100學測試題地球科學-解析

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第壹部分:

一、單選題

說明︰第1 題至第 9 題,選項中只有一個是最適當的答案。 1. 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   (E) 藍綠菌的出現 【答  案】 (E)     【概念中心】地球大氣的演變氧氣 【命題出處】南一版基礎地球科學(全) 1-3 地球的歷史; 99南一版基礎地球科學(上) 2-1 地球環境的演變歷史 【試題解析】目前發現最早的原核細胞化石為藍綠菌構成的疊層石,是38億年前形成。藍綠菌被 生物學家認為是將大氣組成逐漸改變為高濃度氧氣的主要貢獻者。牠可以進行光合 作用,產生氧氣,因此是早期地球大氣中氧氣的供應者。氧化鐵(縞狀鐵礦)是到 了二十多億年前,氧氣大量增加之後,海水中的鐵離子就氧化為溶解度低的三氧化 二鐵及四氧化三鐵而沉積下來。 2. 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)     【概念中心】臺灣位於聚合型板塊邊界的證據 【命題出處】南一版基礎地球科學(全) 6-2 板塊運動; 99南一版基礎地球科學(上) 7-3 板塊運動 【試題解析】聚合型板塊邊界是兩板塊相向運動,互相聚攏。臺灣地區是位於菲律賓海板塊與歐 亞板塊的交界處,在臺灣東部外海,菲律賓海板塊由琉球海溝處隱沒入歐亞板塊之 下,而南部外海是歐亞板塊隱沒入菲律賓海板塊之下,歐亞板塊由馬尼拉海溝處隱 入菲律賓海板塊之下。 3. 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 【答  案】 (A)     1

學科能力測驗

地 球 科 學

試題解析

100

學年度

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【概念中心】地球的公轉速度 【命題出處】南一版基礎地球科學(全) 2-2 觀察星空; 99南一版基礎地球科學(上) 3-2 觀察星空 【試題解析】春分與秋分之間相隔幾天有兩種計算法。第一種計算是由3 月21日往後推算,經 4 月、5 月…到 9 月23日,有 186 天,因此平均公轉角速度為/天。所以第一種計算 的平均公轉角速度慢,可以推論出在7 月時,地球公轉速率比在 1 月時慢。另外, 已知地球繞太陽的軌道為橢圓,而太陽是位於橢圓兩個焦點之一。地球軌道上有一 點離太陽最近,稱為近日點,有一點離太陽最遠,稱為遠日點。它們分別位於軌道 長軸的兩端。地球於每年1 月初經過近日點, 7 月初經過遠日點。由克卜勒行星第 二定律,得知在遠日點地球公轉速率比近日點公轉速率慢。 4. 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? 【答  案】 (B)     【概念中心】恆星與行星的顏色 【命題出處】南一版基礎地球科學(全) 3-1 地球所處的太空環境、 3-2 有組織的太陽系; 99南一版基礎地球科學(上) 3-1 認識星空 【試題解析】天蝎座的心宿二為恆星,其顏色呈紅色,其成因是與表面溫度有關,因為呈色與恆 星的表溫有關;而火星也呈紅色,是因表面化學組成有關,因火星表面含氧化鐵而 呈紅色。 5. 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)     【概念中心】視星等 【命題出處】南一版基礎地球科學(全) 2-1 認識星空; 99南一版基礎地球科學(上) 3-1 認識星空 【試題解析】該望遠鏡的電子感光晶片對光的接收量與時間呈線性關係,因此曝光時間增長為40 分鐘,可拍攝到比原來暗40倍的恆星,而亮度比原來暗40倍,則星等值增加 4 等( 每差一星等值亮度差 2.512 倍),所以該望遠鏡可以拍攝到最暗的恆星為+24等。 6 . 、 7 . 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 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 城市 氣溫(℃) 露點(℃) 甲 35 32 乙 34 30 丙 30 29 丁 20 14

