. 下列何者為能量的單位?
(A) kg m 2/s2 (B) kg m s / 2 (C) kg m (D) kg m s / (E)kg m 2/s 2. 單擺由 A 擺動到 C 點的過程中，下列敘述何者正確?
(A)重力對擺錘作功恆為零，繩子的拉力對擺錘作功恆為零 (B)重力對擺錘先作正功、再作負功，繩子拉力對擺錘作功恆為零 (C)重力對擺錘先作正功、再作負功，繩子拉力對擺錘作功恆為正功 (D)重力對擺錘先作負功、再作正功，繩子拉力對擺錘作功恆為負功 (E)重力對擺錘先作負功、再作正功，繩子拉力對擺錘作功恆為零
3. 某人以向上 20 牛頓的力，使手提箱由地面等速題至高度為 0.5 公尺，然後沿水平面緩慢 行走 10 公尺。設行走時手提箱維持在離地 0.5 公尺的高度，是求此人對手提箱共作了多 少的功? (g10m s/ 2)
(A)0 (B)1 (C)10 (D)20 (E)200 焦耳
4. 下列有關物理尺度大小的比較，何者正確?
(A)1 百萬秒差距>1 光年>1 天文單位>1 卂億微米>1 費米 (B)1 光年>1 天文單位>1 百萬秒差距>1 卂億微米>1 費米 (C)1 光年>1 費米>1 天文單位>1 卂億微米>1 百萬秒差距 (D)1 百萬秒差距>1 天文單位>1 卂億微米>1 光年>1 費米 (E)1 天文單位>1 光年>1 百萬秒差距>1 卂億微米>1 費米
5. 在真空傳遞時，下列有關電磁波性質的敘述，何者正確?
(A)光子能量:紅外線>紫外線 (B)頻率:綠光>藍光
(C)波長:微波>無線電波 (D)光速: 射線>x 射線 (E)光子動量大小:紫外光>紫光
高一物理第三次段考 成功
高中
6. 下列個選項中，哪一個與「微波」有相同的本質?
(A) x 射線 (B) 射線 (C) 射線 (D)陰極射線 (E)宇宙射線 7. 下列有關、、 三種射線之特性，何者錯誤?
(A) 射線穿透力最強
(B) 射線在磁場中會偏向，但在電場中不會偏向 (C) 粒子是帶正電的氦原子核
(D) 射線在電、磁場中均不偏向 (E) 射線無靜止質量
8. 下列哪些性質，無法用光的波動性來解釋?
(A)光電效應
(B)三稜鏡的色散現象 (C)楊式雙狹縫干涉實驗 (D)肥皂膜的彩色條紋 (E)彩虹
9. 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，其分部呈現繞射條紋。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)需用到光的粒子性，不需用到電子的粒子性或波動性 (C)需用到電子的粒子性，不需用到光的粒子性或波動性 (D)需用到光的波動性及電子的粒子性
(E)需用到光的粒子性及電子的波粒二象性 10. 下列有關物質波的敘述，何者正確?
(A)靜止的粒子。其物質波波長為零
(B)速度相同時，電子與質子具有相同的物質波波長 (C)動量相同時，電子與質子具有相同的物質波波長
(D)通過狹小狹縫時電子物質波所形成的干涉條紋，即代表電子的分布機率 (E)物質波可傳遞介質，因此粒子的移動速率及物質波的波速
11. 哈伯定律V=H D0 是目前宇宙膨脹理論的基礎，V 是遙遠星系的遠離速率、D 是遙遠星 系與觀察者的距離，哈伯常數H0的測量數值為 21 公里 秒/
百萬光年。如果哈伯常數的數值更改 為目前的 3 倍(即為 63 公里 秒/
百萬光年)，則宇宙的年齡應變為 (A)423 (B)282 (C)141 (D)70 (E)47 億年
〔題組〕太陽燃燒的機制主要是「氫核融合反應」，各種不同的原子核發生融合，產生新 的原子核及龐大能量的反應，主要有 3 個階段:
第一階段: 11H+ H11 12 H+ba甲+00v 第二階段: 12H+ H11 32 He+00
第三階段: 32He+ He32 cd乙+211H 請回答 12~13 題:
12. 第一階段產生的ab甲，本質為何?
(A) 電子 (B)正電子 (C)中子 (D)質子 (E) 粒子 13. 下列有關氫核融合反應的敘述，何者正確?
(A)第 1 階段的反應前後，有 1 個中子變成質子 (B)第 1 階段的反應前後，電荷數增加
(C)第 1 階段的反應與弱力有關 (D)每產生一個cd乙，將減少 6 個氫核 (E)a+b+c+d=6
〔題組〕物理學家愛因斯坦於 1916 年提出廣義相對論，預言重力波的存在:「大質量的 物體，空間會出現扭曲，物體運動時，空間的扭曲也會產生巨幅變化，並如波一般往周圍擴 散，即為重力波」。100 年後，美國的重力波觀測裝置「雷射干涉重力波天文台」終於成功 直接觀測到重力波。
研究團隊表示:「這次所觀測到的重力波，是繞彼此旋轉的兩個黑洞逐漸接近，然後碰 撞、合併時所產生，發生碰撞的兩個黑洞質量分別為太陽質量的 36 倍及 29 倍，但合併後的 黑洞質量約僅太陽質量的 62 倍。依據質能互換公式E=mc ，減少的質量在不到 1 秒的時間2 內被轉換成重力波輻射出去。在這次所觀察到的重力波，頻率(重力波每次的震盪次數)從 35 赫茲慢慢地增加到 250 赫茲，以波長來說，就會從 8600 公里變為 1200 公里。」
〔摘錄至 2016 年 7 月 105 期牛頓科學雜誌〕
14. 重力波的傳播速率約為多少公尺/秒?
(A)3 10 10 (B)3 10 8 (C)3 10 6 (D)3 10 4 (E) 3 10 2
15. 此次觀察到碰撞、合併的兩個黑洞，轉換為重力波的能量約為多少焦耳?
(A)10 (B)36 10 (C)39 10 (D)42 10 (E)45 10 48 16. 下列有關重力波的敘述，何者正確?
