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 (94 年 ~100 年 ) 領域 主要內容 94 年 95 年 96 年 97 年 98 年 99 年 100 年 板塊 0 4 1 0 2 0 1 地質大氣海洋天文 火山活動 2 0 0 1 0 1 1 5 4 4 4 5 5 3 地震與造山運動 1 0 2 1 0 2 0 地史與地層 2 0 1 2 3 2 1 觀測 0 6 0 2 1 0 0 成分與結構 4 1 6 0 3 1 6 2 4 1 3 0 5 3 大氣運動 3 0 2 2 2 3 2 觀測 0 2 1 0 1 0 0 成分與結構 2 1 2 0 1 0 2 1 3 0 1 0 1 1 海水運動 1 0 0 1 2 1 0 燦爛星空 1 2 3 1 1 4 3 2 2 4 2 2 4 3 探索宇宙 1 0 1 1 1 0 0 地球科學第貳部份命題題數比較表 (94 年 ~100 年 ) 領域 94 年 95 年 96 年 97 年 98 年 99 年 100 年 地 質 2 1 2 1 0 3 2 大 氣 3 3 3 1 1 1 2 海 洋 0 1 0 2 0 0 0 天 文 0 0 0 1 2 1 1 兩部分題目總計 18 18 17 19 17 18 17 就地球科學四大學門而言,100 年學測自然科地球科學試題與往年試題相比, 海洋相 關試題仍舊偏少, 連續兩年都只有出現 1 題, 大氣與天文相關知識的題數則有超越地質 學考題的趨勢 從題型與考題內容而言, 以高一基礎地科為主的第壹部分試題, 大概是 有史以來圖表題比例最低的一屆, 嚴格來說, 只有第 15 16 兩題需要由圖形研判 ; 此外, 本屆試題反常地完全沒有地科相關時事入題, 換言之, 試題多為教材基本觀念的理解與 應用 以高二教材為主的第貳部分試題, 除了第 49 50 兩題可以由題幹短文裡找到線索推 理以外, 其他三題其實都必須具備基本的大氣與天文知識才能順利解題 整體而言, 本 屆試題較著重於教材觀念的記憶與運用, 與過去側重圖表閱讀的命題方向有所不同, 無 法僅憑藉科學推理與圖表閱讀等能力正確答題, 學科本位主義濃厚, 考生必須熟讀教材 方能有所斬獲 1
100 學年度學科能力測驗 第壹部分 ( 佔 96 分 ) 一 單選題 ( 佔 60 分 ) 說明 : 第 1 題至第 30 題, 每題均計分 每題 n 個選項, 其中只有一個是最適當的答案, 畫記在答案卡之 選擇題答案區 每題答對得 2 分 ; 未作答 答錯 或畫記多於一個選項者, 該題以零分計算 8. 在早期的地球歷史中, 大氣中氧氣的出現, 主要是因為下列何種事件造成? (A) 火山活動 (B) 隕石撞擊 (C) 三葉蟲的出現 (D) 氧化鐵的出現 答案 :(E) (E) 藍綠菌的出現 解析 : 地球大氣中的氧氣主要來自光合作用的結果 ( 氧化鐵的出現說明早期地球屬 於缺氧狀態, 海水中可溶解亞鐵離子, 直到這些鐵質均被氧化, 氧氣才能逐漸 釋出到大氣中累積, 所以氧化鐵的出現應該說是藍綠菌出現產生氧氣的結果, 不宜視為大氣中氧氣出現的原因 ) 9. 下列哪一選項的敘述, 可以用來證明臺灣位於聚合型板塊邊界? (A) 臺灣本島有玄武岩 (B) 臺灣本島常有地震 (C) 臺灣本島的地層會下陷 (D) 臺灣本島東部有砂岩 (E) 臺灣本島東部和南部外海有海溝分布 答案 :(E) 解析 : 依照板塊構造學說, 海溝是由板塊聚合隱沒所造成 (A)(B) 雖可說明地殼變動 ( 內營作用 ), 但無法指出是哪一種板塊邊界類型 ;(C)(D) 屬於地表外營作用結果 ( 臺灣東部海岸山脈有些許因菲律賓海板塊逆衝抬升之海洋地殼, 但玄武岩多形成於張裂性板塊邊界, 故不宜選 (A)) 10. 