101年度學科能力測驗詳解

101 年度學科能力測驗詳解

自然考科

第壹部分：選擇題 一、單選題：

1. 細胞膜的主要成分為脂質，其次為蛋白質、醣類、膽固醇等，但不包含去氧核糖核酸，

故答案選(D)。

2. 甲為細胞壁、乙為紡錘絲、丙為細胞板、丁為染色體、戊為細胞膜，而細胞板出現於有 絲分裂末期，不應出現於有絲分裂後期，故答案選(C)。

3. 子代基因型種類越少，基因多樣性越低，對環境適應能力越差，因疾病而滅絕的可能性 越大，故答案選(A)。

4. 已知病原體為病毒，則(A)病毒可利用寄主細胞合成蛋白質；(B)病毒無法進行有性生殖；

(C)病毒的遺傳物質為 DNA 或 RNA，由題目中無法判別，所以不一定是 DNA；(D)病毒 的遺傳物質不可能同時兼具DNA 及 RNA；(E)病毒獨自存在時不具有任何生命現象，故 答案選(E)。

5. 由圖示可知，乙、丙、丁都為單一食性，均捕食甲，食性相同，故競爭較為激烈，此題 答案選(A)。

6. 戊物種滅絕時，乙、丙、丁被捕食壓力下降，因此族群增大，但乙和戊有共同天敵辛，

丁和戊有共同天敵庚，當戊滅絕後，共同天敵會轉而捕食乙、丁，故最直接快速增長的 物種為丙，故答案選(C)。

7. 根據圖示，甲：高溫且年雨量最低，為沙漠生態系；乙：年均溫接近 30°C，且雨量適中 為落葉闊葉林生態系；丙：年均溫接近30°C，且雨量較多，為熱帶雨林生態系；丁：年 均溫在0°C 以上，但不到 30°C，且雨量適中，為針葉林生態系；戊：年雨量及溫度均偏 低，為苔原生態系，故答案選(D)。

8. 依圖形可知，X 魚種最適合生長的溫度約為 25°C，鹽度約為 20‰；Y 魚種最適合生長的 溫度約為 20°C，鹽度約為 30‰，故 X 物種可在丙、丁養殖池飼養，Y 物種可在甲養殖 池飼養，故答案選(D)。

9. (A)M 天體編號與距離遠近無關；(B)(C)(D)(E)M42 是銀河系內的星雲，M31 則是銀河系 外的另一個星系，故選(D)。

10. 古代觀星者以為「恆星」位置永恆不變，「行星」則在背景恆星當中看起來不斷移動，故 選(D)。

11. (A)隱沒帶附近的地殼較中洋脊老；(B)隱沒帶為海洋地殼潛入大陸地殼處，故地殼密度 不均勻；(C)為聚合性板塊邊緣；(E)地震波會向四面八方傳遞，故選(D)。

12. 山崩是因重力作用造成土石下滑之現象，因此(B)(C)不僅限於順向坡或變質岩區會發 生，只要重力大於該區土石摩擦力的作用即可；(D)風化後的岩石若無重力作用，並不會 發生山崩；(E)工程手段不能完全阻止山崩，故選(A)。

13. 於北半球運動的海水受科氏力影響，其路徑較原行進方向偏右，所以順時鐘運動的海水 將因科氏力之因素使海水向中央集中，故選(E)。

14. 依題目中「穩定海域」可知：下層海水密度大，上層海水密度小，因此上、下層海水對 流少，混合弱，下層海水二氧化碳含量高、溶氧少且溫度低，上層海水營養鹽較少，故 選(D)。

15. 依題意，由於兩地之地面氣壓相同，但北京的地面溫度較高雄低，因此北京的近地面空 氣密度較高雄的近地面空氣密度大，故氣壓變化率較大，因此北京近地面氣壓隨高度上 升或下降的變化率皆比高雄快，故選(E)。

16. 反聖嬰現象發生時，赤道東風增強，將更多溫暖的海水吹離美洲西岸，間接使南美洲西 岸之湧升流增強，導致鄰岸的東太平洋海溫更低。溫暖的海水到了西太平洋地區影響當 地的大氣，將使該處大氣對流活動變旺盛，故選(E)。

17. (丁)有機食品仍為化合物；(戊)石化工業使用的輕油裂解技術，可產生乙烯、丙烯、丁二 烯、芳香烴及裂解汽油，並取代化石燃料的新能源，故答案選(D)。

18. 無水乙醇(C2H5OH)完全燃燒時，反應如下：

0.1 0.1

O H CaCO CO

Ca(OH)

