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105 學年度指定科目考試物理考科非選擇題參考答案

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Academic year: 2021

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(1)

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M5m,懸掛之質量為m,設繩子張力為T ,可得 ( 5 )

TMm 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

Fma (1)

( 6 )

mgMm a (2) 可解出

6 a mg

M m

  (3)

(2)

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0.98F,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

(3)

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0.98F,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)

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 4m3m、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

RMg (1) 利用能量守恆

2 2

1 1

2MVMgR2Mu (2) 由(1)和(2)式可解得

3

VgR (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

2MVMgR QER 2Mu (2) 由(1)和(2)式可解得

0

3(MgR QER)

V M

  (3)

(5)

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 FQv 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。

參考文獻

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