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學科能力測驗
自然考科考試說明
—
111 學年度起適用—
中 華 民 國
108 年 9 月
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學科能力測驗自然考科考試說明
目 錄
（四）地球科學 ..................................................................................... 20
二、第貳部分試題 ........................................................................................ 24
附錄一、測驗目標與學習表現對應表 ................................................................. 37
附錄二、自然領綱普通型高中（必修）之學習表現與學習內容 ..................... 39
學科能力測驗考試說明
自然考科
1
學科能力測驗
自然考科考試說明
前言
111 學年度起，「學科能力測驗自然考科」（以下簡稱「學測自然考科」）將依據「十
二年國民基本教育課程綱要國民中小學暨普通型高級中等學校—自然科學領域」（以下簡
稱「自然領綱」）命題。為因應自然領綱的實施，特提出學測自然考科「考試說明」，以
符合自然領綱中對建構科學素養的期許。
學測自然考科「考試說明」內容包括測驗目標、測驗內容與試題舉例。在測驗目標方
面，就不同能力層次做解說，涵蓋科學核心概念、理解運用能力、探究能力及科學的態度
與本質等方面；在測驗內容方面，涵蓋測驗範圍及題型與配分；在試題舉例方面，各試題
都有參考答案、測驗目標、學習表現、測驗內容與說明。
壹、測驗目標
學測自然考科旨在評量考生自然科學的科學認知、探究能力及科學的態度與本質。自
然領綱為十二年課程連貫設計，在第五學習階段的物理、化學、生物和地球科學各科必修
學分數為 2～4 學分，其中必須包含跨科的探究與實作。自然領綱著重素養，落實整合、內
化與應用，由科學史發展過程了解各重要知識的脈絡，將所學習到的知識應用在生活中，
並能正確判別科學相關的社會或新聞議題。另外，自然領綱必修的探究與實作，是針對物
質與生命世界，培養學生發現問題、認識問題、問題解決、提出結論及表達溝通之能力，
課程內容著重學科間的整合及實作技能，期望能達到學理與實踐相互為用的目標。
自然領綱中的學習表現和學習內容，陳述學生應習得的知識、能力與態度，並不適合
直接作為測驗目標。然學測自然考科之測驗目標，主要在評量考生現階段必須具備的科學
知識、技能和方法，在測驗目標研擬時，是參考自然領綱的學習表現和探究與實作學習內
容，並配合學科能力測驗的特性和實施條件，轉化成在命題與評量上可執行的項目（對應
表請見附錄一）。
自然考科
學科能力測驗考試說明
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學測自然考科的測驗目標分成五大項：一、測驗考生自然科學的基本知識與概念；二、
測驗考生科學資料和圖表的理解能力；三、測驗考生自然科學知識的應用能力；四、測驗
考生自然科學的分析與歸納能力；五、測驗考生自然科學的綜合與表達能力。
各大項及細項目標如下：
一、測驗考生自然科學的基本知識與概念
測驗考生對教材中所學習到的知識與概念，能知道、理解並內化為有效的資訊。
包括重要術語、基本事實、處理事務的程序、科學法則或理論的要義、科學史的發展
以及學科知識之間的連結。本層次可細分如下：
1a.認識、理解重要的科學名詞和定義
1b.認識、理解基本的科學現象、規則、學說、定律
1c.認識、理解各階段科學的進展
1d.認識、理解學科間共通的原理
二、測驗考生科學資料和圖表的理解能力
測驗考生理解、整理及判讀科學資料和圖表的能力。考生能夠理解或利用已知的
事實與原理法則以解釋資料，例如能將資料轉換成另一種表達的形式，並說明資料的
意義，即是此項能力的一種表現。本層次可細分如下：
2a.理解文本、數據、式子或圖表等資料的意義
2b.找出文本、數據、式子或圖表等資料的特性、規則或關係
2c.根據文本、數據、式子或圖表等資料作解釋、比較、推論、延伸或歸納
三、測驗考生自然科學知識的應用能力
測驗考生應用所學與邏輯推理，對科學方面的學習融會貫通後，進而具有舉一反
三的能力。考生能將所學過的原則、方法、概念、原理、定律和理論，運用到不同的
情境中，並依據程序步驟解決問題。本層次可細分如下：
3a.選用適當的資料解決問題
3b.根據科學定律、模型，解釋日常生活現象或科學探究情境
3c.根據觀察現象或前導實驗結果提出假設，設計實驗以驗證假設
3d.應用科學定律、模型，評論探究過程或實驗架構
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自然考科
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四、測驗考生自然科學的分析與歸納能力
測驗考生能根據科學原理、原則，分析與歸納事物間的關係，並建立其組成間或
與整體的關聯性。本層次可細分如下：
4a.根據資料說明、驗證或詮釋重要科學原理
4b.針對日常生活現象或科學探究情境，發現問題的因果關係
4c.根據事實或資料，整理辨別各種觀點的異同
4d.根據資料或科學探究情境，進行科學性分析（包含：觀察、分類、關係或結論）
五、測驗考生自然科學的綜合與表達能力
