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參、試題舉例

在文檔中 111學年度自然科考試說明 (頁 35-43)

一、第壹部分試題

(一)物理

1. 電磁爐是利用平行於爐面的平面線圈,通電後改變通過金屬鍋底的磁場使其產生 應電流,鍋底因電流熱效應而加熱食物。考量設計電磁爐時在其他變因保持不變且 可正常工作的條件下,改變下列哪幾項因素,可以加速煮熟食物?(應選2 項)

(A)增加產生爐面磁場之交流電源的電流 (B)將電磁爐放置在一大型永久磁鐵上 (C)將交流電源改為高壓直流電源 (D)增加產生爐面磁場之線圈匝數 (E)增加同材質金屬鍋的厚度

(改寫自107 年研究用試卷)

參考答案:AD

測驗目標:3b.能根據科學定律、模型,解釋日常生活現象或科學探究情境 3c.能根據觀察現象或既有的實驗結果提出假設,設計實驗

測驗內容:必修物理 PKc-Vc-3 變動的磁場會產生電場,變動的電場會產生磁場。

PMc-Vc-2電在生活中的應用。

說明:

本題測驗考生是否能根據變動的磁場會產生電場的定律,及題目提示的原理理解 日常生活中電磁爐加熱食物的過程,進而能提出可以加速煮熟食物的正確方式。

(A) 增加產生爐面磁場之交流電源的電流可加大單位時間磁場的變動,產生更大的應 電流進而加熱食物。正確選項。

(B) 永久磁鐵增加磁場,但無助於加大單位時間磁場的變動,故無加速煮熟食物效果。

錯誤選項。

(C)高壓直流電源因電流磁效應而有穩定磁場,但因需要磁場變化,才有應電流的產生,

故無加速煮熟食物的效果。錯誤選項。

(D) 增加產生爐面磁場之線圈匝數可加大單位時間磁場的變動,進而增加應電流,而加 熱煮熟食物。正確選項。

(E)增加同材質金屬鍋的厚度,其單位面積磁力線變化量不變,故其應電動勢不改變。

然而因為截面積增加,故總電阻下降且總質量增加,而抑制加熱速率。錯誤選項。

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2. 北宋沈括《夢溪筆談》:「內侍李舜舉家曾為暴雷所震。其堂之西室,雷火自窗間出,

赫然出檐,人以為堂屋已焚,皆出避之。及雷止,其舍宛然,墻壁窗紙皆黔。」

語譯:李舜舉家曾經被巨大的雷電擊中。有雷火從房子的西邊房間窗戶冒出,然後 竄出房簷之上,人們都害怕得跑出去躲避。暴雷停止後,房子卻保持完好,

只是牆壁和窗紙都變黑了。

根據上述短文,下列有關閃電的敘述何者正確?

(A)雷電自天而降,如同水往低處流一般,故閃電擊中李家的房子,有可能是因為 附近的房子都比李家的高

(B)閃電擊中李家後,由西室的窗戶出而不從其他方向出來,純粹是機率問題 (C)閃電由屋簷出來,可能是因為屋簷突出,有針尖效應

(D)牆壁窗紙變成黑色,是因為書桌上的墨汁噴出 (E)房屋沒有被焚毀的主因是屋內沒有火源

(改寫自107 年研究用試卷)

參考答案:C

測驗目標:3b.能根據科學定律、模型,解釋日常生活現象或科學探究情境

4b.能針對日常生活現象或科學探究情境,找出或發現問題的因果關係 測驗內容:必修物理 PKc- Vc-4 所有的電磁現象經統整後,皆可由馬克士威方程式

描述。

PMc-Vc-1用電安全。

說明:

