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高考申論題 108年 [天文] 太陽系

第 一 題

📖 題組:
太陽是行星與衛星等天體的主要能量來源,距離太陽越近者,接受到的陽光越多。試問:(每小題 10 分,共 20 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

試解釋金星比水星距離太陽更遠,為何溫度卻比較高?

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遇到行星溫度比較的題目,首先應聯想到「距離太陽遠近」決定的是輻射通量,而「大氣層成分與厚度」決定的是保溫能力。本題應對比水星缺乏大氣與金星濃厚溫室氣體的差異,並運用「失控溫室效應」的機制進行論述。

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【破題】金星表面溫度高於水星的核心原因在於其擁有極度濃厚的二氧化碳大氣層,產生了強烈的「失控溫室效應」(Runaway Greenhouse Effect)。 【論述】 一、水星的物理特性:

小題 (二)

火星比金星距離太陽更遠,照理氣體運動速度慢得多,為何火星大氣比金星稀薄得多?木星比火星又更遙遠,試解釋為何木星卻擁有厚重的大氣層?

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考生看到此題應立刻聯想到天體大氣保留的兩大核心物理條件:「逃逸速度(行星質量與重力)」與「氣體熱運動速度(溫度/日距)」,同時須考慮「磁場保護(太陽風剝離)」與「行星形成位置(雪線與氣體吸積)」等演化機制。

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【破題】 大氣層的厚度與保留不僅取決於距離太陽的遠近(溫度與氣體運動速度),更關鍵的因素在於天體的「質量與表面重力(逃逸速度)」、「磁場的有無」以及「形成位置(雪線與吸積歷史)」。 【論述】

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