112-學測-自然
中等
臺灣北部對「西北颱」特別敏感,因其常帶來嚴重的災害。「西北颱」係指颱風從臺灣東方海面向西北方行進,中心通過基隆與彭佳嶼之間的海面(如圖1)。下列選項,哪些最有可能是颱風經過前後在基隆及彭佳嶼測得的風向?(應選2項)
圖2代表某星球現今氣候與未來氣候的溫度機率分布,有一種農作物在該星球上可生存的溫度區間為甲至乙,比較該星球現今氣候與未來氣候的溫度機率分布,下列敘述何者錯誤? image.png
新聞曾報導在地球南極大陸發現來自火星的隕石,科學家何以推測該隕石來自火星?
海岸邊突然來個大浪將岸上的釣客或遊客捲入海中,這種大浪俗稱「瘋狗浪」。報載2013年11月9日強烈颱風海燕穿過菲律賓,在南海西部向越南挺進。當日臺灣北部天氣良好,無風無雨。某社區大學學員前往新北市貢寮區鼻頭角地質公園海濱從事戶外教學,地質公園海濱突然出現5公尺高的「瘋狗浪」,參觀海岸地形的遊客,遭大浪捲入海中。此次「瘋狗浪」最有可能是由哪種因素所造成的?
圖3為臺灣四個潮位站在7月26日至7月28日三天中的海水面高度紀錄,海水面高度均以基隆的海平面作為基準點。若潮汐為影響港灣汙染物擴散之主因,根據這四個紀錄判斷,以下敘述哪些正確?(應選2項) image.png
乾、溼球溫度計可用來測量空氣溼度。若甲地測得的乾、溼球溫度皆為30℃,而乙地乾、溼球溫度皆為20℃。下列敘述哪些正確?(應選2項)
表1為臺北氣象站2010年各月份的總降雨量、降雨日數(含雨跡日數)及雨跡日數統計表,雨跡代表當天降水量小於0.1 mm。下列敘述何者正確? image.png
開放大洋的海表面鹽度分布與緯度有關,原因是受不同緯度的降水與蒸發結果所致。試問海面鹽度高的緯度與下列哪些大氣現象所在之處有關?(應選3項)
全球主要有三大地震帶,臺灣位於其中的「環太平洋地震帶」上。下列有關此地震帶的敘述何者正確?
題組 10-11 (4分)
胡瓜嵌紋病毒(CMV)可使其宿主釋放特殊的氣味,吸引CMV的主要傳播媒介(蚜蟲)。CMV可感染多種作物,例如菸草。它是RNA病毒,會產生5種蛋白質,其中2b基因具有抑制植物抗病毒的能力,也能抑制宿主對抗蚜蟲。當具2b之CMV感染後,植物體上的蚜蟲會產生更多的後代,並有較高的存活率。
某研究做CMV感染試驗後,測量植株上的蚜蟲產子數和病毒量。下列哪一個結果圖最能顯示:「2b的存在有助CMV存活於植物體」?(橫軸的試驗處理:H—未受CMV感染、CMV—受正常2b基因CMV感染,及CMV-2b—受已失去2b基因CMV感染。縱軸的相對數或量已轉換為0~1間之數值。)
下列哪些現象具有專一性,可用來確定作物已被 CMV 感染?(應選 2 項)
巴博(Svante Paabo)因發現了已滅絕人族成員之基因體(DNA之集合)並探討現代人(Homo sapiensHomo~sapiens)之演化歷程,獲得2022年諾貝爾生理—醫學獎。從尼安德塔人的化石中,他先發現了粒線體DNA,定序了第一個百萬個核苷酸和第一版的核基因體序列。稍後,又發現一個新的人族成員-丹尼索瓦人(Denisovan),並且組裝其基因體序列。他的這些研究開發了全新而完整的材料,並開創了新的科學方法,為嶄新的古基因體學研究注入動力,以探索人族的演化過程。有關探討人類演化之科學進展,下列哪些正確?(應選3項)
取石蓮為材料欲觀察葉片保衛細胞之形態,下列玻片製作法何者最佳?