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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右表。依據 上述資料回答6. 、7. 題。 6. 哪一個城市的相對溼度最高? (A) 甲   (B) 乙   (C) 丙   (D) 丁   (E) 戊 7. 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】6.(C)  7.(A)     【概念中心】相對溼度 【命題出處】南一版基礎地球科學(全) 5-1 大氣變化與水循環; 99南一版基礎地球科學(上) 5-2 大氣變化與水循環 【試題解析】6. 相對溼度的定義為  ×   100  %,而飽和水氣壓與氣溫有關,氣溫愈高,飽和 水氣壓愈大;實際水氣與露點的高低有關,露點愈高實際水氣壓愈大;又知相 對溼度是指接近飽和的程度,氣溫與露點兩者相差愈小,則愈接近飽和,相對 溼度就愈大,因此,丙城市相對溼度最高。 7. 單位空氣中所含的水氣,即為實際水氣量(壓),其與露點的高低有關,若露 點(相對溼度達100 %時的溫度)愈高,則實際水氣量愈多。 8. 、 9. 題為題組 右圖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8. 、 9. 題。 8. 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 9. 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 【答  案】8.(C)  9.(D)     【概念中心】8. 暴潮  9. 焚風 【命題出處】8. 南一版基礎地球科學(全) 7-1 颱風; 99南一版基礎地球科學(上) 6-2 洋流、波浪與潮汐 9. 南一版基礎地球科學(全) 7-1 颱風; 99南一版基礎地球科學(上) 8-1 氣象災害 3

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【試題解析】8. 颱風的近地面環流為逆時鐘方向旋入,如右 圖所示為甲、乙、丙、丁各海岸的風向( 箭矢的方向),圖中丙的風向幾乎與海岸 垂直,可以將大浪捲起的海水得以源源不 絕地翻越上岸,容易發生海水倒灌(暴潮 )。 9. 颱風的近地面環流呈逆時鐘方向,如圖所 示,當颱風中心正由西岸中部的乙點附近 出海,則中心北側吹東風,南側吹西風, 氣流會翻越中央山脈,背風面戊地點(臺 東)少雨,易發生焚風。

二、多選題

說明︰共2 題,答錯不倒扣。 10. 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)    【概念中心】岩石的分類 【命題出處】南一版基礎地球科學(全) 4-3 固體地球的結構; 99南一版基礎地球科學(上) 7-1 固體地球內部的分層結構和組成 【試題解析】(A) 花岡岩經變質作用會形成花岡片麻岩,是一種變質岩; (B) 組成大陸地殼的主 要岩石為火成岩,其為花岡岩質岩石; (C) 中洋脊的海洋地殼,主要是由玄武岩質 岩石組成;(D) 正確; (E) 火成岩受到風化作用後,會成為沉積物,而沉積物經成 岩作用才成為沉積岩。 11. 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)    【概念中心】影響海水表面鹽度的因素 【命題出處】南一版基礎地球科學(全) 4-2 海洋的結構; 99南一版基礎地球科學(上) 6-1 海水的組成與結構 【試題解析】鹽度受到年平均蒸發量及降水量、河水注入、極區海水的凍結或融化等影響。蒸發 量高於降水量時,鹽度升高;反之,則降低。極區海水結冰時,會析出鹽分使周邊 海水鹽度上升,反之,則降低。河水注入稀釋海水,會使鹽度降低。由下圖可知影 響表面海水鹽度的主要因素為降水量與海水蒸發量。

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▲ 海面上蒸發量與降水量隨緯度變化的情形 ▲海水鹽度隨緯度變化的情形

第貳部分

說明︰第 12. 題至第 17. 題,共 6 題,答錯不倒扣。 請閱讀下列短文後,回答第 12. 、 13. 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。 12. 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 13. 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 5

