阿甘

教育部受託辦理110學年度
公立高級中等學校教師甄選
地球科學科 試題

第一部分：選擇題（共40分）
一、單選題（每題1.25分，共40分）
1. 右圖為某輕度颱風通過臺灣附近的路徑，標示日期處為颱風中心在該日世界標準時00:00的位置。不考量其他特殊天氣系統的影響下進行判斷，請問對臺中地區來說，臺灣時間哪一天的單日累積降雨量會最高？
(A)08/27 (B)08/28 (C)08/29 (D)08/30。

 2. 某人到英國倫敦（經度0度，北緯51.5度）留學時，察覺天空中的星星幾乎繞著某個中心旋轉，請問該一天中星星運動旋轉的中心，會在倫敦天空中的哪裡？ (A)南方天空仰角0度 (B)南方天空仰角51.5度 (C)北方天空仰角38.5度 (D)北方天空仰角51.5度。
 

◎題組：3-4題。
「2018年5月某一天早上的氣象預報如下：今天各地天氣都是多雲到晴的好天氣，不過要提醒東部局部山區，還是會有短暫陣雨，而西半部則是在中午過後，因為熱對流比較旺盛，可能會有午後雷陣雨現象，提醒要到戶外的民眾要多多注意。西半部高溫會來到32度，紫外線指數也明顯偏高，提醒民眾還是要多多注意防曬，補充水分。」
 

 3. 從這段氣象報導判斷，這一天臺灣地區的風向主要是？ (A)西風 (B)南風 (C)北風 (D)東風。
 

 4.「西半部則是在中午過後，因為熱對流比較旺盛，可能會有午後雷陣雨現象」這樣的天氣現象，是屬於哪一種使空氣冷卻而達到飽和的方式？ (A)絕熱冷卻 (B)混和冷卻(C)輻射冷卻 (D)地形抬升。
 

 5. 2018夏天，發生「火星衝」（右圖中火星位於「甲」處）。已知地球公轉半徑約1個天文單位（A.U.），火星公轉半徑約為1.5個天文單位，假設兩者繞日公轉軌道皆為圓形，且太陽的發光能力不變，請問：火星衝（甲處）時地球看到火星的亮度，約是火星離地球最遠時（乙處）的幾倍？ (A)4倍 (B)5倍 (C)16倍 (D)25倍。

 

 6. 下圖一為某次地震發生之後，嘉義市、臺中市、臺東市三個地震測站的紀錄，請問該次地震的震央應該在圖二的哪個位置？ (A)A (B)B (C)C (D)D。

 

 7. 判斷地核的主要成分為鐵鎳合金。主要是依據什麼推論的結果？ (A)合金密度符合測量地核密度的證據 (B)鐵是行星可自行合成密度最大的金屬 (C)火山噴發的產物(D)掉落地表隕石的成分。
 

 8. 實際測量某一岩層的「走向」、「傾角」時，傾斜儀羅盤指針分別如右圖一、圖二，請問下列哪個岩層位態符號紀錄符合測量值？

 9. 回歸年的定義是「從這個冬至到下個冬至」，此時間長度為A，而地球實際公轉繞太陽一周360度所需時間為B，則下列敘述何者正確？ (A)A比B長約20分鐘 (B)A比B短約20分鐘 (C)A是365.2422天加20分鐘 (D)B約20分鐘。
 

 10. 著名電影星際大戰（STAR WARS）第四集中，路克（Luke Skywalker）的故鄉塔圖因（Tatooine）星球上白天是由兩個恆星同時照亮天空。假設這兩個恆星的視星等分別為25等與-18等，請問他們的亮度大約差幾倍？ (A)1500倍 (B)630倍 (C)200倍 (D)17.6倍。

 11. 上次冰河全盛時期在北歐地區有厚達2公里的冰層，目前北歐地區地殼厚度約為40公里，則目前地殼表面高度與冰河全盛時期的地殼表面高度相比較，應該有何變化？（已知冰的比重為0.9，地殼比重為2.7，地函比重為3.3） (A)上升5.4公里 (B)上升540公尺 (C)沉降5.4公里 (D)高度不變。
 

( D ) 12. 下列圖表為同一位置，不同時間的溫度隨高度分布圖，何者最可能形成地面附近的空
氣汙染？

 

 13. 下列哪一個超大陸只存在於古生代到新生代的期間？ (A)潘諾西亞大陸 (B)岡瓦那大陸 (C)羅迪尼亞大陸 (D)盤古大陸。
 

 14. 目前可信證據顯示，最早的大氣層由哪兩種氣體所主導？ (A)氫氣、氦氣 (B)氮氣、氧氣 (C)水蒸氣、氧氣 (D)二氧化碳、氧氣。
 15. 下列有關臺灣附近黑潮的敘述，何者有誤？ (A)北太平洋西方邊界流之一段 (B)平均最大流速大約10m/s向北 (C)因海中懸浮微粒少，陽光可透射深度較深 (D)與臺灣周遭洋流比較，偏向高溫高鹽。
 

 16. 2015 年通過的「巴黎協定」是目前國際氣候治理的重要框架，以下何者不是「巴黎協定」比起「京都議定書」的進步與突破？ (A)已開發國家提供氣候變遷資金幫助開發中國家以減少溫室氣體排放 (B)各國同意訂定檢討每五年減排目標 (C)對各國有法律約束力 (D)承認必須「防止、降低以及解決」脆弱國家因氣候變遷蒙受的損失。
 

 17. 目前全世界的大型望遠鏡多採用反射式，它的優點不包括下列何者？ (A)鏡面研磨容易 (B)無球面像差 (C)無色像差 (D)容易製造。
 

 18. 考慮在天球上恆星的其周日運動的視運動 (A)赤緯愈大者繞天北極的角速度愈快(B)赤緯愈大者繞天北極的速率愈慢 (C)高度愈高者繞天北極的速度愈快 (D)高度愈高者繞天北極的角速度愈快。
 