比較大腸桿菌和酵母菌的細胞,下列何者是它們共同擁有的結構?
某物種生殖母細胞雙套染色體數為12,下列何者正確?
「在地球上的生物經演化過程而形成目前的生物多樣性」,依此意涵下列敘述哪些正確?(應選2項)
經由探討病毒的構造和功能之後,假如分類學者同意擴大以細胞為基礎的林奈分類系統,以容納病毒,則下列哪些建議應屬合理?(應選2項)
科學家篩到了兩個突變株(甲和乙),其果實皆較野生型小。下列有關證實甲和乙突變為同一基因的敘述,何者正確?
酸鹼指示劑會在特定pH值範圍發生顏色轉變,常用酸鹼指示劑的變色範圍和其顏色如表2所示。 image.png 下列有關酸鹼指示劑的敘述,何者正確?
文強在不同溫度下測定 KNOX3\ce{KNO_3}KCl\ce{KCl} 對水的溶解度(克/100克水),他將數據記錄於表3,並據以繪製圖4表達溶解度與溫度的關係。 image.png 下列關於此實驗的結論及其後續實驗的敘述,何者正確?
硫能夠以兩種不同的固態形式穩定存在,分別是斜方硫與單斜硫。小智對此很感興趣,找出了硫的相圖(如圖5)。依據該圖,下列敘述哪些正確?(應選3項) image.png
光化學煙霧是由氮氧化物(NOXX\ce{NO_X})與揮發性碳氫化合物等污染物質,經紫外線照射後,由不同的反應所產生的懸浮微粒以及對流層中的臭氧,屬於大氣中的二次污染物,圖6為其中的部分過程。此外,臭氧經紫外線照射後,可分解成氧原子與氧分子。下列相關敘述何者錯誤image.png
圖7是某分子的結構式,W、X、Y、Z代表四種不同的原子,已知此分子是組成蛋白質的基本單元之一。下列敘述哪些正確?(應選3項) image.png
硝酸銨(NHX4NOX3\ce{NH_4NO_3})因含氮量高,常被用來製造化肥,但長期使用會導致土壤酸化。2020年發生於黎巴嫩貝魯特港的硝酸銨爆炸事件,是因為在高溫條件下,硝酸銨會進行激烈的反應,產生水蒸氣、氮氣以及氧氣所致。下列有關硝酸銨的敘述哪些正確?(應選3項)
題組 25-26 (4分)
貼有甲、乙、丙、丁標籤的四個相同真空密閉容器,其中,甲、丁之間有一個關閉的氣閥相連,並分別於四個容器內置入5.4克M金屬粉末。接著,曉諭將不同質量的氧氣分別通入上述四個容器內,在適當的條件下與M反應,產生相同的氧化物。待反應完全後,分別測量每個容器內所生成的質量,結果如表4: image.png
已知 M\ce{M} 的原子量介於 20203030 amu之間,且 xx 為整數,則下列敘述,哪些正確?(應選2項)
待以上四個容器反應完成後,曉諭打開連接甲、丁二容器的氣閥(氣閥的體積與質量可忽略不計),使氣體可以自由流動進行第二次反應,二次反應完成後,容器的溫度與氣閥開啟前相同,則下列二次反應完成後容器的敘述,何者正確?
