自然科地球科學試題解析 自然科地球科學試題分析 景美女中陳政瑜老師 地球科學第壹部份命題題數比較表 (93 年 ~99 年 ) 領 域 主要內容 93 年 94 年 95 年 96 年 97 年 98 年 99 年 板塊 3 0 4 0 0 地質大氣海洋天文 火山活動 0 0 0 地震與造山運 5 5 4 4 4 5 5 0 0 動 地史與地層 0 0 3 觀測 0 0 6 0 0 成分與結構 3 4 6 0 3 6 4 3 0 大氣運動 3 0 3 觀測 0 0 0 0 成分與結構 0 0 0 3 0 0 海水運動 0 0 燦爛星空 3 4 3 4 4 探索宇宙 0 0 地球科學第貳部份命題題數比較表 (93 年 ~99 年 ) 領域 93 年 94 年 95 年 96 年 97 年 98 年 99 年 地 質 3 0 3 大 氣 0 3 3 3 海 洋 0 0 0 0 天 文 0 0 0 兩部分題目總計 7 8 8 7 9 7 8
99 學年度學科能力測驗 就地球科學四大學門而言,99 年學測自然科地球科學試題與往年試題相比, 地質與天文相關試題增加, 大氣與海洋的試題減少 由試題內容來說, 以高一基礎地科為主的第壹部分試題, 仍舊保有 題目敘述冗長 重視基本觀念 強調圖表閱讀 以及 結合生活時事 等特色 有關日食 颱風 地震等近兩年來引發關注的重大時事, 教材中的基本知識, 經常成為測驗的重點 ; 此外,3 道題目中, 共有 8 題必須閱讀圖表方能作答, 正說明了為何大多數地球科學老師不斷提醒同學, 必須學會透過圖表解讀與傳達科學知識的能力 以高二教材為主的第貳部分試題, 今年是 95 暫綱地球與環境課程實施以來第一次應考 除了第 55 題測驗天球概念未提供圖片 ( 還好, 天球模型在高一課程已經接觸 ), 其他四題都必須閱讀圖表 ( 例如第 68 題, 若未依照圖形資料判讀, 而以一般背誦知識回答, 很可能會答錯 ), 或利用題目中的線索推理 ( 例如第 6 題 ), 方能正確解答, 完全符合大考中心聲稱的科學推理題型 整體而言,99 年學測地科試題難易適中, 且較去年試題具有鑑別度 ; 考生必須熟稔地球科學基本知識, 並且善用圖表閱讀及科學推理能力, 方能獲得高分 此外, 大考中心揭櫫之命題方向 : 著重相關概念之融會統整, 尤其是跨越不同學科的綜合題, 一道題目中可能同時會運用到生物 化學 物理 地球科學的相關概念, 也在第 43-48 題題組中獲得印證 期許未來的學測試題也能如此用心, 讓 考試引導教學 產生正面的影響, 有助於地球科學的教學活動更落實於基本科學知識與技能的培養, 並且活用於生活情境當中
自然科地球科學試題解析 第壹部分 ( 佔 96 分 ) 一 單選題 ( 佔 64 分 ) 說明 : 第 至 3 題為單選題, 每題均計分 每題選出一個最適當的選項, 標示在答案卡之 選擇題答案區 每題答對得 分, 答錯不倒扣 8. 某天小明到某濱海火山國家地質公園, 上午 0 時左右來到公園內古火山口, 因適逢低潮, 火山口完全出露, 小明很清楚得看到整個火山口的形貌 他於下午 3 時再度回到了火山口附近補拍照片, 因為當時已漲潮, 火山口被海水淹沒, 而無法拍攝 試問, 若小明 7 天後再次前往公園內拍攝出露的火山口, 下列哪個時刻最適合? (A) 上午 7 時 (B) 上午 0 時 (C) 下午 時 (D) 下午 4 時 (E) 下午 7 時 答案 :(D) 解析 : 由於月球繞地球公轉, 造成每天滿潮 ( 高潮 ) 或乾潮 ( 低潮 ) 時刻逐漸延後約 50 分鐘, 因此 7 天後大約延後 350 分鐘, 即約 6 小時後會達到低潮,0+6=6, 下午 4 時左右最合適 0. 