 19. 衛四與土衛六到土星中心的平均距離分別是土星半徑的 2.2 倍與 8.8 倍，試問土衛六的公轉週期是土衛四的多少倍？ (A)64 (B)16 (C)8 (D)2.5。
 

 20. 比較甲-5x50 及乙-7x50 兩支雙筒望遠鏡，下列敘述何者正確？ (A)甲的放大倍率為5 倍 (B)甲的放大倍率為 250 倍 (C)乙的口徑為 50 公分 (D)甲和乙的目鏡直徑一樣，都是 50mm。
 

 21. 以下針對 40K-40Ar 定年法的敘述，何者正確？ (A)K 是子元素，Ar 是母元素 (B)適合用來為沉積岩定年 (C)可用於數萬年歷史的岩石定年 (D)使用的場合較少，因K 在地層中少見。
 

 22. 下列對於霧以及霾的描述何者正確？ (A)霧與霾的視覺顏色皆為白色 (B)霾的能見度往往低於霧 (C)相對濕地低於 75%時，霾要稱為靄 (D)當霧發生時，相對溼度往往高於 90%。
 

 23. 臺灣參與其中的「事件視界望遠鏡（Event Horizon Telescope, EHT）」計畫，透過 34個科學家團隊，獲得了科學史上的重要戰績，取得黑洞的觀測影像，請選出關於這個計畫的正確敘述？ (A)臺灣團隊透過鹿林山天文台加入此計畫 (B)測量的方式主要是捕捉磁場的變化 (C)集結多座望遠鏡的目的是想增加解析度 (D)主要觀測標的為位於銀河系邊緣的超大質量黑洞人馬座 A*。
 

 24. 右圖呈現了不同天氣現象或天氣系統具有不同的時空尺度，請問選項中對於甲乙丙丁所代表的天氣現象或天氣系統的配對，何者正確？ (A)甲-龍捲風；乙熱帶氣旋；丙-鋒面；丁-聖嬰現象 (B)甲-熱帶氣旋；乙-龍捲風；丙-聖嬰現象；丁-鋒面 (C)甲-聖嬰現象；乙-鋒面；丙-龍捲風；丁-熱帶氣旋 (D)甲-聖嬰現象；乙-熱帶氣旋；丙-鋒面；丁-龍捲風。

 25. 下列關於濕度表示方式的描述，何者正確？ (A)絕對濕度的單位可表示為克／立方公尺，類似密度單位 (B)相對濕度為某溫壓下，其飽和水汽含量除以大氣中實際水汽含量之比值 (C)混合比是指水汽重量（公克）和同體積濕空氣重量（公斤）的比值 (D)比濕是指水汽重量（公克）和同重量空氣體積（立方公尺）之比值。
 

 26. 以下甲~丁四個天氣圖的符號，有關敘述何者正確？ (A)無法看出丁地的雲量 (B)丙的氣溫與露點溫度差 5 度 (C)氣壓值最大的是丁站，為 1091 百帕 (D)乙的風速比甲小。

 27. 下列關於太陽系小天體的描述，何者正確？ (A)小行星與彗星的公轉軌道類似 (B)彗星的公轉軌道和八大行星的公轉軌道並不總是平行及同向 (C)小行星和彗星的成分類似，為岩石與冰雪 (D)小行星與彗星造成的流星軌跡類似。

 28. 附圖為太陽的輻射曲線圖，包含理想的太陽輻射曲線、海平面上的太陽輻射曲線和大氣層外的太陽輻射曲線，對於此圖，以下哪一敘述是正確的？ (A)甲是理想的太陽輻射曲線 (B)乙是大氣層外的太陽輻射曲線 (C)丙是在大氣層內的太陽輻射曲線(D)乙曲線在波長大於0.7μm以上的部分某些波段能量減少是因被H2O、CO2分子等成分吸收。

 29. 下列哪一個示意圖最能說明艾瑞的地殼均衡作用？

 

 30. 附圖為一震波走時曲線圖，請選出正確的描述？(A)此圖 P 波與 S 波的標示錯誤，應該顛倒過來 (B)此圖的走時曲線有彎曲的弧度，但在某些情況下也有完全是直線的走時曲線 (C)距離震源愈遠的測站愈早收到訊號，愈近的則愈晚收到 (D)根據此圖，若 P波抵達測站與 S 波抵達測站的時間差約為 3 分鐘時，則表示震源與測站距離 1500 公里。
 

31. 右圖是有關地球繞太陽公轉及黃道右近星座示意圖（註：此圖未按實際大小及遠近比例繪製）。某日清晨時，人馬座在東方地平線，請問此日應為何日？ (A)冬至 (B)夏至(C)春分 (D)秋分。

32. 二十四節氣中，每相鄰的兩個節氣所代表的意義是？ (A)太陽在天球的位置差 15度 (B)太陽在天球的位置差 30 度 (C)月球在天球的位置差 15 度 (D)太陽和月球在天球上的夾角成 15 度。
 

第二部分：綜合題（共60分）
一、解釋名詞（每題3分，共18分，4-6題請寫出其中文名稱並以中文解釋該名詞）
1.藍月
2.秒差距
3.日震
4. Benioff zone
5. cosmic microwave background
6. Younger Dryas

二、問答題（共42分）
1.雲的四族十屬中有哪些類型？並介紹其如何分類。（5分）
 

2.請以地面觀測者視角為中心，畫出南緯66.5度觀測者所見之天空，並標註天球自轉軸、天北極、天南極、天球赤道的位置，與春分/秋分/冬至/夏至等四個日期的太陽視軌跡。（5分）

3.下圖是阿雄在2016年在高雄拍攝的日落軌跡紀錄，最右邊的軌跡是6月21日夏至拍攝，最左邊的軌跡是9月22日秋分拍攝。這段期間大約一個月記錄一次日落的軌跡，卻發現同樣是間隔一個月的時間，太陽視軌跡在6/21~7/22向南移動的幅度比7/22~8/22要少，而8/22~9/22向南移動的又更多。請解釋為什麼會有這樣的差異。（5分）

