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111學年度分科測驗【物理】考科非選擇題評分原則說明

壹、前言

111 學年度分科測驗物理考科的非選擇題評量重點為考生是否能夠清楚表達推理過程,故考生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。

111 年分科測驗物理考科非選擇題共有 4 題,包含第 21232426 題。其中第 2123 題每題為 4 分;第 2426 題每題為 6 分,總計 20 分。以下提供各題的滿分參考答案、評分原則說明與部分考生作答情形:

貳、各題滿分參考答案及評分原則

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一、滿分參考答案(4分)

1. L2 因地球阻隔來自太陽的電磁波輻射與高能粒子,使背景輻射較弱,所以 L2 點的 JWST 所觀測到的信號較清晰。

2. 來自宇宙的紅外線訊號在 L2 點不會被地球擋住,因此在 L2 點的 JWST 可觀察較廣闊範圍內來自宇宙各處的微弱紅外線信號。

3. L2 L1 遠離太陽,且有地球的遮蔽,因此對在 L2 點的 JWST 而言,來自太陽的熱輻射較弱,溫度較低。

4. 為減少來自日地的熱輻射,在 L2 點的 JWST 只需在背側(即面向日、地側)安裝隔熱片。

二、評分原則與說明

寫出上述二項即得該題滿分。

三、考生作答情形

大致上作答此題的考生舉出優點的方向多能根據題意:「為了避免其他熱輻射源的干擾,以觀察廣闊範圍內來自宇宙各處的微弱紅外線信號」作答,然而部分考生未能清楚說明優點的內容與理由,或說明優點的因果關係不正確,也有部分考生提出的論點未能符合題意(例如因為距離太陽較遠,所受到的重力較小)

 

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一、滿分參考答案(4分)

(1)小題2分)

光電效應的實驗裝置有兩種電路圖,每一種電路圖可依實驗測量目的(量測飽和電流或量測截止電壓)設計光電管兩極的相對電壓。

電路圖一

直流伏特計與可調直流電壓源並聯;直流安培計與光電管串聯。

電路圖二

直流伏特計與光電管並聯;直流安培計與可調直流電壓源串聯。

(2)小題2分)

必須改變何種物理量

光電管中待測金屬的端電壓即是調整可調直流電壓源的電壓值

使電路的電流發生何種情況

使電路中的電流為零即是直流安培計測得的光電流為零

取得哪個物理量的實驗數據

對應的截止電壓即是直流伏特計測得的電壓值

二、評分原則與說明

(1)小題2分)

電路圖為四個圖中其中一個。

安培計須串聯、伏特計須並聯,得 1 分。

極性(電源的正極須與伏特計的正極同一接點或電源的負極須與伏特計的負極同一接點),再得 1 分。

(2)小題2分)

寫對一個或兩個答案得 1 分,寫對三個答案得 2 分。

三、考生作答情形

(1)小題中,常見的錯誤作答類型為將直流安培計與直流伏特計並聯、將光電管與可調直流電壓源串聯,或是未標註直流伏特計的正負極。第(2)小題中,會產生錯誤作答類型的原因主要源自於對光電效應實驗方法與步驟並未正確理解,或是對光電效應實驗的觀念並不清楚所導致,例如在必須改變何種物理量部分,許多考生填寫頻率、波長、光強度;使電路的電流發生何種情況部分,上述考生接續填寫電流減小。

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一、滿分參考答案(6分)

(1)小題2分)

波長

546.1

433.9

365.0

頻率

截止電壓

0.48 ~ 0.50

1.04 ~ 1.06

1.61 ~ 1.63

(2)小題2分)

(3)小題(2分)

由直線圖或表列數據計算斜率:,即 ,估算  圖線的斜率為

(合理數值範圍為

二、評分原則與說明

(1)小題2分)

寫對一個或兩個數據得 1 分,寫對三個數據得 2 分。

 

(2)小題2分)

坐標軸刻度、單位與數值正確,得 1 分;

依據第(1)小題所填數據,在  圖上畫出正確對應關係的數據點,得 1 分。

 

(3)小題2分)

知道  圖的斜率為  ,得 1 分;

得到  合理數值與單位 (~ ),再得 1 分。

三、考生作答情形

大多數考生均能正確填答第(1)小題,部分考生填寫的電壓為圖 12 中每種波長下最大光電流所對應的電壓。第(2)小題有作答的考生大抵上都能了解如何正確作圖,常見的錯誤作答類型為單位漏填,以致作答不完整。第(3)小題常見的錯誤作答類型為考生缺乏斜率的概念,認為 ,而將第(1)小題中的任一組V0除以 f,得到錯誤的答案;此外,計算過程正確,但是表示答案時卻漏寫單位,亦為數不少。

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一、滿分參考答案(6分)

(1)小題3分)

解法一水平與垂直的分散角度皆小於180°

1

水平方向:

垂直方向:

,故 ,所以

解法二水平分散角度為 180°,垂直分散角度小於 180°

若水平方向 其解為 ,或 ,均表示向外傳播之聲波在擴音器開口前方的分布範圍達180°因此

垂直方向:,因此

因此 ,故

(2)小題3分)

在固定擴音器寬度 w 與高度 h 的情況下,於擴音器前方一固定距離 L 的平面上:

1.測量水平軸上不同位置的聲音強度,找出在水平軸上聲音強度最小所對應的角度 θw

2.測量垂直軸上不同位置的聲音強度,找出在垂直軸上聲音強度最小所對應的角度 θh

3.比較上述兩者角度的大小,以驗證聲波在水平方向的分散角度大於垂直方向的分散角度。

二、評分原則與說明

(1)小題3分)

解法一

寫出 ,或寫出   ,得 1 分。

寫出 ,得 1

寫出 ,得 1 分。

解法二

寫出 ,得 1 分。

寫出   ,得 1 分。

寫出 ,得 1 分。

 

(2)小題3分)

1.寫出測量水平軸上不同位置的聲音強度,得 1

2.寫出測量垂直軸上不同位置的聲音強度,得 1

3.寫出分別找出在水平軸與垂直軸上聲音強度最小所對應的角度 ,得 1 分。

三、考生作答情形

(1)小題有作答的考生多數都能掌握到題意,寫出關係式 ,完成建模的部分。若考生建模後能再掌握關鍵 ,大多能得出  的結論。第(2)小題能完整論述得出正確答案的考生較少,常見錯誤類型有需要量測波長 λ 或頻率 f,也有考生回答須量測聲音強度卻未說明應分別沿水平軸與垂直軸來進行測量。

參、結語

綜上所述,111 學年度分科測驗物理考科的非選擇題評分重點不只是最後的答案,還會針對考生得到答案的理由或解題的方法、過程逐步給分。因此,考生應盡量寫出自己的想法或所知道的概念,並盡可能有條理的表達,惟需留意作答內容應符合試題之要求。建議考生平常解題之餘,可以加強培養文字表達能力,俾使在考試臨場時能有助於更清楚表達自己解題的想法。

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