根據 003 年 月號自然雜誌發表的研究, 台灣在 970-999 年間的平均侵蝕率為 0.4 公分 / 年, 亦即每單位面積 ( 平方公分 ) 平均每年被侵蝕掉 0.4 公分厚度的岩石, 假設全數經由河流帶入海洋中 試問, 台灣平均每年約有多少百萬噸的沉積物被帶入海洋? ( 假設台灣面積為 36000 平方公里, 岩石平均密度為.7 公克 / 立方公分 ) (A)0 (B)40 (C)380 (D)970 (E)500 答案 :(C) 解析 :0.4 36000 0 0.7 0-6 0-6 =388.8. 表 為恆星資料, 依據表中恆星的顏色 視星等 絕對星等, 判斷哪一顆星與地球的距離大於 3.6 光年?( 絕對星等為星星距地球 3.6 光年的亮度 ) (A) 甲恆星 (B) 乙恆星 (C) 丙恆星 (D) 丁恆星 表 恆星 顏色 視星等 絕對星等 甲 黃 4 6 乙 藍 8 丙 紅 7 9 丁 白 3 答案 :(D) 解析 : 如果恆星距離地球恰為 3.6 光年, 則絕對星等和視星等相同, 若恆星距離大於 3.6 光年, 則亮度較小, 視星等數值會較絕對星等大 3
99 學年度學科能力測驗 3. 圖 3 是水氣含量和溫度的關係圖, 圖中的粗線為飽和曲線, 甲 乙 丙和丁的箭頭方向分別代表大氣中的水氣要達到飽和的途徑 關於自然現象 露 的形成, 主要是透過下列哪一種途徑而達到飽和? 甲 : 溫度固定時, 增加水氣而達飽和乙 : 經升高溫度及減少水氣量而達飽和丙 : 水氣含量不變時, 降低溫度而達飽和丁 : 經降低溫度及增加水氣而達飽和 (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 答案 :(C) 圖 3 解析 : 自然界中的露通常是清晨或夜間氣溫降低所造成 圖中乙途徑應該是降溫而非升 溫, 丁途徑應該是升溫, 此二途徑敘述錯誤 4. 在自然界中, 下列何者最不可能發生水氣凝結現象? (A) 富含水氣的氣流沿著迎風坡爬升 (B) 越過山脈於背風坡的含水氣氣流 (C) 暖空氣沿冷鋒面上升 (D) 強烈熱對流上升 答案 :(B) 解析 : 空氣塊上升運動, 會因膨脹冷卻而產生凝結現象 ; 空氣塊下沉運動, 則會因收縮增溫而不易飽和 表 3 5. 表 3 為地質年代與各類生物化石存在的時間和數量 ( 表 3 中以寬度表示, 愈寬表示數量愈多 ) 的關係, 下列相關敘述, 何者正確? (A) 三葉蟲曾悠游於侏儸紀的海洋中 (B) 台灣西部山區的第三紀海相地層中可發現菊石化石 (C) 二疊紀和三疊紀之間的生物滅絕事件, 只促成大型爬蟲類動物的發展 (D) 菊石類生物從古生代開始發展, 在古生代晚期曾減少, 直到中生代末期才滅絕 (E)6 千 5 百萬年前, 有一主要的生物滅絕事件, 只讓大型爬蟲類生物 ( 如恐龍 ) 滅絕 答案 :(D) 解析 :(A) 三葉蟲在古生代末期絕種, 不會在中生代侏儸紀出現 ;(B) 新生代第三紀地層不會看見中生代末期滅絕的菊石化石 ;(C) 圖中還有菊石大量繁衍, 可見此敘述有誤 ;(E) 圖中至少還可以看見菊石滅絕, 可見此敘述有誤 4