(A)重力波不需要介質，也不傳遞能量
(B)重力波的影響範圍甚廣，可同時傳遞至空間每個位置
(C)重力波不易觀察，可能是因為重力波容易被地表的建築物反射
(D)重力波會造成空間的縮放，可能會將原本建設性干涉的雷射光，改為破壞性干涉 (E)重力波不易觀察，可能是因為需要有質量巨大、高密度的天體維持靜止不動才能產生 重力波
〔題組〕射向地球的高能宇宙射線會與大 氣作用，而產生許多及高速的緲子撞擊地 表。緲子為帶電粒子，其電量與電子相同，
質量約為電子的 200 倍。緲子在高速通過 物質時，會使其路徑周遭物質的原子游離，
造成緲子的動能損失E，而漸漸變慢。高 速帶電粒子在介質中可前進的距離稱為連 續減速路徑長，右圖為緲子在水中的連續 減速路徑常與初始動能關係圖其中 MeV 代 表百萬電子伏特，相當於1.6 10 J -13 ，而水
的密度為 1000kg/m3。已知連續減速路徑常與通過物質的密度成反比。試依據上述資料，
請回答 17~18 題:
17. 假設地表大氣密度 1.2kg/m3，則動能 1GeV 的緲子在地表大氣中前進，大約可走多少公 尺?
(A)0.83 (B)8.3 (C)83 (D)830 (E)8300
18. 利用高速帶電粒子在人體中行經腫瘤時所損失的動能，可以殺除癌細胞。假設某高速帶 電粒子在人體中行經癌細胞與正常細胞時，連續減速路徑長分別為高速緲子在水中前進 時的 0.004 倍與 0.4 倍。若欲利用加速器射出此高速帶電粒子，以治療人體皮下 10cm 處、
厚度約為 1.0mm 的惡性腫瘤，則此帶電粒子的動能至少大約為多少 MeV?
(A)10 (B)100 (C)200 (D)400 (E)1000
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
0 200 400 600 800 1000 1200
粒子動能(M eV ) 連
續 減 速 路 徑 長 (cm )
〔題組〕根據波耳提出的「氫原子模垄」，電子繞原子核旋轉時有特定的穩定態。每一個 穩定態有一個對應的量子數 n(n 為正整數)，其對應的能量如右圖所示。
當電子在穩定態時，不會有電磁輻射；但電子由能量較高的穩定態躍遷到能量較低的穩 定態時，多餘的能量會以光子的形式輻射出。
請回答 19~20 題:
19. 若氫原子的電子由穩定態n4月遷至能量較低的穩定態時，可能輻射出的光子頻率有幾 種?(光子的能量 =hC
E hf
) (A)3 (B)4 (C)5 (D)6 (E)7
20. 利用氫原子的電子由穩定態n14躍遷至穩定態n2 2所發出的光子，照射下列 4 種金屬，
共有幾個金屬板可以產生光電子?
(A) 0 (B)1 (C)2 (D)3 (E)4
第二部分:多選題(每題 5 分，答錯一選項倒扣 1 分，倒扣至該題零分為止，共 40 分) 21. 下列是五個高中生針對宇宙演化概念的敘述，哪幾個學生的說法正確?(應選兩項)
〔104 學測〕
甲:宇宙中大多數的恆星，是在大霹靂時一起誕生 乙:宇宙微波背景輻射比星光還古老
丙:宇宙誕生後，既不膨脹也不收縮 丁:所有的星系都在彼此遠離
戊:若哈伯定律的哈波常數越大，則代表宇宙膨脹越快 (A) 甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁 (E)戊
22. 下圖為某原子的能階圖，能接間隔一比例畫出，圖中畫出可能釋 放的 6 條電磁波，試問下列哪些選項是正確的?(應選三項) (A)編號 5 的波長>編號 3 的波長
(B)編號 6 的光子能量>編號 2 的光子能量 (C)若編號 4 是紫外線，則編號 5 是可見光
(D)若編號 3 可使甲金屬發生光電效應，則編號 6 亦可使甲金屬發生光電效應 (E)粒子性最顯著的是編號 6
金屬的功击數
金屬板 鎂 鋇 鉀 銫 功击數(eV) 3.6 2.7 2.5 2.2
2 1 3
6 5 4
23. 十九世紀末，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?(應選兩項)
(A)光電效應實驗結果顯示光具有粒子性
(B)愛因斯坦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，只要光照的時間夠長，一定會有光電子躍出
(E)光照射在金屬板上，當頻率高於某特定頻率(底限頻率)時，即使光強度很弱仌會有光 電子躍出
24. 在地球觀測氫原子光譜，於波常486nm處有一光譜線。天文觀測發現某一星系甲的氫原 子光譜中，此486nm譜線移到492nm；而另一星系乙的氫原子光譜中，此譜線移到500nm
。若此天文觀測結果符合哈伯定律，則下列有關星系甲與乙之敘述哪些正確?(應選兩項) (A) 所觀測到之星系甲像地球靠近
(B)所觀測到之星系乙離地球而去
(C)相較於星系乙，所觀測到之星系甲距地球較遠 (D)相較於星系乙，所觀測到星系甲的遠離速率較小 (E)所觀測到之光譜皆是目前星系甲與乙所發出光譜
25. 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?(應選兩項)〔103學測〕
(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氣體，氣體會吸收能量而產生發光的明線光譜 (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
26. 一觀察者觀測比較波源靜止與高速運動時所發出之電磁波的頻率變化，藉以推測波源與 觀察者之間的相對運動。已知不同電磁波的頻率由高而低的關係為:紫外線>紫光>紅光>
紅外線>微波>無線電波。考慮電磁波的都卜勒效應，下列推測哪些正確? (應選兩項)〔104 學測〕
選項 已知波源靜止時 發出的電磁波
波源運動時觀察到 的電磁波頻率變化
推測波源與觀察 者的相對運動
(A) 微波 往紅外線區偏移 接近
(B) 微波 往無線電波區偏移 接近
(C) 紫光 往紫外線區偏移 遠離
(D) 紫光 往紅外線區偏移 遠離
(E) 紅光 頻率不變 接近
27. 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?(應選三項)〔106學測〕
(A)光的頻率愈高，則光量子的能量愈大 (B)楊式雙狹縫實驗，驗證了光的波動性質 (C)入射光的波常愈長，愈容易產生光電效應
(D)波與粒子的二象性乃光子特性，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
28. 下列關於二十世紀觀測到的宇宙微波背景輻射害恆星的敘述，哪些正確?(應選兩項) (A)宇宙微波背景輻射在宇宙中存在的時間大於恆星的年齡
(B)宇宙微波背景輻射的溫度，一定比恆星的表面平均溫度高 (C)宇宙微波背景輻射和恆星星光的光譜，都具有不連續的譜線
(D)宇宙微波背景輻射的平均波長，一定比恆星光譜的可見光波長還長
(E)宇宙微波背景輻射於空間中垂直通過每單位面積之功率在各方向的分布，比恆星星光 更為不均勻
106 學年第一學期 成功高中 高一物理第三次段考答案
一、單選題
1. A 2. B 3. C 4. A 5. E 6. E 7. B 8. A 9. E 10. D 11. E 12. A 13. C 14. B 15. E 16. D 17. D 18. C 19. D 20. C 二、多選題
21. BD 22. BDE 23. AE 24. BD 25. AE 26. AD 27. ABE 28. AD
106 學年第一學期 成功高中 高一物理第三次段考詳解 1.
