2015 年第十二屆國際國中科學奧林匹亞競賽
--選擇題
國立臺灣師範大學 科學教育中心
化學
＊ 部 分 週 期 表 ， 只 標 示 原 子序 及 元 素 符 號 1 H 2 H e 3 L i B e 4 B 5 C 6 N 7 O 8 9 F 1 0 N e 11 N a M g 1 2 1 3 A l 1 4 S i 1 5 P 1 6 S 1 7 C l 1 8 A r 1 9 K 2 0 C a 3 1 G a 3 2 G e 3 3 A s 3 4 S e 3 5 B r 3 6 K r 1. 以 下是 中 性 原 子 I 和 II 的一 些 不 完 整之 資 料 原 子 I II 質 子 數 7 中 子 數 7 a 電 子 數 7 b 質 量 數 15 下 列 何 者 正 確 ？ (A) a = 7 (B) b = 8 (C) 原 子 I 之原子序為 14。 (D) 原 子 I 和 II 為同一元素之同位素 2. 下 列 有關 Na+, Mg2+, O2−, and F−之 離 子 半 徑， 由 大 到小 之 順 序 ， 何 者 正 確 ？ (A) Na+ > Mg2+ > F− > O2− (B) Mg2+ > Na+ > O2− > F− (C) O2− > F− > Na+ > Mg2+ (D) F− > O2− > Mg2+ > Na+3. 下 列 各分 子 ， 何者 之 偶極 矩不為 零 ？ (A) CO2 (B) CCl4 (C) C2H2 (D) H2Se 4. 反 應 速率是 化 學反 應 中，反 應物 或 產 物隨 時間 所 發生之濃 度 變化 ，單 位 是 M/s。當反 應 速 率 又 和 反 應 物 的濃 度 ，[R]，有 n 次方之關係時，稱為 n 級 反應 ，如下 式 ： 反 應 速 率= k[R]n 其 中k 是 反 應 速率 常 數 。 下圖 為 化 學 反 應 R→P(P 為產 物)， 反 應物 濃 度[R]對反 應 時 間 所 作 之 圖 。(其中 Ｍ 是 體 積莫 耳 濃 度=moles/L) 由 圖 判 斷，下 列 何 者 為 正 確 之 級 數 n，以 及 此 R→P 反應 之 反 應速 率 常 數 k 的 單 位 ？ (A) 0,
1/s
(B) 0, M/s (C) 1,1/s
(D) 1.M/s
5. 某 氣態之碳氫化合物 X，其在 0 °C，1 大氣壓下的密度為 1.25 克/升（g/L）。這個碳 氫 化 合 物 中，碳 所 佔 的 質 量 百 分 比 為 何 ？ （ 碳 和 氫的 原 子 質 量 分 別 為 12.0 和 1.0 g/mol。 一 莫耳氣體在 0 °C，1 大氣 壓 下， 體積 為 22.4 升）。 (A) 75.0 % (B) 80.0 % (C) 85.7 % (D) 92.3 % 6. 鋁 (Al)最穩定的離子之電子組態 為何？ (A) 1s22s22p63s2 (B) 1s22s22p6 (C) 1s22s22p53s1 (D) 1s22s22p63p2 7. 物 質 的 標 準 生 成 熱 (Hf)是 該 物 質 從 組 成 元 素 在 1 大 氣 壓 下 最 穩 定 的 形 態 來 反 應 生 成 的 熱 量 變 化 。 下 圖 是 某 含 氮 、 氧 化 合 物 的 生 成 熱 表 示 圖 。 其 中Hi(i=1,2,3,4) 是 相 對 應 各 箭 頭 之 反 應在 25°C 時 的 標 準 反應 熱 。 反 應 時 間(s) [R](M) 0.04 0.03 0.02 0.01 0現 計 算NO2(g) 在 25 °C 之 生成熱（Hf） 為 何？