自然科地球科學試題解析 8. 發生於 009 年 7 月的日食, 讓居住於台灣地區的人有機會觀測到日食發生的經過 試問日食發生的當天晚上最可能觀測到下列哪種月相? (A) 眉月 (B) 弦月 (C) 滿月 ( 望 ) (D) 新月 ( 朔 ) 答案 :(D) 解析 : 日食是月球介於地球和太陽之間, 遮蔽太陽表面所造成的現象, 所以一定發生在 新月 ( 朔 農曆初一 ). 009 年 8 月莫拉克颱風侵台, 造成八八水災 使得台灣地區重大的人員傷亡, 重挫台灣地區的經濟和農業 圖 4 為莫拉克颱風路徑圖, 路徑圖中標示為甲 乙 丙 丁的哪一段時間, 最可能為台灣地區帶來豪雨? (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 答案 :(C) 圖 4 解析 : 丙區段時間內, 颱風暴風圈籠罩台灣大部分地區, 當颱風進入台灣西北部海面, 還可引進西南氣流, 因此最可能為台灣地區帶來豪雨 4. 008 年 5 月 日四川發生強烈地震, 震央 ( 圖中星號 ) 位於青藏高原和四川盆地的交界處附近, 規模為 8, 震源深度 9 公里, 地表破裂沿龍門山斷層帶 ( 如圖 5 中虛線 ) 發展, 長約 300 公里, 根據地震後利用全球衛星觀測系統 (GPS) 的測量, 可以得到 GPS 測站地震前和地震後的水平方向的錯移量, 稱為同震的水平位移 ( 圖中箭頭, 箭頭方向表示地震前和地震後該測點的移動方向, 箭頭大小表示同震水平錯移量 ), 有關龍門山斷層的敘述, 何者正確?( 圖中右下角箭頭代表 GPS 測量比例尺 ) 圖 5 (A) 南段以平移斷層作用為主 ; 北段以正斷層作用為主 (B) 南段以正斷層作用為主 ; 北段以平移斷層作用為主 (C) 南段以正斷層作用為主 ; 北段以逆斷層作用為主 (D) 南段以逆斷層作用為主 ; 北段以平移斷層作用為主 5
99 學年度學科能力測驗 答案 :(D) 解析 : 斷層南段兩側岩盤相向運動 ( 東側岩盤向西移動, 西側岩盤向東移動 ), 可見岩盤距離縮短, 此乃逆斷層之特徵 北段西側岩盤與東側岩盤呈現水平反向錯動, 應屬於平移 ( 右移 ) 斷層 30. 雅婷到土耳其旅行, 特別到木馬屠城記提到的特洛伊城戰爭遺址一遊, 發現遺址外有座仿當時戰爭所用的木馬, 且在木馬一側的地面上有磁磚砌成的馬影子輪廓 ( 示意如圖 7, 此圖未表示出實際方位 ) 經查證, 夏至中午時木馬的影子會落在磁磚砌成的輪廓內 已知特洛伊城位於北緯 40.7 度, 下列哪張示意圖中的虛線最能代表當地夏至的太陽軌跡? (A) (B) (C) (D) 圖 7 答案 :(B) 解析 : 夏至當天正午太陽直射北回歸線 ( 北緯 3.5 度 ), 所以對北緯 40.7 度的特洛伊而 言, 太陽此時應該在它天頂以南 (40.7-3.5)=7. 度 如下圖 : 40.7-3.5 =7. 特洛伊天頂方向 北極 太陽光 0 40.7 3.5 6
自然科地球科學試題解析 三 綜合題 ( 佔 分 ) 說明 : 第 43 至 48 題, 共 6 題 其中, 單選題 4 題, 多選題 題, 每題均計分, 每題 分 答錯不倒扣 多選題只錯一個選項可得 分, 錯兩個或兩個以上不給分 請閱讀下列短文後, 回答第 43-48 題 977 年, 海洋生態學家首次在靠近加拉巴哥群島附近的太平洋 700 公尺深的海底發現深海熱泉 (Hydrothermal vent), 灼熱的岩漿從海底的裂谷和斷裂處不斷地向上噴湧, 噴出的流質狀煙霧溫度高達 300 以上, 富含硫化物 海底熱泉形成於板塊活動頻繁的海底火山附近, 最容易出現這樣的熱泉區多靠近中洋脊或其他有海底火山活動的海域 