第 8 題 ：波動學 / 運動學

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第 8 題 ：波動學 / 運動學

概念：地震波（P波、S波）與海嘯波的波速、傳播時間計算。

 



8. 以 311大地震為例，若P波波速為每秒6公里，S波波速為每秒3公里，海嘯波 波速為每分鐘12公里。假設距離震源最近的地震站位於和震源相距150公里的 海岸線上，該地震站收到P波後，計算並發出地震與海嘯預警的時間約需10秒， 則下列敘述哪些正確？（應選2項）

(A) S 波抵達海岸線前沒有預警時間
(B) S 波抵達海岸線前的預警時間約為15秒
(C) S 波抵達海岸線前的預警時間約為50秒
(D)海嘯抵達海岸線前的預警時間約為12分鐘
(E)海嘯抵達海岸線前的預警時間約為120分鐘

 

出題老師把國中學過的「時間＝距離 速率」公式，完美包裝成了一場拯救生命的時間賽跑。

讓我們用「時間軸」的魔法，一步步破解這場生存遊戲：

💡 實戰演練：跟地震波賽跑的生死時速

【破關密碼一：計算三個大魔王抵達的時間】 題目說震源距離海岸線是 150 公里。我們先把三個大魔王（P波、S波、海嘯）跑到海岸線需要的時間算出來：

  • P波（跑最快的小毛賊）：150/6=25 秒。
  • S波（破壞力強的地震波）：150/3=50 秒。
  • 海嘯（最後的終極魔王）： 它的速度是每分鐘 12 公里，所以需要 150/12=12.5分鐘（換算成秒大約是12.5*60=750 秒）。




【破關密碼二：確認警報發出的「黃金時刻」】 題目有一個超重要的隱藏陷阱：「地震站收到 P 波後，計算並發出預警約需 10 秒」。

  • 地震發生後，P 波跑了 25 秒才被測站收到。
  • 測站又花了 10 秒處理資訊。
  • 所以，手機警報真正響起的時間，是地震發生後的 25 + 10 = 35 秒！




【破關密碼三：我們還有多少時間逃跑？】 預警時間（逃命時間）＝ 魔王抵達的時間 － 警報響起的時間。

  • 對抗 S 波的預警時間： S 波在第 50 秒抵達，警報在第 35 秒響起。50-35=15 秒！ 選項 (B) 完全正確（(A)、(C) 錯誤）。


  • 對抗海嘯的預警時間： 海嘯在 12.5 分鐘（750 秒）抵達，警報在 35 秒響起。750-35=715 秒。 我們把 715 秒換算回分鐘：715/60=11.9 分鐘，大約就是 12 分鐘！ 選項 (D) 完全正確（(E) 錯誤）。



🚀 給探險家的小叮嚀： 這題的正確答案就是 (B) 和 (D)！ 你看，這題完全沒有用到高中複雜的物理公式，考的就只是國中數學的「除法」跟「減法」而已！只要你能在腦海裡畫出一條清清楚楚的「時間軸」，先算出警報幾秒後才會響，就能一眼看穿出題老師設下的陷阱，輕鬆拿下這兩分喔！繼續保持這個破關手感！

 



從閱讀理解（Reading Comprehension）與資訊加工（Information Processing）的角度來看，這道題目（第 8 題）的閱讀難度與干擾強度顯著高於前一題 。它不再只是單一概念的包裝，而是形成了一個「多變數、跨單位、動態時序」的資訊迷宮。

學生在閱讀與判讀這道題目時，主要會遭遇以下四個核心干擾點：

1. 跨文本單位的「時間陷阱」（單位不一致）

  • 文本表象：
    • P波、S波波速：每秒 6 公里、每秒 3 公里 。
    • 海嘯波波速：每分鐘 12 公里 。
  • 閱讀理解的障礙： 人類的閱讀本能傾向於尋找「對稱性」以節省大腦認知資源。當學生連續讀到兩個「每秒」之後，大腦會慣性地將第三個速度也預期為「每秒」。文本在此處刻意將海嘯速度切換為「每分鐘」 ，這在閱讀心理學上稱為認知突變（Cognitive Disruption）。如果學生沒有進行「批判性閱讀」（仔細圈出單位），直接用  算出 12.5，就會完美掉入出題官設下的單位陷阱。

 

2. 多主體、多階段的「動態時間軸線」重構障礙

  • 文本表象： 題目中包含了 P波、S波、海嘯波三種主體 ，以及「波傳遞時間」與「地震站處理時間（10秒）」兩種時間概念 。
  • 閱讀理解的障礙：

這題要求學生在腦中建立一幅動態的時間軸。學生必須透過文字擷取出以下時序：

    1. 地震發生（）。
    2. P波率先衝到地震站（耗時 ）。
    3. 地震站「開始算考題」，再花 10 秒才把預警發出去（此時總時間已過去 ） 。
    4. S波與海嘯波各自在路上跑，最後被預警訊號「攔截」或「超越」。

對於缺乏文字轉圖像（如時間軸畫圖）能力的學生來說，「收到P波後，計算並發出預警約需10秒」這一句話 ，其語意邏輯非常容易被誤讀為「總共扣掉10秒」或「倒退10秒」，導致時序錯亂。

 



3. 「預警時間」語意理解的認知負荷

  • 文本表象：選項問的是「抵達海岸線前的預警時間」 。
  • 閱讀理解的障礙：

什麼叫「預警時間」？在生活語意中，它的定義是：「警報發出後，到災害來臨前，我還剩下多少時間可以逃跑？」

    • 數學公式解構：

許多學生在閱讀時，大腦的工作記憶（Working Memory）已經被前面的速度、距離計算給塞滿了，讀到選項時，會直覺地把「S波抵達時間（）」直接等同於答案，看到選項 (C) 寫著「50秒」就興奮地選下去 。這屬於「語意終點過早截斷」的閱讀錯誤（忽略了警報是在第 35 秒才發出，實際逃生時間只有 ） 。

 

4. 數量級與極端數字的「直覺干擾」

  • 文本表象：選項 (D) 12 分鐘、(E) 120 分鐘 。
  • 閱讀理解的障礙： 當學生好不容易算完海嘯（），要扣掉警報發出的 35 秒（大約 0.6 分鐘），得到大約 11.9 分鐘。 此時對照選項，(D) 寫著「約為 12 分鐘」 。文本中的「約為」兩個字在閱讀上具有強烈的模糊暗示性。但有些學生會因為算出來的數字不是整數（11.9 分鐘），對自己的計算產生懷疑，進而在「分鐘」與「秒」的二次換算中卡死。

 



⚖️ 總結：閱讀理解的「解碼流程」

如果將這題的閱讀與解碼過程視覺化，學生必須在考場上完成以下關卡：

  1. 資訊篩選：從敘述中拉出基本數值（150公里、6 km/s、3 km/s、12 km/min、10秒） 。
  2. 單位校正：將 12 km/min 轉換為與距離、時間相符的系統 。
  3. 時序重構：定位出「關鍵起點」——警報發出的時刻是第 35 秒 。
  4. 語意比對：將「抵達時間－35秒」的結果，與選項中的「約為」進行語意重疊度比對 。

 

干擾學生的致命點，在於這題是「連續型解碼錯誤」的溫床。 只要在「跨文本單位（分與秒）」或「動態時序（忘記加P波的25秒）」任何一個閱讀節點上恍神，文本中都有一個相對應的錯誤選項（例如 50 秒、12.5 分鐘的變形）在等著考生，這種精準的「錯值誘餌」設計，極易擊潰閱讀習慣不夠細緻的學生。

 



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