99課綱學測物理命題方向解析

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1
99 課綱
課綱課綱
課綱學科能力測
學科能力測學科能力測
學科能力測驗自然考
自然考自然考
自然考
科(
(物
物理物理
物理)
命題方向
命題方向命題方向
命題方向
壹、
99 課綱說明
課綱說明課綱說明
課綱說明
就物理科而言99 課綱與以往課綱的差異處有二一則是課程分版的實施另一則其
包含的概念內容與架構有很大的差異。
一、
、高二
高二高二
高二 A
B分版課程說明
分版課程說明分版課程說明
分版課程說明
對於理組學生而言,99 課綱中物理科必修與必選的學分數與 95 課綱相比有所縮減,
而物理課綱的內容又必然會受到物理學分數多寡的影響,為了不讓理組學生所修習的物理
學分數過少99 課綱物理科將高一「基礎物理一」列為必修課程,並將高二物理課程分為
「基礎物理二 A」與「基礎物理二 B」,讓學生可以依照自己的興趣,在高二課程進行不
同的選修。高二物理課程的重點在於介紹牛頓力學,「基礎物理二 A」僅 2學分,是一門
較為簡單的力學課程,各主題的設計係依循新課程通識教育的精神,培養學生基本的物理
素養「基礎物理二 B 4 ~ 6 學分其內容引導學生深入探究牛頓力學「基礎物理
A」更注重力學的嚴謹性、推導與計算,能讓將來要選擇理工為專業的學生建立古典物
理概念的基礎並進一步銜接高三「選修物理的課程99 課綱物理科的課程分版,使得
力學中有些相同概念在 AB版中所涉及的深度與廣度皆有所不同。
二、
99 課綱所列主題的組織方式與以往課綱迥
課綱所列主題的組織方式與以往課綱迥課綱所列主題的組織方式與以往課綱迥
課綱所列主題的組織方式與以往課綱迥
在概念內容上,新舊課綱的差異在於所列主題的組織方式不一樣,以往課綱是以各種
「現象」作為分類基礎 99 課綱是以「概念」作為教材分類的基高涌泉,2008
這樣的安排使得 99 課綱物理教材的陳述方式將與以往大不相同。為了國中與高中課程的
銜接,以往高中基礎物理會有部份主題與國中課程重疊,而 99 課綱依循「中小學一貫課
程體系參考指引」的規範,設定課程內容的各項主題,也刪減某些與國中「自然與生活科
技」重疊的內容(高涌泉,20081
1高涌泉(2008)。高中物理課綱修訂的理念與特色。教育研究月刊
教育研究月刊教育研究月刊
教育研究月刊,
166
5-11
2
貳、
99 課綱學測
課綱學測課綱學測
課綱學測然考科
自然考科自然考科
自然考科物理
物理物理
物理試題
試題試題
試題測驗範圍
測驗範圍測驗範圍
測驗範圍
一、
、測驗範圍
測驗範圍測驗範圍
測驗範圍
在以往的課綱下文組傾向的同學通常不會選修高二物理課程99 課綱物理科課程分
版設計了「基礎物理二 A」,為文組學生增加了選修的機會。
學測測驗全體高中生的基本知能,主要功能為初步篩選,學測自然考科物理試題與指
考物理考科測驗範圍採「學測考 A版、指考考 B版」,學測自然物理試題如表一所示。
表一、學測自然物理試題的測驗範圍
試卷 【第壹部份】測驗範圍
【第貳部份】測驗範圍
涵蓋的課綱範圍 基礎物理一 基礎物理二 A
附錄一列出學測自然考科物理試題的測驗內容。測驗內容將物理課程綱要中所列之概
念內容加以整合,分成不同主題並詳述其測試項目。「補充說明」欄位中所列為該概念內
容涉及深度的規範,是編製試題時的重要參考。另外,有兩點要特別注意:
(一) 基於學習的連貫性,國中已學過的概念應視為考生具有的先備知識。
(二) 99 課綱附錄不列入考試範圍,試題如涉及 99 課綱的附錄內容,相關知識需在題幹
中加以說明。
3
參、
99 課綱學測
課綱學測課綱學測
課綱學測自然考科物理
自然考科物理自然考科物理
自然考科物理試題示例
試題示例試題示例
試題示例
一、
、測驗內容示例
測驗內容示例測驗內容示例
測驗內容示例
(一
一)
)學
測與指考試題設計的差異
測與指考試題設計的差異測與指考試題設計的差異
測與指考試題設計的差異舉例說明
舉例說明舉例說明
舉例說明
量子現象為 99 課綱高一課程新加入的主題,高三選修物理也有涉及,例 1呈現相同
的概念內容在學測與指考需有不同程度的提示。
*量子現
量子現象量子現象
量子現象
1.(單選題,適用於學測自然考科)
在光電效應的實驗中發現,僅有頻率夠高的光照射到金屬表面才能打出電子,這是因為電
子需要獲得足夠的能量,克服金屬的束縛才能從金屬表面逸出,設電子逸出所需最小的能
量為 W今小明以同一單色光分別照射在不同的金屬板甲乙上能測量到光電流產生
已知金屬板甲的電子逸出所需最小能量
W
金屬板乙電子逸出所需最小能量為
W
W W
>
該單色光的頻率為
普朗克常數為
h
W
W
之間的關係下列
者正確?
