6.海底地殼變動引起之大地震可能造成海嘯，地震波可分為P波與S波，假設P波波速為5km/s、S波波速為3km/s、海嘯引發之海水平均波速為150m/s。發生於去年12月26日的南亞海底大地震，某海岸城市距其震央600km，試問該城市測得地震後，最快多少秒可能遭受海嘯襲擊？
(A)120 (B)200 (C)3800 (D)3880 (E)4000
答：(D)
〔解析〕
P波傳遞速率最快，首先被測站測得，其時間為地震發生後600／5 ＝ 120秒。
海嘯引發之海水會在地震發生後600／0.15 ＝ 4000秒後到達測站。
故依題意，海嘯可能在測得地震後4000 － 120 ＝ 3880秒侵襲該城市。
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5.電影「明天過後」是最近推出的一部科幻片，片中有一段場景描述：「氣候變遷使中高緯度形成巨型風暴，當風暴中心上端來自對流層頂附近的低溫空氣塊快速下衝到地面時，會造成與其接觸的物體急速冰凍」。這種關於空氣塊的描述，與目前所知的科學原理相牴觸，造成上述牴觸的最主要原因為何？
(A)對流層頂附近空氣塊的溫度一般而言就高於攝氏零度
(B)從對流層頂附近下沉的空氣塊，會凝結產生潛熱加熱空氣塊
(C)從對流層頂附近下沉的空氣塊，會由於氣壓變大體積縮小而增溫
(D)從對流層頂附近下沉的空氣塊，會接收太陽和地面的輻射使空氣塊溫度上升
答：（C）
〔解析〕
(A)對流層頂約在離地面十公里的高空（高低緯度不同），該處已在攝氏零度以下；
(B)空氣塊下沉增溫並非是因為凝結產生的潛熱；
(C)空氣塊愈近地面，所受氣壓愈大，故體積縮小而增溫；
(D)空氣塊在升降的過程中，視為絕熱過程，不與外界進行能量交換。
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4.一般而言，對流層中的大氣溫度隨著高度增加而下降。在對流層中，全球平均的降溫率大約是每公里下降攝氏6.5度，台灣嘉義測站(海拔約27公尺)七月份的長期平均氣溫是攝氏28.4度。試考慮地面熱源與大氣降溫率的因素，推論下列何者最可能是台灣玉山測站(海拔約3845公尺)七月份的長期平均氣溫？
(A)－12°C (B)－4°C (C)8°C (D)18°C (E)28°C
答：（C）
〔解析〕3845 － 27 ＝ 3818公尺＝ 3.818公里；
28.4 －（3.818 × 6.5）＝ 3.583℃，故最接近（C）。
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3.哪一個地質事件或作用的發生，最能用來推斷此處曾經發生劇烈的地殼變動？
(A)甲褶皺 (B)丙侵入岩脈 (C)1 .2. 的形成 (D)Ž3.4.的形成
答：（A）
〔解析〕褶皺：板塊擠壓所造成。岩脈：岩漿侵入冷卻凝固。沉積岩層：成岩作用（壓密、膠結、再結晶等作用）。
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2.丙侵入岩脈應屬何種岩石？
(A)沈積岩 (B)火成岩 (C)變質岩 (D)資料不足，無法判斷
答：（B）
〔解析〕丙侵入岩脈為液態岩漿貫入岩層裂隙後冷卻凝固所形成，故為火成岩。
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1.下列有關該處地質事件發生的先後順序，何者最正確？
(A)甲乙丙 (B)甲丙乙 (C)乙甲丙 (D)丙甲乙 (E)丙乙甲
答：（A）或（C）
〔解析〕由圖所示，就甲褶皺岩層、乙斷層、丙侵入岩脈三種地質事件而論，丙侵入岩脈貫入了甲褶皺岩層和乙斷層，故丙必為最年輕的地質事件。至於甲乙兩事件，因乙斷層右方之岩層未發生褶皺，故以下兩種推論均屬合理：
(1)岩層先受力形成甲褶皺岩層，再發生乙斷層之錯動，再被丙岩脈貫入。