2 2
[J]=[kg][ ] [ ]
m s
2.
0 : 0 : 0 : W F S
作正功 作負功 不作功 3. WF 20 0.5 0( ) J 4. 1 3.26 8
1 1.5 10
pc ly
AU km
5. ( )( )( ) hc( ) =E hf A B C E hf E p
c c
6. ( )A 屬於電磁波
7. 帶電在電場中受電力作用而產生偏折 8. (A)光在微觀狀態能量不連續
9. 光電效應:光的粒子性;具有速度的電子:電子粒子性;電子產生繞射條紋:電子的波動性 10. 物質波是物質在空間中之分布機率
11.
0
t 1
H
12. p n ee:弱力作用 13. (A)(C) 2同 題判斷 1 14. vc
15. E mc2 [(36 29) (62)](2 10 30kg) (3 10 8m s/ )2 16. 重力波改變時空曲率，擾動光干涉行為
17. 1000 1(m)=1.2 S
18. (0.1 10 ) 50 0 200 0.004 0.4
cm cm
cm E MeV
查表得
19. 略
20. E [( 0.9) ( 3.4)] 2.5eV 21. )
(E)
B CMB為宇宙誕生時產生之光子，與環境達熱平衡後之殘餘光能 哈伯常數大，宇宙年齡小
22. E hf hc
23. 略
24. v d
25. ( )A 高溫固體放出黑體輻射 26. :
:
彼此接近 頻率上升，藍移 彼此遠離 頻率下降，紅移 27. (C) hc ,
E E
， 因此較容易跨越功函數 (D)物質、能量皆具有波粒二象性 28. CMB之年齡與宇宙相同，屬於微波波段，由黑體輻射曲線預測溫度為2.7K
105 年第一學期 範圍: Ch5~6
題組 1~2
1. 以一定速度垂直向上拋出一小球，小球上升的最大高度為 H，假設空氣阻力的量 值恆為 F，且與速度方向相反。考慮小球上升的過程中，重力作功與空氣阻力作 功的正負，下列何者正確？
(A)重力作正功、空氣阻力作正功 (B)重力作正功、空氣阻力作負功 (C)重力作負功、空氣阻力作正功 (D)重力作負功、空氣阻力作負功 (E)重力與空氣阻力均不作功
2. 承上題，從拋出至落回原出發點的過程中，空氣阻力對小球所作的功為下列何者？
(A)0 (B)FH (C)-FH (D)2FH (E)-2FH
3. 如右圖所示，一單擺左右來回擺動，擺錘受有重力 W、擺線的張力 T 與空氣阻力 R。下列有關此三力對擺錘作功的敘述，何者正確？
(A)W 一定作正功，T 一定作負功 (B)R 一定作負功，T 一定不作功 (C)W 一定作正功，R 一定作負功 (D)T 與 W 一定作正功，R 一定作負功 (E)W 與 R 一定作負功，T 一定不作功
4. 一塊小石頭被斜向拋到空中，然後落地。對此過程之敘述，忽略空氣阻力的作用，
以下何者正確？
(A)石頭的力學能先變大再變小，最高點的動能為零 (B)石頭的力學能先變小再變大，最高點的動能為零 (C)石頭的力學能保持不變，最高點的動能為零 (D)石頭的力學能保持不變，最高點的動能不為零 (E)石頭的力學能逐漸減小，最高點的動能不為零
高一物理第三次段考 師大
附中
電熱線
入口端
T 1 T 2
出口端 第 5 與第 6 為題組
5. 鮭魚回游產卵，遇到水位落差時也能逆游而上。假設落差之間水流連續，而且落 差上下的水域寬廣水流近似靜止。若鮭魚最大游速為 2.8m/s，且不計阻力，則能 夠逆游而上的最大落差高度為何？(重力加速度g9.8m / s2)
(A)9.8m (B)2.8m (C)1.4m (D)0.8m (E)0.4m
6. 承上題，當鮭魚達到最大高度的一半時，其速率最接近下列何者？
(A)0.5m/s (B)1.0m/s (C)1.5m/s (D)2.0m/s (E)2.5m/s
7. 右圖所示為一熱氣球，若某一時距內觀察到熱氣球作向上的加速度運動，且加速 度向上，判斷下列有關於此時距內熱氣球的敘述何者正確？
(A)熱氣球上升過程中力學能守恆
(B)熱氣球與地球間的重力位能保持固定
(C)熱氣球所受到的空氣浮力與重力大小量值相同 (D)熱氣球上升過程中重力作正功，故動能增加 (E)熱氣球的動能越來越大
8. 單原子理想氣體的平均動能可用下列公式表示： 3 B Ek k T
2 。其中 Ek 為氣體分子 的平均動能、T 為系統的絕對溫度，k 則為波茲曼常數，以紀念奧地利物理學家B 波茲曼在統計力學方面的貢獻。若以 SI 制來表示波茲曼常數的單位，則應為下列 何者？
(A)
2 2
kg m K s
(B)
2 2
kg m C s
(C)
2 2
2
kg m K s
(D)
2 2
2
kg m C s
(E)波茲曼常數為比例常數，故無單位
9. 下列哪個溫度是不合理的？
(A)10 K8 (B)10 C7 (C) 273 C (D)10 K5 (E)-0.1K
10. 如右圖所示，表示一種測量液體比熱的卡計示意圖。圖中待測液體密度為
0.6g / cm3，液體以 5cm/s 的速率流過卡計，卡計的截面積為30cm 。卡計內裝有2 一發熱功率 378W 的電熱線加熱液體。在穩定狀態時，入口端與出口端的液體溫 度分別為 20 C 及 25 C ，不計熱量散失，熱功當量
1cal=4.2J，則液體比熱為多少cal / g C？ (A)0.1 (B)0.2 (C)0.3 (D)0.4 (E)0.5