某生欲探究同族的X元素與Y元素的週期規律性,設計了以下的實驗:先在圖8中的過濾瓶中置入少許二氧化錳,由薊頭漏斗加水,使水位略高於薊頭漏斗的長管底部,然後由薊頭漏斗慢慢倒入含有Y與氫組成的過Y化氫水溶液,將產生的氣體導入圖8中裝有X與氫組成的X化氫水溶液的燒杯中會產生淡黃色粉末。下列有關此實驗的敘述哪些正確?(應選3項)image.png
一群學生討論物理學發展史,初步整理出下列甲~己等6項資料的敘述。
甲:湯姆森經由實驗發現電子的存在。
乙:拉塞福提出原子的正電荷集中在核心、電子分布在核外圍的原子模型。
丙:首先發現載有電流的導線會在其周圍產生磁場的是厄斯特。
丁:首先推論光是電磁波的是赫茲。
戊:首先由實驗發現電磁感應現象的是法拉第。
己:首先提出能量具有量子化特性的是愛因斯坦。
在上述各項敘述中,正確的為下列何者?
COVID-19 疫情於 2019 年底爆發後,為防止疫情擴散,在初步辨認是否感染病毒時,會先以額溫槍測量額頭溫度;若有確診情形,則會將較嚴重的患者隔離於負壓病房以便診療,並避免病毒隨空氣外洩。關於上述的防疫措施,下列敘述哪些正確?(應選 3 項)
題組 30-31 (4分)
實驗上常利用 X\ce{X} 光來測定原子結構。一晶體內部的原子排列如圖9下方的放大圖所示,相鄰兩原子層的間距為 ddX\ce{X} 光束射向該晶體後,經兩層原子反射的兩道光波,會有路徑差 2L2L 而發生干涉,這與可見光通過雙狹縫的干涉類似。image.png
經兩層原子反射後的 XX 光波在屏幕上疊加後,因建設性干涉會在屏幕上出現點狀圖樣,如圖9所示。若以米(m)為長度單位,則最適合用來檢測該晶體的 XX 光,其波長的數量級接近下列何者?
關於可見光與粒子的雙狹縫干涉,下列敘述哪些正確?(應選2項)
甲生為了利用都卜勒效應測量血流的速率,使一發射器 EE 發出頻率 ff 很高的聲波,斜向入射到血管中。聲波在被隨著血液流動的紅血球反射後,傳播到靜置於血管兩側的接收器 R1R_1R2R_2,其中 R1R_1 與發射器在血管同側,而 R2R_2 在血管另一側,如圖10所示。若以 f1f_1f2f_2 分別代表 R1R_1R2R_2 測得的反射波頻率,則下列關係式,何者正確?image.png
在落體實驗中將半徑相同、質量為1 g、4 g、9 g的三個球,從離地同一高度處由靜止落下,測得各球下落的速率 vvt>50st > 50s 後均趨於穩定,其比值為 1:2:31:2:3,如圖 11 所示。若空氣施予各球的阻力與浮力的合力,其量值 FF 與下落速率 vv 的關係可近似為 F=αvβF=\alpha v^{\beta},其中常數 α\alphaβ\beta 均與球的質量無關,則依據圖示資料,β\beta 最接近下列何者?image.png
下列甲~戊為 5 個與能源有關的敘述:
甲:核能發電廠利用核分裂發電後,反應爐內的原子總質量會比發電前少
乙:發電廠利用核分裂發電時,鈾235燃料的全部質量都可轉換為熱能而用以發電
丙:以變壓器供電的電器,即使關機,只要變壓器接在插座上而通有電流就會耗電
丁:在相同車型與行駛條件下,兩車各載一人與一車載兩人的燃油消耗相同
戊:相同耗電功率的LED燈與白熾燈泡,其發光與照明的效能一定相同
在上述5項敘述中,正確的為下列何者?