0.1 0.05

Q O 3H 2CO 3O

OH H C

2 3 2

2

2 2 2

5 2

+

→ +

+ +

→ +

由題中可知，當得到 0.10 莫耳的 CaCO3沉澱時，會放出Q 的熱量，且此時的 C2H5OH 為0.05 莫耳。因此可推得 1.0 莫耳的 C2H5OH 可放出 20

05 . 0

1 = (Q)的熱量。故答案選(D)。

19. 若用各選項物質進行(1)～(4)項測試，可得下表：

其中電解質導電性佳，而非電解質則反之，故由上表可得知符合題意者為(B)。

20. 由圖可知反應2H_2(g)+O_2(g)→2H₂O_(g)為放熱反應，N_2(g)+O_2(g) →2NO_(g)為吸熱反應。

故(A)為放熱；(C)為放熱；(D)為放熱；(E)為吸熱。故答案選(B)。

21. 甲物體相同時間內位移大小均相同，故為等速度運動，其加速度為 0 乙物體 5 秒時速度保持一定，此時為等速度運動，其加速度為 0

丙物體 0～6 秒內加速度保持一定，為等加速度運動，其 5 秒時加速度為 0.2 m/s² 故加速度大小：甲 = 乙 < 丙，此題選(A)。

22. 高空彈跳的過程中，力學能具有三種，包括：重力位能、彈力位能及動能，皆會互相轉 換。但阻力產生的熱能會散失掉，無法轉換為其他力學能，故選(E)。

23. 質子與氦原子核之間的靜電力作用，屬於作用力與反作用力，故為等大、反向，且作用 在一直線上，故選(C)。

24. 聲波由空氣傳入水中時，波速變快、頻率不變、波長變大。此外波的能量有損耗，故強 度會變小，且方向會偏折，具有折射現象，故選(B)。

25. 在太空中，為真空狀態，傳熱的方式無法為傳導、對流，僅能以輻射的方式傳熱，故選 (B)。

26. 平行導線之間若電流方向相同，則彼此之間作用力為相吸；平行導線之間若電流方向相 反，則彼此之間作用力為相斥，故選(D)。

27. 設副線圈輸出的電壓為 V 伏特 則6000 3

V =200，故V 400000 4 10= = × ⁵，故選(B)。

NaCl CaCl

C

H

O

Na

CO

KOH

(pH)

中性 中性 中性 弱鹼 鹼

加入

CO

HCl CO

Na_{2 3}+

（白色↓）

HCl CaCO₃+

（白色↓）

葡萄糖 果糖

NaHCO3

（白色↓）

KHCO3(aq)

K2CO3(aq)

加入

NaOH

不反應 Ca(OH)₂+NaCl

（白色↓）

不反應 不反應 不反應

28. 變壓器的主、副線圈的圈數比由 3 : 200 改為 3 : 100，可知副線圈輸出電壓變為原來的1 2 用戶用電的總功率P IV= ，若P 為固定，而電壓 V 變為1

2，可知電流I 變為 2 倍。

傳輸線因熱效應而消耗的電功率P

'

此題選(A)。

二、多選題：

29. (A)複式顯微鏡的接目鏡及接物鏡均為凸透鏡，可聚光且具有放大效果；(B)光源位於載 物臺下方，由下往向上投射，先經過生物切片後才進入接物鏡；(C)觀察生物切片時應先 以低倍鏡觀察，因視野較大，利於尋找物體；(D)將物鏡由 4 倍換到 40 倍，則視野下直 線放大倍率增加 10 倍，但直線距離減為 1

10倍，所以面積減為原來面積的 1

100倍；(E)顯 微鏡放大倍率為接目鏡倍率 × 接物鏡倍率，所以 5 × 40 與 10 × 20 均為 200 倍，兩者 放大倍率相同，故答案選(A)(E)。

30. 由下表可知，(A)這些食物分類地位屬於三個界；(B)香菇屬菌物界，而海帶屬原生生物 界，兩者分屬不同界；(C)酵母菌屬菌物界，而石花菜屬原生生物界，兩者分屬不同界；

(D)鳥巢蕨和玉米皆屬植物界；(E)蕃茄和四季豆皆屬植物界，故答案選(D)(E)。

物種 分類地位 海帶 原生生物界（褐藻）

玉米 植物界（單子葉植物）

鳥巢蕨 植物界（蕨類）

香菇 菌物界（蕈類）

酵母菌 菌物界

蕃茄 植物界（雙子葉植物）

四季豆 植物界（雙子葉植物）

石花菜 原生生物界（紅藻）

31. 沿岸海域有湧升流的地方，會因為湧升流將下層低溫的海水帶至表層的緣故，導致該海 域與鄰近陸地的溫差加大，使白天吹向陸地的海風增強，且因為表層海水溫度低，故溫 暖空氣接觸後易形成霧，故選(A)(B)(D)。