4.請說明何謂「包氏反應序列（Bowen's reaction series）」及如何在地球科學加深加廣學習內容中做教學的應用。（3分）
 

5.為什麼不是每個月都會有日食？什麼是「食季」？請整合這兩個問題一起說明，必要時可繪圖輔助。（4分）
 

6.比較大陸漂移假說與板塊構造學說的差異？（5分）
 

7.查普曼在上世紀30年代首先提出用一系列的化學反應，解釋臭氧層形成的機制，請簡要論述查普曼機制的四個主要反應。（4分）
 

8.冥王星已在多年前被改列為矮行星，請說明原因。但近年天文學界陸續出現要推翻該決定的聲音，請說明可能的原因，並提出你的觀點。（5分）
 

9.請說明108新課綱中，學習表現與學習內容在課程設計中之意涵及功能為何？並任舉一堂地球科學必修課程之課程設計為例，說明哪些是學習表現？哪些是學習內容？以及課程如何讓學生進行兩者的學習？（6分）

參考解答

1~10

CDDAD CDBBB

11~20

BDDAB  CBBCA

21~30

CDCDA  BBDCB

31~32

AA

教育部受託辦理111學年度
公立高級中等學校教師甄選
地球科學科 試題

第一部分：選擇題（共40分）
一、單選題（每題1.25分，共40分）
 1. 右圖為某海域的海水溫度垂直分布圖，關於此海域的垂直結構，下列敘述何者正確？ (A)此海域的混合層厚度約50公尺 (B)此圖為高緯度海域的海水溫度垂直結構 (C)此海域的深水層溫度隨深度維持在穩定的5°C低溫，深水層的垂直穩定度大於斜溫層 (D)斜溫層與深水層的交界深度，主要是以海水溫度隨深度變化作為判斷依據。

2. 右圖為冬至時某地所拍攝當天的太陽軌跡，發現此地當天的太陽竟然不會落入地平面之下，則拍攝此照片地區的緯度可能為下列何者？ (A)90°S (B)70°S (C)70°N(D)90°N。

 3. 承上題，請根據照片中的太陽軌跡推測拍攝時相機面向的方向為何？ (A)東 (B)西(C)南 (D)北。
 

4. 下列關於地震序列之敘述何者正確？ (A)前震：同一系列之地震中，於主震之前發生的地震稱之，且前震的地震規模較主震大 (B)主震：同一系列之地震中規模最大者稱為主震；若最大者有兩個，則後發生者稱為主震 (C)餘震：同一系列之地震中，主震之後發生的地震稱之，餘震的地震規模較主震小，且無法利用餘震分布來得知主震的破裂面 (D)群震：同一系列之地震中，無法判別主震的地震序列稱之，或稱為頻發地震，群震常發生於火山地區。
 

 5. 下表為各恆星的星等資訊，B星等為觀測波段介於400~480 nm所得之視星等，而V星等為觀測波段介於500~600 nm，假設不考慮受到星際消光的影響，哪顆恆星的表面溫度最低？

 6. 斷層機制解是地震學上用來判定震源錯動型態的一種表現方式，下列何者代表斷層面傾角為30°的逆衝斷層？


 

7. 下圖為某地的地質圖，虛線為等高線，單位是公尺。此地質圖上分布甲、乙、丙三個地層。乙地層的走向與傾沒方向為下列何者？
 (A)東西走向，往北傾沒 (B)東西走向，往南傾沒 (C)南北走向，往西傾沒 (D)南北走向，往東傾沒。
 

8. 下圖為石英顆粒在深度1公尺的水體中，隨著不同水流流速所對應的不同運動型態，包括搬運、侵蝕與沉積。下列敘述何者正確？
(A)顆粒粒徑在1~10mm的範圍中，沉積物的粒徑越小，將其搬運所需的水流流速就越快 (B)粒徑在「砂」範圍中的顆粒比粒徑在「粉砂」範圍中的顆粒，更容易被水流所侵蝕 (C)顆粒粒徑小於0.1mm時，將沉積物侵蝕所需的水流能量會隨著粒徑的減少而降低 (D)平均水流大於100 cm/s時，任何粒徑的石英顆粒就不會沉積。

9. 在黑暗中，人眼瞳孔的平均半徑為4毫米，若有一望遠鏡口徑為40公分，請問望遠鏡的集光力是人眼的幾倍？ (A)50倍 (B)100倍 (C)2500倍 (D)10000倍。
 

10. 太陽常數為1367 W/m2，太陽常數的定義為太陽到地球的平均距離處，垂直入射每單位面積上的太陽輻射強度。假設地球為球形，反照率為30%，若吸收的太陽能量平均分配至全球表面，則每單位地球表面積可獲得多少太陽輻射強度? (A)239 W/m2(B)342 W/m2(C)956 W/m2 (D)1367 W/m2
 

11. 下列關於湧升流的敘述何者正確？ (A)湧升流的區域其表層擁有較高的海水溫度 (B)湧升流的區域其表層擁有較低的海水鹽度 (C)沿岸區域才會有湧升流，大洋中心不會產生湧升流 (D)颱風風場造成艾克曼抽吸作用可能使該區產生湧升流。
 

12. 地震儀記錄到甲、乙兩場地震如下圖所示，其中一個紀錄為一般構造地震的震波，另一個為地底核彈試爆的震波，兩者的能量經過計算發現，甲地震為芮氏規模6.3，乙地震為芮氏規模6.4。關於下列敘述何者正確？
(A)甲為一般的構造地震，因有明顯的P波、S波、表面波 (B)甲為地底核彈試爆的震波，因為只有明顯的表面波 (C)乙為一般的構造地震，因有明顯的P波、S波、表面波(D)乙為地底核彈試爆的震波，因只有明顯的表面波。
 

13. 某彗星在2022年時最接近太陽，若其橢圓軌道的長軸半徑為16 AU，試求該彗星於西元幾年會再次最接近太陽？ (A)2026年 (B)2038年 (C)2086年 (D)2278年。
 