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(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】 12.(A)(B)(D)  13.(A)(D)   【概念中心】 12. 研究古環境的材料  13. 古氣候 【命題出處】 12. 南一版基礎地球科學(全) 9-1 從地球歷史看氣候變遷及其影響; 99南一版基礎地球科學(上) 9-1 地球歷史上的氣候變化 13. 南一版基礎地球科學(全) 9-1 從地球歷史看氣候變遷及其影響; 99南一版基礎地球科學(上) 9-1 地球歷史上的氣候變化 【試題解析】 12. 上文已指出,海洋沉積物中的有孔蟲、珊瑚分布在南北半球的溫、熱帶海洋, 所以珊瑚、有孔蟲是提供海洋上的古環境紀錄,而花粉、樹輪、冰芯則為提供 陸地上的古環境紀錄。 13.(A)(B) 上文已指出,海水溫度每升高 1  ℃,則珊瑚骨骼中的鍶元素含量減少 0.8 %。且題目指出, 1 萬 2 千年前某地珊瑚骨骼鍶元素多 1.6 %,則可知鍶 元素增加=2 倍,因此 1 萬 2 千年前的海溫較現今低 2  ℃; (C) 上文已指出, 珊瑚生於溫、熱海洋,且溫度在18~30 ℃的淺海中,不是遍布在每一個角落; (D) 珊瑚年平均成長速率為2 cm,收集到 2 公尺的珊瑚骨骼,則可提供= 100 年間的古氣候資料; (E) 上文指出,珊瑚主要生長於僅十幾公尺深的海中,縱 使一千年後也不可能生長高出海平面數公尺。 14. 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)    【概念中心】雲頂的溫度 【命題出處】南一版地球與環境(上)10-2成雲致雨 【試題解析】右圖的示意圖為積雲,已知水氣飽和的氣溫遞減率 為5 ℃/ km ,水氣未飽和的氣溫遞減率為 10 ℃ / km ;設該地上空3000公尺高處的雲中溫度為 T , 則T = 26 ℃ -   ×   10 ℃ -   ×   5  ℃= 26 ℃ - 20℃ - 5  ℃= 1 ℃。 15. 右圖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

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【答  案】 (C)    【概念中心】類地行星的大氣狀況 【命題出處】南一版地球與環境(上) 6-1 地面天文觀測 【試題解析】水星表面沒有大氣與月球一樣,見到的天空與月球一樣;而火星表面大氣(主要是 二氧化碳)很稀薄,所以在白天時,火星所見到的天空比水星亮。 16. 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)    【概念中心】近地風 【命題出處】南一版基礎地球科學(全) 5-1 大氣變化與水循環; 99南一版基礎地球科學(上) 5-2 大氣變化與水循環 【試題解析】如下圖 ( 一 ) 所示,在北半球某地高空的地轉風是吹北風。其中 G 為氣壓梯度力, Co 為科氏力,兩力平衡。如下圖 ( 二 ) 所示,其 R 為摩擦力, Co′ 為科氏力, G 為氣壓梯度力,三力平衡,風向切穿等壓線指向低壓中心,地面風最可能吹北北西 風。    圖 ()              圖 () 請閱讀下列短文後,回答第 17 . 題   人們對宇宙的探索,主要是靠觀察星光。因為真空中的光速是每秒三十萬公里,我們所觀 察到的其實都是在稍早時間的天體的形象。除了光波外,來自外太空的輻射線還包括紫外線, 以及由高速的帶電粒子所組成的宇宙射線等。對於較接近我們的太陽系中的星體,科學家們也 曾發射一些偵測器,以作更近距離的觀察。 例如,美國 航太總署所發射的精神號探測車,在 2004年初降落於火星的古希柏 (Gusev )隕石坑。這個隕石坑直徑約 200 公里;而地球上常見的隕石坑直徑則約為20公尺到 1 公里。火星是太陽系中的行星,其表面的大氣壓力及重力加速度大約分別是地球對應值的 0.006 和 0.4 倍。精神號的裝備類似於地質探勘機器人,主要是利用立體攝影機和紅外線攝影 機拍攝火星的地形影像,再以無線電波傳回地球。 17. 下列何種撞擊原因,最可能造成火星與地球上的隕石坑直徑差別? (A) 地球表面各處均較火星表面堅硬,受撞擊形成的坑洞較小 (B) 地球的大氣密度較大,隕石通過大氣層時,因摩擦燃燒損失較多質量 (C) 地球的重力場較大,造成隕石通過大氣層的時間較久,因摩擦燃燒損失較多質量 (D) 地球有磁場,會使隕石加速落下,隕石通過大氣層時,因摩擦燃燒損失較多質量 7

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(E) 地球有電離層,會使隕石加速落下,隕石通過大氣層時,因摩擦燃燒損失較多質量 【答  案】 (B)   【概念中心】隕石坑大小與撞擊的關係 【命題出處】南一版基礎地球科學(全) 3-2 有組織的太陽系; 99南一版基礎地球科學(上 ) 4-2 有組織的太陽系 【試題解析】上文指出火星的大氣壓力是地球的 0.006 倍,比地球小很多,因此火星大氣稀薄, 而隕石坑是隕石落入表面(地球或火星)撞擊所致,若隕石經過的大氣層較厚,則 摩擦燃燒損失較多質量,落入表面的坑洞就較小,因此火星隕石坑會比地球大。

數據

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參考文獻