2013 年第十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
1. 下列哪一項的數目最大？ (A) 在尺寸為 3 公尺×3 公尺×3 公尺的教室 內所含有的空氣分子數目。 (B) 1 公升裝滿水的瓶子內所含的水分子 數目。 (C) 你從出生至現在的呼吸總次數。 (D) 宇宙由誕生至現在的秒數。 2. 為甚麼月球總是同一面對著地球？那是因 為… (A) (B) (C) (D) 3. 一個不透明半徑為 R 的半球體置放在水平 的平面上如下圖。 在通過接觸點的鉛垂線上，一個點光源S 置放於半球體上方3R/4 處。一種折射率為 4/3 的透明液體充滿了平面上方，使得半球 體恰好被液體覆蓋。在地平面上的黑影面 積為 (A) 49R2/ 9 (B) 49R2/16 (C) R2 (D) 4 R 2 4. 兩個圓形導體線圈 F 與 G 置放在同一平面 上並且在一條載流直導線的兩側如下圖。R
S 3R/4如果導線中電流量值減小，兩線圈中的感 應電流將是 (A) F 中為順時針且 G 中為順時針 (B) F 中為逆時針而 G 中為順時針 (C) F 中為順時針而 G 中為逆時針 (D) F 中為逆時針且 G 中為逆時針 5. 一莫耳真實氣體狀態方程式，可以凡得瓦 爾方程式描述。其中壓力p，體積 V 與 絕對溫度 T ，
2 a p V b RT V 其中a
的量值為 單位是 kg-m5-s-2-mol-2，b
的量值為 單位是 m3-mol-1，而R = 8.31 J-K-1-mol-1 是氣體常數。如果該氣體盛裝在 一個體積為1 m3的剛硬容器中，該氣體可 以降溫到達的最低的絕對溫度(K)為 (A) α (1- β ) / 8.31 (B) (1- β) / 8.31 (C) α / 8.31 (D) 零 6. 放射性元素的原子核會衰變至其他不同元 素的原子核，其衰變速率與放射性元素的 原子核數目成正比。若放射性的 X 元素衰 變至另一放射性 Y 元素，然後再衰變為穩 定的(非放射性) Z 元素。現在有一個純 X 元素的樣品，若以N(Y)表示 Y 原子核的數 目，在長久時間的衰變過程中，N(Y)會隨 時間(t)變化，下列哪一個圖可以表示其變化 關係？ (A) (B) (C) (D) 7. 考量六個電阻連接如下圖。注意到兩邊端 點是短路的。另一電路元件包含了一個6V 理想電池與一個理想電流計，可以跨接於 F G I電阻之間的任意兩個不同黑點處。 通過電流計可能的最小電流值為 (A) 0.29 A (B) 1.15 A (C) 1.17 A (D) 1.41 A 8. 一天早上把玩一透鏡時，麗塔發現如果她 使透鏡位於正對窗戶的牆壁之前 0.120 m 處，她可以在牆上看見窗外景物的倒立清 晰成像。當晚她以一張卡片遮住一亮燈， 卡片上刺有一個直徑為 0.005 m 的小孔。 將透鏡置放在卡片與牆之間，她可調整到 牆上有一個直徑為 0.020 m 的清晰成像， 卡片與牆的距離為何？ (A) 0.450 m (B) 0.750 m (C) 0.600 m (D) 0.300 m 9. 等量 0°C 的冰，盛放於 P、Q 與 R 三容器， 置放於恆溫環境之中。每一個容器中放入 相同的加熱器。容器P、Q 與 R 的加熱器電 壓依序分別為100V、200V 與 300V。容器 Q 內的冰，需時 20 分鐘完全融化。容器 R 內的冰，需時 4 分鐘完全融化。假設任意 時刻每個容器整體耗熱為均勻，下列何者 正確？ (A) 容器 P 內的冰(約)需時 80 分鐘完全融 化 (B) 容器 P 內的冰(約)需時 100 分鐘完全融 化 (C) 容器 P 內的冰(約)需時 132 分鐘完全融 化 (D) 以所給的加熱功率，容器 P 內的冰不 可能完全融化 10. 下圖中玻璃瓶的半球體底部的直徑為 0.20 m。瓶高為 0.25m。瓶中裝滿滿的 2.5 公升 (1 公升= 10-3 m3) 的水並且以玻璃蓋封住。 水施於瓶子曲面的鉛垂力之量值約為何？ (取重力加速度 g 為 10 ms-2). (A) 0 N (B) 78.5 N (C) 53.5 N (D) 25.0 N 11. 某一元素的原子具有 7 個電子，在基態時， 電子可填至1s、2s 和 2p 軌域。下列為四種 不同的電子排列方式。 0.25 m 0.20 m