(2)乙斷層先發生錯動，再形成甲褶皺岩層，再被丙岩脈貫入。
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67.～68.為題組
某高中自然科學社甲、乙、丙、丁四位同學，在學期末完成了「光強度與二氧化碳濃度對於植物光合作用速率的影響」實驗。他們的實驗進行的方法是：選用兩批相同的番茄幼苗，分別在A、B兩個植物生長箱中培養，A 生長箱內的二氧化碳濃度維持在0.40％ ；B 生長箱內的二氧化碳濃度維持在0.03％ ，再分別用不同的光強度照射並比較其光合作用之速率。他們的實驗結果如下圖。
根據上文及上圖，回答67.、68. 題。
67.下列是他們四人對此結果所做的討論：
甲生說：「光的強度愈強，番茄幼苗行光合作用的速率愈高。」
乙生說：「生長箱中二氧化碳濃度愈高，番茄幼苗行光合作用的速率愈高。」
丙生說：「在0.03％ 二氧化碳濃度及小於4 的光強度單位下，光愈強番茄幼苗行光合作用的速率愈高。」
丁生說：「在相同的光照強度下，生長箱中的二氧化碳濃度由0.03％ 提高到0.40％ 可以有效增加番茄幼苗的光合作用速率。」
你認為哪一位同學的推論最恰當？
(A) 甲生
(B) 乙生
(C) 丙生
(D) 丁生
【標準答案】D
【概念中心】圖表判別、植物的光合作用
【試題解析】
甲生：光強度4及5單位，光合作用速率相同。
乙生：光合作用速率：CO2 0.4％＞0.03％，但CO2的濃度與光合作用速率並不一定成正比。
丙生：由圖可知，兩者並不是一條直線，因此並無線性關係。
68.氣體X會影響番茄幼苗的光合作用速率。根據圖中的結果，甲生等要設計實驗來測知氣體X對番茄幼苗光合作用的影響是促進或抑制時，他們除了要在生長箱中置入不同濃度的氣體X外，還需選用下列哪一組光強度及二氧化碳濃度來進行實驗最適當？
(A) 3個光強度單位、0.03％ 二氧化碳濃度
(B) 3個光強度單位、0.40％ 二氧化碳濃度
(C) 1.5個光強度單位、0.40％ 二氧化碳濃度
(D) 1個光強度單位、0.03％ 二氧化碳濃度
【標準答案】C
【概念中心】圖表判別、植物的光合作用
【試題解析】我們選用的光強度與CO2濃度具線性關係即可，因此(C)的答案最適當。
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66.世界衛生組織在1980年5月8日正式宣布「地球上的人類已經可以完全免於天花的威脅」，這可以歸功於牛痘疫苗的使用。人體接種牛痘疫苗後再接觸天花病毒，其體內抗體的變化如右圖，則下列敘述何者正確？
(A)牛痘病毒是可以使牛隻罹患天花的病毒，不會感染人類
(B)沒有接種牛痘疫苗的人，在感染天花病毒後因無法產生抗體而得病死亡
(C)接種牛痘疫苗後，體內會形成記憶性細胞，有利於一旦接觸天花病毒抗原時快速產生大量抗體
(D)接種牛痘疫苗後再接觸天花病毒時，體內大量增加的抗體主要由T細胞產生
(E)未接種牛痘疫苗的人在第一次接觸天花病毒後所產生的抗體量，與右上圖所示者在接觸天花病毒後所產生的抗體量相似
【標準答案】C
【概念中心】專一性免疫作用
【試題解析】
(A)牛痘病毒會感染人類，但症狀輕微，可藉此預防天花。
(B)感染天花病毒後會產生抗體，抗體的量可能不足以消滅天花病毒，但若曾接種過牛痘疫苗，則會在短時間內產生大量的抗體，達到保護的效果。
(D)抗體由B細胞產生。
(E)接種牛痘疫苗後，身體產生記憶B細胞，再接觸天花病毒後，抗體量遠大於未接種牛痘疫苗的人。
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65.芮氏地震規模6.5以上的淺源海底地震發生時，可能會引起劇烈的波浪。當波浪抵達海岸時，由於海水深度變淺，波速改變，使得波浪突然增高。如果此一波浪高達十多公尺以上，形成海嘯。2004年12月26日，印尼外海發生了規模8.0以上的大地震，引發南亞海嘯，造成巨大傷亡。下列關於地震與海嘯的推論，何者最合理？
