1
109 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 的 非 選 擇 題 評 量 重 點 為 考 生 是 否 能 夠 清 楚 表 達 分 析 推 論 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 ， 並 得 到 正 確 答 案，則 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 ， 則 可 獲 得 部 分 分 數 。 本 公 告 謹 提
供 滿 分 的 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 》。
109 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 （4 分）
題目中的甲物體從光滑曲面下滑後，以 v
甲
表示甲物體在光滑水平地面上，未與乙物體發
生一維正面彈性碰撞前的速度
。
根據力學能守恆定律可知
2
1
3
(3 )
2
mgh
m v
甲
經計算後得
2
v
gh
甲
以 '
v
甲
、
'
v
乙
分別表示甲、乙兩物體在光滑水平地面上，發生一維正面彈性碰撞後瞬間的
速度；m
甲
、m
乙
分別表示題目中甲、乙兩個物體的質量；v
乙
為乙物體發生正面彈性碰撞
前的速度，此速度量值為零。
解 法 一
由動量守恆定律與力學能守恆定律可知
(3 )
(3 ) '
( ) '
m v
m v
m v
甲
甲
乙
2
2
2
1
1
1
(3 )
(3 ) '
( ) '
2
2
2
m v
m v
m v
甲
甲
乙
經整理後得
1
'
2
2
v
gh
甲
、
3
'
2
2
v
gh
乙
因此發生碰撞後瞬間，甲、乙兩物體的速率分別為
2
1
'
2
2
v
gh
甲
、
3
'
2
2
v
gh
乙
解 法 二
由一維空間的彈性碰撞公式可知
2
'
m
m
m
v
v
v
m
m
m
m
甲
乙
乙
甲
甲
乙
甲
乙
甲
乙
2
'
m
m
m
v
v
v
m
m
m
m
甲
乙
甲
乙
甲
乙
甲
乙
甲
乙
代入題目給定的各參數值，經計算整理後得
3
1
'
=
2
3
2
m
m
v
v
gh
m
m
甲
甲
2 3
3
'
=
2
3
2
m
v
v
gh
m
m
乙
甲
因此發生碰撞後瞬間，甲、乙兩物體的速率分別為
1
'
2
2
v
gh
甲
、
3
'
2
2
v
gh
乙
解 法 三
由動量守恆定律可知
'
'
m v
m v
m v
m v
甲 甲
乙 乙
甲
甲
乙
乙
根據兩物體的正面一維彈性碰撞性質可知，不論兩物體的質量為多少，兩物體碰撞前後
的相對速度量值相同，但方向相反，因此可得
( '
' )
v
v
v
v
甲
乙
甲
乙
代入題目給定的各參數值，經計算整理後得
1
'
2
2
v
gh
甲
、
3
'
2
2
v
gh
乙
因此發生碰撞後瞬間，甲、乙兩物體的速率分別為
1
'
2
2
v
gh
甲
、
3
'
2
2
v
gh
乙
3
解 法 四
題目中甲、乙兩物體的質心速度為
c
V
，根據質心速度的定義得知
3
0
3
2
3
4
c
m v
m v
m v
m
V
gh
m
m
m m
甲 甲
乙 乙
甲
甲
乙
由一維空間的彈性碰撞公式並經計算整理後可知
1
'
2
2
2
c
v
V
v
gh
甲
甲
3
'
2
2
2
c
v
V
v
gh
乙
乙
因此發生碰撞後瞬間，甲、乙兩物體的速率分別為
1
'
2
2
v
gh
甲
、
3
'
2
2
v
gh
乙
第
2 小題 (a)（3 分）
當乙物體恰正向接觸彈簧，到彈簧第一次恢復至原自然長度，所花的時間
t
，恰好為簡
諧運動週期
T
的一半，可以得知
1
1
2
2
2
m
t
T
k
因此兩物體距離
( ' )
'
2
T
r
v
t
v
甲
甲
代入數值後可得
2
2
mgh
r
k
第
2 小題 (b)（3 分）
應用功能定理，由彈力作功等於動能的變化量，可知
2
2
1
1
3
9
0
'
(
2
)
2
2
2
4
k
W
E
mv
m
gh
mgh
乙
由力學能守恆定律可以得知，當彈簧達最大壓縮量時，乙物體的動能全部轉換為彈簧的
彈簧位能，因此
2
2
1
1
'
2
2
mv
kA
乙
，其中
A
為彈簧的最大壓縮量。
經計算後可得
3
2
2
mgh
A
k
4
第 二 題
第
1 小題 （2 分）
第一項器材：
可以形成迴路，但不會因電阻過低造成短路的器材，例如：電場形成盤、裝有可導電
之水溶液的透明壓克力水槽、鹽水槽等。
第二項器材：
可量測電流、電壓的器材，例如：三用電表、伏特計、安培計、檢流計、數位多用電
表等器材。
第
2 小題 （3 分）
步驟
1：兩探針放入電場形成盤中，固定一根探針的位置，並移動另一根探針，找出檢
流計讀數為零的探針位置並記錄之。
步驟
2：繼續移動探針，找出其他檢流計讀數為零的數個探針位置並記錄之，接著將這
些位置點連起來，所獲得的連線即為一條等電位線。
步驟
3：改變固定探針的位置，並重複步驟 1 與步驟 2，找出多條不同電位的等電位線。
步驟
4：繪出垂直於等電位線的線，即為電力線，且電力線會由正電極指向負電極。
第
3 小題 （3 分）
參考圖案：
5
第
4 小題（2 分）
參考圖案：