下列何者是正確的？ (A) 圖 4 和圖 2 是正確的 (B) 僅有圖 2 是正確的 (C) 僅有圖 1 是正確的 (D) 圖 3 和圖 4 是正確的 12. 一支玻璃管連接兩個氣瓶，一個氣瓶填充 常溫、常壓(NTP)的 HCl 氣體，另一個氣瓶 也填充了常溫、常壓(NTP)的 NH3氣體。X 和Y 為相距 2.00 公尺的氣體閥門。當此兩 氣體閥門關閉時，可防止氣體洩漏至玻璃 管內，當同時打開X 和 Y 的氣體閥門後， 首先會在玻璃管內X 和 Y 間的某一 P 點， 產生白色的煙霧，則P 點與 X 的氣體閥門 間的距離大約是多少？ (A) 1.00 m (B) 1.19 m (C) 0.81 m (D) 0.62 m 13. 在不同壓力(p)下，在 m 克的活性碳上可以 物理吸附x 克的氖氣，用下列哪一個圖可以 正確表示其關係？ (A) (B) (C) (D) x/m 180 K p 190 K 190 K 180 K x/m p x/m 190 K 180 K p 2p 2s 1s Fig 2 2p 2s 1s Fig 1
2
X Y HCl gas at NTP 2.00 m NH3 gas at NTP 190 K 180 K p x/m 2p 2s 1s Fig 4 2p 2s 1s Fig 314. 在導電滴定實驗中，以 0.1 M MgSO4溶液 滴定0.1 M Ba(OH)2溶液，在滴定過程中， 持續測量其混合溶液的導電度，則混合溶 液的導電度隨滴入 MgSO4溶液的體積變 化，下列哪一個圖可表示其變化？ (A) (B) (C) (D) 15. 物質 S 的相圖 (壓力對溫度)如下。 考量下列有關物質S 的敘述： (i) 在點 1，固態 S 可自然轉換為氣態 S 但不可轉換為液態S。 (ii) 在點 2，液態 S 可與氣態 S 達成平衡。 (iii) 在點 3，液態 S 可開始沸騰為氣態 S。 (iv) 在點 4，S 是液態。 對於物質S 下列何者正確？
(A) 敘述 (ii) 與 (iv) 為正確。 (B) 敘述 (i) 與 (ii) 為正確。 (C) 敘述 (i) 與 (iii) 為正確。 (D) 敘述 (iii) 與 (iv) 為正確。 16. 在製藥工業中，阿司匹靈(aspirin)的化學分 析包含下列反應 3 2 2
5Br (aq) BrO (aq)+6H (aq)
3Br (aq) 3H O( ) － － 液體 此分析反應中，若在某一瞬間Br2的生成速 率為0.25 莫耳·秒−1，則Br−的消耗速率是多 少(以 莫耳·秒−1表示)？ (A) 0.50 (B) 0.42 (C) 0.15 (D) 0.83 導電度 MgSO 體積 導電度 MgSO4 體積 導電度 MgSO4 體積 MgSO4 體積 導電度 -100 0 100 400 800 1200 p (tor r) T (C)
1
2
3
4
17. 下列各分子中化學鍵的鍵能順序何者正 確？ (A) 未電鍍的鐵管在生銹時，水被氧化； 在電鍍時，鐵當作陽極。 (B) 未電鍍的鐵管在生銹時，氧被還原； 在電鍍時，鐵當作陰極。 (C) 未電鍍的鐵管在生銹時，鐵被氧化； 在電鍍時，鎂被電鍍在陽極上。 (D) 未電鍍的鐵管在生銹時，鐵被還原； 在電鍍時，鎂被電鍍在陰極上。 18. HCl(酸)和 NaOH(鹼)在水(H2O)中解離，其 反應為： HClH+Cl NaOHNa+OH 而其中和反應為：H + OH N O2 若以液態氨(NH3)為溶劑，NH4Cl 和 KNH2 進行類似反應，則下列哪一個敘述是正確 的？ (i) NH4Cl 當作酸；KNH2當作鹼。 (ii) NH4Cl 當作鹼；KNH2當作酸。 (iii) NH4+與NH2−的反應是中和反應 (iv) K+與 Cl−的反應是中和反應 下列哪一個敘述是正確的？ (A) (i) 和 (iii)