(A)地震規模6.5以上的地震，都會引起海嘯
(B)大地震容易造成黑潮流速改變，引起海嘯
(C)地震規模愈大，震波的波速愈快，愈容易引起海嘯
(D)大地震引起的波浪，抵達海岸時，波速變慢，容易引起海嘯
(E)印尼外海大地震，震源可能在300公里海面下，容易引起海嘯
【標準答案】D
【概念中心】海嘯
【試題解析】
(A)並非所有規模芮氏地震6.5以上的地震都會引發海嘯。
(B)黑潮流速改變與海嘯無關。
(C)地震規模愈大，代表能量愈強，振幅愈大，與波速無關。
(D)波浪抵達海岸時，由於海水深度變淺，波速改變，使得波浪突然增高，容易形成海嘯。
(E)震源在300公里以下屬深源地震，較不易引起海嘯
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65.芮氏地震規模6.5以上的淺源海底地震發生時，可能會引起劇烈的波浪。當波浪抵達海岸時，由於海水深度變淺，波速改變，使得波浪突然增高。如果此一波浪高達十多公尺以上，形成海嘯。2004年12月26日，印尼外海發生了規模8.0以上的大地震，引發南亞海嘯，造成巨大傷亡。下列關於地震與海嘯的推論，何者最合理？
(A)地震規模6.5以上的地震，都會引起海嘯
(B)大地震容易造成黑潮流速改變，引起海嘯
(C)地震規模愈大，震波的波速愈快，愈容易引起海嘯
(D)大地震引起的波浪，抵達海岸時，波速變慢，容易引起海嘯
(E)印尼外海大地震，震源可能在300公里海面下，容易引起海嘯
【標準答案】D
【概念中心】海嘯
【試題解析】
(A)並非所有規模芮氏地震6.5以上的地震都會引發海嘯。
(B)黑潮流速改變與海嘯無關。
(C)地震規模愈大，代表能量愈強，振幅愈大，與波速無關。
(D)波浪抵達海岸時，由於海水深度變淺，波速改變，使得波浪突然增高，容易形成海嘯。
(E)震源在300公里以下屬深源地震，較不易引起海嘯。
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64.在臺北縣野柳、臺東縣小野柳……的海邊，可以看見外觀類似豆腐方塊狀的岩石，一般稱為「豆腐岩」（如右圖），這些把一整塊岩石「分割」成為豆腐岩的界面稱為「X」。下列有關「X」敘述之選項，哪二項正確？必須分別在(A)(B)中選一項，(C)(D)中選一項。
【標準答案】BD
【概念中心】地質構造—節理與豆腐岩的關係
【試題解析】
此構造稱為節理，是岩石受力作用後產生的破裂面，而且破裂面兩側岩層未發生相對位移。
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63.密閉容器內的氣體溫度升高而體積不變時，下列的敘述哪些是正確的？（應選三項）
(A)氣體壓力增大
(B)氣體分子的方均根速率增大
(C)氣體分子的平均動能增大
(D)氣體分子的分子數增多
(E)氣體分子的質量增多
【標準答案】ABC
【概念中心】氣體動力論，壓力，方均根速率，平均動能
【試題解析】
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62.右圖中甲及乙是t ＝ 0時的兩個行進波，其振幅A、波長λ、以及週期T（波行進一個波長所需時間）相同但行進方向相反，它們各點的振幅相加而成一駐波，如圖中丙；在t ＝ T／2 時，駐波的波形將變成下列何種波形？
【標準答案】B
【概念中心】波的重疊、駐波
【試題解析】
經t＝T/2時，波前進1/2波長（由虛線到實線）
如右圖示，直接將振幅相加即可。