民國 99 年春分在 3 月 21 日, 秋分在 9 月 23 日, 春分與秋分之間相隔幾天有兩種計算法 第一種是由 3 月 21 日往後推算, 經 4 月 5 月 到 9 月 23 日, 有 186 天 ; 第二種計算法則是由 3 月 21 日往前推算, 經過 2 月 1 月, 再到前一年的 12 月 11 月 到 9 月 23 日, 共計 179 天 地球穩定繞太陽公轉, 每年幾乎相同, 誤差遠小於 1 天 ; 兩種計算法得到的天數相差 7 天, 其主要理由為何? (A) 在 7 月時, 地球公轉速率比較慢 (B) 在 7 月時, 地球自轉速率比較慢 (C) 在 7 月時, 地球公轉速率比較快 (D) 在 7 月時, 地球自轉速率比較快 (E) 在 7 月時, 地球自轉速率 公轉速率都比較快 (F) 在 7 月時, 地球自轉速率 公轉速率都比較慢 2
答案 :(A) 解析 : 由題意可知春分至秋分半年期間的天數較多, 這段期間涵蓋 7 月份, 代表當時公轉速率較慢 ( 地球通過遠日點附近, 距離太陽較遠 ), 而地球自轉週期變動較小, 所以日數較長 11. 天蝎座的心宿二與火星都是紅色 有關兩者呈現紅色的成因, 下列選項何者較符合科 學上的觀點? 心宿二 火星 (A) 表面溫度 表面溫度 (B) 表面溫度 表面化學組成 (C) 表面化學組成 表面溫度 (D) 表面化學組成 表面化學組成 答案 :(B) 解析 : 恆星的星色與表面溫度高低有關, 行星表面顏色則是反射太陽光的結果, 主要 受其表面的化學組成影響 ( 火星表面因為含氧化鐵, 所以顏色偏紅 ) 12. 某座口徑一公尺的望遠鏡配合電子感光晶片, 曝光一分鐘能拍攝到的最暗恆星亮度約為 20 星等 若此電子感光晶片對光的接收量與時間呈線性關係, 如果曝光時間增長為 40 分鐘, 則該座望遠鏡可以拍攝到最暗的恆星為幾星等? (A) 12 (B) 16 (C) 20 (D) 24 (E) 28 答案 :(D) 解析 : 依據題意, 此電子感光晶片對光的接收量與時間呈線性關係, 所以若曝光時間增為 40 倍, 可拍攝的最暗恆星亮度應該是 20 星等的 1/40 由星等的定義可知, 星等數值愈小, 亮度愈大, 所以答案一定比 20 大, 且星等相差五等, 亮度比為 100 倍, 每差一等, 亮度比約為 2.5 倍 ; 所以相差四等, 亮度比約為 2.5 4 倍, 即 2.5 (5-1) 倍 2.5 5 /2.5=40 倍 因此, 可以拍到的最暗恆星為 20+4=24 等星 13-14 題為題組 在空氣中的水氣量不變的情況下, 溫度降低而使空氣中的水氣量達到飽和之溫度稱為 露點 甲 乙 丙 丁 戊等五個城市的氣溫和露點如表一 表一 城市 氣溫 ( ) 露點 ( ) 甲 35 32 乙 34 30 丙 30 29 丁 20 14 戊 20 10 3
100 學年度學科能力測驗 依據上述資料回答 13-14 題 13. 哪一個城市的相對溼度最高? (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 (E) 戊答案 :(C) 解析 : 一般而言, 氣溫與露點愈接近, 代表相對溼度愈高, 若兩者相同, 則空氣恰好飽和 相對溼度為 100% 丙城市的氣溫和露點僅相差 1, 其他城市至少差 3, 因此可以判斷丙城市的相對溼度最高 ( 氣溫相同時, 可以直接看氣溫和露點相差幾度判斷, 若氣溫不同時比較麻煩, 必須透過飽和水氣壓曲線計算較為準確 ) 14. 哪一個城市單位體積空氣中所含的水氣最多? (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 (E) 戊 答案 :(A) 解析 : 空氣的絕對溼度 ( 單位體積空氣中所含的水氣量 ) 愈大時, 露點溫度愈高 15-16 題為題組 圖 4 為颱風由臺灣東部往西偏北移動之示意圖 當颱風中心正由西海岸中部的乙點附 近出海時, 回答 15-16 題 15. 