國立台中一中 101 學年度第二學期期末考一年級物理科試題 一 是非題 ( 對的選 A; 錯的選 B,10%) 科目代碼 :12 1. 光波反射時遵守反射定律, 水波與聲波則不一定 2. 如果聽者靜止, 藉由聲波頻率的變化可以求得聲源距離聽者的遠近 3. 牛頓以光微粒說解釋光折射定律時, 引申出光在水中速率較真空中為大的推論, 後來的實驗證實此推論錯誤 4. 進一中校門後走向入德之門, 可以看見前方圓球內有一個自己的縮小實像 5. 漁夫在溪邊用雷射槍射魚, 必須瞄準他所看到的魚的身體才能射中魚 6. 肥皂膜上的彩色 與 白光經三稜鏡分為不同顏色的色光 均是光的干涉現象造成的 7. 如果一入射光子的能量恰為電子兩個軌道的能量差, 則電子可能吸收光子後, 從低能階躍遷至高能階 所以如果提高入射光子的頻率, 也會使電子發生上述的躍遷現象 8. 當光子照射在金屬表面卻無法使電子離開金屬時, 若不改變入射光頻率, 僅增加入射光的強度, 仍然無法使電子脫離金屬 9. 大霹靂 學說推論宇宙來自於大爆炸, 而宇宙直到現在仍然在持續地膨脹, 是支持 大霹靂 學說的證據之一 10. 根據哈伯定律, 宇宙中所有星系皆遠離地球而去, 表示所有星系的光譜皆呈現紅移現象 二 單一選擇題 (60%) 11. 一束可見光在空氣中由左向右通過一片實心平行玻璃板, 試問下列何者為其可能軌跡? (A) (B) (C) (D) (E) 12. 已知普朗克常數 h=6.63 10-34 焦耳. 秒, 則頻率 8.0 10 14 Hz 的光線, 其光子的能量為多少焦耳? (A) 3.0 10-19 (B) 4.2 10-19 (C) 5.3 10-19 (D) 6.0 10-18 (E) 5.0 10-18 13~14 題為題組 人類發明了用鎢絲作為燈絲的白熾燈泡後, 為我們的夜晚增添光明 近百年來, 人們仍繼續努 力發明更具效率之光源, 而發光二極體 (LED) 極可能是二十一世紀的主要光源 發光二極體與白 熾燈泡比較, 具有許多優點, 包括發光效率佳 ( 電能轉換成可見光的百分比例較高 ) 體積小 壽 命長 耗電量少 低熱輻射等, 但其購置成本較白熾燈泡高 目前市面上已有許多發光二極體產品 之應用, 例如馬路上的紅綠燈及照明燈 汽機車的剎車燈 手電筒及液晶螢幕等許多用途 13. 以能量的觀點來看, 白熾燈泡主要是依循下列何種能量間的轉換? (A) 熱能轉換成光能 (B) 電能轉換成光能及熱能 (C) 電能轉換成化學能 (D) 化學能轉換成光能及熱能 (E) 核能轉換成電能 14. 在冬天, 養雞場常使用白熾燈泡作為小雞的保暖裝置 由此推論, 養雞場是否適合用發光二 極體來取代相同亮度的白熾燈泡, 作為小雞的保暖裝置? (A) 適合, 因為發光二極體的體積較小 (C) 不適合, 因為發光二極體的耗電量較少 (E) 不適合, 因為發光二極體產生的熱能較少 第 1 頁, 共 4 頁 (B) 適合, 因為發光二極體的發光效率較高 (D) 不適合, 因為發光二極體太亮