11. 一瀑布高為 420 米，假設水落至瀑布底時的動能百分之五十變成為熱能，考慮重 力加速度g10m / s2，則瀑布底及頂點的水溫相差多少？(1 卡=4.2 焦耳)
(A) 0.10 C (B) 0.20 C (C) 0.30 C (D) 0.40 C (E) 0.50 C
12. 標示 110V、40W 的燈泡按規格使用，若連續使用 100 小時，總共消耗的電能為 多少？
(A)0.6 度 (B)0.4 度 (C)6.0 度 (D)4.0 度 (E)400 度 13. 太陽能熱水器的主要構造如右圖所示，利用冷水注入框內彎管經陽光照射而使水
加熱，若每分鐘從入水口流入的水量為 12.0 公斤，水溫為 20.0 C 。從出水口流出 的水量為 12.0 公斤，水溫為 T C 。此熱水器的功率為1.68 10 4瓦特，試求 T 約為 下列何者？
(A) 25.0 C (B) 30.0 C (C) 35.0 C (D) 40.0 C (E) 45.0 C
14. 有關現行商轉的核能發電技術，其物理過程的順序何者正確？
(A)核分裂→核能→熱能→機械能→電磁感應發電 (B)核融合→核能→機械能→熱能→電磁感應發電 (C)核分裂→核能→機械能→熱能→電磁感應發電 (D)機械能→核分裂→核能→熱能→電磁感應發電 (E)核融合→熱能→核能→機械能→電磁感應發電
15. 核能的產生係來自核反應時減少的質量所轉換成的能量。某一核能電廠的滿載發 電容量為6.0 10 9瓦，若其發電機組可以有效地將核反應時所產生量的 20%轉換 為電能，則該電廠在發電容量滿載時，反應爐中之燃料棒每小時減少的質量約為 多少公兊？(提示：1 瓦=1 焦耳/秒)
(A)0.20 公兊 (B)0.12 公兊 (C)1.2 公兊 (D)0.020 公兊 (E)1200 公兊
16. 某一核反應方程式如下：146C 147Ne v，其中 v 為微中子的反粒子，稱為反 微中子。請判斷此核反應為下列何者？
(A)核分裂 (B)核熔合 (C)衰變 (D)衰變 (E)衰變
入水 陽光
出水
17. 核能發電反應機組停機後，核分裂連鎖反應會停止，但是反應後的產物仌具有放 射性，也會持續產生餘熱而造成高溫。若停機後的餘熱發電功率為P ，核能機組r 正常發電功率為 P，以Pr
P W為縱軸，則其隨時間改變的曲線如圖所示。假設核 電廠某一機組正常發電功率為每小
時 64 萬度，則停機經過一天候，該 時的餘熱用來發電一小時的電能，約 能下列何者？
(A)0.32 度 (B)3.2 度 (C)32 度 (D)320 度 (E)3200 度 題組 18~19
西元 1932 年，卡文迪西實驗室的兩位科學家共同研發高壓直線加速器，首次宋成 以人工加速之粒子撞擊原子核的實驗。當時台北帝大(臺灣大學的前身)荒勝教授得知 消息，帶領團隊建造同垄加速器，利用台灣特有的北投石放射粒子做為比對能量，
於 1934 年證實了卡文迪西實驗室的實驗結果；宋成了亞洲第一、世界第二，以人工 加速粒子撞擊原子核的實驗。
第二次世界大戰爆炸之後，日籍教授多數離開台灣，也陸續帶走大部分的實驗儀 器。戰後台大物理系有感於核子物理的重要性，乃在系主任與留用日籍教授的帶領下，
無懼於高壓電及輻射線，重建加速器並再次重現實驗，奠定了台灣核子物理與加速器 研究的基礎。試根據上文回答下列問題：
18. 在台灣的實驗中，曾經以質子撞擊某原子核 X，產生三個粒子，其核反應可以 表示如下：1 4
1p X 32 。試問原子核 X 應為下列何者？
(A)105B (B)115B (C)125B (D)21H (E)31H
19. 上題中的實驗(11p X 342 )為核反應，故具有放射性。下列有關於輻射安全的敘 述，何者錯誤？
(A)此實驗主要的放射性來自於射線
(B)射線質量較大，故穿透力極強，需要用 30 公分以上的鋼筋混凝土才可阻擋 (C)生活中的輻射源主要來自岩石與土壤所釋放的氡氣
(D)生活中的輻射源有部分來自宇宙射線，但是宇宙射線絕大多數會穿透人體，而 不會與細胞作用
(E)測量人體輻射之吸收劑量的單位稱為西弖
W 7%
6%
5%
4%
3%
2%
1%
0%
關機後經過的時間 1
秒 1
分 1
時 5
時 1
天 10
秒 10
分 10
天
20. 從U23892蛻變為 206
Pb 82是天然放射性蛻變系列之一，此系列總共經過幾個衰變，幾 個衰變？(為He ；42 即電子)
(A)8 、6 (B)8 、8 (C)10 、8 (D)10、10 (E)9 、9
21. 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，張貼如下所示 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)此地區有放射源
(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)此地區為發電機放置區
22. 根據經濟部能源局的資料，2013 年台灣各種能源的發電量如下：
能源 發電量 所占百分比
水力 8610 百萬度 3.41%
核能 41639.4 百萬度 16.5%
火力 196725.3 百萬度 77.96%
其他能源 5377.6 百萬度 2.13%
下列有關於 2013 年度，台灣能源使用的敘述，下列何者正確？
(A)該年度的再生能源比例達到 25%以上 (B)該年度的非再生能源比例達到 75%以下 (C)該年度最主要的能源來自於核能