在深海熱泉生態系中, 生物以硫化氫為主要的能量來源, 硫化菌可以分解硫化氫, 利用產生的能量生成有機物質, 供深海生物所需,300 至 450 以上的噴出物遇冷, 使含硫的細微顆粒迅速沉澱而形成黑霧狀 深海熱泉生物消費者大抵以管蟲類 甲殼類 ( 如 : 鎧甲蝦 螃蟹 ) 貝類等為主要組成份子, 其中像是管蟲或固著性的貽貝, 其體內並沒有消化道, 但有與硫化菌共生的組織 不過這樣的生態系統還有下列問題, 通常一個熱液噴出口的存在時間約幾十年不等, 當熱泉熄滅了之後, 所有的生物就必須遷移, 否則就會跟著死亡 深海中除了熱泉外, 最佳的硫化氫來源就是沉在海底的動物屍體, 有人相信一些大型鯨魚的屍體可以成為熱泉生物尋找下一個熱泉的跳板 43. 圖 為板塊邊界 海底火山和規模大於 5 的地震分佈圖 粗線為板塊邊界, 細線為海洋地殼等年線 ( 指的是海洋地殼年齡的等值線 ), 實心三角形表示海底火山, 實心圓圈表示地震, 至 為不同地點的中洋脊, A 點上方實心三角形為加拉巴哥群島附近海底深海熱泉的位置 依據此圖, 下列與中洋脊相關的敘述, 何者正確? (A) 中洋脊 擴張的平均速率大於中洋脊 圖 擴張的平均速率 (B) 中洋脊擴張的平均速率在中洋脊兩側是相同的 (C) 在中洋脊發生的地震震源大都比南美洲內陸的地震震源深 (D) 海底火山及鄰近的熱泉系統皆發生在中洋脊的張裂帶 答案 :(A) 解析 :(A) 海洋地殼等年線愈密集, 代表海殼擴張速率愈慢 ( 相同時間間隔的擴張距離較短 );(B) 中洋脊 兩側擴張速率並不相同 ;(C) 中洋脊地震震源以淺震為主, 南美洲內陸地震是板塊隱沒所致, 震源深度較深 ;(D) 由圖可知熱泉系統並非都位於中洋脊 7
99 學年度學科能力測驗 44. 圖 為科學家提出深海熱泉的水動力機制模式, 甲至丁為水動力機制的說明 依據此模式的示意圖, 下列敘述, 何者錯誤? (A) 深海熱泉易發生於海底火山鄰近區域 (B) 深海熱泉中富含的營養鹽主要來自溶解於海水中的生物殘骸 (C) 深海的冷水滲入中洋脊附近地殼內, 經加熱後循火山通道噴出而形成深海熱泉 (D) 深海熱泉噴出富營養鹽的泉水, 一遇到冷海水會迅速冷卻凝固出細微顆粒 答案 :(B) 圖 解析 : 由圖中敘述丁可知熱泉的營養鹽來自溶解破裂石塊中的礦物質 第貳部分 ( 佔 3 分 ) 說明 : 第 49 至 68 題, 共 0 題 其中, 單選題 4 題, 多選題 6 題, 每題 分 答錯不倒扣 多選題只錯一個選項可得 分, 錯兩個或兩個以上不給分 此部分得分超過 3 分以上, 以滿分 3 分計 55. 若設計一個能在嘉義的北迴歸線紀念碑附近觀星專用的立體星座儀, 將天空中星星的位置呈現在立體星座儀的透明球體上, 觀測者只要在立體星座儀內的適當位置, 將星星在透明球體上的位置延伸到天空, 即可以找到該星星 所以, 下列關於立體星座儀的製作, 哪些符合天文學的原理?( 應選 4 項 ) (A) 設計時刻環時, 將透明球體的 80 度圓周區分為 4 個時區 (B) 假想觀測者位於透明球體的球心, 觀測者頭頂延伸出去為天頂 (C) 透明球體上所標示赤道和黃道軌跡線的兩個交會點為冬至和夏至 (D) 依各個星星的天球座標資料, 繪製於透明球體上來代表星星的位置 (E) 代表地軸的長棍貫穿透明球體的南北極, 地軸約與地面夾 3.5 度 (F) 觀測時先以指北針訂出觀測地點的約略方位, 並將代表地軸的長棍指向北極星方向 答案 :(B)(D)(E)(F) 解析 : 此透明球體其實就是天球模型 (A) 應該是 360 度 ;(C) 赤道和黃道應該相交於春分點和秋分點 8