(B) (ii) 和 (iii) (C) (i) 和 (iv) (D) (ii) 和 (iv) 19. 在 室 溫 下 ， PbBr2 的 溶 度 積(Ksp) 為 6.3×10−6。若將50 毫升 0.02 M Pb(NO 3)2與 50 毫升 0.01 M CaBr2，下列哪一個敘述是 正確的？ (A) 會產生 PbBr2沉殿，而多餘的Br─留在 溶液中 (B) 會產生 Ca(NO3)2沉澱 (C) 會產生 PbBr2沉殿，而多餘的Pb+留在 溶液中 (D) 無沉澱物產生 20. 考慮 NH3、PH3和AsH3三種分子，下列哪 一個敘述是不正確的？ (A) 皆具有一對未共用的價層電子. (B) 皆是極性分子 (C) 每個分子皆含有三個鍵 (D) 皆是平面三角形的分子 21. 核酸可為雙股(ds)或單股(ss)，下表為四件 核酸樣本中鹼基的組成。 鹼基數量(%) A T G C U 樣本1 40 40 10 10 0 樣本2 10 40 40 10 0 樣本3 40 0 40 10 10 樣本4 40 0 20 10 30 根據上表資料，試推論樣本1,2,3,4 依序分 別為
(A) 1:dsDNA, 2:ssDNA, 3:ssRNA, 4:ssRNA (B) 1:dsDNA, 2:ssRNA, 3:dsDNA, 4:ssDNA (C) 1:ssDNA, 2:dsDNA, 3:ssRNA, 4:dsRNA (D) 1:dsDNA, 2:ssRNA, 3:ssDNA, 4:ssDNA 22. 附圖的家族譜系圖，來自一對表親結婚所
組成的家庭，其中方格代表男性，圓圈代
表女性，該家庭會表現出一種罕見的與 X
個體1,2,3)中，個體 3 會表現出該性狀，並 與一位家族以外的個體 4 結婚，而個體 4 不是該性狀的帶因者。 請思考下列有關該性狀的敍述： (i) 該性狀為隱性 (ii) 該性狀為顯性 (iii) 女兒(個體 2) 是帶因者的機率為 0 (iv) 女兒(個體 2) 是帶因者的機率為 1 (v) 個體 3 與個體 4 的兒子會表現出該性 狀的機率為0 (vi) 個體 3 與個體 4 的兒子會表現出該性 狀的機率為0.5 以上敘述哪些正確？ (A) (i), (iii) and (vi) (B) (i), (iv) and (v) (C) (ii), (iii) and (vi) (D) (ii), (iv) and (v)
23. 下方流程圖為調控甲狀腺素(T3 及 T4)分泌 之負回饋調節過程。該項分泌對調節哺乳 類動物之基礎代謝率而言十分重要，圖 中”+” 及”-“依序分別代表正回饋及負回 饋。 研究後得知三種會導致生病的情形，分別 為 (x) 腦垂腺無法製造 TSH。(y) 甲狀腺 無法製造 T3 及 T4。(z) 下視丘無法分泌 TRH。將下表中 A 欄所代表的激素水平與 B 欄中的致病原因進行配對。 A 欄 (i) 低 TRH, 低 TSH, 低 T3 與 T4 (ii) 高 TRH, 高 TSH 低 T3 與 T4 (iii) 高 TRH, 低 TSH 低 T3 與 T4 B 欄 (x) 腦垂腺前葉無法製造 TSH (y) 甲狀腺無法製造 T3 及 T4 (z) 下視丘無法分泌 TRH 下列何者為針對上表內容之正確配對？ (A) (i) ̶ (x) ; (ii) ̶ (y) ; (iii) ̶ (z)
(B) (i) ̶ (z) ; (ii) ̶ (y) ; (iii) ̶ (x) (C) (i) ̶ (y) ; (ii) ̶ (x) ; (iii) ̶ (z) (D) (i) ̶ (z) ; (ii) ̶ (x) ; (iii) ̶ (y)