(A) 10 kJ/mol (B) 510 kJ/mol (C) −460 kJ/mol (D) −1430 kJ/mol 8. 下 表列 出 三 個 化合 物 在 25 °C 時的 酸 解離 常 數(ka) 化 合 物 HF CH3COOH HCN Ka 6.8 × 10−4 1.8 × 10−5 4.9 × 10−10 選 項A 至 D 中，何 者 包 含 下欄 內 所 有 正確 的 敘 述 ？假 定 溶 液 的溫 度 一 直 保持 在 25 °C ① 0.1 M HCN(aq) 溶液 為 鹼性 。 ② 0.1 M HF(aq) 溶 液之 pH 值 比 0.1 M CH3COOH(aq) 溶液 之 p H 值 低 ③ 在 1.0 M HCN 溶 液中 之 H+濃 度 比 0.1 M CH 3COOH 溶 液更高 。 (A) ①
(B) ②
(C) ①
,
③(D) ②
,
③ 9. 底 部有 半 透 膜 之 U 型管 ， 裝 水 2 L， 如圖 I。0.1 莫 耳 的 X 完 全溶 解 在 管 的右 側 時 ， X 溶 液 的水 面 會上 升 ， 如 圖 II。(半 透膜 僅 能 讓 水通 過)。 0.1 mol of X(s) II I 半 透 膜 半 透 膜以 下X，何 者 會造 成 水 面 高度 差(h)第 二高 ？
(A) MgSO4 (B) CH3COOH (C) CaCl2 (D) 糖
10. 用 純氫 氣(H2)或 純氖 氣(Ne)充 滿 橡 皮 球 X 和 Y 到 相 同體 積 10L。將 此 二 球 放 在空 氣 中 1 小時 後 ， 發 現氣 球 都 變 小了 ， 但 是 ，氣 球 X 的 體積 現 在 比 較大(比 Y 大)。(假 設 環 境 溫 度 和 壓 力 在 t=0 和 t=1 小時 間 均 保 持固 定 。) 選 項A 至 D 中 ，何 者 包 含 下欄 內 所 有 正確 的 敘 述 ？ ① 在 t = 0 時 ，氣 球 X 含氖 氣 。 ② X 氣 球 的 內部 壓 力 在 整個 過 程 中 都不 變 。 ③ 在 t = 1 小 時， 氣 球 Y 所 含的 氣 體 為混 合 物 。 (A) ①
(B) ②
(C) ①
,
③(D) ②
,
③物理
11. 蝙 蝠是 用 超 聲 波獵 食 的 。 蝙蝠 靜 止 時 發出 的 超 聲 波頻 率 為 82.5kHz。 現 在 蝙蝠 沿 +x。 方 向 追 蹤 一 隻 飛 蛾 ， 蝙 蝠 和 飛 蛾 的 速 度 分 別 是 9.00m/s 和 8.00m/s， 蝙 蝠 發射 超 聲 波 並 偵 測 來 自 飛 蛾 的 反 射 波 。 已 知 聲 速 是340 m/s。 以 下 何 者 最 接 近 蝙 蝠 所 偵 測 到 的 反 射 波 頻 率 ？ (A) 82.7 kHz (B) 82.8 kHz (C) 82.9 kHz (D) 83.0 kHz 12. 質 量 為 1.0 kg 的 球 以 10 m/s 的 水 平 速 度從 高 度 為 20 m 的 大 樓 頂投 射 出 去。在 下 墜 過 程 中，這 球 裂 為 同 樣 大 小 的 兩 半X 和 Y。隨 後 X 和 Y 在 同 一 時間 分 別 墜 落到 跟 大 樓 底 部 相 距 10m 和 R 處 。 已 知重 力 加 速 度 是 10 m/s2。 氣 球 X 氣 球Y t=0h t=1h問 距 離R 是 多 少？ （ 假 設 沒有 空 氣 阻 力。 ） (A) 20 m (B) 30 m (C) 40 m (D) 50 m 13. 