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有些科學家提出「碳封存」的辦法，來減少二氧化碳的排放。如果可以將發電廠及工廠所產生的二氧化碳，加以收集、儲存，應該有助於全球暖化效應的減緩，而這方面的各項技術發展也已經逐漸成熟（例如二氧化碳的收集、管路架設以將二氧化碳氣體注入地質結構中等技術）。採用地質儲存二氧化碳的技術是可行的，石化工業也已經有相當多的經驗。而將收集到的二氧化碳注入海洋的科技，也有相當的潛力，但目前還在研究階段，科學家擔心這種處理方式可能對海洋生態造成傷害。另外，科學家也在研究將二氧化碳轉換成碳酸鹽礦的技術，這種方式可以永久性的儲存二氧化碳，目前只有小規模的應用。這項科技要實際可行，其能源需求仍需再降低。利用化學製程處理二氧化碳，技術上可行，但卻須消耗太多能源，因此不切實際，尚待改進。根據上文及已習知的知識回答59. 題。
59.下列與二氧化碳相關的敘述，哪些正確？（應選三項）
(A)二氧化碳分子與溫室效應無關
(B)二氧化碳的增加，是導致水域優養化的主要因素
(C)二氧化碳注入海洋，可能造成海洋生態的不平衡
(D)將二氧化碳轉換成無機碳酸鹽礦儲存，也是「碳封存」的技術之一
(E)以目前的技術而言，利用化學製程來減少二氧化碳排放量，尚不符經濟效益
【標準答案】CDE
【概念中心】二氧化碳的性質
【試題解析】
(A)二氧化碳為溫室氣體，與溫室效應相關。
(B)優氧化的營養源，大多來自於施肥過度的農地，或都市汙水中的清潔劑或有機物產生的，而非二氧化碳。從文中敘述也可得知，故選(C)(D)(E)。
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科學家積極開發可以永續經營的生物能源，作為替代能源的方案之一。生物能源有沼氣、生物製氫、生物柴油和燃料乙醇等，其中燃料乙醇是目前世界上生產規模最大者。生質燃料的生產以微生物及綠色植物為主，其生產需考慮材料的培養與製備、燃料的生產、分離與儲存、製備成本與效應等因素，技術層次需注意能源的加入與釋放量，方能為功。例如為了供應汽車燃料所需，有些國家配合其國情積極開發合適的生質燃料，其中以巴西開發酒精做為汽車燃料最成功。根據上文回答58. 題。
58.下列所敘述的特性，哪些是作為生物能源材料所應具備的條件？
(甲)能源零消耗；(乙)能永續經營；(丙)整體的能源成本低；(丁)零汙染；(戊)利用基因改造生物。
(A)乙丙
(B)甲丁
(C)乙丙戊
(D)甲乙丁
(E)甲丁戊
【標準答案】A
【概念中心】人類對生態環境的衝擊、資源利用與自然保育
【試題解析】
生物能源材料的必要條件：
(1)永續經營：內文第一行。
(2)整體的能源成本低：內文第四行。
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57.如果未來城在地表所設置的太陽能發電廠，利用面積為2000平方公尺的太陽能收集板來發電。假設其發電效率為20 %，則平均一個月（30天）可以發多少度的電？
(A) 2.10 × 103
(B) 4.20 × 103
(C) 5.04 × 104
(D) 1.01 × 105
【標準答案】C
【概念中心】太陽能轉換成電能
【試題解析】
平均一個月（30天）可發電＝175 W / m2 × 2000 m2 × 20％ × 30（天）× 24（時）× 10－3＝50400度≒5.04 × 104度。（已知1度＝千瓦-小時）。
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56.未來城地表，與太陽輻射線成直角方向的單位截面積上，全年平均接收的太陽輻射功率大約是多少瓦特／公尺2？
(A) 50
(B) 175
(C) 1380
(D) 350
【標準答案】B
【概念中心】全球能量收支情形
【試題解析】
由文中敘述可知未來城大氣頂端，單位截面積（與太陽輻射線成直角方向）上，全年平均接收的太陽輻射功率大約是350瓦特／公尺2。太陽輻射進入未來城上方大氣層後，被吸收、反射或散射等的情形與全球年平均相同。所以根據圖中所示，