甲 乙 丙 丁 戊五處海岸, 何處最容易發生海水倒灌的天然災害? (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 (E) 戊答案 :(C) 圖 4 解析 : 本題若僅考慮颱風中心位置,(B) 較恰當, 因為颱風中心附近的低壓驅使海面上漲, 形成暴潮 ; 但若考量海岸地形 風向造成的海水堆積與人為因素造成的地層下陷問題,(C) 選項發生海水倒灌的情形較為常見 16. 甲 乙 丙 丁 戊五處海岸, 何處最容易發生焚風? (A) 乙 (B) 丙 (C) 丁 (D) 戊 (E) 都不容易發生焚風 4
答案 :(D) 解析 : 戊距離颱風中心最遠, 且為西南風之背風面, 最有可能發生焚風 二 多選題 ( 佔 24 分 ) 說明 : 第 31 題至第 42 題, 每題均計分 每題有 n 個選項, 其中至少有一個是正確的選項, 選出正確選項畫記在答案卡之 選擇題答案區 各題之選項獨立判定, 所有選項均答對者, 得 2 分 ; 答錯 k 個選項者, 得 2(n-2k)/n 分, 所有選項均未作答或答錯多於 n/2 個選項者, 該題以零分計算 34. 下列有關岩石的敘述, 哪些正確?( 應選 2 項 ) (A) 花岡片麻岩是一種變質岩 (B) 組成大陸地殼的主要岩石為沉積岩 (C) 位於中洋脊的大陸地殼, 主要是由花岡岩組成 (D) 位於中洋脊的海洋地殼, 主要是由玄武岩組成 (E) 火成岩受到風化作用後, 成為岩屑即是沉積岩答案 :(A)(D) 解析 :(B) 花岡岩質岩石為主 ;(C) 玄武岩為主 ( 中洋幾幾乎都在海底, 即便屬於北大西洋中洋脊的冰島而言, 還是以玄武岩為主 );(E) 風化碎屑形成鬆散的沉積物, 必須再經過成岩作用 ( 包括壓密 膠結以及再結晶等過程 ), 才能固結成為沉積岩 35. 下列選項中, 影響表面海水鹽度最重要的兩個因素為何?( 應選 2 項 ) (A) 雲量 (B) 降雨量 (C) 陽光強度 (D) 海水蒸發量 (E) 海水表面溫度 答案 :(B)(D) 解析 : 一般來說, 表面海水的鹽度高低與淨蒸發量 ( 蒸發量減去降水量 ) 有密切正相 關 ( 如圖 ); 例如副熱帶高壓帶的蒸發量遠超過降水量, 表面海水平均鹽度最高, 赤道附近則因降水量遠超過蒸發量, 鹽度較低 5
100 學年度學科能力測驗 三 綜合題 ( 佔 12 分 ) 說明 : 第 43 題至第 48 題, 共 6 題, 每題均計分, 每題 2 分 單選題未作答 答錯 或畫記多於一個選項者, 該題以零分計算 ; 多選題每題 n 個選項, 各題之選項獨立判定, 所有選項均答對者, 得 2 分 ; 答錯 k 個選項者, 得 2(n-2k)/n 分, 所有選項均未作答或答錯多於 n/2 個選項者, 該題以零分計算 請閱讀下列短文後, 回答第 43-48 題科技的進步, 大幅改善人類的生活, 但也過度耗費了物質和能量, 造成空氣污染, 嚴重危害環境 由於地球的資源是有限的, 因此人類如何生活才能永續發展, 成為大家必須面對的課題 其中維護環境 開發能源與能源的有效利用, 是當今全球各國共同的問題, 也是現代科技面臨的重大挑戰 在開發能源方面, 各國努力尋找再生能源 許多國家以酒精為生質能源, 而全球生質酒精生產國如巴西與美國, 主要是以甘蔗 玉米等糧食作物為原料, 分別從蔗糖和澱粉中提煉酒精, 技術上雖已成熟, 但總有不經濟 不環保, 以及爭奪糧食的質疑 近年來, 各國科學家積極開發使用農業廢棄物如玉米稈 稻稈等為原料的研發方向, 主要利用廢棄莖稈的纖維素 半纖維素等成分, 提煉出木糖或葡萄糖, 經純化過程, 皆可製成純度相當高的纖維酒精 科學家也積極研發能源有效利用的技術, 例如抽蓄水力發電, 就是利用離峰時間的多餘電力, 將水抽蓄至較高處的方式, 以儲存能量, 再供尖峰時間使用 我國明潭抽蓄水力發電廠以日月潭為上池, 以水里溪河谷為下池, 利用兩池之間約 400 公尺的水面落差, 進行抽蓄水力發電, 供應臺灣尖峰電力需求, 由於下池蓄水量極為豐沛, 上下池水面落差可視為定值 水力發電機組的總容量為 200 萬瓩 (2 10 9 瓦 ), 是世界上巨型抽蓄水力發電廠之一 43. 