如 圖所 示 ， 質 量為 m 的 球 X 在 無 摩 擦 的軌 道 上 運 動。X 剛 好 可以 在 半 徑為 R 的圓 形 軌 道 上 繞 一 圈，之 後 和 靜 止 的Y 球 碰 撞，Y 球 的 質量 是 2m。碰 撞 後 X 和 Y 黏 在 一 起 運 動 。 X XY K K 的 值 為 何 ？(KX和KXY分 別 是 碰 撞 前X 的 動 能， 以 及碰 撞 後 XY 的 動 能 。) (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 14. 正 常β 鏈 蛋 白 質 有 可 能 發 生 突 變，產 生 異 常 的 血 紅 素，形 成 不 可 溶 的 多 聚 體，它 們 會 沈 澱 而 造 成 鐮 刀 狀 的 紅 血 球(圖 7)。
重 力 和 正 向 力 所 作 的 功 分 別 是 多 少 ？ 重 力 所 作 的 功 正 向 力 所 作 的 功 (A) 0 0 (B) mgR 0 (C) 0 mgR (D) mgR mgR 15. 一 個容 器 以 絕 熱壁 分 隔 為 X 和 Y 兩 部 份，分 隔 壁 可 無 摩 擦 地 自 由 滑 動。如 圖 所 示 ， X 和 Y 中原 來 是有 相 同 的 壓力 P、 體 積 V、 和 溫 度 T 的理 想 氣體 。 當 X 因 加熱 使 其 溫 度 增 至 3T 後 ， 系 統 重 新達 到 平 衡 態， Y 的 溫 度始 終 保 持 T。 在 上 述 加 熱 過 程 後 的 平 衡 態 中 ，Y 的 壓力 為 何 ？ (A) P (B) 1.5P (C) 2P (D) 3P 16. 某 人用 一 個 鏡 頭為 凸 透 鏡 的照 像 機，為 魚缸 中 的 水藻 拍 照。魚 缸中 盛 滿 了折 射 率 為 4 3 的 水。當 照 相 底 片、透 鏡、和 水 藻 的 相 對 位 置 如 圖 所 示 時，水 藻 在 底 片 上 可 清 晰 成 像。 問 透 鏡 的 焦 距 為 何 ？ (A) 8cm (B) 50 6 cm (C) 110 13 cm (D) 9cm
17. 你 從 容 器 的 邊 緣 向 內 看 ， 調 整 到 頂 部 邊 緣 和 對 邊 底 部 在 同 一 視 線 上 (I)。 已 知 容 器 的 高 度 為H、 寬 度 為 2H。 當 你保 持 在 同 一觀 察 位 置 時， 你 的 朋 友以 折 射 率 為 n 的 透 明 液 體 把 容 器 盛 滿 。 這 時 你 看 到 處 於 位 置A 的 硬 幣(II)。 (I) (II) 問 硬 幣 跟 容 器 邊 緣 的 距 離 x 為 何 ？ (A) 2 1 (1 ) 3 1 H n (B) 2 1 2 (1 ) 3 1 H n (C) 2 1 (1 ) 5 4 H n (D) 2 1 2 (1 ) 5 4 H n 18. 如 圖所 示，兩 個點 電 荷 X 和 Y 固定 於 跟原 點 O 等 距的 兩 端。已 知 X 的 電 荷為 正。當 某 個 負 電 荷 被 置 於 P 處 ， 它不 會 移 動 。 以 下 哪 個 圖 可 正 確 表 示 出 負 電 荷 置 於 P 點之 前 的電 場 線 圖 ？
19. 如 圖所 示 為 一 含兩 個 電 池 、五 個 電 阻 、以 及 一 個 電容 器 的 電 路。
經 過 足 夠 長 的 時 間 後 ， 流 過3Ω 電 阻 之電 流 為 何 ？
(A) 0.1A (B) 0.2A (C) 0.4A (D) 0.8A