本題測驗學生是否能解釋北宋沈括在《夢溪筆談》中所描述的閃電雷擊現象。

(A)雷電自天而降,如同水往低處流一般,故閃電擊中李家的房子,有可能是因為附近 的房子都比李家的高,屬於不合理推論,因為較高的房子電荷較密集,較易受雷擊。

錯誤選項。

(B) 閃電擊中李家後,由於西室的窗戶外有房簷,電荷較密集,故容易產生針尖效應而 放電,並非純粹是機率問題。正確選項。

(C) 閃電由屋簷出來,可能是因為屋簷突出,電荷較密集,故有針尖效應。正確選項。

(D) 「只是牆壁和窗紙都變黑了。」是因為高電流通過所產生電流熱效應之結果。錯誤 選項。

(E) 根據文章描述,大部分電流由屋簷竄出,故屋內並未起火。錯誤選項。

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第3-4為題組

小明的家人在市場買了真空包裝的肉,回家打開切成肉片,發現切面泛著淡淡的偏綠 色的金屬幽光,有些地方還看到彩虹色的金屬色澤,如圖2 所示,心想是不是肉被金 屬汙染了呢?

於是小明上農委會的「農業知識入口網站」詢問,駐站專家表示,無論新鮮的肉或煮 熟的肉,經過鋒利的刀具切割後,在切面上有時可見彩虹光澤,主要是因為切面上有 肌肉纖維所致,是很正常的物理現象,這種現象在孔雀羽毛和魚的鱗片皆可見。但其 原理與光通過三稜鏡所產生的現象並不相同。

小明於探究與實作課程中與同學小儒及阿平提出「肌肉切割後會產生金屬光澤」的現 象,探究甲、乙、丙三種不同刀子,先用同等力道切割紙張的張數判斷刀子鋒利程度,

再以不同角度方式切肉,並把有無金屬光澤的結果記錄於表1:

表 1 切割結果

甲 乙 丙

以同等力道切割紙張劃破張數 12 張 6 張 1 張

切割方向與肌肉纖維平行   

切割方向與肌肉纖維夾 45 度   

切割方向與肌肉纖維垂直   

(改寫自107 年研究用試卷)

3. 依據「農業知識入口網站」駐站專家的說法,下列關於光的物理現象,何者最適合 說明肉的切面有彩虹色的金屬色?

(A)干涉 (B)漫射 (C)色散 (D)反射 (E)折射 圖2 圖1

肌肉纖維

橫切面

肌肉纖維 維束方向

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4. 依據表 1 結果,阿平由探究所得的結果形成五點論點:

甲:刀子越鋒利,越容易產生金屬光澤

乙:切割方向與肌肉纖維平行,一定不會產生金屬光澤

丙:僅由乙刀切割的結果,可以確定切割方向會影響金屬光澤的產生

丁:僅由甲、乙兩把刀切割的結果,可以推論切割方向與肌肉纖維垂直一定可以 產生金屬光澤

戊:拿出第四把刀子,以同等力道可以劃破5張紙,當切割方向與肌肉纖維夾45 度,一定不會產生金屬光澤

小明反思「探究成果」,發現部分論點屬科學邏輯不完整性資料所造成的誤解

(過度推論)。哪些屬過度推論的論點?(應選2 項)

(A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁 (E)戊

【第3 題】

參考答案:A

測驗目標:2c.能根據文本、數據、式子或圖表等資料作解釋、比較、推論、延伸或 歸納

測驗內容:必修物理 PKa-Vc-5 光除了反射和折射現象外,也有干涉及繞射現象。

探究與實作 發現問題 說明:

(A)干涉,指的是兩列或兩列以上的波在空間中重疊時發生疊加,從而形成新波形的現 象。正確選項。

(B)漫射,指的是光線照射在物體粗糙的表面會無序地向四周反射的現象。錯誤選項。

(C)色散,在光學中,色散是指一道光中,光的相對速度隨著頻率而改變。在光學中,

一個重要且常見的的色散現象為透過三稜鏡或是帶有色差的透鏡產生的光譜,不同 顏色的光有著不同的折射角。錯誤選項。

(D)反射,指波陣面從一個介質進入另一個介質時,在兩個介質的界面處,其傳播方向 發生改變,而返回其原介質的現象。錯誤選項。

(E)折射,指波在穿越介質或經歷介質的漸次變化時傳播方向上的改變。一個波的折射 程度取決於波速的變化量,還有初始行進方向及波速變化方向間的夾角。錯誤選項。

由文本中「農業知識入口網站」駐站專家的說法,無論新鮮的肉或煮熟的肉,經 過鋒利的刀具切割後,在切面上均有時可見彩虹光澤,主要是因為切面上有肌肉纖維 所致,此現象在孔雀羽毛和魚的鱗片皆可見。此為光的干涉。