下列哪些氣體是因發展石化工業或汽機車太多而造成空氣中的主要污染物?( 應選 2 項 ) (A)H 2 (B)H 2 S (C)SO 2 (D)NO 2 (E)NH 3 答案 :(C)(D) 解析 : 選項 (C)(D) 屬於空氣污染指標 (PSI) 的主要汙染物 44. 使用 生質能源, 將有可能減緩下列哪些環境問題?( 應選 2 項 ) (A) 水質優養化 (B) 土石流 (C) 溫室效應 (D) 地層下陷 (E) 酸雨答案 :(C)(E) 解析 : 就使用生質能源可減少化石燃料的用量而言, 主要是可避免空氣污染, 如溫室氣體與酸雨問題 (A) 主要是農牧業與家庭汙水造成的水質汙染 ;(B) 屬於地質災害, 主要和水土保持有關 ;(D) 主要由超抽地下水所造成 ( 選項 (C) 的敘述有問題, 應該說溫室氣體濃度過高比較好, 地球環境若無溫室效應才有問題呢!) 6
45. 下列哪些選項為臺灣已經作為商業使用的再生能源?( 應選 2 項 ) (A) 核能發電 (B) 潮汐發電 (C) 風力發電 (D) 海流發電 (E) 水力發電 答案 :(C)(E) 解析 : 臺灣能源使用以供電力為主, 各種發電型態所占比例如圖所示 (A) 使用礦產, 非再生能源 ;(B)(D) 尚未廣泛使用 第貳部分 ( 佔 32 分 ) 說明 : 第 49 題至第 68 題, 共 20 題, 每題 2 分 單選題未作答 答錯 或畫記多於一個選項者, 該題以零分計算 ; 多選題每題 n 個選項, 各題之選項獨立判定, 所有選項均答對者, 得 2 分 ; 答錯 k 個選項者, 得 2(n-2k)/n 分 ; 所有選項均未作答或答錯多於 n/2 個選項者, 該題以零分計算 此部分得分超過 32 分以上, 以滿分 32 分計 請閱讀下列短文後, 回答第 49-50 題由於我們無法直接以儀器測量過去的古環境如溫度的紀錄, 科學家便尋找可保存這些資訊的地質材料進行研究, 這些地質材料被稱為古環境的 代用指標 古環境的代用指標如海洋沉積物中的有孔蟲 湖泊沉積物中的花粉和孢子, 以及樹輪 冰芯 珊瑚骨骼的化學成分等, 都可以用來解讀古氣候的特徵 不過, 因為影響代用指標的環境因素可能有好幾項, 不易單獨抽離, 因此, 雖然有不少指標可供參考, 但欲從這些地質材料重建詳細而完整的古環境, 便成了一件相當不容易的事 在眾多古環境變遷研究中, 珊瑚是很好的研究材料之一 珊瑚主要生長於僅十幾公尺深 溫度範圍約 18~30 的淺海中, 遍布在南北半球的溫 熱帶海洋 珊瑚在生長時, 會將周遭環境的物理及化學狀況紀錄在其碳酸鈣骨骼中 海水溫度每升高 1, 會造成正在成長的珊瑚骨骼中的鍶元素含量減少 0.8%, 但是鎂元素含量會增加 3% 所以保存良好的珊瑚是一支天然的溫度計, 只要分析珊瑚骨骼中的一些相關元素含量, 就可以推知過去海水的溫度 49. 下列哪些材料可以提供陸地上的古環境紀錄?( 應選 3 項 ) (A) 花粉 (B) 樹輪 (C) 珊瑚 (D) 冰芯 (E) 有孔蟲答案 :(A)(B)(D) 解析 : 由短文 海洋沉積物中的有孔蟲 和 珊瑚主要生長於僅十幾公尺深 溫度範 7