20. 下 圖所 示 的 是 各含 螺 線 管 和 LED (發 光二 極 體) 的兩 個 電 路 。 左邊 電 路 的 LED 的 顏 色 是 紅 和 橘，而 右 電 路 的 顏 色 則 是 黃 和 藍。以 所示 的 LED 當 電流 從 左向 右 流 時 會 發 光 ， 而 以 所 示 的 LED 當 電 流 從 右 向 左 流 時 會 發 光 。 磁 鐵 在 線 圈 間 按 O→P→O→Q→O. 的 順 序 左 右移 動 。 假 設當 磁 鐵 在 O 和 P 間 運動 時 ， 只 有左 邊 線 圈 中 有 感 應 電 流 ； 而 當 磁 鐵 在O 和 Q 間 運動 時 ， 只 有右 邊 線 圈 中有 感 應 電 流。 當 磁 鐵 按 O→P→O→Q→O？ 的順 序 移動 時 ， 各 LED 的 發 光 順序 為 何 ？ (A) 紅−橘 −黃 −藍 (B) 橘−紅−藍−黃 (C) 紅 −橘 −藍 −黃 (D) 橘−紅 −黃 −藍
生物
21. 氮 循環 的 反 應 與過 程 是 複 雜的 。 下 列 敘述 是 氮 循 環的 某 些 部 份。 選 項A 至 D 中 ，何 者 包 含 下欄 內 所 有 正確 的 敘 述 ？ ① 人 體 與 植 物 體可 將 大 氣 中的 氮 固 定 形成 含 氮 有 機物 。 ② X 與 Y 是 經由 細 菌 的 分解 過 程 。 ③ Z 是 經 由 細 菌的 脫 氮 作 用亦 即 反 硝 化作 用 。 ④ 植 物 藉 由 吸 收 NH4+和 NO3− ， 參 與 了這 些 離 子 轉化 成 含 氮 有機 分 子 的 過程 。(A) ① ,② (B) ① ,③ (C) ② ,③ (D) ②,④ 22. 下 圖顯 示 視 覺 細 胞 X(實 線)及 Y(虛 線)在視 網 膜 中 的分 布 情 形 。 選 項A 至 D 中 ，何 者 包 含 下欄 內 所 有 正確 的 敘 述 ？ ① X 通 常位 於 視網 膜 的 中 央。 ② X 對 光線 的 敏感 度 少 於 Y。 ③ “a”是 盲 點 所在 的 位 置 。 ④ X Y 的數量 的數量在 夜 行 性 動 物(夜 間 行 動)中較 日 行 性 動物(白 天 活 動)要 高 得 多 。 (A) ① ,② (B) ① ,③ (C) ② ,③ (D) ③,④
23. DNA 是 由 雙 股 組成(I 和 II)，其 中 一 股 可以 在 轉 錄 作用 時 做 為 製 作 mRNA 的 模 板。考 量 有 一 具 有 1000 個鹼 基 對 的 DNA 片 段， 其 鹼 基 的比 例(A+T):(G+C)為 1:4。 下 表 呈 現 股I 和 股 II 的 鹼 基 組 成 ，以 及 利 用 其中 一 股 所 合 成 mRNA 的 鹼 基組 成 。 鹼 基 組 成 (數 量) G A T C U 總 數 DNA 股 I 150 1000 II 500 1000 mRNA ( X ) 150 1000 下 列 敘 述 何 者 錯 誤 ？ (A) X 的 數 值 為 350 (B) 股 I 中 A+G 的數 值 是 550 (C) 股 II 被當 作 合 成 mRNA 的 模板 (D) 在 此片 段 中 ，A、 T 之 間 的氫 鍵 總 數 為 400 24. 下 圖顯 示 人 類 生殖 系 統 中 ，卵 子 生 成 及受 精 卵 早 期的 發 育 過 程。 下 列 敘 述 何 者 錯 誤 ？ (A) W 中附 著了 三 個極 體 。 (B) X 可 產 生助 孕 酮。 (C) 在 Y 中 每 一 個 細胞 的 染 色 體數 均 為 46。 (D) Z 正處 於 囊 胚 期。 25. 密 封的 試 管 中 I–IV 各 有 20 隻 果 蠅，其 中 I 和 II 試 管 用 鋁 箔 紙部 分 遮 蔽 以避 免 照 光 ， 試 管 III 和 IV 則不 遮 蔽 。 試管 中 的 數 字代 表 實 驗 1 和 2 果 蠅 在暴 露 於 紅 光與 藍 光 後 之 分 布 狀 況 。