測驗考生運用所學形成完整且具體的綜合與表達能力，包括知道科學的本質、影
響，以及能進行科學性的評論。考生除了能夠理解並解釋概念或現象，並能由資料中
建立所學新知識與舊經驗的連結，能夠綜合性的對事物進行科學性評析。本層次可細
分如下：
5a.根據事實或資料，進行表達與說明
5b.根據事實或資料，綜合科學知識，提出評析或思辨
5c.根據事實或資料，評價科學對自然環境或人類文明的影響
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貳、測驗內容
一、測驗範圍
學測自然考科以普通高中學習重點（學習表現、學習內容）為主軸，旨在評量考生現
階段必須具備的科學知識、技能和方法。學測自然考科在第五學習階段中，包含自然領綱
中部定必修 12 學分，如表一所示。學測命題須落實「測驗目標」，具有連結高中學習與大
學教育之任務，考量十二年國民基本教育各階段課程之連貫發展，國中與普通高中階段之
課程難以切割，因此學測命題之相關素材，或考生作答所需之基礎知識，部分可能涉及國
中學習內容，然學測自然考科仍以落實「測驗目標」為先，不以國中課程的知識內容為其
命題設計之主體。
表一、第五學習階段的測驗範圍
領域
科目
學分
*
自然科學
必修物理
2-4
共
12 學分
必修化學
2-4
必修生物
2-4
必修地球科學
2-4
＊含探究與實作
二、題型與配分
學測自然考科試卷依試題類型分第壹部分和第貳部分，每題均計分。第壹部分為選擇
題型，含單選題和多選題，共約 32-36 題；第貳部分為混合題型（兼含選擇題與非選擇題）
或非選擇題型，共約六大題組。整卷中選擇題占分約 70-80%，非選擇題占分約 20-30%。
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參、試題舉例
以下試題舉例呈現第壹部分和第貳部分試題類型，其中第壹部分再依物理、化學、生
物與地球科學分別舉例；第貳部分則根據本中心試題研發計畫，以呈現混合題型為主。
一、第壹部分試題
（一）物理
1. 電磁爐是利用平行於爐面的平面線圈，通電後改變通過金屬鍋底的磁場使其產生
應電流，鍋底因電流熱效應而加熱食物。在其他變因保持不變且可正常使用的條件
下，改變下列哪幾項因素，可以使電磁爐加速煮熟食物？（應選
2 項）
(A)增加產生爐面磁場之交流電源的電流 (B)將電磁爐放置在一大型永久磁鐵上
(C)將交流電源改為高壓直流電源
(D)增加產生爐面磁場之線圈匝數
(E)增加同材質金屬鍋的厚度
（改寫自
107 年研究用試卷）
參考答案：
AD
測驗目標：
3b.根據科學定律、模型，解釋日常生活現象或科學探究情境
3c.根據觀察現象或前導實驗結果提出假設，設計實驗以驗證假設
學習表現：探究能力－問題解決
pe-Ⅴc-1
測驗內容：必修物理
PKc-Vc-3 變動的磁場會產生電場，變動的電場會產生磁場。
PMc-Vc-2電在生活中的應用。
說明：
本題測驗考生是否能根據變動的磁場會產生電場的定律，及題目提示的原理理解
日常生活中電磁爐加熱食物的過程，進而能提出可以加速煮熟食物的正確方式。
(A) 增加產生爐面磁場之交流電源的電流可加大單位時間磁場的變動，產生更大的應
電流進而加熱食物。
(B) 永久磁鐵增加磁場，但無助於加大單位時間磁場的變動，故無加速煮熟食物效果。
(C)高壓直流電源因電流磁效應而有穩定磁場，但因需要磁場變化，才有應電流的產生，
故無加速煮熟食物的效果。
(D) 增加產生爐面磁場之線圈匝數可加大單位時間磁場的變動，進而增加應電流，而加
熱煮熟食物。
(E) 增加同材質金屬鍋的厚度，其單位面積磁力線變化量不變，故其應電動勢不改變。
然而因為鍋子的總質量增加，無助於加熱速率。
綜合上述分析，本題正確答案為(A)(D)。
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2. 北宋沈括《夢溪筆談》
：
「內侍李舜舉家曾為暴雷所震。其堂之西室，雷火自窗間出，
赫然出檐，人以為堂屋已焚，皆出避之。及雷止，其舍宛然，墻壁窗紙皆黔。」
語譯：李舜舉家曾經被巨大的雷電擊中。有雷火從房子的西邊房間窗戶冒出，然後
竄出房簷之上，人們都害怕得跑出去躲避。暴雷停止後，房子卻保持完好，
只是牆壁和窗紙都變黑了。
根據上述短文，下列有關閃電的敘述何者正確？
(A) 雷電自天而降，如同水往低處流一般，故閃電擊中李家的房子，有可能是因
為附近的房子都比李家的高
(B) 閃電擊中李家後，由西室的窗戶出來，完全是隨機問題
(C) 閃電由屋簷出來，可能是因為屋簷突出，有針尖效應
(D) 牆壁窗紙變成黑色，是因為書桌上的墨汁噴出
(E) 房屋沒有被焚毀的主因是屋內沒有火源
（改寫自
107 年研究用試卷）
參考答案：
C
測驗目標：
3b.根據科學定律、模型，解釋日常生活現象或科學探究情境
4b.針對日常生活現象或科學探究情境，發現問題的因果關係
學習表現：探究能力－問題解決
po-Ⅴc-2、科學的態度與本質 ai-Ⅴc-2
測驗內容：必修物理 PKc-Vc-4 所有的電磁現象經統整後，皆可由馬克士威方程式
描述。
PMc-Vc-1用電安全。
說明：
本題測驗考生是否能解釋北宋沈括在《夢溪筆談》中所描述的閃電雷擊現象。
(A) 雷電自天而降，如同水往低處流一般，故閃電擊中李家的房子，有可能是因為附近
的房子都比李家的高，屬於不合理推論，因為較高的房子電荷較密集，較易受雷擊。
(B) 閃電擊中李家後，由於西室的窗戶外有房簷，電荷較密集，故容易產生針尖效應而
放電，不完全是隨機問題。
(C) 閃電由屋簷出來，可能是因為屋簷突出，電荷較密集，故有針尖效應。