15. 下列有關電磁波的敘述, 何者正確? (A) 帶電粒子在真空中做加速度運動時可以產生電磁波 (B) 電磁波在真空中傳播的速率大於光速 (C) 電磁波行進的方向與其電場及磁場均平行 (D) 紫外線的頻率小於紅外線的頻率 (E) 電磁波須靠介質振動才能傳遞能量 16. 如右圖, 一單擺由 A 點靜止釋放, 經最低點 B 達 C 後又擺回, 在 A 經 B 至 C 的擺動過程中, 下列敘述何者正確? (A) 在 A 點時擺錘的力學能最大 (B) 在擺動過程中, 擺繩的張力對擺錘作功 (C) 在 A 到 B 的過程中, 重力對擺錘作功為零 (D) 在 B 到 C 的過程中, 擺垂的動能逐漸減小 (E) 在任何情況下,C 點的高度必等於 A 點的高度 17~18 題為題組小康為測量太陽光的強度而進行以下實驗, 在一立方體容器內盛水 6 公斤, 且容器中水面面積為 0.1 平方公尺, 在正午時刻, 太陽光垂直照射容器水面, 使水在 15 分鐘內共上升 3.5, 若不計散失的熱量, 則 :( 已知 1 卡約為 4.2 焦耳 ) 17. 容器水面每平方公尺 每秒鐘所吸收太陽光的能量為多少 J/s.m 2? 18. 承 17, 若將太陽視為點光源, 且射向地球的太陽能只有 55% 會到達地面, 已知地球與太陽距離 8 為 1.5 10 公里, 請估計太陽的輻射功率約為多少瓦?( 已知球的表面積半徑 ) 19. 假設臺中地區全年 ( 含陰雨及夜晚 ) 接受到陽光的平均強度約為 250 瓦 公尺 2, 若太陽能板可將 15% 的這些能量轉換為電力, 求太陽每天可提供多少度的電力, 給擁有 4 平方公尺太陽能板的臺中居民?( 已知 1 度電為 1 仟瓦. 小時 ) (A)2.6 (B)3.2 (C)3.6 (D)4.2 (E)4.6 20. 將籃球投向斜上方的籃框, 球在空中飛行, 若不考慮空氣阻力, 則下列哪一圖最可以代表球的動能 K 與落地前飛行時間 t 的關係? (A) (B) (C) (D) 21. 有關光電效應的實驗, 下列敘述何者正確? (A) 光電流的大小與入射光的頻率成正比 (B) 入射光的波長較某一定值為小時, 則雖為極弱的光也能產生光電子 (C) 要使某一金屬發射光電子, 入射光的強度必須超過某一定值 (D) 入射光的速率越快, 金屬發射光電子的速率也越快 (E) 產生的光電子動能會隨入射光的強度增加而增加 22. 在普朗克的量子理論中, 頻率為 ν 的振子, 其能量可能為下列何者? (A) hν (B)1.2 hν (C)1.9 hν (D)2.7 hν (E)4.8 hν 第 2 頁, 共 4 頁
23. 關於 氫原子 光譜, 下列敘述何者正確? (A) 電子只能在一個穩定狀態的能階存在而不輻射 (B) 電子在穩定軌道上運動時, 仍會輻射出電磁波 (C) 電子從一個半徑較小的軌道躍遷到另一個較大的軌道時, 一定會吸收能量 (D) 原子因電子的躍遷而放出能量時, 會以可見光的形式放出 (E) 氫原子能發光, 全部都是因為電子從激發態躍遷回基態所致 24-25 為題組題 透過望遠鏡可以發現宇宙中有相當多的星系, 這眾多的星系與地球的距離不盡相同, 而天文學 家也希望可以知道星系的速度, 利用都卜勒效應可以分析光譜而得到星系的速度 根據都卜勒效應, 當波源 ( 星系 ) 正在遠離地球上的觀察者時, 星系所發出光譜的波長會變大, 也就是譜線的位置朝 紅色光的方向偏移, 稱為紅移 美國天文學家哈伯分析來自遙遠星系 ( 排除較接近銀河系者 ) 的光譜, 發現星系出現不同程度 的紅移現象, 而且愈遠的星系光譜紅移現象愈明顯, 得到著名的哈伯定律, 若星系與地球距離 d 愈 大, 星系遠離速率 v 愈大, 此比例常數稱為哈伯常數 H 0, 其關係為 v H0 d 24. 哈伯定律說明 : (A) 恆星離地球愈遠, 遠離速度愈快 (B) 星系離地球愈遠, 遠離速度愈快 (C) 宇宙膨脹速度正比於星系的互繞速度 (D) 恆星的光譜紅位移正比於恆星與地球的距離 25. 