14. 海洋中某些區域可能會出現溶解氧氣很低的狀況，使該區域中的生物面臨疾病或是死亡的威脅，該區域稱為海洋死區，請問下列何選項不會使海洋中的死區範圍擴張或增加？ (A)全球暖化 (B)大量工廠廢水與清潔劑等汙水排入海中 (C)颱風通過(D)大量生物糞便累積。
 

15. 自109年1月1日起，地震分級改為新制，若發生新制震度5弱以上之地震，其判斷依據最有可能是下列何者？ (A)加速度 (B)速度 (C)速度及加速度 (D)持續時間。
 

16. 下列關於輝石及角閃石的敘述何者錯誤？ (A)具有不同的解理夾角 (B)都是矽酸鹽類礦物 (C)硬度差別不大 (D)為同質異形的礦物。
 

17. 下列哪一個位置相對於其他位置，漲退潮時間較其他位置早？ (A)花蓮 (B)基隆(C)臺中 (D)高雄。
 

18. 一般而言，離地5.5公里之內的大氣質量約為整個大氣層總質量的？ (A)1% (B)5%(C)10% (D)50%。
 

19. 下圖為某日之天氣圖，臺灣最不可能出現哪種天氣？ (A)天氣炎熱 (B)天氣寒冷 (C)午後雷陣雨 (D)藍天白雲的好天氣。

20. 若不考慮天氣系統的移動，則每日的最高氣壓約發生在當地時間幾點？ (A)0時及12時 (B)4時及16時 (C)6時及18時 (D)10時及22時。
 

21. 詹姆斯韋伯太空望遠鏡的鏡片為什麼其鍍膜是黃色的？其原因最有可能是下列何者？ (A)如同黃色的聚酯薄膜一樣，為了隔熱用 (B)因其鍍膜為黃金，觀測的主要波段是紅外線 (C)保護鏡片使其不易受宇宙射線影響 (D)避免氧化，延長使用壽命。
 

22. 北極星的赤經座標為02h31m (J2000)左右，若在5月14日0時，在極軸望遠鏡中看到北極星與北極點的關係約為？ (A)北極星在北極點的上方 (B)北極星在北極點的下方(C)北極星在北極點的左方 (D)北極星在北極點的右方。
 

23. 下圖為巨大橢圓星系 M87 核心附近的超大質量黑洞，真實的黑洞大小(事件視界)的直徑與中心陰影處的比例約為？ (A) 1:1.8 (B) 1:2.6 (C) 1:3.1 (D) 1:3.8。

24. 一般物體在遠離重力場源時，是以動能換取位能，若光在遠離重力場源時，是以什麼方式或代價換成位能？ (A)速度 (B)頻率 (C)靜止質量 (D)電場與磁場。

 

25. 假如下圖中赤道儀正確擺放，且極軸指向北方，若將望遠鏡的目鏡拿下並裝上相機，且相機感光元件的長軸水平擺放，則此時相機感光元件的長軸方向為何？ (A)南北方向 (B)東西方向 (C)都有可能 (D)無法判斷。 

26. 若以18O/16O之比值為判斷氣候變遷之依據，則下列敘述何者正確？ (A)有孔蟲殼體18O/16O比值變小時，代表陸地冰川體積變小 (B)有孔蟲殼體18O/16O比值變大時，代表全球平均海平面變高 (C)南極冰芯中18O/16O比值變小時，代表全球平均氣溫逐漸上升 (D)南極冰芯中18O/16O比值變大時，通常有孔蟲殼體中的18O/16O比值也會變大。
 

27. 錯動型板塊邊界可能出現在下列哪些邊界之間？
(甲)張裂型板塊邊界和張裂型板塊邊界之間
(乙)張裂型板塊邊界和聚合型板塊邊界之間
(丙)聚合型板塊邊界和聚合型板塊邊界之間
(A)甲乙丙 (B)甲乙 (C)甲丙 (D)乙丙 (E)甲。
 

28. 聚合型板塊邊界容易出現火山活動的原因，下列何者正確？ (A)板塊和板塊互相擠壓產生高溫 (B)隱沒板塊釋出的水，降低周圍地函岩石的熔點溫度 (C)此處地溫梯度較高，岩石容易融化 (D)地底的岩漿容易順著隱沒板塊和被隱沒板塊之間的縫隙上湧 (E)此處壓力較小，岩石容易融化。
 

29. 下圖是太平洋地區的地圖，請問太平洋中的中洋脊位在圖中的何處？
(A)A (B)B (C)C (D)D (E)E。

30. 進行碳14放射性定年時，通常是測量標本中哪兩種元素的比值來推算年代？ (A)碳
14和氮14 (B)碳14和氮12 (C)碳12和氮12 (D)碳14和碳12 (E)氮14和氮12。
 

31. 臺灣島的形成，主要是受到下列何者的影響？ (A)呂宋火山弧與歐亞板塊的大陸岩石圈互相擠壓 (B)臺灣島是菲律賓海板塊隱沒到歐亞板塊之下所形成的火山弧
(C)臺灣島是歐亞板塊隱沒到菲律賓海板塊之下所形成的火山弧 (D)菲律賓海板塊的大陸岩石圈與歐亞板塊的大陸岩石圈互相擠壓 (E)菲律賓海板塊的海洋岩石圈與歐亞板塊的海洋岩石圈互相擠壓。
 

32. 下圖左是可見光雲圖，下圖右是紅外線雲圖，兩張雲圖的拍攝時間相同，請問 A、B、C、D、E 五個地點中，何處的雲頂最高？
(A)A (B)B (C)C (D)D (E)E。

第二部分：綜合題（共60分）
一、名詞解釋（每題3分，共24分） 
1.假絕熱過程(pseudo-adiabatic processes) 
2.場址效應(site effect) 
3.類星體(quasar) 
4.重力助推(Gravity assist) 
5.蒙氣差(Astronomical Refraction) 
6.平回歸年(Tropical year) 
7.克倫威爾洋流(Cromwell Current) 
8.地殼均衡學說(Isostasy) 
 