32. 約 40 億年前，地球逐漸冷卻後，質量大的物質往地心移動，造成了地殼、地函、地核的 分層，大氣中的水氣也因地表降溫而凝結成雨，初始大氣與海洋於是形成，故選(A)(C)(E)。

33. (A)陸風與海風的強弱尚需考慮摩擦力、海陸溫差等因素，故陸風未必較強；(B)(D)一天 之中陸地輻射盈餘的最大值約在午後2 至 4 時，故此時海風最強；而陸地輻射虧欠最大 值則在凌晨，故此時陸風較強；(C)海風挾帶水氣，因此相對溼度會增加； (E)平行等壓 線的風向乃是加入科氏力的因素造成，但局部天氣系統中空間尺度小，科氏力影響不大，

主要還是以氣壓梯度力為主，故選(C)(D)。

34. 共價鍵為非金屬元素與非金屬元素間的鍵結。(A)三氧化二鐵中鐵氧間的鍵結為離子鍵

（金屬元素與非金屬元素）；(B)青銅為金屬鍵（金屬元素和金屬元素）；(C)四氧化二氮 中氮氮間為共價鍵（非金屬元素與非金屬元素）；(D)氯化氫為共價鍵（非金屬元素與非 金屬元素）；(E)十八開金（K 金）為金屬鍵（金屬元素和金屬元素），故答案應選(C)(D)。

35. (B)氯化鈉為強電解質，其導電性最好；(C)離子晶體的熔點會高於分子晶體，因此氯化 鈉的熔點會最高；(E)氯化鈉為極性分子，較不易溶於有機溶劑中，故選(A)(D)。

36. (A)咖啡因會促使中樞神經興奮，所以具有提神效果；(B)人體內不具有酵素可分解纖維 素，所以無法消化纖維素；(C)蛋白質為胺基酸的聚合物，為人體中最多的有機物；(D) 寡醣由3～8 個單醣組成，分子量比葡萄糖大，且人體內無酵素可分解寡糖，因此無法被 人體吸收；(E)澱粉為天然聚合物組成的大分子多醣，蔗糖為一分子葡萄糖與一分子果糖 組成的雙醣，非聚合物，故答案選(A)(C)。

37. 各選項反應式如下：

(A)氫氣還原氧化銅：H₂ +CuO→H₂O+Cu (B)一氧化碳在氧中燃燒：2CO+O₂ →2CO₂ (C)一氧化碳還原氧化銅：CO+CuO→Cu+CO₂ (D)銀棒放入硫酸銅溶液：Ag₊CuSO_{4 →}不反應 (E)鋅棒放入硫酸銅溶液：Zn+CuSO₄ → ZnSO₄ +Cu 故可知符合題意者為(A)(E)。

38. 圖中，離子交換樹脂的反應如下：

甲：CaSO_4(aq)+2RNa→CaR₂ +Na₂SO_4(aq) 乙：Na₂SO₄ +2R'OH→R'₂SO₄+2NaOH_{(aq )}

在甲管內，鈣離子會與鈉離子交換。在乙管內，硫酸根離子會與氫氧根離子交換，因此 選項(C)錯誤。當甲管內交換率降低後，可用飽和食鹽水再生（補充鈉離子）；當乙管內 交換率降低後可用濃氫氧化鈉再生（補充氫氧根離子）。故答案應選(B)(D)。

39. 電解碘化鉀溶液實驗中，反應如下：

陽極反應：2I⁻_→I₂₊2e⁻或是3I⁻ _→I₃⁻₊2e⁻ 陰極反應：2H₂O+2e⁻ →H₂+2OH⁻

在陰極附近的溶液為鹼性（加入酚酞會呈現粉紅色），出現的氣泡為 H2。在陽極附近取 溶液與正己烷混合，則會因為互不相溶而出現分層，上層（正己烷）呈紫色，下層因含 I3−，故呈黃褐色。所以答案應選(B)(D)。

40. 同分異構物，是指具有相同分子式的分子。(A)(C)互為同素異形體，非同分異構物；(D) 耐綸為蛋白質聚合物，非純物質；(E)蔗糖與麥芽糖的分子式皆為 C12H22O11，兩者都是同 分異構物。故答案應選(B)(E)。

