如圖 13 所示,甲與乙為兩個完全相同的圓盤型永久磁鐵,其 N 極與 S 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?
(A)甲和乙之間的磁力為吸引力,且乙與兩直桿間無論是否有摩擦力皆可維持靜止
(B)甲和乙之間的磁力為排斥力,且乙與兩直桿間無論是否有摩擦力皆可維持靜止
(C)乙左側受到的磁力為吸引力,右側受到的為排斥力
(D)乙左側受到的磁力為排斥力,右側受到的為吸引力
(E)乙與兩直桿間必須有摩擦力,才能維持靜止
自然學測
112學測自然試卷_37
37-40題為題組
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,是造成氣候變遷最大的人為二氧化碳(CO₂)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 CO₂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 CO₂減排量 M 為 10⁹ kg。已知水庫供水與下游水邊排水都無問題,每部發電機提供電能的功率設定為 P₁ = 10⁹ W,水庫水面與發電機進水口的水位落差為 h = 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 u_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。
表 5
甲(q₁):燃煤發電時每單位電能耗用的煤質量
乙(q₂):每單位質量的煤發電時排放的 CO₂質量
丙(μ):每單位時間流入發電機的水質量
丁(ε):發電機將水力轉換為電力的效率
戊(T):每部發電機每日發電的平均時間
己(N):安裝的發電機數目
依設計,預定的水位落差 h 為 100 m,若取重力加速度 g =10 m/s²,則 u_w 約為多少 J/kg?
(A) 10⁰ (B) 10¹ (C) 10² (D) 10³ (E) 10⁴
112學測自然試卷_40
37-40題為題組
以 $E_f$ 代表每部水力發電機在一年(=365 天)的期間內可提供的電能,並依題幹所述以 M 代表所有 N 部水力發電機一年可達成的 CO₂ 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、 $u_w$ 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 E_f
(b)利用 $E_f$ 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 CO₂ 減排量 M
112學測自然試卷_41
112學測自然試卷_45
45-47題為題組
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 6.6,而乳酪的凝聚過程始於 pH5.3。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)
(A)增加約1.3倍 (B)增加約13% (C)增加約20倍 (D)減少約10倍 (E)減少約10%