二、問答題（共32分） 
1.說明地震預警系統的原理為何？此系統有何侷限性？(4 分) 
 

2.世界時(Universal Time，簡稱 UT)是以地球自轉為基準得到的時間，其精度受到各種因素影響，為了解決這些影響，而加入一些修正，使 UT 分成了 UT0、UT1 和 UT2 三個系統，請問 UT1 和UT2 是對 UT0 分別做了哪些修正？(4 分) 
 

3.請比較反聖嬰年與一般年中，西北太平洋颱風發展之平均位置、路徑與強度的差異，並說明造成此差異的機制為何？(4分) 
 

4.經常聽到哈伯太空望遠鏡可以在 550 公里高向下看時，可以分辨出號誌燈的燈號是哪一個，暫不論此說法是真是假，試問若以 10 公分口徑的可見光望遠鏡，忽略大氣及其他影響，是否可以分辨出 10 公里外的號誌燈燈號？請給出你的理由。(3 分) 
 

5.GPS 衛星定位的原理是什麼？(3 分) 
 

6.板塊及岩石圈這兩個名詞的異同為何？(3分) 
 

7.地球科學課程內容中關於「星雲、星團、星系、星系團與超星系團」的介紹，適合以自然科學領域綱要中的哪一項跨科概念進行課程設計？並請說明理由。(自然科學領域綱要的跨科概念：物質與能量、構造與功能、系統與尺度、改變與穩定、交互作用、科學與生活、資源與永續性。)(4分) 
 

8.請利用以下的課文內容，融入「探究與實作的精神」設計一節課的課程內容。(7 分) 

三、計算（4分） 
根據巴西國家空間研究所（INPE）的衛星數據顯示，自2019年年初以來，亞馬遜地區共發生大約75,000起火災，造成大量懸浮微粒釋放至大氣中，距離大火起火點2700公里遠的聖保羅市也被黑煙籠罩，造成白天的陽光被遮蔽而看起來像夜晚的情形發生，假設森林大火中所產生直徑為2.5μm之細懸浮顆粒（簡稱PM2.5）上升至對流層頂的高度（10公里）後，以終端速度等速落下。若只考慮重力、空氣浮力與空氣阻力的作用，試推論這些細小顆粒影響大氣的時間可以持續多久？
【請參考下列數值回答問題】 
球體體積 = 4/3*𝜋𝑅^3 (其中R為物體半徑) 
重力加速度(𝑔) ≅ 9.8  m s-2 
PM2.5懸浮微粒密度≅ 1000    kg m-3 
空氣密度≅ 1    kg m-3 
空氣黏滯係數(μ) ≅ 10^-5   kg m-1 s-1 
阻力 = 6πμ𝑅𝑣 (其中𝑣為垂直速度、 𝑅為物體半徑) 

參考答案

1~10

DBDDA ADBCA

11~20

DCCCB DADBD

21~30

BABBA AABAD

31~32

AA

高雄市 111 學年度市立高級中等學校聯合教師甄選 
地球科學科試題卷 
【※答案一律寫在答案本上】 
 

一、名詞解釋：
1. Carbonate compensation depth (3 分)
2. Gradient current (3 分)
3. arc-continent collision (3 分)
4. Thermal inversion layer (3 分)
 5. Cosmic rays (3 分)
 6. cross-stratum (3 分)
 

二、2019 年 4 月 10 日中研院全球同步記者會公布史上首張超大黑洞及黑洞陰影的視覺影像，如右圖 1。這是由「事件視界望遠鏡計畫」全球 8 座電波望遠鏡連線拍攝室女座M87 的黑洞。其實銀河系的黑洞離我們更近，

 1.為什麼科學家們特別挑選室女座 M87 的黑洞呢？（3 分） 
 

 2.圍繞黑洞發光的物質，為什麼有的地方亮？有的比較暗？（3分）
 

 3.如果要看得更清楚一點，要怎麼做呢？（3 分）
 

三、2016 年 1 月北半球寒流，又被大眾媒體稱為霸王級寒流，影響範圍包括東亞的中國大陸、香港、澳門、臺灣、日本、韓國 ，還有北美的加拿大、美國等地，並造成過往少有下雪記錄的地區降雪。此次寒流被認為是極端天氣現象，這是北極振盪(Arctic Oscillation)震盪效應所帶來的影響。請繪出正北極振盪與負北極振盪的示意圖，並說明霸王級寒流的成因。 （10 分）
 

四、
 1.請問板塊交界分三種不同類型，請比較它們的差異。 （7 分）
 <如:熱對流方向、地震深度、受力差異、地點、…其它>
 

2.請問這單元<板塊交界類型>您的教法設計。 （6 分） 
 

五、寒假時小民與家人到北部平溪參加放天燈活動，已知當時地面吹東北風，假設地面與高空的等壓線分布是相同的，風向影響天燈的飄向，請問：
 1.剛開始天燈飄向何方? 請畫出當時地面風受力情形:包括氣壓梯度力、摩擦力、科氏力的平衡圖。 （6分）
 

 2.發現天燈飛到1公里的高空後改了方向，改飄向何方? 請畫出當時高空風受力情形: 包括氣壓梯度力，科氏力的平衡圖。（6分）
 

六、地震快報:2022年4月12日，某市發生極淺層地震，距離不同的AB兩個測站分別收到P波S波的時間如下表1所示，圖2是地震走時曲線圖，請計算
 1.A 測站與震央的距離? （4 分）
 2.地震發生的時間為? （4 分）

七、質點受力運動，有運動定律加以規範，再以虎克定律連接，即可建立波動方程式，用來描述震波在物體內之傳遞。當 P 波由地函傳至液態外地核時波速下降，S 波消失。以彈性係數說明造成此現象的原因。(10 分)
 