下 列 與 本 實 驗 相 關 之 敘 述 ， 何 者 錯 誤 ？ (A) 本 實驗 室 在 測 試果 蠅 對 紅 光、 藍 光 以 及重 力 之 反 應。 (B) 試 管 II 和 IV 是作 為 光 線 變化 的 控 制 組 (C) 實 驗 1 呈 現 果 蠅對 重 力 而 非對 紅 光 有 反應 。 (D) 從 實 驗 1 和 2 中 ， 可以 得 到果 蠅 對 藍 光有 反 應 ， 而對 紅 光 無 反應 之 結 論 。 26. 下圖 顯 示 正常 人 體 腿 部中 一 條 靜 脈血 管 及 其 周圍 肌 肉 。 選 項 A 至 D 中， 何 者 包 含 下欄 內 所 有 正確 的 敘 述 ？ ① 在 該 狀 況 下 ，Y 處的 血 壓 較 X 處 為 高。 ② 當 肌 肉 放 鬆 時， 血 液 自 X 流 向 Y。 ③ 當 肌 肉 收 縮 時， 血 液 自 Y 流 向 Z。 (A) ① (B) ② (C) ① ,③ (D) ②,③ 27. 下 圖顯 示，當 動物 曝 露 於 抗 原 X 及 抗 原 Y 後，不 同時 間 點 中，血 液內 抗 體 X’及抗 體 Y’的相對濃度變化。該動物先前未曾接觸過抗原 X 及抗原 Y。
選 項A 至 D 中 ，何 者 包 含 下欄 內 所 有 正確 的 敘 述 ？ ① 無 抗 原 X 時 ， 抗 體 Y’不會在 2t ~ 3t 間產生。 ② 抗 體 Y’在 2t ~ 3t 的迅速增加，是由於記憶細胞攻擊抗原 Y。 ③ 抗 體 X’在 2t ~ 3t 間製造量的增加，是源自抗體 X’及抗體 Y’的共同作用。 (A) ① (B) ② (C) ① ,② (D) ②,③ 28. 下 圖為 染 色 體 的結 構 及 其 濃縮 狀 態 選 項A 至 D 中 ，何 者 包 含 下欄 內 所 有 正確 的 敘 述 ？ ① X 可 在細 胞 週期 中 的 中 期被 觀 察 到 ② Y 是 核小 體 ③ 細 菌 具 有 Z (A) ① (B) ② (C) ① ,② (D) ②,③
29. 下 欄中 說 明 天 擇的 三 個 實 例， 附 圖 則 呈現 天 擇 的 三個 型 態 ① 胡 椒 蛾 的 得 名 ， 來 自 於 其 翅 膀 有 胡 椒 樣 的 色 彩 。 可 能 是 亮 色 或 者 暗 色 ， 只 有 極 少 數 的 個 體 色 彩 界 與 兩 者 之 間 。 ② 典 型 的 知 更 鳥一 次 下 4 個 蛋， 下 更 多蛋 可 能 造 成小 鳥 營 養 不良 ， 而 下 較少 蛋 則 可 能 導 致 沒 有 小 鳥 可 以 養 活 。 ③ 因 為 短 長 頸 鹿族 群 無 法 攝取 高 處 樹 葉來 吃 ， 結 果頸 部 長 度 的分 布 趨 向 於長 頸 。 圖 形 與 解 釋 的 配 對 ， 何 者 正 確 ？
(A) I−① (B) II−② (C) II−① and② (D) III−①and③ 30. 下 圖顯 示 三 種 不同 生 物(I, II, III)， 他 們體 內 典 型 的細 胞 構 造 。
I II III 下 列 敘 述 何 者 正 確 ？ (A) I 中 的 X 常 見 於藍 細 菌 體 內。 (B) I 及 II 均 可 觀 察到 細 胞 壁 。 (C) III 中 的 細 胞 核 被核 膜 所 包 埋。 (D) X 及 Y 中均 可 找到 遺 傳 物 質。 (完)