圖 12 左邊的絕熱汽缸系統(含活塞)充有理想氣體,活塞與缸壁無摩擦;右邊的理想彈簧系統只能沿其中心軸伸縮,其底端固定,頂端連接一塊平板。在外力只有重力下,兩系統靜止豎立處於平衡狀態,頂端的高度都為 hh。今將重物甲和乙分別靜置於汽缸與彈簧系統的頂端後,兩系統開始振盪,最終活塞停在高度 hh',而彈簧則持續振盪,其頂端可達到的最大高度為 hh''。下列關於以上三個高度的敘述哪些正確?(應選2項)image.png
如圖13所示,甲與乙為兩個完全相同的圓盤型永久磁鐵,其 NN 極與 SS 極各自均勻分布在圓盤的上方或下方其中一個表面,但其質量分布並不均勻。甲固定於水平桌面上,乙在磁力與重力作用下斜靠在兩根直桿上,與甲分開。當達靜止平衡時,乙向左傾斜,在鉛直方向其左半邊受到的磁力比右半邊的為大,而其中心圓孔的邊緣壓在豎立的兩直桿上,則下列敘述何者正確?image.png
題組 37-40 (10分)
煤主要作為燃料,在2020年提供了全球超過 1/3 的電力,但煤的使用會破壞環境,是造成氣候變化最大的人為二氧化碳(COX2\ce{CO_2})來源。為了實現巴黎協定將全球暖化控制在 2℃ 以下的目標,從 2020 年到 2030 年,煤的使用量需要減半。利用水力以取代燃煤來發電,是很多國家降低 COX2\ce{CO_2} 排放量所採取的對策之一。 假設你被要求提出一個水力發電廠的規畫案,目標是要使它一年可達成的 COX2\ce{CO_2} 減排量 MM109 kg10^9~kg。已知水庫供水與下游水道排水都無問題,每部發電機提供電能的功率設定為 P1=109 WP_1=10^9~W,水庫水面與發電機進水口的水位落差為 h=100 mh=100~m;當水庫的水在到達發電機進水口時,每單位質量所具有的動能為 uwu_w。表5列出的甲~己(括弧內為其符號)為規劃時需要考慮的一些參數。image.png
依設計,預定的水位落差 hh100 m100~m,若取重力加速度 g=10 m/s2g=10~m/s^2,則約為多少 J/kgJ/kg
為了確保每部發電機都能提供預定的發電功率 P1P_1 ,需要確定表 5 中哪些參數的數值?
為了估計採用水力發電以取代燃煤發電時,其所發每單位的電能可減少的 COX2\ce{CO_2} 排放量,需要取得表 5 中哪些參數的數值?
E1E_1 代表每部水力發電機在一年(365=365天)的期間內可提供的電能,並依題幹所述以 MM 代表所有 NN 部水力發電機一年可達成的 COX2\ce{CO_2} 減排量。考慮依上述規格設計出來的水力發電廠,試回答以下問題。
(a)利用數值常數、與表5中定義的參數符號,以數學式表示每部發電機一年可提供的總電能(2分)。

(b)利用與表5中定義的參數符號,以數學式表示整個水力發電廠一年可達成的減排量。(2分)
題組 41-44 (8分)
找尋其他適合居住的星球是科幻小說的經典題材。以目前地球科技,前往太陽系外仍然困難,而在太陽系內,相較於距離地球較近的月球或金星,火星最可能成為地球之外人類長期居住的星體。表6為火星與地球的數據比較。image.png
如果火星成為太空移民的目標,基於已知事實,下列何者正確?
在地球觀察 25.3 光年外天琴座的織女星,顏色為藍白色。試問若在火星觀察織女星,其顏色應該最接近下列何者?
與地球相比,下列有關火星的敘述,何者正確?