八、聲波在海中傳播時會因海水各層鹽、溫、壓力分佈不均勻而產生差異，表層 A 點聲速有一極大值，而 B 點聲速有一極小值(圖 3)。分別說明造成此現象的原因，以及聲波在這兩點傳播時會發生何種現象。(10 分)

九、說明旗山斷層的特性。
 國道 3 號高速公路行經高雄市田寮區之田寮 3 號高架橋及中寮隧道北洞口路段，自民國 89 年 2 月完工通車，期間本路段於田寮3 號高架橋北橋台以及中寮隧道北洞口處多次發生橋梁伸縮縫擠壓及隧道結構變形損壞情況，影響國道行車安全。針對此國道區段進行了何種改善工程？(10 分

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第壹部份：單一選擇題（共5題，占20分）

1. 大氣層中的臭氧層、電離層、磁層，下列敘述何者錯誤？ 
 (A) 宇宙射線中的γ射線，因為能量強，主要到臭氧層才被擋住 
 (B) 電離層日夜厚度不同，會影響到無線電波通訊 
 (C) 極光是因為太陽風流經磁層，到達低層大氣才發生的 
 (D) 因為禁用氟氯碳化物（CFCs)，臭氧層破洞正逐漸恢復 
 (E) 磁層最遠可達約25地球半徑，但尚不足以涵蓋月球 

2. 從台灣東海岸的台東長濱到澎湖島切一剖面，由東到西依序出現的岩石是： 
 (A) 花岡岩、板岩、片岩、礫岩、玄武岩 
 (B) 火山集塊岩、片岩、板岩、砂頁岩、玄武岩 
 (C) 玄武岩、花岡岩、大理岩、泥岩、安山岩 
 (D) 泥岩、板岩、片岩、石英砂岩、安山岩 
 (E) 安山岩、千枚岩、片麻岩、砂岩、玄武岩 

3. 雷雨分為鋒面雷雨與氣團雷雨，下列敘述何者錯誤？ 
 (A) 雷雨來自激烈的上升氣流垂直運動 
 (B) 夏季午後雷陣雨是屬於鋒面雷雨 
 (C) 鋒面雷雨常在梅雨季節發生 
 (D) 雷雨中由於水滴的摩擦，產生電荷，導致閃電與雷聲 
 (E) 氣團雷雨與積雨雲的形成有關 

4. 若A及B二星的絕對星等一樣，但B星與地球的距離是A星的100倍，已知A星的星等接近織女星，請問B星的星等為何？ 
(A) 5 (B) 0.1 (C) 10 (D) 0.5 ( E) -0.1 

5. 有關溫室氣體，下列何者正確？ 
 (A) 甲烷的溫室效應比二氧化碳高20倍以上，且生命週期更長 
 (B) 天然氣發電的二氧化碳排放僅及燃煤發電的10% 
 (C) 氟氯碳化物破壞臭氧層，造成南極臭氧洞，但並非溫室氣體的一種 
 (D) 二氧化碳濃度到2021年已超過410ppm 
 (E) 水汽不是一種溫室氣體，但因其在大氣中容易凝結成水，不會出現累積的現象  選擇題參考答案: 
 
 
第貳部份：問答題（共7題，占80分） 
說明：每題或分題配分註記於題末。作答時請將答案依照順序寫在答案本上。


1. (a) 說明地震震度 (intensity) (需解釋過去及現代如何定義震度) (3分) 

 (b) 說明地震規模 (magnitude) (需解釋有幾種規模) (4分) 

 (c) 說明現代地震定位的基本方法 (除了早期常用的「三圈定震央」以外)。 (3分) 

2. (a) 地繞日一圈的恆星年約為365.25日，月繞地一圈的朔望月約為29.5日。 試推導下列兩種天體運動引起的時間變化 (說明推導方式即可，不必加以計算) 
(1) 潮汐延遲時間約為48分鐘。 (3分) 

 (2) 恆星周年運動每天提早約4分鐘。 (3分) 

 (b) 恆星周日運動每小時西轉15度，周年運動每天提早約4分鐘，根據此原則，推論： 已知三月中旬18時北斗七星出現在東方地平線上，請問五月中旬22時，北斗七星位在何處？ (4分)

3. (a) 比較哈伯太空望遠鏡 (Hubble Space Telescope)及詹姆斯韋伯太空望遠鏡 (James Webb Space Telescope)。 (4分) 
 (b) 利用赫羅圖 (HR圖)，說明恆星的演化。 (6分)

4. 地震後網路就會討論台灣哪個縣市最安全？答案是桃園市，請說明桃園地區是最安全的原因。 (5分)4

5. 「地球物理探勘」是可以由地表觀測資料獲得地下岩層的物理性質，請問有哪些探勘的方法？各種方法可以 求得地下岩層的何種資訊？（提示：地熱探針可以獲得熱流資訊） (10分)

6. 因應生物多樣性公約第15屆會議 (COP15)以及聯合國氣候變化大會(COP26)之溫室氣體減量要求，台灣宣布要在2050年要實現「碳中和」。海洋是大氣中二氧化碳的重要去處，稱為「海洋碳匯」，其中主要機制是透過了「生物幫浦」與「物理幫浦」的作用。 
(a) 請解釋何謂「碳中和」？ (5分) 

(b) 什麼是「生物幫浦」與「物理幫浦」機制？ (10分)

7. 這是板橋探空站某一天探空觀測所繪製的斜溫圖，也就是溫度、露點以及風向、風速的垂直分布圖。參考此張斜溫圖回答下列之問題： 

(a) 這可能是什麼天氣系統正在影響台灣？ (4分) 

(b) 解釋風向為什麼會出現這樣的垂直變化。說明為甚麼最強的風速會出現在這個高度？ (4分) 

(c) 這一天天空有沒有雲層出現？若有雲層出現，雲層的厚度為何？說明判斷的理由。 (4分) 

(d) 有沒有逆溫層存在？若有逆溫層，逆溫層在哪裡？說明這是什麼逆溫？解釋此逆溫層之成因。 (4分) 