(D) 「只是牆壁和窗紙都變黑了。」是因為高電流通過所產生電流熱效應之結果。
(E) 根據文章描述，推測大部分電流由屋簷竄出，故屋內並未起火。
綜合上述分析，本題正確答案為(C)。
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第3-4題為題組
小明的家人在市場買了真空包裝的肉，回家打開切成肉片，發現切面泛著淡淡的偏綠
色金屬幽光，有些地方還看到彩虹色的金屬光澤，如圖
1 所示，心想是不是肉被金屬
汙染了呢？
於是小明上農委會的「農業知識入口網站」詢問，駐站專家表示，無論新鮮的肉或煮
熟的肉，經過鋒利的刀具切割後，在切面上有時可見彩虹光澤，主要是因為切面上有
肌肉纖維造成，如圖
2 所示，是很正常的物理現象，這種現象在孔雀羽毛和魚的鱗片
皆可見，但其原理與光通過三稜鏡所產生的現象並不相同。
小明於探究與實作課程中與同學小儒及阿平提出「肌肉切割後會產生金屬光澤」的現
象，拿出
X、Y、Z 三種不同刀子，先用同等力道切割紙張的張數判斷刀子鋒利程度，
再以不同角度方式切肉，並把有無金屬光澤的結果記錄於表
1：
表 1 切割結果
X
Y
Z
以同等力道切割紙張劃破張數
12 張
6 張
1 張
切割方向與肌肉纖維平行
切割方向與肌肉纖維夾 45 度
切割方向與肌肉纖維垂直
3. 依據「農業知識入口網站」駐站專家的說法，下列關於光的物理現象，何者最適合
說明肉的切面有彩虹色的金屬光澤？
(A)干涉
(B)漫射
(C)色散
(D)反射
(E)折射
圖
1
圖
2
肌肉纖維
橫切面
肌肉纖維束方向
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4. 依據表 1 結果，阿平由探究所得的結果形成五點論點：
甲：刀子越鋒利，越容易產生金屬光澤
乙：拿出第四把刀子S，當切割方向與肌肉纖維平行，就不會產生金屬光澤
丙：僅由Y刀切割的結果，可以確定切割方向會影響金屬光澤的產生
丁：僅由X、Y兩把刀切割的結果，可以推論切割方向與肌肉纖維垂直就可以產生
金屬光澤
戊：拿出第五把刀子T，以同等力道可以劃破5張紙，當切割方向與肌肉纖維夾
45度，不會產生金屬光澤
小明反思「探究成果」，發現部分論點屬科學邏輯謬誤的過度推論。試問哪些為過
度推論的論點？（應選
2 項）
(A)甲
(B)乙
(C)丙
(D)丁
(E)戊
（改寫自
107 年研究用試卷）
【第
3 題】
參考答案：
A
測驗目標：
2c.根據文本、數據、式子或圖表等資料作解釋、比較、推論、延伸或歸納
3b.根據科學定律、模型，解釋日常生活現象或科學探究情境
學習表現：探究能力－問題解決 pa-Vc-2
測驗內容：必修物理 PKa-Vc-5 光除了反射和折射現象外，也有干涉及繞射現象。
探究與實作 發現問題－蒐集資訊
說明：
(A) 干涉，指的是兩列或兩列以上的波在空間中重疊時發生疊加，從而形成新波形的現
象。
(B) 漫射，指的是光線照射在物體粗糙的表面會無序地向四周反射的現象。
(C) 色散，在光學中，色散是指一道非單色光，在非真空環境下，不同頻率色光有不同
的速率。在光學中，一個重要且常見的色散現象為透過三稜鏡或是帶有色差的透鏡
產生的光譜，不同顏色的光有著不同的折射角。
(D) 反射，指光線行進到兩介質的交界面上，其光的行進方向發生改變而返回原介質，
且入射角等於反射角，此現象稱之為反射。
(E) 折射，指波在穿越介質交界面或經歷介質的漸次變化時，發生傳播方向上的改變。
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由文本中「農業知識入口網站」駐站專家的說法，無論新鮮的肉或煮熟的肉，經
過鋒利的刀具切割後，在切面上有時可見彩虹光澤，主要是因為切面上有肌肉纖維所
致，此現象在孔雀羽毛和魚的鱗片皆可見，此為光的干涉。故本題正確答案為(A)。
【第
4 題】
參考答案：
BD
測驗目標：
4d.根據資料或科學探究情境，進行科學性分析（包含：觀察、分類、關
係或結論）
5b.根據事實或資料，綜合科學知識，提出評析或思辨
學習表現：探究能力－思考智能 tc-Vc-1、科學的態度與本質 an-Vc-2
測驗內容：必修物理 PKa-Vc-5 光除了反射和折射現象外，也有干涉及繞射現象。
PMc-Vc-3科學的態度與方法。
探究與實作 論證與建模－分析資料和呈現證據
表達與分享－評價與省思
說明：
由表1的結果，可推論：
(A) 依據表 1，當「以同等力道切割紙張劃破張數」作為刀子鋒利的標準，可推論刀子
越鋒利，越容易產生金屬光澤。
(B) 以刀子 X、Y、Z，切割方向與肌肉纖維平行，不會產生金屬光澤，但推論「拿出
第四把刀子
S，當切割方向與肌肉纖維平行，就不會產生金屬光澤」，屬於過度推
論。
(C) 僅由 Y 刀不同切割角度的結果，可以確定切割方向會影響金屬光澤的產生。
(D) 僅由 X、Y 的資料作為依據，無法斷言任意刀子切割方向與肌肉纖維垂直可以產生
金屬光澤，故推論出「切割方向與肌肉纖維垂直就可以產生金屬光澤」屬於過度推
論。
(E) 推論 T 的鋒利程度應當介於 Y、Z 之間，由於 Y、Z 兩組實驗中，當切割方向與肌
肉纖維夾
45 度角，均無金屬光澤，故可推論 T 於同樣切割方式時亦無金屬光澤。
綜合上述分析，本題答案為(B)(D)。
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（二）化學
1. 已知在化學反應
X + 2 Y
3 Z + W
中，
2.0 克的
X
能與
4.0 克的
Y
完全反應，生
成
3.0 克的
Z
。若要生成