觀測地點
觀測目標性質地球火星
織女星絕對星等0.58 0.58 (填入 >><<==
原因:
題組 45-47 (7分)
乳糖與酪蛋白是牛乳中製作乳酪所需的重要成分。加入特定的微生物於牛乳中,靜置一段時間發酵,待微生物將乳糖轉化形成乳酸。在這個過程中,溫度、熟成時間和其他微量添加物(例如食鹽)都會影響乳酪的口感和味道。隨著發酵過程乳酸濃度的上升,酪蛋白會逐漸凝聚析出形成固體,是乳酪的主要成分,殘留在溶液中的蛋白質則統稱為乳清蛋白,經過加工以高蛋白營養品出售。
市售牛乳的 pH 為 6.66.6,而乳酪的凝聚過程始於 pH 5.35.3。試問市售牛乳的氫離子濃度改變多少後,乳酪會開始凝聚?(log2=0.30\log{2} = 0.30
下列關於乳酪製作過程的敘述,哪些正確?(應選 2 項)
小花根據以上發酵反應的資訊,提出了乳糖發酵的反應式(式1),並測試表8中各種不同的發酵條件對乳酪製作的影響。 image.png (a)若依照小花的預期,乳糖在水溶液中發酵生成乳酸的化學反應式為何?(各物質須以分子式表示,並以最簡係數平衡)(2分) (b)若小花想知道熟成時間對乳酪製作的影響,應該挑選表8中哪三組條件下做出的乳酪來作比較? (請按照 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛 順序填寫)(1分)
說明你的根據為何。(1分)
題組 48-50 (8分)
孟德爾的分離律和獨立分配律為遺傳學立下基石,支撐了達爾文的天擇理論,解釋了族群的遺傳現象。摩根證實了基因位於染色體上,並加以定位。這三位學者成就了現代的演化理論的發展。
孟德爾於 1865 年提出的種子形狀雜交實驗顯示:圓滑種子:皺縮種子之比為 5474:18505474:1850(約 2.96:12.96:1),下列哪些是此結果與分離律之期望值有落差的原因?(應選 3 項)
下列延伸孟德爾遺傳模式的敘述,哪些正確?(應選 3 項)
小明家之族譜詳細記載家族罹患顯性遺傳性多囊性腎臟病之成員。依此,他繪得某一支系的四個世代(I~Ⅳ)罹病分布圖,如圖 14。圖中 I-1 為女性患者,I-2 為正常男性,並且以 AA 及 aa 對應顯性及隱性同型合子。 image.png (a)族譜所缺漏的III-5成員在罹病分布圖應為何種圖形? (輸入 黑色圓形、白色圓形、黑色方形 或是 白色方形 )(1分)
(b)圖14中哪一對父母及其所有子女之罹病分布,可以恰好正確地表現孟德爾遺傳模式中的體染色體之遺傳方式?(1分)
說明為何為體染色體遺傳的原因?(2分)
題組 51-54 (10分)
自工業革命於 1760 年在英國開始後,人類對於化石燃料(煤和石油)的使用滿足了經濟發展和產業革命的需求,然而這些化石燃料的燃燒,也使空氣中的二氧化碳節節上升,如圖 15(a) 所示。除了二氧化碳之外,人類對化石燃料的運用也在環境中留下許多痕跡,鉛元素便是其中一個例子。圖 15(b) 是英國某湖泊岩心(岩芯)中 1700 年以來的鉛濃度變化,圖 15(c) 則是 1700 年以來,該岩心中的鉛-206與鉛-207的比例 (X206X22206Pb/X207X22207Pb\ce{^206Pb/^207Pb}) 變化。煤和石油有著不同的鉛同位素訊號,如英國地區煤的X206X22206Pb/X207X22207Pb\ce{^206Pb/^207Pb}比例為 1.1861.186,石油的 X206X22206Pb/X207X22207Pb\ce{^206Pb/^207Pb} 比例為 1.0671.067,分析岩心中鉛濃度以及鉛同位素比例,便能推測該地過去化石燃料的使用情形。鉛-206及鉛-207是鉛元素常見的穩定同位素,來源可能是岩石、地下水、煤或石油,同時也可能從鈾元素衰變而來。鈾-238具有天然放射性,其質子數為 92,中子數為 146,會歷經衰變過程,轉變成穩定的鉛-206原子,如下式(2)所示。image.png