(e) 分析地面到五公里高度的大氣穩定度特性。 (4分

參考解答

1 2 3 4 5 
A B B C D 

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壹、選擇題：佔0分（共0題，每題0分）
貳、非選題：佔100分（共5題）
1. 近年來，學界對台北的芳鄰—大屯火山群的了解多有進展，相關討論已由早期「是否為活火山」以及「還有沒有岩漿庫」，轉變為「岩漿庫的位置在哪裡」以及「岩漿庫還有沒有再度活躍的可能」，也因此對火山活動的監測也在學術興趣之外，逐漸加上天然災害減災避災的色彩，而成為與庶民生活更加相關的事情。一般來說，火山在爆發前，岩漿庫就會有異常的活動，影響所及，會有地震、地表變形、地熱流升高等現象發生，還會有火山氣體逸出（如附圖所示），這些都是火山活動監測的要項。當然，岩漿庫的異常活動不盡然就會隨之發生火山爆發，但不可否認相關監測在今日來說已是必要且須持續進行的工作。請就地震、地表變形、地熱流、火山氣體這四個主要監測項目，遂項說明可能的監測方式及使用儀器。（每項5分）

（圖取自《大屯火山群會不會再噴發》，作者宋聖榮）

2. 請說明：
(1)如何運用δ18O與δ13C判斷夏季季風地區和石灰岩洞穴內兩情況的氣候特徵，並解釋其原因。（10分）

(2)何謂大氣潮(atmospheric tides)？有哪些因素會影響大氣潮？（10分）

3. 蘇軾的作品《江城子·密州出獵》中，最後一句詩詞：「會挽雕弓如滿月，西北望，射天狼。」請以此句詩詞為題材，以天球與天球赤道座標的概念，說明此句詩詞在真實狀況的真偽。請依(1)引起動機之指導語、(2)重要概念說明、(3)結語，共三段落敘寫。（20分）

4. 下圖是1900年至2010年臺灣降雨指數TRI的時序變化，TRI是由臺灣各地降雨量資
料換算而得。圖中黑實線為年平均值，水平黑虛線是黑實線的所有年份平均值，粗
紅線是25年滑動平均。請據以回答以下問題。

（圖表取自《臺灣氣候變遷科學報告2017-物理現象與機制(總摘要)》）
(1)請比較就總體而言，臺灣一年五季的降雨量特性。（5分）

(2)請分析近三十年來臺灣一年五季個別的降雨量特性變化趨勢。（5分）

(3)承上題，請分析這些變化趨勢對臺灣水資源可能造成的影響。（5分）

(4)承第(2)題，如果這些變化在未來三十年持續依同一趨勢持續下去，你會建議政府決策者在當前的相關政策上應注意哪些事項？（5分）

5. 108高中地球科學課綱海洋學的相關學習內容較少，而且在部定必修與加深加廣選修之間的概念連結較為薄弱（如以下對照表），請設計一段「自然科學探究與實作」課程單元的教學流程，以同時兼顧「加強前述海洋學概念的連結」與「實踐高中自然科學部定必修學習表現」。（請註明各教學流程所需授課時間）（20分）

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國立中央大學附屬中壢高級中學 111 學年度第 1 次教師甄選地球科學科筆試題目卷 
 請回答問題並寫出詳解(各題皆為 4 分)：

1. 16 萬年來，大氣中二氧化碳濃度與冰川體積的變化情形如附圖所示，請依據附圖回答：

(1)下列選項，何者正確(1 分)？ (A)全球冰川體積和大氣的二氧化碳濃度變化成正比 (B)科學家主要是從海洋沉積物岩芯與南極冰芯對比，重建古氣候的變化情形 (C)目前科學家已經確定二氧化碳濃度增減是造成冰川體積消長的原因(D)上次間冰期大約發生在 12 萬 5000 年前 (E)2萬年前的海平面應比現在高很多。

(2)請根據你的答案寫出本題的解析(3 分)。

2. 附圖為各緯度的年降水量與海面平均鹽度的變化曲線圖，配合各項影響鹽度的因素回答。
(1)下列關於各地鹽度比較的敘述何者正確？ (1 分) (A)受到大量的河流注入，由陸地風化侵蝕而帶來較多的鹽類離子，所以 D 緯度的鹽度較 C 緯度高 (B)受到副熱帶高壓下沉氣流的影響，D 緯度的蒸發量大於降水量，故 D 緯度的鹽度較高 (C) Ｃ 緯度因為受到太陽近直射的狀態，氣溫高對流旺盛，使得 C 緯度的鹽度較其他緯度高 (D) A 緯度通常會有較多的河流、降水等淡水注入，因而其鹽度會較 B 緯度高 (E) A 緯度的水溫較低，鹽類溶解度較低，所以鹽度較 B 緯度低。

(2)請根據你的答案寫出本題的解析(3 分)。

3. 洞察號在 2018 年 11 月降落在火星表面的埃律西昂平原上，並使用「火星內部結構地震實驗儀」（SEIS）記錄火星地震波，此一高精確度的地震儀可記錄火星表層或深層的震波。在火星上，地震被稱為火星震。(提示：火星直徑 6779 km、密度 3.93 g/cm³) 

(1)下列關於在火星地表傳遞的震波之敘述，何者正確？ (1 分) (A)稱為 P 波和 S 波 (B)在火星深處的震波速度較慢 (C)只需幾分鐘即可傳遞到火星另一側 (D)震波傳遞在地球上比火星上快。

(2)請根據你的答案寫出本題的解析(3 分)。

4. P 和 Q 為組成不同的岩漿，下圖顯示它們的關係：無水狀態的黏滯性與岩漿溫度（圖 A）、有水狀態的黏滯性與含水量（圖 B）。

(1)請依據圖 A 與圖 B選出所有關於 P 和 Q 岩漿的正確論述(1 分)
(A) P 岩漿的形成溫度比 Q 岩漿高 (B) P 岩漿的形成溫度比 Q 岩漿低 (C) Q 岩漿的含水量比P 岩漿高 (D) P 岩漿的黏滯係數隨水含量升高而減少 (E) P 岩漿的含矽量比 Q 岩漿低 (F) P岩漿的含矽量比 Q 岩漿高。

