105 學年度指定科目考試物理考科非選擇題參考答案
物理考科非選擇題的評量重點為考生是否能夠清楚表達推理過程,故答題時應將解題過 程說明清楚。解題的方式有很多種,但考生用以解題的觀點必須符合題目所設定的情境。若 考生表述的概念內容正確,解題所用的相關公式也正確,且得到正確答案,方可得到滿分。
若考生的觀念正確,也用對相關公式,但計算錯誤,可獲得部分分數。本公告謹提供各大題 參考答案以供各界參考,詳細評分原則說明,請參見本中心將於 8 月 15 日 出 刊 的 《 選 才 電 子 報 》。
105 學年度指定科目考試物理考科非選擇題各大題的參考答案說明如下:
第一題 第 1 小題 方法一:
滑車及其所載重物之總質量為M5m,懸掛之質量為m,設繩子張力為T ,可得 ( 5 )
T M m a (1) mg T ma (2) 以上兩式相加可解出
6 a mg
M m
(3)
方法二:
由外力等於總質量乘加速度
F ma (1)
得
( 6 )
mg M m a (2) 可解出
6 a mg
M m
(3)
2
第 2 小題 方法一:
Mt
(kg)
M+6m 1.10
M+5m 1.00
M+4m 0.90
M+3m 0.80
M+2m 0.70
M+m 0.60 a (m/s2) 0.89 0.98 1.09 1.22 1.40 1.63
Mt × a (kg˙m/s2) 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98
求出M a 並作t M a 對t M 圖線: t
圖中各點形成一水平線,表示M at 常數0.98F,故可知受力不變下,物體的加速度 a 與 其質量M 成反比。 t
方法二:
Mt (kg)
M+6m 1.10
M+5m 1.00
M+4m 0.90
M+3m 0.80
M+2m 0.70
M+m 0.60 a (m/s2) 0.89 0.98 1.09 1.22 1.40 1.63
Mt × a (kg˙m/s2) 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98
0.98
求出M a 並作t M a 對t a圖線:
圖中各點形成一水平線,表示M at 常數0.98F,故可知受力不變下,物體的加速度 a 與 其質量M 成反比。 t
方法三:
Mt
(kg)
M+6m 1.10
M+5m 1.00
M+4m 0.90
M+3m 0.80
M+2m 0.70
M+m 0.60
1/M t (1/kg) 0.91 1.00 1.10 1.25 1.43 1.67
a (m/s2) 0.89 0.98 1.09 1.22 1.40 1.63
求出 1
Mt 並作a對 1
Mt 圖線:
0.98
4
圖中各點形成一通過原點之斜直線,表示
t
a常數M
,故可知受力不變下,物體的加速度 a 與其 質量M 成反比。 t
第 3 小題
量測步驟 (A) 的空格應為:
將滑車上的槽碼一次一個的移至滑輪細繩下端懸掛著,使系統總質量始終維持定值(M+6m),
使滑車上的槽碼依次減少(分別為 4m、3m、2m、1m、0m) ,而對應作用力 F 依次增大(分別為 2mg、3 mg、4 mg、5 mg、6 mg)。
第二題 第 1 小題
假設u為小球在軌道頂端的最低速率,可得 Mu2
R Mg (1) 利用能量守恆
2 2
1 1
2MV MgR2Mu (2) 由(1)和(2)式可解得
3
V gR (3)
第 2 小題 方法一:
假設u為小球在軌道頂端的最低速率,可得 Mu2
Mg QE
R (1) 利用能量守恆,
2 2
0
1 1
2MV MgR QER 2Mu (2) 由(1)和(2)式可解得
0
3(MgR QER)
V M
(3)
方法二:
利用「等效重力場」 QE g g
M 代入第 1 小題答案中的 g ,可得 0 3 QE
V g R
M
。
第 3 小題
磁場對小球所作的功為零。
因為施加射出紙面方向之磁場 B
時,小球所受磁力 FQv B
,雖然各點的速度不同,但 受力方向永遠為離心方向,與小球運動方向垂直故不作功。