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24. DNA 分子以半保留方式進行複製，每一單 股均被用以合成一個新的DNA 分子。一個 DNA 分子的兩股可利用正常的14N 或其同 位素15N 進行標記。某實驗中，一個 DNA 分子的其中一股以14N 作標記，另一股則以 15N 進行標記 (雜合 DNA 分子)，該雜合 DNA 分子在後續的複製過程中都在14N 的 基質中進行。此雜合DNA 分子在進行四次 複製後，帶有15N 標記的雜合雙股 DNA 分 子，在所有雙股DNA 分子中，所占之比例 為何？ (A) 1/4 (B) 1/8 (C) 1/16 (D) 1/32 25. 生活在乾旱地區的仙人掌，其光合作用中 CO2 的同化過程發生在兩個時期，第一時 期發生在晚上，CO2 被吸收及固定，並以 蘋果酸的形式儲存在液胞內，第二時期發 生在白天，蘋果酸被移到葉綠體進行去羧 基作用，釋出的CO2 被二磷酸核酮糖羧化 酶(RuBP carboxylase)再一次固定，其主要 的理由為； (A) 仙人掌的二磷酸核酮糖羧化酶作用時 需要光 (B) 仙人掌白天時氣孔關閉，所以可以提 供二磷酸核酮糖羧化酶作用的 CO2 很少 (C) 仙人掌只有在蘋果酸提供的酸性 pH 值下才可以固定CO2 (D) 仙人掌的葉綠體對 CO2 是不能滲透 的，對蘋果酸則是可以滲透的 26. 達爾文(Charles Darwin)觀察到幼苗朝光的 方向生長，他稱此為向光性。在一個實驗 中，兩個光源照向每一幼苗，光源用黃圈 表示，如下圖。大黃圈表示其光照強度為 小黃圈的兩倍。 以上哪些反應可被觀察到？ (A) 只有 (iv) (B) 只有 (ii) (C) (i) 和 (iii) (D) (i) 和 (iv) 27. 在真核細胞中，粒線體以及葉綠體被認為 是起源自內共生現象(endosymbiosis)，一個 生物體將另一個吞入時，兩者都持續存 在，並且都獲得利益。下列哪一項觀察可 以支持此一學說？ (A) 這些胞器與其他細胞隔間交換代謝產物 (B) 這些胞器有能力可以在細胞外獨立存在 (C) 這些胞器有其各自的遺傳物質 (D) 這些胞器以 ATP 的型式提供細胞能量 28. 人類免疫缺陷病毒(HIV) 會導致 AIDS。 HIV 會感染可促進抗體製造之 T 型淋巴 (i) (ii) (iii) (iv)
球。下圖為不同時期，未經治療之AIDS 病 患體內HIV 濃度、T 型淋巴球細胞濃度及 可對抗HIV 抗體的濃度。 上圖中標示為(i),(ii),(iii) 的三條曲線，依序 分別代表 (A) HIV, T 型淋巴球, 抗體 (B) T 型淋巴球, HIV, 抗體 (C) T 型淋巴球, 抗體, HIV (D) 抗體, T 型淋巴球, HIV 29. 若有一個虛擬的族群，所有成員都可以獲 得充分的食物，也可根據其生理潛能進行 生殖，在此狀況下，下列哪一曲線最能呈 現此族群的成長曲線?(population size: 族 群大小，number of generations；世代數) (A) (B) (C) (D) 30. 氨、尿素、尿酸具有毒性。蛋白質及核酸 在分解時會產生含氮廢物，此含氮廢物必 須被排出體外。氨的毒性最高，在水中的 溶解度也最高。尿素的毒性及溶解度次於 氨，尿酸則毒性最低且溶解度低。青蛙以 及蝌蚪的含氮廢物應該是: (A) 蝌蚪為尿素、青蛙為氨 (B) 蝌蚪為氨、青蛙為尿素 (C) 蝌蚪及青蛙都為尿素 (D) 蝌蚪為尿酸、青蛙為尿素 0 5 10 0 500 1000 1500 2000 Po pula tio n size Number of generations 0 5 10 0 500 1000 1500 2000 Po pula tio n size Number of generations 0 5 10 0 500 1000 1500 2000 Po pula tio n size Number of generations 0 5 10 0 500 1000 1500 2000 Population size Number of generations