(2)請根據你的答案寫出本題的解析(3 分)。 

5. 承上題，附圖為冰島衛星影像，有中洋脊通過並且有火山活動，位於北島的克拉夫拉火山（X區)因為黏滯係數低，所以沿著裂隙噴口噴發，另一方面，艾雅法拉火山（Y 區）是一個爆裂性火山，會釋放大量火山灰燼。

(1)請依據附圖選出關於冰島上兩個火山區域的所有正確論述(1 分) (A) X 區與 Y 區的火山由圖A 與圖 B 中的 P 岩漿形成 (B) X 區與 Y區的火山形成於張裂性板塊邊界 (C)由於岩漿的高黏滯性，X 區火山形成高海拔地形 (D) X 區與 Y區的火山由圖 A 與圖 B 中的 Q 岩漿噴發形成玄武岩 (E) Y 區的爆裂性火山活動是因為有外來水的注入 (F) X 區與 Y 區都不適合地熱發電。

(2)請根據你的答案寫出本題的解析(3 分)。

6. 附圖為某地之地質圖，若到圖中甲、乙、丙、丁和戊地進行地質考察，請依據附圖回答：

(1)下列何地岩層走向應為往北偏西 60°的方位，傾斜向南45°？(1 分) (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁 (E)戊。

(2)請根據你的答案寫出本題的解析(3 分)。

 名詞解釋(各題皆為 4 分)
7. carbonate compensation depth
8. Fujiwara effect
9. Ekman spiral
10. Western intensification

 簡述地科概念(各題皆為 4 分)
11. 概述台灣地震活動分布（含震央位置及震源深度）與板塊構造的關係。

12. 歲差與春分點變化的關係。

13. 說明農曆的曆法特性與天體運行週期的關係。
 

 申論題(各題皆為 12 分)
14. 天文學家期盼已久的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)終於在 2021 年 12 月 25 日由亞利安 5 號火箭送上太空，他有一些設計非常特別，請問:
(1)JWST(口徑 6.5m)的集光力為哈伯望遠鏡的幾倍?(2 分)

(2)請任舉一個 JWST 太空望遠鏡上的設計，並說明其設計的考量為何?(4 分)

(3)請比較哈伯太空望遠鏡和 JWST 在運行軌道上的設計有何不同?(4 分)JWST 的軌道如此設計的原因是?(2 分)

15. 找出週期性的變化常常是科學研究與教學的重點，請列舉海洋、大氣與氣候變遷學門內各一項具週期性變化的研究主題，並填入第 6 頁答案卷內表格中(表格內容包含研究主題名稱、週期、現象簡述與觀測方法，觀測方法含儀器、原理與使用之觀測波段)。

16. 附圖為 2016 年某日香港上空的探空圖(圖片改自香港氣象交流中心網誌)。
(1)請在第 7 頁答案卷上，分析各高度的天氣狀況(10 分)

(2)請依據第一小題的答案推論該時刻香港地區最可能出現的天氣狀況，並簡述你推論的理由。 (2 分)

17. 火星自古以來不僅是天上明亮的紅色天體，逆行現象也引發天文學家的關注，自火星運河一說後，火星探測更是不曾停歇，洞察號在2018 年 11 月 26 日發射，希望號、天問一號、毅力號也在 2020 年七月發射，而 2020 年 10 月
14 日可見火星衝的天象，請問:

(1)附圖為地球和火星軌道示意圖，已知火星平均距離1.5AU，火星公轉週期為 1.88 年(687 天)，請計算並利用第8 頁答案卷上之附圖繪圖說明火星逆行現象。(6 分)

(2)歐洲的 ExoMars 放棄 2020 年七月從地球發射去火星的發射窗口，請參考附圖說明地球和火星的軌道應該處於何種關係，較適合出發？(2 分)並推算下次約略何時可以出發去火星?(4 分)
◎註:發射窗口是航太領域的用語，指發射載具（火箭、太空梭等）最適合發射的一段時間。

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請依序回答下列問題，共 100 分
※名詞解釋(每題 10 分，共 20 分) 
1. 轉形斷層
2. Event Horizon Telescope, EHT
※問答題(每題 10 分，共 80 分) 
3. 澎湖水道有許多哺乳類動物的化石的原因是甚麼？這些化石代表甚麼意義？
4. 太平洋垃圾帶是甚麼？怎麼形成的？
5. 請說明 SDGs(Sustainable Development Goals)如何應用在地球科學課程設計上，以及
在應用時的可能優缺點為何？
6. 積狀雲的形成，通常代表著大氣穩定度較低，較容易有對流產生。包含發展高度較
低的積雲，與發展到最終階段的積雨雲。然而，並不是所有的積雲都會發展成積雨
雲。請就絕熱過程與大氣穩定度的角度，說明積雲發展至積雨雲的過程中，環境大
氣會發生什麼改變，進而影響積狀雲的發展。
7. 天文攝影時，受到光學系統等因素限制，影像需要經過許多校正才可得到較佳的畫
面，其中包含「平場修正」與「暗電流修正」。
(1)請解釋「平場」與「暗電流」的成因，以及它們對影像造成什麼影響？
(2)實務上該如何進行修正？
8. 一般數位相機會搭載拜耳陣列（Bayer Pattern），以實現彩色影像拍攝。
(1)請說明拜耳陣列（Bayer Pattern）實現彩色影像拍攝的工作原理。
(2)為何天文台進行天文攝影時，要用 UVBRI 等濾鏡進行三色合成，而不使用拜
耳陣列？
9. 何謂「西方邊界流」？其成因與特色為何？
10. 溫帶低壓系統會形成於中、高緯度，因為此區域的大氣斜壓性較高。請說明
(1)何謂斜壓大氣？
(2)大氣斜壓性如何幫助溫帶低壓系統發展