放射性同位素的衰變有衰變 α\alpha、衰變 β\beta 及衰變 γ\gamma 等三種,這三種衰變方式發出的放射線分別為 α\alpha 射線、β\beta 射線及 γ\gamma 射線。α\alpha 射線就是氦-4(X24X2224He\ce{^4_2He})的原子核,β\beta 射線就是具有高能量的電子,而 γ\gamma 射線就是波長極短的電磁波。依據式(2)所示鈾-238(X92238X2922238U\ce{^238_92U})衰變為鉛-206(X82206X2822206Pb\ce{^206_82Pb})的過程,下列關於鈾與鉈同位素放射衰變的敘述,哪些正確?(應選2項)
放射性同位素的衰變與基本交互作用有關。在有些不穩定的原子核中,部分的質子與中子所組成的小集團會脫離其他質子與中子的束縛而離開原子核;而在另一些原子核中,個別的質子或中子則可發生衰變而分別放出微中子或反微中子。試問在式(2)所示鈾-238(X92238X2922238U\ce{^238_92U})衰變為鈾-234(X92234X2922234U\ce{^234_92U})的3個階段中,涉及強作用與弱作用的衰變各為何?(2分)
涉及強作用的衰變 :
涉及弱作用的衰變 :
根據圖 15,下列何者正確?
工業革命的一大突破就是大量使用蒸氣機作為運輸動力,從圖 15 的數據分析,可以推論此地運輸業的蒸汽機應在何時開始大量使用煤作為燃料?推論依據為何?
題組 55-60 (12分)
抗生素廣泛使用的結果會使抗藥性細菌增加,以致現有的抗生素不再有效,如何研發有效的新抗生素,是個熱門的課題。2022 年的諾貝爾化學獎頒給了三位從事點擊反應(click reactions)相關研究的學者,此類反應具有高效率產生化學鍵結的特性,若在生物分子上使用,可以使其便於與其他分子連接而產生新的應用。點擊反應便可以幫助化學家針對天然的抗生素進行修飾,或者直接用於合成新類型的分子,以開發新型抗生素來應對細菌抗藥性的問題。 在某新抗生素的研究中,發現X與Y兩種細菌可生存在人體腸道中的相同部位。若能製造抑制對方生長的化合物,即可爭奪有限的空間與資源,對自身族群的生存即有很大的助益。科學家針對144個志願者所提供的檢體,偵測X與Y存在與否的人數,數據如表9所示。 image.png
依據表9,細菌X與Y之間的關係最可能是下列何者?
下列哪一個試驗的設計(縱軸所施的劑量大小)最可以模擬「抗生素廣泛被使用的結果」,而得以測量細菌是否產生抗藥性或其抗藥性的程度?
廣泛使用抗生素使抗藥性細菌增加的演化力為何?
科學家成功的找到了一種新的抗生素−路鄧素(LugduninLugdunin,CX40HX62NX8OX6S\ce{C_40H_62N_8O_6S}),其結構如圖16所示。已知細菌合成路鄧素的方式,首先是串接常見的生物分子單體,形成鏈狀分子後,再將兩端相連成環狀分子。串接路鄧素的生物分子單體可形成哪一種重要有機物質? image.png
根據文獻報導,路鄧素可使金黃葡萄球菌無法合成新的DNA、無法合成RNA、無法製造蛋白質,也無法製造細胞壁的前驅物,同時抑制了細菌四個主要生理代謝的途徑。下列有關DNA、RNA、蛋白質與細胞壁等物質的敘述,哪些正確?(應選3項)
科學家同時測試了路鄧素與另一種利用點擊反應開發出來的新型抗生素T作為比較,發現路鄧素與T對細菌S的最低抑菌濃度分別為 2.0μg/mL2.0 μg/mL1.5×106M1.5\times10^{-6}M。若以莫耳濃度比較,則以何種抗生素處理細菌S,所需的濃度較低? 抗生素(路鄧素的莫耳質量為 782g/mol782g/mol,需寫出計算過程)