4.5 克的 W ，則需要有多少克的
X
參與反應？
(A) 2.0
(B) 3.0
(C) 4.0
(D) 5.0
(E) 6.0
（改寫自
102 學年度學測）
參考答案：
B
測驗目標：
1b.認識、理解基本的科學現象、規則、學說、定律
2a.理解文本、數據、式子或圖表等資料的意義
學習表現：探究能力－思考智能
tr-Ⅴc-1
測驗內容：必修化學 CAa-Vc-2 道耳頓根據定比定律、倍比定律、質量守恆定律及
元素概念提出原子說。
CJa-Vc-1拉瓦節以定量分析方法，驗證質量守恆定律。
說明：
本題測驗考生對化學反應式中，反應物與產物計量關係的理解以及質量守恆定律
應用。
1. 由化學反應
X + 2 Y
3 Z + W
可清楚知道 X 與 Y 反應後產生 Z 與 W。
2. 根據質量守恆定律，化學反應前後重量不改變。由題幹中「2.0 克的
X
能與
4.0 克的
Y
完全反應，生成
3.0 克的
Z
。」
，故可列式為：
2 + 4 = 3 + W (
)
W = 3 (
)
，
克
克
。
3. 由上述可推論 X、Y、Z、W 四種物質反應時的質量比為
2 : 4 : 3 : 3
。
4. 要產生 4.5 克 W，根據各物質的質量比，可知 X 與 W 的關係如下：
X : W = 2 : 3 = X : 4.5
，故
X = 3 (
)
克
。
5. 綜合上述分析，本題正確答案為(B)。
第2-3題為題組
甲、乙、丙為三種不同濃度的稀鹽酸溶液，將不同體積的甲、乙、丙溶液分別和強鹼
水溶液混合，反應後溶液之
pH 值均大於 7，且總體積皆為 10 毫升。在反應完全後，
所測得溶液之溫度變化（
ΔT）如圖 3 所示。（假設溶液之比熱和密度均與水相同）
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2. 下列有關上述反應的敘述，哪些選項正確？（應選 3 項）
(A)此反應為放熱反應
(B)強鹼為限量試劑
(C)由反應可推知，此強鹼水溶液為氫氧化鈉水溶液
(D)反應前，甲、乙與丙三種鹽酸溶液的濃度大小順序為：甲＞乙＞丙
(E)反應前，若甲溶液的體積為 4 毫升，則反應後溶液溫度約可增高 4℃
3. 根據圖 3 的實驗結果，約多少毫升的甲溶液與強鹼水溶液反應後，其所產生之溫度
變化，與
6 毫升丙溶液和強鹼水溶液反應所產生的溫度變化相同？
(A) 1
(B) 2
(C) 3
(D) 4
(E) 5
（改寫自
101 學年度學測）
【第
2 題】
參考答案：
ADE
測驗目標：2c.根據文本、數據、式子或圖表等資料作解釋、比較、推論、延伸或歸納
4d.根據資料或科學探究情境，進行科學性分析（包含：觀察、分類、關係
或結論）
學習表現：探究能力－問題解決
pa-Ⅴc-2
測驗內容：必修化學 CBa-Vc-1 化學反應發生後，產物的能量總和較反應物低者，為
放熱反應；反之，則為吸熱反應。
CJd-Vc-4在水溶液中可幾乎100%解離的酸或鹼，稱為強酸或強
鹼；反之則稱為弱酸或弱鹼。
鹽酸體積（毫升）
ΔT
（
℃）
甲
乙
丙
圖
3
自然考科
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12
說明：
本題測驗考生對酸鹼中和反應、限量試劑以及計量化學關係的瞭解。
(A) 由圖可知，溶液溫度上升為正值，表示強酸與強鹼的反應放熱使水溶液溫度升高。
(B) 反應中溶液溫度上升量與鹽酸溶液的體積呈正比，且反應後水溶液的 pH 值均大於
7.0，表示所加入之鹽酸完全被中和，鹽酸為限量試劑，鹼為過量。
(C) 題幹敘述僅知溫度上升，但並不知道是何種強鹼，無法推知此過量的強鹼水溶液為
氫氧化鈉水溶液。
(D) 因甲、乙與丙三種鹽酸溶液體積相同時，溶液與強鹼作用後， T
（放熱）大小順
序是甲＞乙＞丙，故其濃度大小順序為：甲＞乙＞丙。
(E) 由圖所示當甲溶液的體積為 4 毫升，則反應後溫度約可增高 4℃。
綜合上述分析，本題正確答案為(A)(D)(E)。
【第
3 題】
參考答案：
B
測驗目標：2c.根據文本、數據、式子或圖表等資料作解釋、比較、推論、延伸或歸納
4d.根據資料或科學探究情境，進行科學性分析（包含：觀察、分類、關係
或結論）
學習表現：探究能力－問題解決
pa-Ⅴc-2
測驗內容：必修化學 CBa-Vc-1 化學反應發生後，產物的能量總和較反應物低者，為
放熱反應；反之，則為吸熱反應。
CJd-Vc-4在水溶液中可幾乎100%解離的酸或鹼，稱為強酸或強
鹼；反之則稱為弱酸或弱鹼。
說明：
本題測驗考生對酸鹼中和反應與放熱之關係。
1. 依圖可知，6 毫升丙溶液和強鹼水溶液反應，反應後所產生的熱量使溫度約可增高
2℃。
2. 在相同增高 2℃的條件下，相當於甲溶液體積約 2 毫升和強鹼水溶液反應後溫度變
化。
3. 綜合上述分析，本題正確答案為(B)。
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第4-5題為題組
光合作用是指生物體將「光能」轉換成「化學能」的過程。有些生物進行光合作用後
會釋放氧氣，稱為「釋氧光合生物」
；有些生物進行光合作用後不會釋放氧氣，稱為「非
釋氧光合生物」
。植物是釋氧光合生物，它們的光合作用反應式如下：
2
2
2
2
CO + H O +
CH O + O
光能
二十世紀初的多數學者認為植物進行光合作用時，
2
CO
受光照而分解產生氧氣，
C
則
與反應物
2
H O
結合，形成碳水化合物。據此，當時多數學者認為植物光合作用的化學
機制是一種「水合反應（
hydration reaction）」。
同一時期的凡尼耳（
. .