41. (D)此為液晶電視的顯像原理，電漿電視的原理則不同，類似日光燈的原理。

(E)此為映像管電視的顯像原理。

42. (A)(C)(E)選項中光源均為單一頻率，故為單色光，不會有色散現象。此題選(B)(D)。

43. 光在空氣與水兩種介質間折射時，光線與法線的夾角均為空氣 > 水。故路徑丙、己均正 確。此題選(C)(E)。

三、綜合題：

44. 此題可由兩種方式得知：

1° 圖中 Y 段 DNA 旋轉 360°，包含 10 對鹼基對，共有 20 個含氮鹼基。

2° 直接從圖中可算出有 10 對鹼基對，共有 20 個含氮鹼基，故答案選(E)。

45. 此題可由兩種方式求得：

1° 假設 A 與 T 以 x 個氫鍵配對，C 與 G 以 y 個氫鍵配對，從題目可知 2x + 3y = 13 (13 3 )

2

x

y

⇒ = ，而5’−AACGGTCGCATCGGTCATGC−3’，共 8 組 A = T

配對及 12 組 C≡ G 配對，所以總氫鍵數 = 12 52 2

) 3 13

8×( −

y

y

。

2° 核酸的鹼基配對中，A 與 T 以兩個氫鍵配對，C 與 G 以三個氫鍵配對，題目序列中包 含 4 個 A、4 個 T、6 個 C 及 6 個 G，共 8 組 A= T配對，12組C≡ G配對，含8 2 12 3 52× + × = 個氫鍵，故此題答案選(D)。

46. X 光會被大氣吸收，故 X 光望遠鏡需放置於太空中，而為了躲避高能粒子對 X 光望遠鏡 所造成的雜訊影響，也必須遠離范艾倫輻射帶，故選(E)。

47. 由題意得知：

²¹⁰₈₄Po質量數為210，質子數 = 電子數 = 84，因此中子數 = 210 − 84 = 126。

²²⁶₈₈Ra質量數為226，質子數 = 電子數 = 88，因此中子數 = 226 − 88 = 138。

(A)兩元素的中子數相差 138 − 126 = 12；(B)(C)質子數（電子數）相差 88 − 84 = 4；而釙 和鐳皆為放射性元素，釙會放出α 射線，鐳會放出 α 射線和 γ 射線。答案應選(C)。

48. 有關各項技術與原理之對應：

(1) 超音波（超聲波）⇒ 其原理為聲波的反射與透射，故為乙 (2) 內視鏡⇒ 其原理為光的全反射，故為丁

(3) 放射線⇒ 其原理為原子核衰變，故為甲

(4) 特定波長的 X 光⇒ 其原理為原子由高能態躍遷至低能態而輻射出電磁波，故為丙 此題選(C)。

第貳部分：

49. 依圖示可判斷出植物細胞置於甲溶液後較為膨脹，所以甲溶液為低張溶液，置於乙溶液 後無明顯變化，所以乙溶液為等張溶液，置於丙溶液後原生質萎縮，所以丙溶液為高張 溶液，故三蔗糖溶液濃度為：丙 > 乙 > 甲；(A)植物細胞置於濃度最低的甲溶液中，細 胞外水分滲入植物細胞多，故膨壓最大；(B)置於乙溶液中無明顯變化，代表進入細胞的 水分與滲出細胞的水分相等，維持動態平衡；(C)置於丙溶液中，水分滲出細胞過多，表 示丙溶液濃度最高；(D)在甲溶液中，因進入細胞中的水分增加，促使細胞內溶質濃度降 低，滲透壓變小；(E)在丙溶液中，細胞內的水分不斷滲出，使細胞膜與細胞壁分離產生 質離現象，膨壓為零；故答案選(A)(D)。

50. 已知此短日照植物的臨界黑暗為 8 小時，故只要連續黑夜達到或長於 8 小時，此植物均 可開花，且需注意選項中圖形24 時之後是接續下一日的 0 時，而(A)黑暗期為連續 9 小 時；(B)黑暗期為連續 14 小時；(C)黑暗期為連續 10 小時；(D)(E)黑暗期被中斷，皆未滿 8 小時，故答案選(A)(B)(C)。

51. 根據題目附圖可知活化後的細胞中，粗糙內質網有增生的現象，判斷出此細胞將要開始 製造蛋白質，因B 細胞活化後將製造抗體（成分為蛋白質），所以描述的應該是B 細胞，

而(A)描述的為非專一性防禦中的肥大細胞；(B)免疫細胞無法釋放出血小板；(C)抗體為 蛋白質；(D)(E)所述皆為 T 細胞，故答案選(C)。

52. 與抗 A 抗體凝集的為 A 型，與抗 B 抗體凝集的為 B 型，與抗 A 及抗 B 抗體均凝集的為 AB 型，與抗 A 及抗 B 抗體均不凝集的為 O 型，與抗 Rh 抗體凝集的代表 Rh⁺，與抗Rh 抗體不凝集的代表Rh⁻，所以乙為O 型、丙為 A 型、丁為 AB 型，故答案選(D)。