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【第4 題】

參考答案:BD

測驗目標:4d.能根據資料或科學探究情境,進行科學性分析(包含:觀察、分類、

關係或結論)

5b.能根據事實或資料,綜合科學知識,提出評析或思辨

測驗內容:必修物理 PKa-Vc-5 光除了反射和折射現象外,也有干涉及繞射現象。

PMc-Vc-3科學的態度與方法。

探究與實作 論證與建模、表達與分享 說明:

由表1的結果,可推論:

(A)依據表1,當「以同等力道切割紙張劃破張數」作為刀子鋒利的標準,可推論刀子 越鋒利,越容易產生金屬光澤。推論正確。

(B)以刀子甲、乙、丙,切割方向與肌肉纖維平行,不會產生金屬光澤,但推論「切割 方向與肌肉纖維平行,一定不會產生金屬光澤」,屬於過度推論之科學邏輯。推論 錯誤。

(C)僅由乙刀不同切割角度的結果,可以確定切割方向會影響金屬光澤的產生。推論正 確。

(D)故由甲、乙的資料作為剖析,其中刀子鋒利程度與切割角度,均為實驗變因之一,

故推論出「切割方向與肌肉纖維垂直一定可以產生金屬光澤」屬於過度推論。推論 錯誤。

(E)推論新刀子的鋒利程度應當介於乙、丙之間,由於乙、丙兩組實驗中,當切割方向 與肌肉纖維夾45度角,均無金屬光澤,故可推論新刀子於同樣切割方式時亦無金屬 光澤。推論正確。

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(二)化學

1. 已知在化學反應 X + 2 Y3 Z + W中,2.0 克的 X 能與 4.0 克的 Y 完全反應,生 成3.0 克的 Z 。若要生成 4.5 克的 W ,則需要有多少克的 X 參與反應?

(A) 2.0 (B) 3.0 (C) 4.0 (D) 5.0 (E) 6.0

(改寫自102 學年度學測)

參考答案:B

測驗目標:1b.能知道基本的科學現象、規則、學說、定律 2a.能理解文本、數據、式子或圖表等資料的意義

4b.能針對日常生活現象或科學探究情境,找出或發現問題的因果關係 測驗內容:必修化學 CAa-Vc-2 道耳頓根據定比定律、倍比定律、質量守恆定律及

元素概念提出原子說。

CJa-Vc-1拉瓦節以定量分析方法,驗證質量守恆定律。

CJa-Vc-3莫耳與簡單的化學計量。

說明:

本題測驗考生對化學反應式中,反應物與產物計量關係的理解以及質量守恆定律 應用。

1. 由化學反應 X + 2 Y3 Z + W可清楚知道 X 與 Y 反應後產生 Z 與 W。

2. 根據質量守恆定律,化學反應前後重量不改變。由題幹中「2.0 克的 X 能與 4.0 克的 Y 完全反應,生成 3.0 克的 Z 。」,故可列式為:2 + 4 = 5 + W (克),W = 3 (克)。 3. 由上述可推論 X、Y、Z、W 四種物質反應時的質量比為

2 : 4 : 3 : 3

2. 根據質量守恆定律,化學反應前後重量不改變。由題幹中「2.0 克的 X 能與 4.0 克的 Y 完全反應,生成 3.0 克的 Z 。」,故可列式為:2 + 4 = 5 + W (克),W = 3 (克)。 3. 由上述可推論 X、Y、Z、W 四種物質反應時的質量比為

2 : 4 : 3 : 3

在文檔中 111學年度自然科考試說明 (頁 35-43)