C B van Niel
）是研究紫硫菌（一種非釋氧光合生物）的學者。
他發現紫硫菌進行光合作用時，
2
H S
是必要的反應物，光合作用過後，細菌內部會形
成由元素硫（
S
）聚集而成的顆粒。據此，凡尼耳推論紫硫菌的光合作用反應式如下：
2
2
2
2
CO + 2 H S +
(CH O) + H O + 2 S
光能
並認為該反應是由下列兩個半反應：①與②，所共組形成：
+
2
+
2
2
2
2
2
2
2
2 H S
4 e + 4 H + 2 S
CO + 4 e + 4 H
CH O + H
CO + 2 H S
CH O + 2 S + H O
O
①
②
凡尼耳的研究對當時學界造成很大的衝擊，因為他對紫硫菌光合作用的化學反應過程
之推論與當時多數學者對植物光合作用的水合反應觀點並不相同。由於光合作用是自
營生物的最重要代謝途徑之一，學者們認為光合生物從原核演化到真核的過程中，應
會保守地採用相似的化學機制。以科學邏輯的系統性思考，為了解光合作用化學機制
的論點，經由上述不同面向的證據及所學知識回答下列問題：
4. 凡尼耳認為紫硫菌的光合作用應該屬於下列哪一類型的化學反應？
(A)水合反應
(B)酸鹼反應
(C)沉澱反應
(D)氧化還原反應
(E)結合反應
5. 為了要確認植物光合作用的化學反應機制，二十世紀中期的科學家利用含有兩種
不同氧同位素（
16
O
和
18
O
）的反應物（
16
2
C O
和
18
2
H
O
）
，對植物的光合作用進行
雙重標記實驗，並得到反應結果如下：
16
18
16
18
16
2
2
2
2
2
C O + 2 H
O
CH
O + O + H
O
自然考科
學科能力測驗考試說明
14
根據此一研究結果分析，下列哪些推論正確？（應選
2項）
(A)光合作用生成
2
O
，其 O 原子來源為反應物
2
H O
的氧原子
(B)光合作用生成
2
CH O
，其 O 原子來源為反應物
2
H O
的氧原子
(C)光合作用生成物的水是來自反應物中的水
(D)由科學文本及同位素標記的實驗結果，光合作用的反應機制應是二十世紀初的
多數學者推論正確
(E)由科學文本及同位素標記的實驗結果，光合作用的反應機制應是研究紫硫菌的
學者凡尼耳之推論正確
（改寫自
107 年研究用試卷）
【第
4 題】
參考答案：
D
測驗目標：
1a.認識、理解重要的科學名詞和定義
2c.根據文本、數據、式子或圖表等資料作解釋、比較、推論、延伸或歸納
學習表現：探究能力－問題解決
pa-Ⅴc-2
測驗內容：必修化學 CJc-Vc-1 氧化還原的廣義定義為：物質失去電子稱為氧化反應；
得到電子稱為還原反應。
說明：
本題測驗考生對化學反應之認識與跨學科學習的連結。
(A) 水合反應是指無機化學中物質溶解在水裡時，與水發生的化學作用。一般指溶質分
子（或離子）和水分子發生作用，形成水合分子（或水合離子）的過程。
(B) 酸鹼反應是指當酸與鹼相遇時發生的化學反應，叫做中和。酸和鹼的水溶液加在一
起，反應後產生鹽類和水的變化，並同時放出熱量，稱為酸鹼中和。
(C) 沉澱反應是指化學中沉澱的產生是由於化學反應而生成溶解度較小的物質，或者
由於溶液的濃度大於該溶質的溶解度所引起的。
(D) 氧化還原反應是指在反應前後元素的氧化數具有相應的升降變化的化學反應。
(E) 結合反應是指由兩種（或兩種以上）物質相互反應，生成另一種與原來不同物質的
反應型式。
綜合上述分析，凡尼耳認為紫硫菌的光合作用是由①和②兩個電子轉移的半反應
所共組形成的氧化還原反應。本題正確答案為(D)。
學科能力測驗考試說明
自然考科
15
【第
5 題】
參考答案：
AE
測驗目標：
1c.認識、理解各階段科學的進展
4d.根據資料或科學探究情境，進行科學性分析（包含：觀察、分類、關係
或結論）
學習表現：探究能力－問題解決
pa-Ⅴc-2、科學的態度與本質 ah-Ⅴc-1
測驗內容：必修化學 CAa-Vc-2 道耳頓根據定比定律、倍比定律、質量守恆定律及元
素概念提出原子說。
CAa-Vc-4同位素。
CMb-Vc-1近代化學科學的發展，以及不同性別、背景、族群者
於其中的貢獻。
說明：
本題測驗考生對於化學反應方程式以同位素標示法研究化學反應機構以及道耳
頓原子說的理解。
16
18
16
18
16
2
2
2
2
2
C O + 2 H
O
CH
O + O + H
O
(A) 由反應物
18
2
H
O
和產物
18
O
知道光合作用
2
O
來自
2
H O
的氧原子。
(B) 由反應物
18
2
H
O
和生成物
16
2
CH
O
的 O 判斷
2
CH O
的原子非來自
2
H O
。
(C) 由反應物
18
2
H
O
和生成物
16
2
H
O
的O原子判斷，產物水與反應物水是不同來源。
(D) 由科學文本及同位素標記的實驗結果，光合作用的反應機制應是二十世紀初的多
數學者推論錯誤。
(E) 由科學文本及同位素標記的實驗結果，光合作用的反應機制應是凡尼耳之推論正
確。
綜合上述分析，本題正確答案為(A)(E)。
自然考科
學科能力測驗考試說明
16
（三）生物
1. 紅綠色盲為常見之一種遺傳疾病。王先生與王太太皆辨色正常，生有二男小華及小
志，皆為紅綠色盲。李小姐辨色正常，擬與小華結婚且盼生下辨色正常的孩子。下
列情況哪些正確？（應選
2 項）
(A)王先生帶有一個色盲等位基因
(B)王太太帶有一個正常等位基因
(C)小華及小志都是同型合子的基因型
(D)李小姐辨色正常，所以一定生下正常的孩子
(E)若李小姐是同型合子，則生下的孩子皆辨色正常
（改寫自
107 學年度學測）
參考答案：
BE
測驗目標：
2b.找出文本、數據、式子或圖表等資料的特性、規則或關係
4b.針對日常生活現象或科學探究情境，發現問題的因果關係
學習表現：探究能力－問題解決
pa-Ⅴc-2
