104 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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104 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 》。

104 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

連接方式如下圖(將電極連接電源時，若將正負電反接亦可)。

將各器材連接時，須注意以下原則：

1. 電源連接兩電極。

2. 兩探針放在測試盤上。

3. P1、P2 兩探針需在檢流計兩側。

第 2 小題

量測步驟 (A) 的空格應為：

移動P2以使檢流計讀數為零，然後記錄P2的位置。再移動P2，記錄下所有可使 檢流計讀數為零的位置，並將這些位置連線。

測試盤

電極 D1 電極 D2

電源

G 檢流計 探針 P1

探針 P2

2

第3小題

圖 1-1 中之實線為兩電極產生之等電位線，該圖中亦標示甲、乙、丙、丁四點的 位置。由電力線與等電位線垂直，可由通過甲、乙、丙、丁四個點的一小段等電 位線(為沒有箭頭的實線)推求通過該點之一小段電力線(為帶有箭頭的實線，箭頭 為電力線方向)，如圖 1-2 所示。考生只需畫出如圖 1-2 所示通過各點之一小段等 電位線及電力線即可得全分。

第二題 第 1 小題

金屬塊受力之力圖如圖 2-1 所示，其中 N 為正向力，mg 為重力，F 為水平作用 力，f_k為摩擦力。若將金屬塊視為質點，各作用力通過同一點，而可畫成如圖 2-2。

考生作答僅需畫出如圖 2-2 所示之受力圖，標示出正確的力之方向及名稱，即可 得全分。

N

F

37∘

圖 2-2 mg fk

F

37∘

圖 2-1 N

mg fk

正電極 負電極

甲

乙 丙

丁

等電位線

圖 1-1

正電極 負電極

甲

乙 丙

丁

圖 1-2

3 第 2 小題

【解法一】分為平行斜面與垂直斜面來看力平衡

垂直斜面上力平衡： N–mg cos37^o–Fsin37^o=0 ... (1)

∴N= mg cos37^o+Fsin37^o

平行斜面上力平衡： fk–mg sin37^o +Fcos37^o=0 ... (2) 且 fk = N ... (3)

 (mg cos37^o+Fsin37^o)–mg sin37^o +Fcos37^o=0 ... (4) 0.5(5.5100.8+F0.6 )–5.5100.6+F0.8=0

22+0.3F–33+0.8F=0 F=11/1.1=10 N

【解法二】分為平行地面與垂直地面來看力平衡

平行地面上力平衡：N sin37^o=F +f_k cos37^o ... (1) 垂直地面上力平衡：mg = f_k sin37^o+Ncos37^o ... (2) 因fk = N ... (3) 故由式(1)與(3)得

sin 37 cos 37 N F







  ，代入式(2)，

得 sin 37 cos 37

sin 37 cos 37 sin 37 cos 37

F F

mg



 

 

 

 

   

(sin 37 cos 37 ) sin 37 cos 37

mg ^





第3小題

【解法一】水平力F方向與位移方向相反 W=–F



【解法二】重力位能減少等於其他力所作的功 –W+ (mg cos37^o+Fsin37^o)





W = 0.5(5.5100.8+100.6 )2–5.5100.62 = 50–66=–16 J 即水平力F對金屬塊作負功。