100 學年度學科能力測驗 圍約 18~30 的淺海中 的敘述, 可知 (C)(E) 屬於海相化石 50. 某科學家採集到一段 2 公尺長的珊瑚骨骼, 經分析顯示, 該珊瑚骨骼生長於距今約 1 萬 2 千年前, 其鍶元素成分較現今同一地點的珊瑚骨骼多 1.6%, 若珊瑚年平均成長速率以 2 公分計算, 且海水中的主要化學成分間的相對比值不變, 下列有關珊瑚於古環境變遷研究的相關敘述, 哪些選項正確?( 應選 2 項 ) (A)1 萬 2 千年前的海溫較現今低 2 (B)1 萬 2 千年前的海溫較現今高 2 (C) 珊瑚是很好的古環境研究材料, 因為其遍布在每一個角落 (D)2 公尺長的珊瑚骨骼標本可提供約 1 百年間的古氣候資料 (E) 若相對海水面不變, 現生珊瑚於 1 千年後可生長高出海平面數公尺 答案 :(A)(D) 解析 :(A)(B)1 萬 2 千年前的鍶元素比現今多 1.6%, 由短文 海水溫度每升高 1, 會造成正在成長的珊瑚骨骼中的鍶元素含量減少 0.8% 可知, 當時的水溫應該比現在低 2 ;(C) 由短文 珊瑚主要生長於僅十幾公尺深 溫度範圍約 18~30 的淺海中, 遍布在南北半球的溫 熱帶海洋 可知像珊瑚這種對環境敏感的指相化石僅能生長於特定地點 ;(D) 依據題意 若珊瑚年平均成長速率以 2 公分計算,2 公尺長的珊瑚骨骼大約生長了 100 年 ;(E) 若生長條件許可 生長平均速率不變,1000 年應可長 20 公尺長, 但是依據短文 珊瑚主要生長於僅十幾公尺深 溫度範圍約 18~30 的淺海中 敘述, 可知珊瑚早就超出海面生長, 因此, 若相對海平面不變, 它不可能超出十幾公尺, 所以此選項不合理 51. 假設水氣飽和與未飽和的空氣塊上升時, 不與外在環境交換能量, 則其溫度隨高度之遞減率分別為 5 /km 與 10 /km 某地地面空氣溫度是 26, 假設空氣塊自地面上升而形成積雲, 積雲雲底離地面約 2000 公尺, 且雲頂離地面超過 3 公里, 則該地上空 3000 公尺高處的雲中溫度大約是多少? (A) 4 (B) 1 (C) 6 (D)15 (E) 26 答案 :(B) 解析 :26-10 2-5 1=1( ) 由地表至 2000 公尺高空氣塊尚未飽和, 每上升 1 公里降低 10, 共降低 20, 而積雲底部 (2000 公尺高 ) 起至 3000 公尺高空氣塊已飽和, 每上升 1 公里僅降低 5, 所以空氣塊在 3000 公尺高處的溫度應該比地表低 25 度 8
52. 圖 9 為美國太空人實地在月球白天進行表面觀察與拍攝的照片, 證實在月球的白天, 天空是黑暗的 ; 但是地球的白天, 天空是明亮的 依據同樣的道理, 可以推論當太空人在水星 地球 火星等星球表面活動, 在白天時比較其天空的明暗狀況, 合理的是? (A) 水星比火星亮 (B) 水星比地球亮 (C) 火星比水星亮 (D) 火星比地球亮 (E) 水星 火星 地球會一樣亮圖 9 答案 :(C) 解析 : 天空明亮或黑暗主要與大氣有關, 水星和月球兩者幾乎沒有大氣層, 所以天空應該都是黑暗的, 火星的大氣密度大約是地球的百分之一, 所以應該比地球暗 但比水星亮 53. 氣壓梯度力和科氏力平衡時所吹的風稱為地轉風 北半球某地高空的地轉風是吹北風, 假設從地面到高空的等壓線分布型態不變, 則地面風最有可能吹什麼風? (A) 北風 (B) 東風 (C) 西南西風 (D) 東北東風 (E) 北北西風答案 :(E) 解析 : 北半球的高空地轉風受力情形與空氣運動方向關係如左下圖 ( 注意, 風向是指風的來向 ), 若高空吹的是北風, 則高壓在西 低壓在東 依據題意, 地面到高空的等壓線分布型態不變, 但由於地面風必須多考慮地面摩擦力的影響 ( 摩擦力使風速減弱, 科氏力變小 ), 則空氣會略偏向低壓區流動, 如右下圖所示, 地面風應該從北略偏西的方向吹過來, 風的來向為北方和西北方之間, 稱為北北西風 高空地轉風 地面風 9