測驗內容：必修生物 BGa-Vc-4 性聯遺傳。
說明：
紅綠色盲為性聯遺傳，若假設正常等位基因為
A
X 、色盲等位基因為
a
X 。
(A) 因為王先生辨色正常，其基因型應為
A
X Y ，因此沒有帶有色盲等位基因。
(B) 雖然王太太辨色正常，但因生下的男孩為紅綠色盲，故王太太應為異型合子
A
a
X X 。
(C) 小華與小志皆為紅綠色盲，基因型為
a
X Y ，非同型合子。
(D) 李小姐辨色正常，基因型為
A
A
X X 或
A
a
X X ，所以李小姐可能生下色盲的孩子。
(E) 小華為紅綠色盲，基因型為
a
X Y 。若李小姐的基因型為
A
A
X X ，則其生下的孩子皆
辨色正常。
綜合上述分析，本題正確答案為(B)(E)。
2. 生物的演化過程相當漫長，不易直接觀察，常藉由各種證據方能推論其演變的歷
程。下列有關各種演化證據的敘述，哪些正確？（應選
3 項）
(A)根據化石及其所在地層，可推測古生物外形及其生活的環境
(B)根據蝙蝠的飛膜與麻雀翅膀的同功構造，可推測物種的親緣關係
(C)根據昆蟲與爬蟲類的胚胎發育過程，可推測兩者在綱的階層上具有共同祖先
(D)根據化石的地理分布，可推測當時大陸板塊的位置與現今是否相同
(E)根據物種之 DNA 分子核苷酸序列的相似性，可推測物種間的親緣關係之遠近
（改寫自
103 學年度學測）
學科能力測驗考試說明
自然考科
17
甲
乙
花柱
子房
花托
花柄
花瓣
圖
4
花絲
萼片
丙
參考答案：
ADE
測驗目標：
1a.認識、理解重要的科學名詞和定義
1c.認識、理解各階段科學的進展
學習表現：科學認知
測驗內容：必修生物 BGb-Vc-4 演化證據對生物分類系統演變之影響。
說明：
(A) (D)(E)為正確選項。
(B) 蝙蝠的前肢特化成飛膜，具有飛行的能力。其前肢的骨骼構造和鳥類翅膀的骨骼
構造非常相似，這些器官或結構是來自於共同祖先的特徵，稱為「同源構造」，
可藉以推測不同物種的親緣關係；但同功構造則不能用以推測親緣關係。
(C) 在分類上，昆蟲屬於節肢動物門、爬蟲類屬於脊索動物門。分類在不同「門」的
生物，其必定不同「綱」，因此在綱的階層上不會具有共同祖先。
綜合上述分析，本題正確答案為(A)(D)(E)。
3. 小玉觀察花的構造並繪出的示意圖如圖 4（此花朵已移除 3 片花瓣）。下列有關花
的敘述，何者正確？
(A)甲為柱頭，是雄蕊的一部分
(B)乙是花藥，其中花粉染色體套數為 2n
(C)丙為子房中的胚珠，受精後會發育為種子
(D)減數分裂在甲和乙內發生
(E)花柱及子房壁都是由單套染色體的細胞組成
（改寫自
107 學年度學測）
參考答案：
C
測驗目標：
1a.認識、理解重要的科學名詞和定義
2c.根據文本、數據、式子或圖表等資料作解釋、比較、推論、延伸或歸納
學習表現：探究能力－問題解決
pa-Ⅴc-2
測驗內容：必修生物 BDa-Vc-6 真核細胞的細胞分裂。
國中生物 Db-IV-7花的構造中，雄蕊的花藥可產生花粉粒，花粉粒內有精
細胞；雌蕊的子房內有胚珠，胚珠內有卵細胞。
說明：
本題結合國中課程概念，測驗考生對植物生殖構造與功能的瞭解。
(A) 甲為花藥，是雄蕊的一部分。
(B) 乙為柱頭，並非花藥。
(D) 減數分裂發生的部位是在甲及丙。
(E) 花柱及子房壁都是由雙套染色體的細胞組成。
綜合上述分析，本題正確答案為(C)。
自然考科
學科能力測驗考試說明
18
第4-5題為題組
市面上部分的清潔用品含「柔珠」成分，主打抗痘、清潔及美白等功效。這類產品被
大量使用時，柔珠也悄悄隨著下水道流入大海。由於柔珠直徑多小於
1 mm，淨水廠柵
網無法攔截過濾，入海途中會吸附重金屬，而變為高毒性的微粒。海洋動物如果大量
誤食，可能導致疾病或死亡。柔珠通常難以被分解，會持久留在海裡，造成生態系的
沉重負擔。
科學家
Cózar 等人曾用 200
m 的拖網在全球開放海域的輻合區探測漂浮性塑膠碎片
的數量。結果顯示，汙染物以直徑
1~5 mm 大小的塑膠微粒為主，其中直徑 2 mm 的
比例最高，且小於
1 mm 者幾乎沒有。另有研究指出，海葵誤食 5 mm 的塑膠微粒 2 小
時後，就會將其排出體外；若誤食更小的微粒（例如
0.1
m 或 9
m）
，則會將其累積
在體內。
國際上越來越關注這個議題，美國總統歐巴馬於
2015 年底簽署一個法案，明定 2017
年
7 月之前，市面上所有的清潔用品都不得含有柔珠。我國環保署也已公告，2018 年
7 月起不得製造、輸入或販賣含塑膠微粒的個人清潔用品。
4. 下列敘述何者較符合本文意涵？
(A)美國在 2015 年就禁止使用含柔珠的產品
(B)我國為亞洲第一個禁用含柔珠產品的國家
(C)添加柔珠的清潔用品是海洋中最大的塑膠汙染源
(D)柔珠僅為海洋表面塑膠微粒組成的一小部分
(E)柔珠因生產成本低，在日用產品中被大量使用
5. 根據上文，哪些選項有可能是 Cózar 等人在開放性海域幾乎蒐集不到直徑小於 1
mm 塑膠微粒的原因？（應選 3 項）
(A)世界各國已經全面禁用含柔珠成分的清潔用品
(B)塑膠微粒可能附著大量重金屬，沉到海底底泥中
(C)直徑較小的塑膠微粒被海洋生物誤食後不容易排出
(D)直徑較小的塑膠微粒已被微生物或光分解
(E)採樣設備不足，不夠有效蒐集直徑較小的塑膠微粒
（
108 年研究用試卷）
學科能力測驗考試說明
自然考科
19
【第
4 題】
參考答案：
D
測驗目標：2c.根據文本、數據、式子或圖表等資料作解釋、比較、推論、延伸或歸納
5c.根據事實或資料，評價科學對自然環境或人類文明的影響
學習表現：科學的態度與本質
an-Ⅴc-3
測驗內容：探究與實作 發現問題－形成或訂定問題
國中生物 Lb-IV-2人類活動會改變環境，也可能影響其他生物的生存。
說明：
本題測驗考生能否根據文章內容，擷取作答資訊及統整理解。