(D)該年度最主要的能源來自於水力 (E)該年度超過 90%以上的能源仰賴進口
23. 物理學勝有能量守恆的原理，我們也常聽到「能源危機」的議題，下列哪一種觀 念才是正確的？
(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，總有用宋之時，
故有「能源危機」
(B)能量守恆表示總能量不會減少，故能量是用不宋的。所以「能量危機」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「能量危機」
(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」
24. 下面有關各種垄態的能量相互轉換的敘述中，哪一項是錯誤的？
(A)飛機噴射引操將電能轉換成力學 (B)水力發電機將力學能轉換成電能 (C)家庭瓦斯爐將化學能轉換成熱能 (D)光合作用將光能轉換成化學能 (E)太陽電池將光能轉換成電能
25. 下列關於再生能源的敘述，何者正確？
(A)因為能量守恆，所以不會有能源問題，再生與否主要是考慮汙染多寡 (B)能量在垄態轉換時，逐次減少，再生與否主要是考慮損失多寡
(C)可用能量在垄態轉換時減少，再生與否主要是考慮補充時間 (D)利用植物發酵產生酒精代替石油，是利用質能守恆而再生 (E)核能利用質能守恆產生能量，是高效率的再生能源
26. 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，部分能量用於兊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 何者正確？
(A)入射光子的頻率愈高，光電子的動能會隨之增加 (B)入射光子的頻率愈低，光電子的動能會隨之減少 (C)入射光子的強度愈大，光電子的動能會隨之增加 (D)入射光子的強度愈小，光電子的動能會隨之減少
(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 27. 下列有關於光電效應的敘述何者正確？
(A)若紫光照射金屬可以產生光電子，則紅光照射同金屬後也可以產生光電子 (B)若紅光照射金屬無法產生光電子，則紫光照射同金屬後必定無法產生光電子 (C)若紫外光照射金屬無法產生光電子，則紅外光照射同金屬後也無法產生光電子 (D)若波長 4000埃的光照射金屬可以產生光電子，則波長 7000埃的光照射 同金屬後也可以產生光電子
(E)若波長 4000埃的光照射金屬無法產生光電子，則波長 7000埃的光照射 同金屬後必定可以產生光電子
28. 若甲光子的能量是乙光子的兩倍，則下列有關於其速度與波長的敘述，何者正確？
(A)甲光子的速度是乙光子的兩倍 (B)甲光子的速度是乙光子的二分之一 (C)甲光子的波長是乙光子的兩倍 (D)甲光子的波長與乙光子相同
(E)甲光子的波長是乙光子的二分之一
29. 數位照相機的心臟就是它內部的電荷耦合器件(CCD)感光元件，所以又稱為 CCD 照相機。當按下數位照相機快門的一瞬間，你所要攝取的影像以光的形式穿過鏡 頭，在 CCD 感光元件上重現。CCD 感光元件上，有數十萬至數百萬個四方形的 小單元(稱為像素)，整個影像就是成像在這些像素上，每一個像素會將曝光在其 面積上的光強度轉換成電訊號。
根據上文的敘述，可知數位照相機的主要原理為下列何者？
(A)都卜勒效應 (B)光的干涉 (C)光的繞射 (D)光電效應 (E)哈伯定律
30. 右圖為光電效應實驗裝置示意圖，其中鋅板與驗電器以導線連接，兩者底座均為 絕緣體。以光源照射鋅板，發現驗電器之金屬箔片從閉合變為張開，可知此時鋅 板與金屬箔片均帶有電荷，故確定發生光電效應。試問此時鋅板與金屬箔片上帶 有的電性為何？
(A)鋅板帶正電、金屬箔片帶正電 (B)鋅板帶正電、金屬箔片帶負電 (C)鋅板帶負電、金屬箔片帶正電 (D)鋅板帶負電、金屬箔片帶負電
(E)鋅板帶負電、金屬箔片可能帶正電、也可能帶負電
31. 德布羅意於 1924 年，指出了物質(如電子)也可能會具有波動的特性，稱為物質波 理論。當時的物理學家難以接受這個觀念，直到三年後的實驗證據，物理學界才 慢慢接受這個概念，請問此實驗證據應為下列何者？
(A)陰極射線實驗 (B)密立坎油滴實驗 (C)拉塞福粒子散射實驗 (D)光電效應實驗 (E)電子繞射實驗
32. 平常自然界中，快速行駛的車子、快速飛行的棒球均可當作質點看，卻無法看出 其波動性質，原因為下列何者？[註：物質波波長 h
mv，其中h 6.626 10 34J s 稱為普朗兊常數，m、v 分別為物體的質量與速率]
(A)物質波波長太長 (B)根本不具有物質波 (C)物質波波長太短 (D)運動雜亂無章
33. 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，其分部呈現繞射條紋。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
驗 電 器
導線 金屬箔片
鋅板
入射光
34. Dr.Jonsson 準備了一個雙狹縫及一個螢光屏，並在屏上劃分五個區域，分別裝置 電子偵測器，如圖(2)所示。而後將 70000 個電子一次一個射向狹縫，經過漫長的 時間後，偵測螢光屏上擊中各區的電子數目，如下表所示。則下列敘述何者正確?
