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國中組

再接再厲-翻滾車的奧秘

廣義的機器人沒有一定形體,依個別需要而有不同的設計,使用範圍非常廣泛,翻滾車也算是機器人的一種。研究發現以下幾種因素會影響直線行走及翻滾效果:(一)輪子越大,平地行走速度越快,但爬坡力越差。(二)車輪增加磨擦力,有助翻滾。(三)路面平坦又能吸震者翻滾效果最好。(四)車蓋高度須在ㄧ定範圍內,才能順利翻滾,且在這範圍內,車蓋越高翻滾效果越好。(五)輪子外緣應和車蓋板形成順滑圓弧,翻滾效果較好。(六)車身短較能忍受偏斜角度,翻滾效果較好。(七)想要翻得好,重心應偏前,但不能過重。(八)車子翻回時,後輪著地的撞擊力及反彈力,影響車身偏斜很大,斷電裝置,對翻滾有幫助。

我不是蜊仔,我叫介形蟲!

本文旨在研究校園內小水溝中之介形蟲形態、棲地的水質變化、介形蟲微棲地的選擇以及生命週期的初探。研究結果發現本校產之介形蟲為淡水種之Physocypria kraepelini (Muller, 1903), 其形態包括殼、觸角、複眼、尾叉及中腸等描述。在水質方面,除了溫度之外,P. kraepelini 的族群動態與其他各項水質變動情況關連較小,冬季時個體數會降至最低,待溫度大於20°C 時,個體活動漸趨頻繁, 並且數量大增。該物種在養殖情況下以底棲為主, 而野生物種則多數在水溝溝壁活動,這是因為溝壁提供較多的附生藻做為餌食,P. kraepelini 之所以能附著在溝壁活動,則是因為其附肢上具有爪和棘的構造。研究中同時發現,P. kraepelini的孤雌生殖情況頻繁, 顯示在合適的環境中, 孤雌生殖為其主要的生殖策略。

「水砂共舞」-探討坡地土壤沖刷之特性

本報告研究坡地土壤之沖刷特性,使用縮小版的水槽進行沖刷實驗,分別嘗試各種因素如坡度、水量、流速、土砂、植生的組合所造成之沖刷量,找出其沖刷規則,並歸納各因素的重要性與交互關係。再將主要因素套用模糊理論,依照實驗的沖刷規則等比例放大,即可推估曾文水庫各子集水區的土壤沖刷量,與莫拉克颱風發生之實際沖刷量進行比較,誤差多集中於30﹪以內,有不錯的精確度,值得未來做更進一步的研究與討論。

食用酵母菌紙電池之探究

本報告探討食用酵母菌電池的發電特性,並將酵母菌電池紙製化以方便攜帶與保存。本食用酵母菌紙製電池分為陰極(緩衝溶液)、陽極(緩衝溶液與食用酵母菌)、與鹽橋(緩衝液)三層,皆以紙為載具,並以銅片為電極。經實驗發現第三代紙電池在陰極加入1.75%的雙氧水後的電壓最高達0.335V,但為了乾燥保存將氧化劑改為0.02g的過碳酸鈉。結構方面,發現將紙電池墊高使陽極接觸空氣,幫助酵母菌行有氧呼吸作用,可以幫助提高電壓。最後將第三代紙電池陰極加入0.02g過碳酸鈉、增加空氣室,並與鋅銅電極結合,電池平均電壓為1.142V,比傳統化學藥劑版的鋅銅紙電池高了25%。

數字夾心餅

本作品研究一種梯形,梯形裡含有許多個菱形,菱形四個角均有數字a、b、c、d,滿足axc=bxd=1 。 這些菱形排列成,上下底都是1,列數7層梯形如下圖。由正整數矩陣在平面上拼貼,屬於Frieze Patterns的一種形式。 不同於Henry使用遞迴方式尋找Frieze Patterns的週期。我們使用國中教材所提到多項式四則運算進行結構分析。 本研究證明相鄰正整數的互質與倍數關係、梯形存在性、兩種研究策略、轉換、結構設計準則、 層結構週期為 及第2列任意連續 個自然數總和的不變量,並討論1層與2層結構的退化。 我們討論生成數列最大值、是否同構判斷準則、降階關係及非同構組數上下界,得到一個和非同構組數有關的不等式。 本研究可應用於「檢查碼」;同時透過顏色與結構週期的對應,得到美麗圖案。

昆蟲也會大小眼!?