自然科地球科學試題解析 56. 圖 4 為台北盆地的地形示意圖, 台北盆地主要由鬆散的沉積物所組成, 圖中黑線顯示西緣有一條山腳斷層通過, 且山腳斷層是正斷層 若未來山腳斷層活動, 而在台北盆地淺部發生芮氏地震規模 7 的大地震, 則伴隨此地震的災害可能為何?( 應選 項 ) (A) 山腳斷層東側低漥地區淹水 (B) 山腳斷層西側下陷, 造成海水倒灌 (C) 台北盆地因地層抬升使建築物傾倒 (D) 台灣海圖 4 峽產生海嘯, 淡水漁人碼頭和台北盆地被摧毀 (E) 台北盆地部分地區建築物因土壤液化而傾倒 答案 :(A)(E) 解析 :(A)(B)(C) 東側是上盤, 對正斷層而言, 上盤相對向下錯動, 所以東側地面會下陷 ; (D) 海嘯是由海底斷層活動所造成 請閱讀下列短文後, 回答第 60-6 題 9 大地震後, 研究人員沿著車籠埔斷層開挖槽溝, 藉由槽溝剖面的觀察研究, 判識沉積岩層的上下層序關係, 斷層帶的破裂型態, 再藉由採集碳物質, 用碳 4 定年方法測定地層年代, 以解讀古地震事件的發生次數及其再生週期 其中一個槽溝共發現四次古地震事件, 分別為 400 年前 980 年前 900 年前和 400 年前 其四次古地震事件和所造成的滑移量如圖 7 所示 圖 7 60. 車籠埔斷層的長期平均滑移速率最接近下列何值? ( A) mm/ 年 ( B) 5 mm/ 年 (C) 5 mm/ 年 ( D) 5 mm/ 年 答案 :(B) 解析 :6 000mm/400 年 6.7mm/ 年 9
99 學年度學科能力測驗 6. 每一次車籠埔斷層因滑移而產生地震, 乃因作用在斷層面上的作用力超過斷層強度而造成斷層錯移 在兩次大地震之間, 作用在斷層面上的作用力會持續累積, 假設作用力會累積到一臨界值而造成大地震, 而地震發生後會造成作用力降低, 且作用力降低值會隨斷層錯移之不同而變化, 作用力變化與古地震事件的關連, 下列何者正確? (A) (B) (C) (D) 答案 :(B) 解析 :9 地震發生時 ( 時間刻度 0) 應有強大作用力造成大約 4 公尺的滑移量,400 年前的古地震發生造成的滑移量較小, 依照題意,0~400 年前的作用力會逐漸降低, 直到 400 年前達到臨界值而產生地震 隨後作用力再逐漸降低, 直到產生 980 年前的古地震, 依次類推 400 年前 980 年前 900 年前三次古地震滑移量逐次增大, 所以依照題意, 作用力降低值會隨斷層錯移之不同而變化, 因此這三段期間的作用力降低值不是愈來愈大就是愈來愈小 (A)(D) 圖作用力降低值都一樣, 顯然錯誤,(C) 圖作用力降低值和斷層錯移量之變化規律不符, 選 (B) 較合適 68. 圖 8 為某地 97-98 年間所觀測到大氣中的 CO 濃度變化, 該地的季節區分為 : 春季為 -4 月, 夏季為 5-7 月, 秋季為 8-0 月, 冬季為 月和隔年 月 下列關於該地大氣中的 CO 濃度變化的敘述, 何者正確? (A) 每年冬季 CO 濃度有增加的趨勢圖 8 (B) 每年春季 CO 濃度有降低的趨勢 (C) 每年 月所測得的 CO 濃度最低 (D) 每年 CO 濃度的變化趨勢無固定的規律 答案 :(A) 解析 : 由圖可知每年大約 9 月分左右達到低點, 然後逐漸增加, 到隔年 4 5 月份二氧化碳濃度達到高點再逐漸降低, 所以冬季和春季的濃度有升高的趨勢 0