地表吸收的能量＝100％ － （大氣吸收16％ ＋ 雲吸收4％ ＋ 大氣反射6％ ＋ 雲反射20％ ＋ 地表反射4％）＝50％，
太陽輻射在地表實際上被接收的部分只有剩下50％。因此在未來城地表所接收到的太陽輻射功率大約為350 × 50％＝175瓦特／公尺2。
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55.未來城地表接收到的太陽總能量中，主要接收到下列哪一種波段？
(A) 紫外線
(B) 微波
(C) 可見光
(D) 紅外線
【標準答案】C
【概念中心】太陽輻射的主要波段
【試題解析】
由文中敘述可以得知，太陽的紫外線大部分被臭氧和氧吸收，而太陽輻射最強的可見光卻很少被吸收，大部分穿透大氣到達地表。太陽的近紅外線輻射，則主要被水氣和二氧化碳吸收。所以地表接收到的大部分為可見光。故選(B)。
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54.～59.為題組，分為三部分作答
（地球大氣中的二氧化碳與能源問題）
地球上的能源大多源自太陽。太陽所發出的能量以輻射的方式傳至地球，陽光通過地球大氣層時，一部分的能量被吸收，一部分的能量被反射或散射回太空，剩下部分穿透大氣到達地表。右圖是太陽輻射進入地球大氣層時，被吸收、反射或散射等過程的示意圖，圖中數字是全球年平均，以百分比例表示。太陽的紫外線大部分被臭氧和氧吸收，而太陽輻射最強的可見光卻很少被吸收，大部分穿透大氣到達地表。太陽的近紅外線輻射，則主要被水氣和二氧化碳吸收。
地球大氣的成分中，二氧化碳雖然不多，卻相當程度影響了大氣的溫度。許多科學家認為，目前全球暖化的主因，是人類活動提高了大氣中的二氧化碳濃度所致。科學家提出「替代能源」與「降低人為的二氧化碳排放」兩種對策，希望減緩或解決全球暖化效應。
太陽能是科學家目前積極發展的替代性能源之一。太陽能發電裝置吸收太陽能後，將太陽能轉換成電能，其效能與接收到太陽能多寡有關。假設有一未來城，設置了一座太陽能發電廠。未來城大氣頂端，單位截面積（與太陽輻射線成直角方向）上，全年平均接收的太陽輻射功率大約是350瓦特／公尺2。太陽輻射進入未來城上方大氣層後，被吸收、反射或散射等的情形與全球年平均相同。依據上述圖文，回答54.～57. 題。
54.大氣中有些氣體會吸收太陽輻射，有些氣體會反射太陽輻射。關於太陽近紅外線輻射的敘述，下列哪一項正確？
(A)主要被臭氧和二氧化碳吸收
(B)大部分穿透大氣到達地表
(C)主要被水氣和二氧化碳吸收
(D)主要被臭氧和氧反射
(E)主要被二氧化碳和甲烷吸收
【標準答案】C
【概念中心】太陽輻射（短波輻射）的能量分布
【試題解析】
由文中敘述可以得知，太陽的近紅外線輻射，則主要被水氣和二氧化碳吸收。
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53.已知碘化氫在25℃，1 atm的熱化學反應式如下：
H2(g) ＋ I2(s) ＋ 25.9 kJ／mol → HI(g) ……(1)
式?蚥 中25.9 kJ／mol 為HI(g) 的莫耳生成熱。碘化氫的生成及分解反應為一可逆的平衡反應，其熱化學反應式如下：
H2(g) ＋ I2 
2HI(g) ＋ 9 kJ ……(2)
而其反應過程和能量的關係如下圖。根據上文與下圖，下列哪三項敘述正確？
(A) 在式(2)，碘化氫的生成為放熱反應
(B) 碘的昇華（固相變為氣相）為吸熱反應
(C) 加入催化劑時，只增加碘化氫的生成速率
(D) 若式(2)正反應的活化能為169 kJ時，逆反應的活化能則為178 kJ
(E) 在達到化學反應平衡狀態時，正反應與逆反應的速率都是0
【標準答案】ABD
【概念中心】反應熱、赫斯定律、催化劑、活化能、反應平衡
【試題解析】
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