(A) 美國於2015年僅簽訂法案，尚未禁用含柔珠產品。
(B) (E)文章並無敘述，無法做此判斷。
(C) (D)海洋汙染物以1~5 mm大小的塑膠微粒為主，故柔珠僅為海洋表面塑膠微粒組
成的一小部分。但因直徑多小於1mm，進入海洋生物體內不易被排出，故應被禁
用。
綜合上述分析，本題正確答案為(D)。
【第
5 題】
參考答案：
BCE
測驗目標：2c.根據文本、數據、式子或圖表等資料作解釋、比較、推論、延伸或歸納
4d.根據資料或科學探究情境，進行科學性分析（包含：觀察、分類、關係
或結論）
學習表現：探究能力－思考智能
tc-Ⅴc-1、科學的態度與本質 ah-Ⅴc-1
測驗內容：探究與實作 規劃與研究－尋找變因或條件
國中生物 Lb-IV-2人類活動會改變環境，也可能影響其他生物的生存。
說明：
本題旨在測驗考生對科學文章進行合理的分析與推論。
(A) (D)文章並無敘述，資訊不足無法做此推論。
(B) 塑膠微粒會吸附大量金屬微粒，故有可能沉積於海底。
(C) 由海葵實驗結果，可以做此推論。
(E) 科學家Cózar等人用200
m 的拖網進行塑膠微粒採集，會漏掉小於200
m直徑大
小的樣本，故可做此推論。
綜合上述分析，本題正確答案為(B)(C)(E)。
自然考科
學科能力測驗考試說明
20
（四）地球科學
1. 圖 5 分別是昴宿星團（a）、仙女座大星系（b）、天琴星座（c）的影像。下列選項
何者正確？（應選
2 項）
(A)仙女座大星系屬於銀河系
(B)仙女座大星系是三者中最大的系統
(C)昴宿星團不屬於銀河系
(D)天琴星座中，肉眼可見的恆星都屬於銀河系
(E)天琴星座中的恆星和地球距離均相等
（改寫自
97 學年度學測）
參考答案：
BD
測驗目標：
1a.認識、理解重要的科學名詞和定義
學習表現：科學認知
測驗內容：必修地球科學
EEd-Vc-1 我們的宇宙由各種不同尺度的天體所組成，且正
在膨脹。
說明：
宇宙組織尺度由小而大為恆星→星團→星系→星系群→宇宙。
(A) 仙女座大星系是其他星系，並不屬於銀河系。
(B) 三張圖中尺度最大的系統是仙女座大星系。
(C) (D)其他星系中的恆星離地球太遠，是無法觀察到的，所以昴宿星團和其他肉眼可
見的恆星都屬於銀河系，(D)為正確選項。
(E) 星座指的是天空某一區域範圍中的恆星，是從地球向該天區看過去所有恆星的組
合，與地球的距離無關。
綜合上述分析，本題正確答案為(B)(D)。
（
a）
（
b）
圖
5
（
c）
學科能力測驗考試說明
自然考科
21
2. 2016 年 7 月尼伯特強烈颱風撲臺前，颱風中心曾通過一海氣象浮標，編號 NTU2。
期間
NTU2 對風向以及風速的隨時間觀測紀錄如圖 6 所示。圖中各時間點上，由
風速
0 向外延伸線段指示風的去向（上方為北，右側為東），線段延伸終點所對應
Y 軸數據為風速。根據圖 6 中的風向與風速資料，可推測尼伯特颱風的颱風中心在
約
7 月 7 日 12 時左右經過 NTU2。根據圖、文資料，下列哪些選項正確？（應選
3 項，甲、乙、丙三欄各選 1 項）
（改寫自
106 年研究用試卷）
參考答案：
BCF
測驗目標：
2c.根據文本、數據、式子或圖表等資料作解釋、比較、推論、延伸或歸納
4d.根據資料或科學探究情境，進行科學性分析（包含：觀察、分類、關係
或結論）
學習表現：探究能力－問題解決
pa-Ⅴc-2、po-Ⅴc-2
測驗內容：必修地球科學
EMd-Vc-2 颱風是一個螺旋雲帶結構，中心氣壓最低。
EMd-Vc-3侵臺颱風的路徑主要受太平洋高壓所引導，不同
路徑對臺灣各地的風雨影響不同。
探究與實作 論證與建模－解釋和推理
甲、颱風中心通過 NTU2
風速的變化
乙、颱風中心通過 NTU2 前後
風向的變化
丙、颱風通過 NTU2
的路徑
(A)
風速偏高，但前後
出現最低風速
(C)
由北風改成南風
(E)
由西向東
(B)
風速偏低，但前後
出現最高風速
(D)
由南風改成北風
(F)
由東向西
圖
6
NTU2 浮標
–40
–20
0
20
40
風速
（m / s）
N
↑
12
18
00
06
12
18
00
06
12
7/6
7/7
7/8
時間
自然考科
學科能力測驗考試說明
22
說明：
1. 颱風在很靠近中心的外圍處，風速最大，但中心則幾近無風狀態。
2. 另中心近地面的氣流為逆時鐘方向流動，在環流的一、四象限吹偏南風，在二、三
象限吹偏北風。圖
6 線段延伸為風的去向，但風向是指風的來向，從圖得知颱風中
心通過前後，風向由偏北風轉向偏南風，表示颱風第二、三象限先通過測站，然後
才是一、四象限通過，也就是颱風是由東向西通過測站。
3. 綜合上述分析，本題正確答案為(B)(C)(F)。
3. 地球的歷史淵遠流長，地表的變動滄海桑田、千變萬化。重建地質事件發生的先後
順序非常重要，下列哪些選項可用來判斷事件發生時間的先後？（應選
3 項）
(A)風化程度：風化程度愈嚴重的岩石愈古老
(B)疊置定律：未經變動的沉積岩層，愈底部愈古老
(C)岩層截切關係定律：岩層被岩脈截切，岩層形成的時間較岩脈早
(D)化石：含三葉蟲化石的岩層比含恐龍化石的岩層早生成
(E)化學元素：鈾含量愈少的岩石愈古老
（
108 年研究用試卷）
參考答案：
BCD
測驗目標：
1a.認識、理解重要的科學名詞和定義
1b.認識、理解基本的科學現象、規則、學說、定律
學習表現：科學認知
測驗內容：必修地球科學
EHb-Vc-1 化石可以作為地層的相對地質年代對比的輔助
工具。
EHb-Vc-2利用岩層中的化石與放射性同位素定年法，可幫
助推論地層的絕對地質年代。
國中地球科學 Hb-IV-1研究岩層岩性與化石可幫助了解地球的歷史。
Hb-IV-2解讀地層、地質事件，可幫助了解當地的地層發展
先後順序。
說明：
(A) 岩石風化程度和形成年代並無正相關，和其岩性及周圍環境的關聯性較大。
