全國中小學科展

國中組

二進位法在生活上的應用

在一本「難題遊戲」裏,找到一種叫做 NIM 的遊戲,其中有些必勝的規則,讓我們產生很大的興趣,並引發我們研究其理論基礎,於是我們請教數學老師,老師給我們一本數學傳播季刊,並說明NIM遊戲規則及必勝方法的理論是利用二進位法的簡單理論稍加應用而已,我們覺得很神奇,這麼簡單的理論竟能發揮這麼大的功用,於是我們想必然還有其他的功用,平常愛好象棋的我,就開始想將這個理論應用在象棋的殘局上,因此我們就研究出一點小小的心得,提供參考。

雙『蟀』對決-台灣大蟋蟀與黃斑黑蟋蟀型態比較與行為探索

體型最大的台灣大蟋蟀雜食偏植食,穴居在砂土中,一年一代。會挖多樣化的地道,常呈Y字形,有主通道和通氣孔。洞穴深度、直徑隨齡數增加而增大。夏秋交配,雌、雄成蟲在同地道,另闢通道產卵,以卵越冬。齡數愈低,跳高能力較佳。成蟲耐水程度高。翅膀有兩塊黃斑的黃斑黑蟋蟀雜食偏肉食,草棲,一年3~4代,有褐色型與黑色型兩種。褐色型蟋蟀步足呈深褐色與生活在土壤有關。交配時公蟲在下、母蟲在上。齡數愈低,跳遠能力較佳。蟋蟀前足可攝食或挖土,前足的脛節有聽器,後足可彈跳,有咀嚼式口器,革質上翅及膜質後翅。母蟲產卵在土中,腹末尾毛幫助產卵。兩種蟋蟀的若蟲蛻皮七次變為成蟲,幼年高死亡型。皆趨光,偏好藍光,不喜好黃光。

鹽橋的種類、濃度、溫度對電流的影響

在國中第三冊 14-3 的實驗裏,提到鹽橋的濃度為 0.1M ,且使用強電解質。我們知道強電解質是因其具有幾乎完全解離的特性,故一般皆用強, KNO,且在室溫下操作,難道各種濃度的強電解質不能使用嗎?其效果又是如何?因而請教老師,並進而尋求解答的實驗。

砂質沈積物的淘選度研究

地球科學課本上冊第四章提到風的沈積物淘選度最好,冰川的沈積物淘選度很差,可是流水造成的沈積物淘選度如何呢?一條河流上下游沈積物的淘選度有差別嗎?波浪造成的沈積物,其淘選度比流水的好?還是差?課文中沒有說明,因此我們在老師的協助和指導下進行本研究。

神奇抗壓術--簡易測量大氣壓力

在國二時我們知道如果想要測量大氣壓力,就必須利用水銀氣壓計。但是水銀氣壓計攜帶不便且水銀有外洩的危險。如果將水銀改為水柱,則需要的管柱更高達十公尺以上,所以我們猜想是否有較為方便且簡易的方法測量大氣壓力。於是我們利用所學到的密閉空氣中體積跟壓力的關係:定溫下 P1V1=P2V2 ( 波以耳定律 ) 結合托里切利實驗,設計出簡易的氣壓計。此氣壓計具有輕薄短小、取材容易的特性。經過一系列的檢測與評估之後,我們發現只需要一支 50 公分的壓克力管裝入適量的水,即有辦法測出大氣壓力。為了解此方法在不同氣壓的適用性,除在平地測量之外,亦到鄰近的阿里山以不同的氣壓環境進行實驗。最後我們對照了簡易氣壓計與水銀氣壓計所測得的氣壓來探究測量值與實際值之間所存在的關係,並建立了速查表,增加了此裝置的實用性與準確度。

對冪級數的收斂圖形、用途及尤拉公式的探討

海蟑螂的生態探討

奏湖是個海島,在這兒隨時的可以看到一大批為興趣、為娛樂、甚至為生活的垂釣者。釣魚是一門很大的學問,釣某種魚一定要用某一種餌料都是固定的;海邊垂釣,海蟑螂是用得最普遍的活餌之一。仔細觀察海蟑螂我們發現了很多有趣的問題,例如:(一)海蟑螂的雌雄如何辨別?(二)如何產生下一代?(三)牠們以什麼為食?(四)為什麼在堆滿垃圾的岸邊最多?( 五)為什麼太亮、太乾燥的地方很少?(六) 夏天時數量極多,冬天都跑到那裡去了?是冬眠嗎?(七)在海邊有沒有更省時省力的誘捕方法?(八)有可能在實驗室內繁殖嗎?這一連串的問題引發了我們觀察及做此實驗的興趣!

聞香下馬—精油提煉與分流

利用生活可見的水電五金材料組裝設計精油蒸餾器和精油分流器,來提煉精油並運用精油於生活中,本研究所設計的「自製精油蒸餾器」在加熱出現液滴的效率方面(第一滴液滴所花時間的倒數),是「實驗室制式蒸餾器材」的四倍,並且可以在較短的時間產出量相近的精油量。透過「自製精油蒸餾器」,本研究成功提煉出四種精油,分別是柚子、檸檬、柳丁、樟樹精油,精油提煉的材料是收取菜市場榨完果汁丟棄的果皮、營養午餐食畢的果皮、以及校園中樟樹葉,可以說資源再利用,提煉出最環保的精油。本研究也嘗試將精油運用於手工精油皂,有不錯的效果,未來可嘗試運用本研究所設計的「自製精油蒸餾器」來提煉更多種類的精油,或開發精油的運用。

氣體擴散實驗的進一步探討:自然擴散 v . s 通孔擴散

在國中理化課本第一冊,實驗 6 - 3 :「氣體的擴散」一節中,陳述了氨與氯化氫兩種氣體的自然擴散現象,由於擴散速率不同,故其反應後之產物氯化銨比較靠近氯化氫一邊,但經過多次,多組的實驗所得結果不盡相同,即氯化銨所產生的位置,有的很靠近氯化氫這一端,有的卻較靠近玻璃管中央,其原因如何?是否與實驗所用玻璃管徑有關?長短有關?甚至於是否與鹽酸或氨水的濃度或使用量有關?為了了解這些問題,我們作了以下的實驗。

神奇的金屬樹─鉛樹及銅樹的研究

在一次旅遊活動中,我們在百貨公司裡,無意中在商品廚裡看見在透明塑膠管中生長著美麗,光亮燦閃如樹枝狀及珊瑚狀的金屬樹,我們在嘆美欣賞之餘,推想這樣美麗燦爛的金屬樹到底怎樣製作?它的製作原理如何?有的細長如樹枝狀,有的大如珊瑚狀,為何有這樣的差異?如何使它成長更長的樹枝狀或育成更大更美的其他形狀?又製作時須要那些原料?那些條件?……我們就發生這種種的疑問,因此回家後開始搜集資料後得知這些金屬樹製作原理與種種疑題與理化課本第十九章19~2元素對氧的化學活性與金屬鹽的還原原理相關,因此我們就利用聯課活動,寒暑假時間進一步從事研究這「金屬樹─鉛樹及銅樹的研究」。