(A)
h W
ν
>
(B)
h W
ν
<
(C)
W h W
ν
> >
(D)
h W
ν
=
(E)
h W
ν
<
參考答案:A
說明:學生須知道光子的能量
E h
ν
=
,及光子的能量大於電子逸出所需最小能量即可打出
電子。學測自然考科試題會說明光電效應實驗所驗證的事實(如底線標示),並提
示功函數為電子逸出所需最小能量(如框線所示)
(二
二)
)針對以往未出現的新課程內容舉例說明
針對以往未出現的新課程內容舉例說明針對以往未出現的新課程內容舉例說明
針對以往未出現的新課程內容舉例說明
「物質間的基本交互作用」為 99 課綱新加入的內容,以往的課綱從未出現過。
*物質間的基本交互作用
物質間的基本交互作用物質間的基本交互作用
物質間的基本交互作用
2.(多選題,學測自然考科與指考物理考科皆適用,惟學測自然考科多選題會提示正確
選項個數,指考物理考科則否。)
電磁力、強作用力、弱作用力與重力經物理學家確認,是所有物質與物質之間性質不同的
四種基本交互作用力。其中強、弱作用力皆為短距離的作用力,有效作用距離侷限在原子
核大小的尺度,而重力與電磁力都是長距離的作用力,有效作用範圍無遠弗屆。下列有關
各種作用力的敘述,哪些正確?(應選三項)
(A)電子與質子間有電磁力 (B)質子與質子間有電磁力
(C)原子核內的質子與質子間有強作用力 (D)中子的衰變與弱作用力無關
(E)重力主導原子核的衰變
4
N
W
N
W
G
G
1
參考答案:ABC
說明:這是新課程內容,目的在測試考生對四種交互作用力的作用範圍與對象有基本的認
識。選項(D)裡,中子的衰變與弱作用力有關;而選項(E)裡的原子核衰變主導的力
不是重力。原子核衰變時,有的與強作用力有關,有的與弱作用力有關,有的與電
磁力有關,所以選項(D)(E)是錯誤的選項。
(三
三)
)針對
針對針對
針對
「學測考
學測考學測考
學測考 A
版」
」舉例說明
舉例說明舉例說明
舉例說明
基礎物理二 A與基礎物理二 B的內容都是力學但深淺程度不同故試題敘述有不同
程度的提示。以下的例 3是「學測考 A版」舉例說明。
*力學
力學力學
力學
3.(單選題,適用於學測自然考科)
當一個物體 A 向另一物體 B 施以一作用力物體 B 便會向物
A 施以一方向相反,但大小相同的力,稱為反作用力。作用
力與反作用力是施加於不同的物體上 1甲與乙兩物體在
等臂天平兩端,天平保持平衡靜止,其中 WW分別代表甲
與乙所受的重力NN分別為天平對甲與乙的向上拉力
GG分別代表甲與乙對地球的萬有引力則下列選項中哪一
對力互為作用力與反作用力?