本研究目的主要在瞭解昆蟲的複眼(compound eyes)結構,比較晝行性與夜行性昆蟲複眼之差異,探討其視覺遠近和複眼結構的關連,及進一步觀察其對不同波長光源反應的差異。本實驗使用反射式及倒立式顯微鏡來觀察複眼及其小眼的結構,及觀察其成像情形,並使用攝影式接觸分析儀與放大管來探討視覺遠近和小眼表面曲率之關連,另外在暗室利用不同波長的光源照射蝴蝶以觀察其反應。實驗結果顯示複眼是由數千至數萬個小眼組成,小眼表面曲率半徑隨選用物種在 25.3μm 至 117.6μm 之間,蜻蜓複眼上半部和下半部小眼曲率半徑分別為 30.6μm、117.6μm,印證了蜻蜓複眼上看遠下看近的說法,也發現蝦子小眼是正方形,其他實驗物種則皆為六邊形,而蝴蝶對光的反應程度則是隨波長漸增而遞減。

落塵量與高度間的相關性研究

本研究以自行研發設計的「微量天平」及自製「不同高度的落塵量收集架」來測量每天24小時的落塵量,並置於車道上、市場內、小巷中及校園內等四個不同特性的環境,藉此測量數據以分析落塵量與高度間的相關性。本組研究同學只是國二學生,對於微小質量的測量,我們只能用我們所學過的知識來設計儀器測量,但由於所學的東西有限。所以我們希望能藉由觀察、發現、研究…等過程來探討「落塵量與高度間的相關性」來做研究,期望藉此次科學展覽發表研究結果的過程,能培養研究科學的正確態度,並將研究結果發表,接受批評指教。本研究內容以九年一貫八年級生自然與生活科技所學相關知識為主,其中包括有質量的測量、槓桿原理、有效數字的處理等相關知識。

「弧」思亂想

本研究在探討一種特定類別的曲線集合 : 給定平面上 n 個點 {A1,…,An},我們想要找 n 段圓弧,使得 n 段圓弧分別以 {A1,A2 }、{A2,A3 }、…、{An-1,An }、{An,A1 } 為端點,且 n 段圓弧光滑的相連,我們將此 n 段圓弧形成的圖形稱為光滑解。主要研究發現為 : 1. n 為奇數時,這些圓弧存在的充分必要條件以及滿足條件的圓弧組數量 2. n 為偶數時,這些圓弧存在的充分必要條件以及滿足條件的圓弧組數量 3. 光滑解自交不可避免 4. 上述圓弧組不存在時,可透過增加一個新點使圓弧組存在 5. 增加新點的軌跡是圓

與光的對話

某日路過實驗室,正巧邱老師在上 『 葡萄糖加本氏液的呈色實驗 』 時問道 『 葡萄糖濃度不同會不會影響加熱後顏色的深淺?』心想著去年,我們測後龍溪河水的濁度的儀器,不正好可以運用。 於是今年我們思考著:還有哪些光的特注能測得溶液的濃度?並希望能用自己動手做出的儀器測得葡萄糖溶液的濃度,深入探討生物課程中 『 酵素活性 』 問題。

霧裡看「發」-模糊方法對蒸發量的探討

蒸發為水吸收熱能而由液態轉變為氣態的過程,是一種水量的損失,對於水資源開發計畫;或是乾旱地區的水量控制均相當重要。蒸發的過程相當複雜,且受到甚多因子的交互影響,因此不容易估算蒸發量,通常採用經驗公式加以推估,例如道耳吞(Dalton)式,梅耶爾(Mayer)式等,其精確度通常較差;或者採用能量平衡法估算,其精確度較高,例如安德生(Anderson)式,但由於數據不易量測,故不常使用。