(A)依據牛頓力學，可以計算電子應該擊中哪個區域
(B)依據拉塞福的原子模垄，可以計算電子應該擊中哪個區域 (C)依據電子的能階，可以計算電子應擊中哪個區域
(D)此實驗證實電子的波動性，即物質波的存在 (E)此實驗證實光子的粒子性
題組 35~36
35. 若一原子之能階圖如右圖所示，在此原子放射光譜圖上，可觀察到幾條光譜線？
(1eV1.6 10 19焦耳) (A)3 條
(B)4 條 (C)5 條 (D)6 條 (E)7 條
36. 承上題，此原子不會放射下列哪種能量的光子？
(A)1.5eV (B)3.5eV (C)4.0eV (D)4.5eV (E)5.0eV
37. 右圖是光譜示意圖，縱軸是光波強度，橫軸是光波波長，途中可以明顯看到幾個 強度較弱的地方，試問此光譜圖最可能是下列何者？
(A)高溫氣體中電子躍遷所形成的放射光譜
(B)太陽光透過低溫氣體，電子躍遷形成的吸收光譜 (C)波長 532nm 的綠光雷射所形成的光譜
(D)高溫由鎢絲燈泡形成的連續光譜
(E)由紅光、綠光、藍光組成 LED 燈泡所形成的光譜
區域 擊中數目 甲 21621 乙 1586 丙 23745 丁 1414 戊 31634
n= 4 6.0eV
5.0eV
1.5eV 0.0eV n= 3
n= 2 n= 1
強 度
波長
38. 下列有關電子能階的敘述，哪一項錯誤？
(A)電子由高能階降至較低能階時，放出的光具有不連續性 (B)氫原子的電子距離原子核愈近，其能階愈高
(C)原子受適當的熱或照光，可使電子躍遷到較高能階 (D)霓虹燈的發光係來自原子核外電子的躍遷
(E)煙火的焰色來自電子的躍遷
39. 下列哪一個實驗可以最精確的判斷某一混和氣體中是否有氦氣存在？
(A)觀察氣體的光譜
(B)觀察氣體壓力隨溫度的變化 (C)用肉眼辨識氣體的顏色 (D)測量常溫常壓下氣體的密度 (E)測量常溫壓下氣體的折射率
40. 愛因斯坦在 26 歲時發表了三篇對現代物理產生深遠影響的論文。2005 年適逢論 文發表 100 周年，聯合國特訂定 2005 年為世界物理年，以感懷愛因斯坦的創見及 其對二十一世紀人類生活的影響，並在愛因斯坦逝世紀念日(4 月 18 日)當天發起 物理年點燈活動，以紀念他的貢獻。下列哪個選項為愛因斯坦的重要貢獻？
(A)進行光電效應的相關實驗、實驗證明光是電磁波
(B)提出光子說解釋光電效應、提出質能互換(Emc2)理論 (C)提出能階的概念解釋氫原子光譜、提出物質波理論 (D)提出大爆炸理論、實驗量得宇宙微波背景輻射 (E)發現電子、實驗測出電子電量
41. 氯原子含有兩種同位素3517Cl 與3717Cl ，當某一個氯分子同時含有兩種同位素時，則 此氯分子共含有幾個中子？
(A)34 (B)35 (C)36 (D)37 (E)38 42. 下列有關宇宙學之敘述，何者正確？
(A)所有的星光到達地表時都已經因為距離遙遠而減弱許多，這就是宇宙微波背景 輻射之所以很微弱的原因
(B)平均而言，星系之間的距離是隨著時間在增大 (C)根據哈伯定律，越遠方的星系之間的平均距離越大
(D)由於遠方星系的光譜平均顯示出有藍移(波長變短)的現象，所以我們可據以推 論出哈伯定律
(E)恆星(包括太陽)也會繞著銀河系中心運轉，其週期的平方與恆星至銀河系中心 之距離的三次方成正比
43. 在地球上觀測氫原子光譜，於波長 486nm 處有一光譜線。天文觀測發現某一星系 甲的氫原子光譜中，此 486nm 譜線移到 492nm；而另一星系乙的氫原子光譜中，
此譜線則移到 500nm。若此天文觀測的結果符合哈伯定律，則下列有關星系甲與 乙之敘述，何者正確？
(A)甲星系與乙星系均離地球遠去，所觀測到遠離速率甲大於乙 (B)甲星系與乙星系均離地球遠去，所觀測到遠離速率乙大於甲 (C)甲星系與乙星系均朝地球接近，所觀測到接近速率甲大於乙 (D)甲星系與乙星系均朝地球接近，所觀測到接近速率乙大於甲 (E)兩星系相對於地球均不動
44. 1929 年，天文學家哈伯發現了遙遠的星系，均以高速遠離我們而去。而其遠離我 們的退行速率正比於它跟我們之間的距離(即vr)，稱為哈伯定律。試問哈伯所 仰賴的實驗證據為下列何者？
(A)宇宙背景輻射能量集中於微波的波段 (B)宇宙背景輻射具有微小的不均勻度
(C)觀察遙遠星系的光譜時，發現絕大部分有波長增加的現象 (D)銀河系與鄰近的仙女座星系類似，為漩渦星系
(E)疏散星團一般由較年輕的恆星所組成，球狀星團通常含大量的年老恆星 45. 哈伯常數的單位與下列者相同？
(A)距離 (B)週期 (C)頻率 (D)速度 (E)加速度
46. 近期的《牛頓》雜誌封面報導：仙女座星系與我們銀河系的大碰撞。內文提及根 據科學家的觀測證據，顯示仙女座星系與銀河系正以每秒約 109 公里的速度接近 中，隨著彼此的距離拉近，重力作用會更強，若是保持這種狀況，大約 37 到 38 億年後，兩個星系就會開始碰撞。試問科學家據以判斷的觀測證據，主要是下列 何者？
(A)分析仙女座星系所發出的氫原子光譜，發現有頻率減少的現象 (B)分析仙女座星系所發出的氫原子光譜，發現有頻率增加的現象
(C)兊卜勒行星運動定律：仙女座星系繞行銀河系的週期減少，故兩者間距離變小 (D)兊卜勒行星運動定律：仙女座星系繞行銀河系的週期增加，故兩者間距離變小 (E)兩者的接近速率極高，故比較一個月前後的位置，即可知道仙女座星系正在接 近中
47. 下列關於宇宙微波背景輻射的敘述，何者錯誤？
(A)它由宇宙中極為稀薄的低溫氣體所發出
(B)它現今所對應的溫度比地球南極的年平均溫度還低
(C)它現今的強度遠小於家用微波爐烹調食物時內部所產生的微波強度 (D)它不會對日常生活中的無線電通訊造成明顯的干擾
(E)它屬於電磁波