(A) W W (B) N W
(C ) N N (D ) G W
參考答案:D
說明:此題測驗考生對牛頓第三運動定律(即作用力與反作用力)的基本認識。題幹中底
線標示者為牛頓第三運動定律內容的提示考生可直接由題幹敘述推知答案為(D)
5
附錄一
附錄一附錄一
附錄一、
、學測自然考科物理試題測驗內容
學測自然考科物理試題測驗內容學測自然考科物理試題測驗內容
學測自然考科物理試題測驗內容(
(適用
適用適用
適用 99 課綱
課綱課綱
課綱)
自然考科第壹部份(基礎物理一,表列的所有測驗項目及內容,皆屬於測驗範圍,可
有任何題型)
一、物理學簡介與物理量的單位
1-1 物理學簡介
物理學簡介理學簡介
物理學簡介
(a)
疇。
(b) 物理學的演進。
僅限由物理學家的貢獻來
輔相成的學問及其與人類
文明發展的關係。
1-2 物理量的單位
物理量的單位物理量的單位
物理量的單位 (a) 國際單位制。
二、物質的組成
2-1 物質由原子組成
物質由原子組成質由原子組成
物質由原子組成
(a) 原子的大小。
(b) 固態、液態及氣態之間的差異。
(c) 觀察原子移動原子奈米科技的
發展。 ‧避免提及如「掃描電子顯微
鏡」「場發射顯微鏡」
專業名詞。
2-2 原子與原子核的組
原子與原子核的組子與原子核的組
原子與原子核的組
(a) 原子的組成:原子核與電子。
(b)
子。
(c) 質子與中子的組成:夸克。
避免提及夸克的種類及所
帶電荷。
夸克是目前實驗發現最基
本的粒子。
三、物體的運動
3-1 物體運動的軌跡
物體運動的軌跡體運動的軌跡
物體運動的軌跡
(a) 位置、位移、速度、加速度。 ‧僅限一維運動。
6
(a) 物體的質量與物體運動的
性。
(b) 慣性定律。
(c) 力與物體運動的狀態運動方程式
Fma)的意義。 ‧不涉及軌跡數學式。
3-2 牛頓運動定律
牛頓運動定律牛頓運動定律
牛頓運動定律
(d)
(e) 示範實驗一:摩擦力的觀察。
‧不涉及摩擦係數。
3-3 克卜勒行星運動定
克卜勒行星運動定卜勒行星運動定
克卜勒行星運動定
(a)
及內容。
‧不涉及橢圓方程式。
四、物質間的基本交互作用
(a) 萬有引力定律。
4-1 重力
重力重力
重力
(b)
定律的關係。 ‧不涉及數學式的推導。
4-2 電力與磁力
電力與磁力力與磁力
電力與磁力
(a) 帶電物體間的庫侖靜電力。
(b) 庫侖靜電力與原子的形成。
(c) 磁鐵間的磁力、磁力線與磁場。
以下的概念為主:
(a)「強力」的存在與其作用範圍。
強力可以束縛質子與中子
而形成原子核可克服原子
靜電力。
4-3 強力與弱力
強力與弱力力與弱力
強力與弱力
(b)「弱交互作用(或弱力)的存在
其作用範圍。
(c) 自然界的基本作用力可分為重
力、電力與磁力、強力、弱力。
(d) 日常生活中所經驗到的各種力
從原子的觀點來看其來源都是電
力與磁力的作用。
‧中子或原子核的β衰變是弱
力的作用所引起。
7
五、電與磁的統一
5-1 電流的磁效應
電流的磁效應電流的磁效應
電流的磁效應
(a) 電流產生磁場。
(b) 安培右手定則。
(c) 示範實驗二:載流導線的磁效應。
‧定性的了解不涉及任何數
學公式的推導。
(a) 法拉第感應定律。 ‧定性的了解不涉及任何數
學公式的推導。
(b) 電磁感應與電磁力。
5-2 電磁感應
電磁感應電磁感應
電磁感應
(c)
式。
(d) 示範實驗三:電磁感應。
不含馬克士威方程式的數
學形式與內容。
六、波
(a) 波速、頻率、波長及其間的關係。
(b) 波的反射折射干涉與繞射現象
‧僅作定性的了解不涉及數
學公式的推導。
‧以圖示方式了解干涉現象
‧僅作定性的了解。
6-1
的性質
的性質的性質
的性質
(c) 聲波的都卜勒效應。
(a) 光的微粒說與波動說。
‧定性的了解不涉及數學公
式的推導。
6-2 光與電磁波
光與電磁波與電磁波
光與電磁波
(b) 光的反射與折射。
(c) 光的干涉與繞射。
(d) 光是電磁波電磁感應與馬克士威
方程式的預測。
(e) 電磁波譜在日常生活中的應用。
(f ) 示範實驗四:楊氏雙狹縫干涉。
8
七、能量
(a) 力學能、熱能、光能、電能、化學
能等各種形式的能。
種能量及能量間轉換。
