總統物理測驗(Physics Test)的解答

總統物理測驗(Physical Test)的解答
知識通訊評論第62期

一、正確答案為(d)

價格美金一元五角的一點五伏特(一點五瓦時所產生的能量)一安培小時的四號鹼性電池，成本為每瓦時一元，也即每千瓦時成本美金一千元。民眾有時抱怨電價太貴，事實上使用電池的價格要比一般電價高上一萬倍。

二、

正確答案為(a)

對體重七十五公斤的人來說，LD50劑量(半數致死量)的肉毒桿菌約為七十奈克(一公克的十億分之一) 。鈽的毒性極高(民間傳說是對人體毒性最強的物質) ，如果食入體內與砒霜毒性相當，如果吸入體內較炭疽毒性為強，但毒性還不到肉毒桿菌的千分之一。

三、

正確答案為(d)

較便宜的太陽能電池，功率可達到百分之十至百分之十五，但是最好的可達到百分之四十一，重點是這樣的太陽能電池成本是每平方公分十美元。

四、

正確答案為(b)

高解析度間諜衛星將飛低 (二百五十公里)以接近目標，速度是每小時二萬五千公里，所以他們只會在目標上方(從一邊二百五十公里至另一邊二百五十公里) 飛行七十二秒。

五、

正確答案為(b)

若吸收幅射劑量介於二十五侖目與二百侖目之間，生還者罹患癌症比率程度約依吸收的劑量比例增加。若把整個群體所吸收的劑量全部加總起來，則每增加二千五百全身侖目量(whole-person-rem)即增加一人罹患癌症。

六、

正確答案為(a)

液態氫每克釋出二十六千卡的熱量(不含燃燒所需的氧氣)，汽油每克釋出十千卡的熱量(同樣不含燃燒所需的氧氣)。但是汽油的密度至少超過液態氫密度十倍以上。

七、

正確答案為(d)

由固態物理的觀點可以解釋為何我們如此的仰賴汽油，每克汽油可產生一萬卡的巨大能量，遠高於TNT黃色炸藥所產生的零點六千卡能量， TNT黃色炸藥不受到青睞是因為它所產生高能量密度，但其於極短時間內可釋出能量，因而增加了爆破力。

八、

正確答案為(a)

廣島與長崎原子彈爆炸後，十二萬的生還者中有些遭受嚴重的輻射感染，估計這些生還者中平均吸收到二十侖目的輻射劑量，導致九百六十個癌症病例發生，這是很可怕的現象，但還不到爆炸當時死亡人數十萬的百分之一。

九、

正確答案為(b)

加州大學出版社出版的The Alamos Primer書中寫道，投到長崎的原子彈中鈽元素的質量為六公斤，可將它放入體積為三百立方公分的容器內，縱使是低密度狀態的鈽，也可以放入體積為三百五十五立方公分的十二盎斯的汽水罐內。

十、

正確答案為(a)

每秒三乘以十的八次方公尺等於每奈秒(一秒的十億分之一)三十公分或一英呎，蘋果Powerbook筆記型電腦的一週期時間內的內頻(clock rate)為二GHz，在這段時間內光也頂多走十五公分，而電訊信號則少於十五公分，這就是為何電腦體積必須要小的原因。

十一、

正確答案為(c)

目前在大氣層二氧化碳含量約三百八十PPM(體積濃度百萬分之一)，一百年之前為三百PPM(可由古老冰層中衡量)，上升百分之二十六。如果我們與工業革命之前為二百八十PPM比較則上升百分之三十六。

十二、

正確答案為(d)

要將質量為m的物體提高一百公里(h)所需的能量E100等於mgh，其中g為重力加速度(九•八公尺/每平方秒)，繞行軌道所需能量E0為逃離能量的二分之一，所以E0＝½mGM/R＝½mgR，其中G代表重力常數，M代表地球質量，R代表地球半徑。E0/ E100的比率＝½R/h＝½(6,378/100)＝32。

十三、

正確答案為(b)

國際原子能總署原先的估計是，全世界人口已吸收了六千萬全身侖目量的

劑量，導致二萬四千人死亡。但是在二○○六年，該署修正其估計劑量，推斷出癌症死亡人數為四千人。

十四、

正確答案為(b)

陽光的紫外線分裂氧分子成為原子氧；原子氧附屬於分子氧上而產生臭氧。而氟氯碳化物卻是破壞臭氧的催化劑。

十五、

正確答案為(a)

依據薛儂定理(Shannon’s Theorem)，每秒傳輸資訊量會受到頻率的限制(詳細來說，應是受到頻寬與訊號噪音比率的限制，只是最大頻率主要因素)。

十六、

正確答案為(d)

太陽光每平方公尺面積只傳送一千瓦的能量，較一馬力多一些，能量尚不足以推動一部現代的車輛，但是每一平方公里面積的太陽光傳送的能量為每平方公尺的百萬倍，如同核電場發電量。

十七、

正確答案為(d)

食用酒精原料必須來自於植物，(不像石化燃料)植物只含十的十二次方分之一的碳十四，碳十四是一種放射性同位素, 半衰期為五千七百三十年，一公升酒精含有四百一十二公克的碳，每分鐘產生四千九百四十個衰變。