53. 由圖形可知，甲物質可擴散出微血管進入鲍氏囊，而尿素、鈉離子、葡萄糖皆可從腎小 球濾出；乙物質不可擴散出鲍氏囊，而血球不會從腎小球濾除，故答案選(B)。

54. (A)舊金山的最低氣溫已達露點，故較易形成雲霧；(B)大西洋城露點為 18°C，高於舊金 山的 12°C，故大西洋城單位體積的空氣含水量比舊金山多；(C)(E)七月是北半球夏季，

氣候主要受海洋高壓影響；(D)大西洋城位於其盛行風東南風之迎風面，氣候易受其影 響，故選(A)(D)。

55. 依題意：

L

r

L

T

L

r T

2 4 4

2 4

2 4 3

L r T r 10

=100= =( ) ( )

L r T r 6 10×

織女星 織女星 織女星 織女星

太陽 太陽 太陽 太陽

3 2 4

6 10 r 10 ( )

10 r

⇒ × × = ^織女星

太陽

6 . 10 3

10 ) 10 6 . 3 ( r

r

8

7 ⋅ =

= ×

⇒

太陽

織女星 ，故選(B)。

56. 聲納探測使用的原理是聲波的反射，故選(A)(E)。

57. 依題幹描述，二氧化碳進出大氣的途徑主要透過成岩作用、火山作用及化學風化作用，

與(A)(D)(E)無關，(B)屬於風化作用；(C)屬於成岩作用，故選(B)(C)。

58. 現今全球暖化之主因，乃是大氣中的二氧化碳在工業革命後，大量使用石化燃料而快速 增加之故，石化燃料則來自於地層中的生物化石，故選(E)。

59. 甲原子的最外兩主層的電子數均為 2，可知甲電子於電子殼層排列為(2,2)，故可知甲元 素為Be，答案應選(D)。

60. (A)(B)已知甲原子為 Be，由題意可推得乙原子之電子於電子殼層排列為(2,6)，故知乙元 素為O，電子數 = 8，是 6A 族元素；(C)(D)(E)由甲和乙組成的化合物為 BeO，屬於離子 化合物，故答案應選(E)。

61. 倍比定律為：當兩種元素形成兩種或兩種以上的化合物時，固定這些化合物中的某一元 素質量，則另外一種元素的質量可形成簡單整數比。依倍比定律知(A)為單一元素，而 (C)(D)(E)皆為不同元素所形成的化合物，故答案選(B)。

62. 由下圖及題目敘述中無法推得此反應中過量的強鹼水溶液一定為氫氧化鈉，也可能為其 他的鹼性液體，故選項(C)為錯誤。

63. 由下圖可推測出當 5mL 的乙溶液與過量的強鹼水反應後，溫度約為 3°C，再由此推測 3°C 時與過量強鹼水反應的溶液甲約為3mL。故答案選(C)。

64. 由圖中可知甲乙兩球到最後均為等速度運動，故所受合力為 0，即重力 = 空氣阻力 因空氣阻力F= −kv，F 之大小與 v 成正比，而最後的速度乙球 > 甲球⇒ 空氣阻力：乙 球 > 甲球⇒ 重力：乙球 > 甲球⇒ m₂ >m₁

原來高度兩者相同，但過程中乙球速度均大於甲球，故乙球先抵達地面。此題選(B)。

65. F mg 0.2 10

F kv k 0.2

v v 10

− ×

= − ⇒ = = = = （公斤╱秒），故選(B)。

66. 棒球的運動為斜向拋射，故落地前其水平方向速度v 為等速度，故_x v_x− t 圖為：

67. 跳遠時在空中的運動為斜向拋射，僅受重力作用，故為等加速度運動（加速度均等於 gK

） 因空氣阻力可忽略，故落地前的瞬間速率 = 躍起時的瞬間速率，此題選(B)(E)。

68. 此題甲、乙兩容器的氣體混合時，不限定為絕熱或等溫的條件，依題目敘述僅可知混合 前後氣體分子數保持相等。

即N₁+N₂ = N

1 1 2 2

1 2

P V P V PV

kT + kT = kT ，即 ^{1 1 2 2}

1 2

P V P V PV T + T = T 3.0 20 6.0 40 P 60

300 300 420

× + × = × ⇒ =^{P 7.0}(atm)，故選(E)。