100 年地球科學學科能力測驗試卷
__________年__________班 學號__________姓名__________
總 分
第壹部分
一、單選題
1 大氣演化
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 。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 1 章第 2 節 探索地球歷史
2 板塊構造
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 。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 5 章第 4 節 臺灣的地貌與地殼變動
3 行星公轉
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 。
出 處：（龍騰版）地球與環境（上）第 1 章第 2 節 探索時序的根源之延伸閱讀
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
戊 20 10
4 恆星顏色
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？
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 2 章第 2 節 從地球看星空
（龍騰版）地球與環境（上）第 5 章第 2 節 星光的奧秘
5 接收能量
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。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 2 章第 2 節 從地球看星空
（龍騰版）地球與環境（上）第 5 章第 2 節 星光的奧秘
表一
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表 一 。依據上述資料回答 6～7 題 。
6 相對溼度
哪一個城市的相對溼度最高？ (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁 (E)戊 。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 4 章第 1 節 大氣的運動
（龍騰版）地球與環境（上）第 3 章第 2 節 多變的天氣
7 絕對溼度
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 。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 4 章第 1 節 大氣的運動
（龍騰版）地球與環境（上）第 3 章第 2 節 多變的天氣
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 風向
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 。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 6 章第 1 節 氣象災害
9 焚風
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 。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 6 章第 1 節 氣象災害
二、多選題
10 地殼組成
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 。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 3 章第 3 節 固體地球的結構；第 5 章第 2 節 板塊構 造運動
11 海水鹽度
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 。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 3 章第 2 節 海洋的結構
三 、 綜 合題
請閱讀下列短文後，回答第12～14 題
科技的進步，大幅改善人類的生活，但也過度耗費了物質和能量，造成空氣污染，嚴重危害環境 。 由於地球的資源是有限的，因此人類如何生活才能永續發展，成為大家必須面對的課題 。其中維護環 境、開發能源與能源的有效利用，是當今全球各國共同的問題，也是現代科技面臨的重大挑戰 。
在開發能源方面，各國努力尋找再生能源 。許多國家以酒精為生質能源，而全球生質酒精生產國如 巴西與美國，主要是以甘蔗、玉米等糧食作物為原料，分別從蔗糖和澱粉中提煉酒精，技術上雖已成熟，
但總有不經濟、不環保，以及爭奪糧食的質疑 。近年來，各國科學家積極開發使用農業廢棄物如玉米 稈、稻稈等為原料的研發方向，主要利用廢棄莖稈的纖維素、半纖維素等成分，提煉出木糖或葡萄糖，
經純化過程，皆可製成純度相當高的纖維酒精 。
科學家也積極研發能源有效利用的技術，例如抽蓄水力發電，就是利用離峰時間的多餘電力，將水 抽蓄至較高處的方式，以儲存能量，再供尖峰時間使用 。我國明潭抽蓄水力發電廠以日月潭為上池，以 水里溪河谷為下池，利用兩池之間約 400 公尺的水面落差，進行抽蓄水力發電，供應臺灣尖峰電力需求，
由於下池蓄水量極為豐沛，上下池水面落差可視為定值 。水力發電機組的總容量為 200 萬瓩（2×109 瓦），是世界上巨型抽蓄水力發電廠之一 。
12 化石燃料
下列哪些氣體是因發展石化工業或汽機車太多而造成空氣中的主要污染物？（應選 2 項）
(A) H2 (B)H2S (C)SO2 (D)NO2 (E)NH3。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 8 章第 2 節 減少環境破壞
13 能源資源
使用「生質能源」，將有可能減緩下列哪些環境問題 ？（應選 2 項） (A)水質優養化 (B)土石流 (C)溫室效應 (D)地層下陷 (E)酸雨 。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 8 章第 2 節 減少環境破壞
14 再生能源
下列哪些選項為臺灣已經作為商業使用的再生能源？（應選 2 項） (A) 核能發電 (B) 潮汐發電 (C) 風力發電 (D) 海流發電 (E) 水力發電 。
出 處：（龍騰版）地球與環境（下）第 6 章第 2 節 礦產資源
第貳部分
請閱讀下列短文後，回答第 15～ 16 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 。
15 古氣候記錄
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 。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 7 章第 1 節 氣候變化
16 淺海相生物