48. 兩顆恆星組成的系統稱為雙星系統，有些雙星系統由於距離地球較遠，加上雙星 彼此距離過近，所以無法在望遠鏡上識別出來。但卻可以利用光譜確定，稱之為 光譜雙星。
若雙星(A、B)互繞的過程中，某一顆星瞬間 的速度朝向地球，另一顆星則遠離地球，則 根據都卜勒效應，分別會造成光譜的藍移與 紅移，進而形成光譜線的分裂，如右圖中的 乙光譜線圖，即分裂成甲光譜線圖的情況。
(箭頭所指即為 A 星/B 星所觀測到的譜線)
試根據上文與右圖，判斷甲光譜線圖是由下列哪個位置觀測所得？
(下途中箭頭方向及為速度方向，地球在圖片中的下方，圖片均為示意圖，為依照 正確比例作圖)
49. 太陽表面溫度約為 6000K，主要發出可見光。人體溫度約為 310K，主要發出紅外 線。宇宙間的溫度約為 3K，發出的輻射稱為「3K 背景輻射」。若要進行「3K 背 景輻射」的觀測，應該選擇下咧哪一個波段？
(A)射線 (B)X 光 (C)紫外線 (D)可見光 (E)無線電波與微波
50. 大霹靂的概念首先由 1931 年由比利時物理學家勒麥特提出，再由烏兊蘭物理學家 加莫夫將此概念具體化，此理論認為宇宙大約在 140 億年前，由一團密度極大、
溫度極高的火球爆炸、膨脹後生成。下列有關於爆炸之後的敘述，何者正確？
(A)爆炸之後在105秒之內溫度立即降至 3K，此即現在所量測到的宇宙微波背景 輻射
(B)爆炸之後在三分鐘之內立即產生恆星，故最古老的恆星年紀約與宇宙年齡相當 (C)爆炸之後由於溫度極高，物質僅能以基本粒子(如夸兊、電子)的狀態存在 (D)爆炸之後溫度持續上升，故能形成核融合反應，藉以產生恆星
(E)爆炸之後10 秒內沒有任何物質，僅有高能的光子 7 (A )
A
地球 B
(B )
A
地球 B
(C )
A
地球 B
(D )
A
地球 B A
B B A A
甲
藍 紅
乙 B
105 學年第一學期 師大附中 高一物理第三次段考答案
一、單選題
1. D 2. E 3. B 4. D 5. E 6. D 7. E 8. A 9. E 10. B 11. E 12. D 13. D 14. A 15. C 16. D 17. E 18. B 19. B 20. A 21. A 22. E 23. D 24. A 25. C 26. A 27. C 28. E 29. D 30. A 31. E 32. C 33. C 34. D 35. D 36. C 37. B 38. B 39. A 40. B 41. E 42. B 43. B 44. C 45. C 46. B 47. A 48. A 49. E 50. C
105 學年第一學期 師大附中 高一物理第三次段考詳解
5.
2
1 2 v
mv mgh h 0.4(m) 2 2g≒
6. 1 1 2 1 x2 x v
mv mv v 2(m / s) 22 2 2≒
7. (A)熱氣球受浮力作正功，故力學能不守恆 10. H m
s T 378 (0.6 30 5) s 5 4.2 s 0.2(cal / g C) t t
11. 1 1
U H (m 10 420) m 1000 T 4.2 T 0.5( C) 2 2
12. 40W 100hr 4000Whr4度 13. H m 4 12
s T 1.68 10 1000 (T 20) 4.2 T 40( C)
t t 60
15.
2
9 8 2 3
E mc
(6 10 ) 3600 20% m (3 10 ) m 1.2 10 (kg) 1.2(g)
17. 64 10 40.5%3200(度) 19.(B)射線穿透力極弱
20.衰變次數 (238 206) 4 8 ； 衰變次數 82 (92 8 2) 6
105 年第一學期 範圍: Ch5~6
一、單選題
原子彈與核能：閱讀宋回答 1-5 題
原子彈和核能廠都是用連鎖反應的原理產生能量的，但其中有一個絕大的不同。
自然界中的鈾原子有兩種同位素：鈾-235 及鈾-238，其中鈾-238 較穩定，不易發生分 裂，鈾-235 是不穩定核子受撞擊後會分裂而釋出能量，在自然界的鈾礦中，鈾-235 占 0.7%而鈾-238 占 99.3%，二者混合在一起，極難分離。
如此低濃度的鈾-235 是無法產生連鎖反應的，因為即使一個鈾-235 受到衝擊分裂 而產生中子，但因周遭鈾-235 比例太少，所產生的中子撞擊到另一個鈾-235 的機會太 少了，分裂反應無法持續下去，所以無法產生連鎖反應。
原子彈的目的是在最短時間內產生最大的爆震力，所以其中的鈾-235 濃度在 90%
以上，在如此高濃度下，連鎖反應將以幾何級數進行，在極短時間內產生極大的能量。
核電廠需求不同，要求在人為控制的環境下使連鎖反應穩定的進行，希望一次分裂所 產生的中子只能在下次引起恰好一次的分裂，而不以自行及數倍增。所以鈾-235 的濃 度就不能像原子彈那麼高，大約只在 3%左右。
在如此低濃度下連鎖反應是無法產生的，這又牽涉到另一個技術問題。中子撞擊 鈾二三五並不是每次都會導致分裂的，中子連度太快或太慢都不行，只有在適當速度 範圍內的中子撞擊核子時所引起核分裂的機會才最大。
1. 一般原子彈與核能發電所使用的原料，其成分為：
(A)宋全相同
(B)參與反應的主要物質相同，但濃度不同 (C)參與反應的主要物質不同，濃度卻相同 (D)參與反應的主要物質與濃度均不同 2. 下列有關「核能」的敘述，何者正確？
(A)福島核災是核電廠發生核爆所造成
(B)在自然界的鈾礦中，鈾-235 占 0.7%而鈾-238 占 99.3%，所以原子但是鈾-238 的高濃度所導致爆炸
(C)核能電廠所用的燃料與原子彈的燃料都是鈾，所以核能電廠如同原子彈一般，
故不應該再興建核能電廠