依上面的文章判斷, 下列敘述何者正確? (A) 因為宇宙的膨脹, 觀測本銀河系中的上千億個恆 星也都會有紅移的現象 (B) 都卜勒效應只能產生紅移現象, 不會有藍移現象 隨著紅移大小而改變 三 多重選擇題 (30%) (C) 哈伯常數會 (D) 光譜譜線出現紅移代表光波的波長有變大的現象, 光源正在遠離 26. 已知一入射光照射某一金屬表面後, 恰可釋放出電子 下列有關釋放電子的敘述, 正確的有哪些?( 應選二項 ) (A) 如果將入射光的亮度減弱, 仍然可以釋放出電子 (B) 如果將入射光波長變短且亮度減弱, 就無法釋放出電子 (C) 如果將入射光波長變長, 仍然可以釋放出電子 (D) 如果將入射光波頻率增大, 仍然可以釋放出電子 (E) 如果將入射光波頻率增大, 就無法釋放出電子 27. 在光電效應中, 如果增加入射光的強度, 則下列敘述哪些正確?( 應選二項 ) (A) 放出電子的動能會增大 (B) 放出電子的時間會變短 (C) 放出電子的波長會變短 (D) 如果可以放出電子, 則放出電子的數目會變多 (E) 有可能不會放出電子 28. 有關波耳氫原子模型, 下列敘述哪些是正確的?( 應選二項 ) (A) 電子在繞核做圓周運動時, 因有加速度而放出輻射能 (B) 電子可以在幾個穩定狀態下繞核做圓周運動而不輻射 (C) 氫原子只有一個電子, 所以氫原子光譜只有一條譜線 (D) 電子由低能階躍遷至高能階時, 會吸收一定頻率的輻射能 (E) 必須不斷的供給能量, 以維持電子在固定能階運動 第 3 頁, 共 4 頁
29. 右圖中波動在兩介質中的傳播速率分別為與 ( ) 圖中直線代表此波動的部分波前 如果波動由介質 1 經過界面傳播進入介質 2, 則下列徒刑中的直線哪些可能為該波動在介質 2 的波前?( 應選二項 ) (A) (B) (C) (D) (E) 30. 在無風的狀況下, 當觀察者 O 與聲源 S 皆靜止不動時, 觀察者 O 觀察到的波長為 λ, 則下表中哪些觀察者觀察到的波長大於 λ?( 應選二項 )( 表中表波源速度, 表觀察者速度, > ) 選項 (A) (B) (C) (D) (E) 狀況 31. 林老師要選購一臺冷氣機, 甲 乙兩種冷氣機的規格說明如表中資料所列, 其中的 EER 值 為能源效率的比值 下列有關冷氣機規格與原理的敘述, 何者正確?( 應選二項 ) 規格額定電壓 / 額定頻率冷房能力總額定消耗 EER 值機種 ( 單相 60 Hz) (kcal/h) 電功率 (W) (kcal/wh) 甲 110 V 1600 720 2.22 乙 110 V 2000 880 2.27 (A) 兩臺冷氣機的電壓同為 110 伏特, 但乙機種會消耗較多的電功率, 所以就節約能源的觀點, 甲機種較乙機種為優 (B) EER 值指的是 冷房能力 與 總額定消耗電功率 的比值 (C) 此處的消耗功率指的是外界每秒對冷氣機作的功, 使冷氣機吸收高溫處的熱量, 並將熱量向低溫處排出 (D) 此處的冷房能力, 指的是冷氣機每小時可以從室內移走的熱量 (E) 冷氣機在臺灣必須使用 220 伏特的電壓, 所以甲 乙兩機根本不適用於臺灣 試題結束 第 4 頁, 共 4 頁
101 學年度第二學期期末考一年級物理科參考答案 1.BBABA 6.BBAAB 11.ECBEA 16.DBACD 21.BACBD 26.AD 27.DE 28.BD 29.CE 30.AE 31.BD 第 5 頁, 共 4 頁