(B) (C)(D)為正確選項。
(E) 很多岩石原本就不含鈾元素，所以不是所有岩石都可使用鈾元素含量變化來定出
岩石年齡。
綜合上述分析，本題正確答案為(B)(C)(D)。
學科能力測驗考試說明
自然考科
23
4. 金門料羅灣的潮汐類型為半日潮，最大潮差可高達 6 公尺，導致潮間帶非常寬闊。
某日於乾潮開始後，觀測者甲量測碼頭港內的水位變化共三小時，他以保麗龍塊浮
起長竿，每
10 分鐘用筆把參考階梯的位置標示在竿上並記錄時間，如圖 7-（a）所
示。觀測者乙在碼頭附近的沙灘上，同時進行三小時的測量，他每
10 分鐘以皮尺
量測水線距與某一立竿的距離，並記錄時間，如圖
7-（b）所示。綜合兩人資料後，
可以得到下列哪一項數據？
(A)可以獲得一次漲退潮的精確時間長度 (B)可以獲得沙灘的潮間帶最大寬度
(C)可以獲得當天潮汐的最大潮差
(D)可以判斷滿潮的時刻
(E)可以概估沙灘的坡度
（改寫自
99 微調參考試卷）
參考答案：
E
測驗目標：
2c.根據文本、數據、式子或圖表等資料作解釋、比較、推論、延伸或歸納
4d.根據資料或科學探究情境，進行科學性分析（包含：觀察、分類、關係
或結論）
學習表現：探究能力－問題解決
pe-Ⅴc-1
測驗內容：必修地球科學
EIc-Vc-3 潮汐的變化受到日地月系統的影響有週期性。
探究與實作 發現問題－形成或訂定問題
論證與建模－提出結論或解決方案
說明：
半日潮的週期約12小時25分鐘，所以乾潮到下一次滿潮約6小時12分。觀測者甲、
乙的實驗均只進行了三小時，無法得知選項(A)、(B)、(C)、(D)裡所描述的一次漲退潮
的精確時間長度、潮間帶最大寬度、最大潮差及滿潮時刻。但觀測者甲測得水位高度
變化，觀測者乙測到相對高度的沙灘斜面長度，兩人的資料可以概估出沙灘的坡度，
故本題正確答案為(E)。
圖
7
碼頭
參考階梯
海面
海面
水線 立竿
沙灘
（
a）碼頭實驗
（
b）沙灘實驗
保麗龍塊
自然考科
學科能力測驗考試說明
24
二、第貳部分試題
一、國際度量衡大會考量科學的實驗結果應具有一貫性和可複製性，故制定國際單位
制（
SI），作為全球科學工作者採用的依據。
目前SI有七個「基本物理量」
，例如長度、質量和時間；由基本物理量組合而成的
稱為「導出物理量」
，例如密度、動能。國際度量衡大會為追求長期穩定的標準，
在2019年5月20日世界度量日正式施行重新定義後的國際單位制的基本單位，例
如質量以普朗克常數定義1公斤。
1. 下列何者是目前國際單位制的基本物理量？
(A)速度
(B)電流
(C)力矩
(D)力
(E)功
2. 下列哪些是導出物理量？（應選 2 項）
(A)加速度
(B)溫度
(C)發光強度
(D)物質數量
(E)電量
3. 以 kg、m、s 表示「動能」的單位為何？
4. 已知普朗克常數 h 的單位為 J･s，可寫成
h
＝
J･s。現以普朗克常數重新定義公斤，
請問如何用
h
、
m、s 表示 kg？
（
108 年研究用試卷）
【第
1 題】
參考答案：
B
測驗目標：
1a.認識、理解重要的科學名詞和定義
學習表現：科學認知
測驗內容：必修物理
PEa-Vc-1 科學上常用的物理量有國際標準單位。
說明：
此試題測驗考生對於國際標準單位之了解以及基本物理公式認知。
「國際單位制」簡稱「
SI」，其定義七個基本物理量及對應單位如下：
學科能力測驗考試說明
自然考科
25
基本物理量
基本單位
單位符號
長度
公尺
m
質量
公斤
kg
時間
秒
s
電流
安培
A
溫度
克耳文
K
發光強度
燭光
cd
物質數量
莫耳
mol
【第
2 題】
參考答案：
AE
測驗目標：
1b.認識、理解基本的科學現象、規則、學說、定律
學習表現：科學認知
測驗內容：必修物理
PEa-Vc-2 因工具的限制或應用上的方便，許多自然科學所需的
測量，包含物理量，是經由基本物理量的測量再計算
而得。
說明：
此試題測驗考生對於導出物理量認知。
1. 「SI」，其定義七個基本物理量為長度、質量、時間、電流、溫度、發光強度、物質
數量。故
(B)(C)(D)為基本物理量。
2. 加速度是由長度與時間兩個基本物理量所導出。電量是由電流和時間兩個基本物理
量所導出。故加速度和電量是導出物理量，本題正確答案為
(A)(E)。
【第
3 題】
參考答案：
2
2
kg
m
s
． ∕
測驗目標：
1a.認識、理解重要的科學名詞和定義
學習表現：探究能力－思考智能
tr-Ⅴc-1
測驗內容：必修物理
PEa-Vc-2 因工具的限制或應用上的方便，許多自然科學所需的
測量，包含物理量，是經由基本物理量的測量再計算
而得。
自然考科
學科能力測驗考試說明
26
說明：
本題測驗考生是否能根據動能的定義，結合物理因次分析推論物理單位。
1. 已知物理中動能計算方式為
2
1
2
K
mv
。
2.
m
為質量，其單位是
kg
；
v
是速度，其單位
m s
∕
。
3. 綜合上述分析，以基本單位表示動能的單位為
2
2
kg
m
s
． ∕
。
【第
4 題】
參考答案：
2
kg =
s m
h ． ∕
測驗目標：
3a.選用適當的資料解決問題
學習表現：探究能力－思考智能
tr-Ⅴc-1
測驗內容：必修物理
PEa-Vc-1 科學上常用的物理量有國際標準單位。
PEa-Vc-2因工具的限制或應用上的方便，許多自然科學所需的
測量，包含物理量，是經由基本物理量的測量再計算
而得。
說明：
本題測驗考生是否能根據短文說明，應用適當資料回答問題。
1. 已知物理中普朗克常數 h 的單位為 J s
･ 。
2. 焦耳（ J ）為能量單位，故可以由基本物理量表示成
2
2
kg
m
s
． ∕
。
3.綜合分析，故普朗克常數的單位可表示為
2
kg m
s
h
． ∕
。
4.經數學運算可得公斤的單位為
2
kg =
s m
h ． ∕
。