(D)核能發電因為產生大量的熱，所以會使地球的溫室效應惡化 (E)核能發電的最大缺點在於會產生高輻射性的核廢料
高一物理第三次段考 松山
高中
3. 在核能發電中是利用鈾-235 核分裂(核反應式：01n23592U 14156Ba9236Kr3 n01 )，
造成質量損失而轉換成能量來發電，下列對於此核反應的敘述何者正確？
(A)鈾-235 的原子序為 235 (B)鈾-235 的電子數目為 235 (C)鈾-235 原子核中有 92 個中子 (D)整個核反應前後遵守質量數守恆
(E)要形成此核分裂反應，撞擊的中子速度越快越容易形成反應
4. 核能的能量來源可以以愛因斯坦質能守恆( E mc2)計算出，以下為例。以一個
粒子撞擊鈹產生核分裂反應4 9 12 1
2He 4Be 6C0n，它們的質量4
2He 為 4.0026u，
9
4Be 為 9.0122u，126C 為12.0000u，中子01n 為 1.0087u，(1u1.66 10 27kg)，此核 分裂過程中產生多少焦耳？
(A)103 (B)105 (C)107 (D)1010 (E)1012
5. 核能發電反應機組停機後，核分裂連鎖反應會停止，但是反應後的產物仌具有放 射性，也會持續產生餘熱而造成高溫。若停機後的餘熱發電功率為 Pr，核能機組 正常發電功率為 P，以Pr
P W為縱軸，則其隨時間改變的曲線如右圖所示。假設 核電廠某一機組正常發電功率為每小時 20 萬度，而某用戶每個月用電度數為 200 度，則停機經過一天後，該時的餘熱用來發電一小時的電能，與該用戶用電約多 久時間的電能相等？
(A)1.5 天 (B)10 天 (C)150 天 (D)1000 天 (E)1500 天
W 7%
6%
5%
4%
3%
2%
1%
0%
關機後經過的時間 1
秒
1 分
1 時
5 時
1 天 10
秒
10 分
10 天
放射性與衰變：閱讀宋回答 6-10 題
鈾-238 是鈾在自然界中最常見的同位素，放射性強度遠低於鈾-235，因此鈾 238 並不是可裂變物質。當238
92U(鈾 238)原子核進行衰變後，成為23490Th (釷 234)(核反應 式為238 234 4
92U 90Th2He)。
放射性是指元素從不穩定的原子核自發地放出射線(如射線、射線、射線等)，
原子核放出射線後即衰變成為較穩定的元素。衰變過程常要經過一連串的數個反應來 達成，例如鈾 238 的衰變；23892U 23490Th42He，但也有只經過一次衰變，原子核即達 到穩定。而碳 14 只會經過一次衰變轉為氮 14 原子，即達到穩定。
6. 碳 14 與氮 14 原子中，相等的是下列何者？
(A)質子數 (B)中子數 (C)質量數 (D)電子數
7. 上述之衰變指的是下列何種反應？
(A)碳 14 發射出一個外層電子 (B)氮 14 發射出一個外層電子
(C)碳 14 原子核衰變後質子數增加 1 (D)碳 14 原子核衰變後中子數增加 1
8. 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，張貼如右圖 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)此地區為輻射管制區，有放射源
9. 粒子射束或電磁波射線，會造成原子外層電子的游離，統稱為游離輻射，則下列 有關游離輻射的敘述何者正確？
(A)游離輻射的速度一定為光速
(B)游離輻射對身體皆有害，所以不適用於身體的治療 (C)侖琴發現的 X 射線，其實就是游離輻射
(D)游離輻射只有包括射線、射線、射線三種 (E)我們常見的可見光也是游離輻射
10. 鈾-233、鈾-235、鈽-239、鈽-241 是四種可用於核反應的可分裂元素，可作為核 能發電的燃料，其中僅鈾-235 存在於自然界中。釷是存在於自然界之放射性元素，
因蘊藏量較為豐富，曾被考慮用來作為核燃料，且產生的核廢料之放射性半衰期 較鈾核燃料為短，曾經一度被認為是一種潛在核能源。以下為釷-232 變成可分裂 元素鈾-233 的反應式，23290Th01n2□ 23392U，試問□中可能是下列何種粒子？
(A)射線 (B)氦原子核 (C)射線 (D)射線 (E)中子
光電倍增管：閱讀宋回答 11-15 題
光電倍增管是一種具有高靈敏度與超快響應時間的光探測元件，在一般典垄的光 電倍增管中，在其響應範圍最佳的近紅外光區到紫外光區，可以將只有數百個光子的 光訊號轉換為有用的脈衝電流，進而利用此脈衝電流來做訊號的分析。
依據光電子發射、二次電子發射和電子光學的原理製成的。光陰極在光子作用下 發射電子，這些電子被外電場(或磁場)加速，聚焦於第一次極。這些衝擊次極的電子 能使次極釋放更多的電子，它們再被聚焦在第二次極。這樣，一般經十次以上倍增，
放大倍數可到10 ~ 10 。最後，在高電位的陽極收集到放大了的光電流；輸出電流和8 10 入射光子數成正比，而整個過程時間約108秒。
由於光電倍增管的高增益與高響應，使得其被廣泛的應用在天體光度量測與天體 分光光度量測，其優點是：測量精度高，可以測量比較暗弱的天體，還可以測量天體 光度的快速變化。
11. 光電倍增管是光電效應的應用之一，而光電效應即當光束照射在物質表面上時，
物質表面上的原子即可能放出電子，利用這些脈衝電流來做訊號的分析。則下列 對於光電效應的敘述何者正確：
(A)當照射光愈強時，截止頻率就愈小
(B)當照射光之波長愈長時，放射出之電子能量愈大 (C)當照射光之波長愈長時，放射出之電子數目愈多 (D)當照射光愈強時，放射出之電子數目愈多
(E)當照射光之波長愈短時，放射出之電子數目愈多
入 射 光
陽 極 半透明陽極
陰極
光電倍增管原理示意圖
第一次極 二次電子
光電子