7-1 能量的形式
能量的形式量的形式
能量的形式
(b) 溫度測量及熱平衡概念。
(c) 克氏溫標(絕對溫標)
(d) 溫度與原子平均動能的關係。
7-2 能量間的轉換與能
能量間的轉換與能量間的轉換與能
能量間的轉換與能
量守恆
量守恆量守恆
量守恆
(a) 能量間的轉換以及能量守恆。
(b) 質能轉換的概念: 2
mcE =
7-3
(a) 原子核的分裂
(b) 核能發電與輻射安全。
(c) 原子核的熔合
含知道太陽能來自
核熔合)。
7-4 能量的有效利用與
能量的有效利用與量的有效利用與
能量的有效利用與
節約
節約節約
節約
(a) 能源的有效利用及再生
(b) 日常生活中能源的節約。
八、量子現象
(a) 光的粒子性:光電效應。
‧僅作定性的了解。
(b) 光子能量E=hν
(c) 光電效應在日常生活中之應用。 ‧僅作定性的了解。
(d) 電子的波動性雙狹縫電子干涉現
象。 ‧僅作定性的了解。
8-1 微觀粒子的波粒二
微觀粒子的波粒二觀粒子的波粒二
微觀粒子的波粒二
象性
象性象性
象性
(e) 微觀(原子)尺度下粒子的運動:
量子論。 ‧僅作定性的了解。
(a) 電子的軌道與原子的能階。 ‧不涉及數學推導。
8-2 原子光譜
原子光譜原子光譜
原子光譜
(b)
光譜。
(c) 不同的原子有不同的光譜。
9
九、宇宙學簡介
(a) 星體的觀測。 ‧僅作常識性的了解。
9-1 星體觀測及哈伯定
星體觀測及哈伯定體觀測及哈伯定
星體觀測及哈伯定
(b) 宇宙中各種結構(如:太陽系、
星系、星系團等)的尺度。
(c) 星體光譜之紅移現象與哈伯定
律。
(d) 哈伯定律及膨脹的宇宙。
9-2 宇宙起源
宇宙起源宇宙起源
宇宙起源
(a) 宇宙演化的歷史。
(b) 霹靂說與宇宙微波背景輻射。
‧僅作常識性的了解。
自然考科第貳部份
自然考科第貳部份自然考科第貳部份
自然考科第貳部份
(基礎物理二
基礎物理二基礎物理二
基礎物理二 A
並非所有學生都有修習
並非所有學生都有修習並非所有學生都有修習
並非所有學生都有修習
表列的測驗項目及內容
表列的測驗項目及內容表列的測驗項目及內容
表列的測驗項目及內容,
可有知識題與科學推理題等兩種題型
可有知識題與科學推理題等兩種題型可有知識題與科學推理題等兩種題型
可有知識題與科學推理題等兩種題型
一、運動學
(a) 位移及路徑長。 ‧僅限質點的直線運動。
1-1 直線運動
(b) 速度及速率。
(c) 加速度。
(d) 等加速運動、自由落體運動。
‧速度及加速度都不涉及微
分運算符號。
二、牛頓運動定律
(a) 運動體的慣性。
(b) 力使物體的運動狀態改變。
2-1 慣性與牛頓第一運
動定律
(c) 靜力平衡。
(d) 力的向量性質。
2-2 牛頓第二運動定律
(a) 力與加速度。
靜力平衡及力的向量性質
部分不涉及計算。
‧計算僅限直線運動。
10
2-3 牛頓第三運動定律
(a) 作用力及反作用力。
2-4 摩擦力
(a) 靜摩擦力及動摩擦力。 ‧不涉及摩擦係數。
三、動量與牛頓運動定律的應用
3-1 動量
(a) 動量及其與作用力之間的關係。
‧僅限質點的一維運動。
3-2 動量守恆
(a) 動量守恆及牛頓第三運動定律。
3-3 等速率圓周運動
(a) 等速率圓周運動。
(b) 角速度、切線速度、向心加速度及
心力。
四、萬有引力
4-1 萬有引力定律
(a) 萬有引力定律的數學形式。
4-2 地球表面的重力與
重力加速度 (a)
物體在地表所受重力與地表的重力加
速度。 ‧不涉及
橢圓軌道及地球
內部的重力。
4-3 行星與人造衛星
(a) 行星與人造衛星的運動。
五、功與能量
5-1
(a) 功的定義。 ‧僅限一維運動。
5-2 動能與功能定理
(a) 動能的定義。
(b) 外力作功與物體動能之變化。
11
5-3 位能
(a) 位能的定義。
(b) 地表附近的重力位能。
5-4 力學能守恆
(a) 力學能守恆定律。
六、碰撞
6-1 碰撞
(a) 二物體碰撞前後的動量及動能變化。
‧不涉及約化質量。
‧不涉及恢復係數。
‧不涉及內能。
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