申論 1當刻卜勒（Kepler）分析第谷的觀測數據提出行星運動三定律時，屬於經驗法則，牛頓則能依據萬有引力假設與運動三定律推導出刻卜勒三定律。行星m繞太陽M公轉，牛頓認為兩天體間的重力 F=GMm/r2，其中r為兩天體間的距離，G為重力常數，依據牛頓力學推導刻卜勒第二定律與第三定律。試問：（每小題10 分，共20 分）㈠運用角動量（L）守恆概念，推導出行星運動第二定律：行星與太陽的連線，在相同時間內，掃過相同的面積。㈡令行星繞太陽公轉週期為T。如果行星繞太陽的軌道為正圓，推導出Kepler行星運動第三定律：r的三次方與T的平方之比為定值。
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申論 2地球、木星、土星大氣都有與自轉方向平行的大氣帶，各有自己的風向、風速。說明科氏力效應，並用科氏力效應解釋三顆行星大氣的相同處。（20 分）
申論 3行星的磁場對於行星大氣有很重要的影響。如果現在地球的磁場突然消失，則：（每小題10 分，共20 分）㈠地球大氣結構會如何演變？㈡對地面上的生命有何影響？
申論 4從外貌、成分與軌道性質說明冥王星應該是古柏帶天體，也是矮行星。（10 分）
申論 5繪圖說明如何由彗星觀測數據推測彗星來源有兩種：古柏帶與歐特雲？（10 分）
申論 6卡西尼號太空船在2004 年進入環繞土星的軌道，傳回許多土星本體、土星環及其各衛星的影像，讓科學家增加對土星系統的認識。預定在2017 年4 月進入一個新軌道，環繞22 次後，訂於9 月15 日墜入土星大氣，像流星一般燒毀，結束任務。試問：（每小題5 分，共10 分）㈠科學家為什麼選擇讓卡西尼號最後墜入土星大氣來結束任務？㈡卡西尼號最後環繞土星軌道的任務為何？
申論 7說明刻卜勒太空任務用何種方式搜尋太陽系外行星？（5 分）以及此任務對搜尋太陽系外行星的貢獻。（5 分）