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 (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。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 7 章第 1 節 氣候變化
17 空氣塊抬升 絕熱膨脹
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℃。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 4 章第 1 節 大氣的運動
18 漫射
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 。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 2 章第 1 節 從太空看地球
19 地轉風
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 。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 4 章第 1 節 大氣的運動
（龍騰版）地球與環境（上）第 3 章第 2 節 多變的天氣
請閱讀下列短文後，回答第 20 ～ 23 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 。
20 宇宙射線
上文提及的輻射線與光波中，哪一種不以光速傳播？ (A)可見光 (B)宇宙射線 (C)紫外線 (D)紅外線 (E)無線電波 。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 2 章第 1 節 從太空看地球
21 光速
當地球距離火星約為 6×107 公里時，精神號探測車將火星表面影像利用無線電波傳回地球，則 地 球上的科學家須等待多久後才能收到訊 號？ (A)2 分鐘 (B)20 分鐘 (C)2 秒 (D)20 秒
(E)200 秒 。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 2 章第 1 節 從太空看地球
22 大氣層
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 (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。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 2 章第 1 節 從太空看地球
23 大氣壓力
取地球表面重力加速度的量值為 9.8 公尺 / 秒 2，大氣壓力在 0℃ 時為 760 公釐水銀柱高 。當火星 表面溫度接近 0℃ 時，以托里切利實驗裝置測量火星表面的大氣壓力，則水銀柱高出水銀槽表面 的高度約為若干？ (A)760 公釐 (B)380 公釐 (C)11 公釐 (D)4.6 公釐 (E)1.8 公釐 。
出 處：（龍騰版）基礎地球科學（全）第 3 章第 1 節 大氣的結構
答 案
1.E 2.E 3.A 4.B 5.D 6.C 7.A 8.C 9.D 10.AD 11. BD 12.CD 13.CE 14.CE 15. ABD 16.AD 17.B 18.C 19.E 20.B 21.E 22.B 23.C
解 析
1.目前研究認為地球上最早出現行光合作用，產生氧氣的生物是藍綠菌 。
2.臺灣位於菲律賓海板塊與歐亞板塊聚合交會處，故東部外海與南部外海有海溝分布；地 震、地層下陷與砂 岩沉積則不是聚合型板塊邊界所獨有的特徵，故無法當作證據；臺灣 本島之玄武岩則分布稀少、零星，並 不能當作板塊邊界的證據 。
3.地球公轉軌道非正圓形，7 月時位於遠日點，故公轉速度較慢，故歷時較久 。
4.本題於 98 年學測時也有類似題目，心宿二為恆星，因中心核融合產生之熱輻射發光，故 顏色代表表面溫 度；火星是圍繞太陽運轉之行星，經由反射陽光，而被我們觀察到，紅 色火星是表面氧化鐵（赤鐵礦）之 顏色 。
5.電子感光晶片藉由增加曝光時間獲得更多星光能量，因此增加 40 分鐘可使星光增亮 40 倍，約相當於 4個 星等的亮度，故拍攝的最暗星等可以再加 4個星等 。
6.露點溫度越接近氣溫者，代表相對溼度越高，水氣越容易飽和 。 7.露點溫度可反映實際水氣含量，因此露點溫度越高，水氣含量越多 。
8.依颱風之地面氣流判斷，甲、乙兩地風向向外海，丙、丁、戊則是風向往陸地方向吹 送，但丁處為岩岸地 區海岸陡峭，戊則在背風區，風勢較弱；故丙較可能產生海水往陸 地倒灌之天然災害。
9.戊在背風區，空氣在背風區下沉，因體積減小而增溫，易發生焚風 。
10.BC 大陸地殼為花岡岩組成，屬於火成岩類，E 風化岩屑為沉積物，需經成岩作用才會形 成沉積岩 。 11.本題為 98 年學測題之類題，僅圖表題修改為文字敘述；表層海水鹽度與蒸發量及降雨量 有關；蒸發量越
大、降雨量越少，則鹽度越高 。
12.石油中的硫化物經燃燒後產生SO2，汽機車引擎高溫燃燒產生的氮氧化合物，是主要的空 氣污染源 。 13.生質能源藉由植物光合作用消耗二氧化碳，轉換太陽能產生能源，以不增加地表碳負荷 為前提，所以可以
減緩溫室效應，同時減少燃燒石油產品產生之SO2，故可減緩酸雨現 象 。
14.核能不屬於再生資源；潮汐發電與海流發電僅屬研究階段，目前尚未商業化運轉 。 15.花粉、樹輪與冰芯皆可記錄陸地環境之變化 。珊瑚與有孔蟲則是海洋生物 。
16.鍶元素含量較高表示當時溫度較低；珊瑚對於環境變化非常敏感，故分布在熱帶溫暖乾 淨的淺海中，不可 能露出海面生長 。
17.水氣未飽和時，其遞減率為 10℃ / km，飽和時則為 5℃ / km，雲底高度代表水氣開始凝 結，所以 0～ 2000m 時，空氣的溫度遞減率為 10℃ / km，2000 公尺以上則為 5℃ / km， 故氣溫等於 26 － 2×10 － 1×5
＝ 1℃。
18.地球大氣的漫射作用，使天空非常明亮，故大氣分子越多，漫射作用越強，天空越明 亮 。水星沒大氣，
火星大氣含量很低；故水星與月球類似，火星天空則較地球暗 。
19.高空沒有摩擦力為地轉風，風向與等壓線平行，且向氣壓梯度力右方偏轉 90 度，故知等 壓線為南北方向
排列，且高壓於西側；題目已說明等壓線型態不變，地面風因有地面摩 擦力的影響，風向則與等壓線斜交 約 20 度，並偏向低壓側 。
20.宇宙射線為來自地球之外的高能粒子，多為質子與 α 粒子，不以光速傳遞 。 21.
7 5
6 10 3 10
＝200(s)。
22.大部分的隕石進入大氣層時因摩擦生熱已燃燒殆盡，少部分殘骸落入地面時，體積與質 量皆已縮小，故造成的破壞較小 。
23.火星上大氣壓力僅有地球的 0.006 倍，故相當於地球表面 760×0.006=4.56mm 之水銀柱高的壓力，但因火
星表面重力加速度僅有地球的 0.4 倍，所以在火星上要達到相同之壓力，則其水銀柱必須增加2.5倍(
1 0.4 )高 度4.56mm×2.5=11.4mm。
