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IB 體育、運動與健康科學 SL Paper 2 練習卷（結構題・10 題・100 分）
練習卷 · IB SEHS SL
IB SEHS SL Paper 2 結構題練習卷（10 題・100 分・75 分鐘）：能量系統與 ATP 供應、最大攝氧量與 Karvonen 強度、Fick 方程與心輸出量、槓桿力矩與拋體、肌肉疲勞、熱調節與補水、BMI 與體脂計算、技能學習與回饋、急慢性負荷比與傷患、運動營養計算。全部數值附步驟及評分要點。
卷面資料 年級：IB ｜ 科目：體育 ｜ 時限：75 分鐘 ｜ 總分：100 分 ｜ 題數：10
甲部 能量系統、心肺與生物力學（第 1–4 題，40 分）
每題須列出公式與計算步驟；數值答案須附單位。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 1 | Q1 一名 70 kg 運動員的脫脂組織約為體重的 40%，每公斤脫脂組織可動用的 ATP-PC 存量為 0.25 mol，1 mol ATP 釋出約 50 kJ；磷酸原系統可維持約 10 秒。(a) 計算其 ATP-PC 系統可提供的 ATP 摩爾數與總能量。(b) 計算該系統的最大平均功率（kW）。(c) 另一名運動員以糖解供應 90 g 葡萄糖（每摩爾葡萄糖淨得 2 mol ATP，摩爾質量 180 g/mol）；計算可得能量，並求 ATP-PC 與糖解能量之比。(d) 若 60 秒衝刺共消耗 800 kJ，求 ATP-PC 所佔百分比。 | (a) 脫脂組織 = 70 × 0.40 = 28 kg；ATP = 28 × 0.25 = 7.0 mol；能量 = 7.0 × 50 = 350 kJ。（3 分：質量、摩爾數、能量各 1 分） (b) 功率 = 350 kJ ÷ 10 s = 35 kW。（2 分） (c) 葡萄糖 90 ÷ 180 = 0.5 mol → ATP = 1.0 mol → 50 kJ；比值 350 ÷ 50 = 7。（3 分） (d) 350 ÷ 800 × 100 = 43.75%。（2 分） 評分要點：只寫「ATP-PC 很快」而無計算不給分；功率單位須為 kW 或 kJ/s。（2 分） |
| 2 | Q2 一名 20 歲運動員體重 70 kg，最大攝氧量為 55 mL/kg/min，安靜心率 60 bpm。(a) 換算其絕對最大攝氧量（L/min）及相當於多少 MET（1 MET = 3.5 mL/kg/min）。(b) 以其最大心率 = 220 − 年齡，用 Karvonen 法求 70% 與 85% 強度對應的心率。(c) 若每消耗 1 L 氧氣約產生 5 kcal，求其最大強度下每分鐘能量消耗，並解釋為何以此強度訓練不能長時間維持。 | (a) 55 × 70 ÷ 1000 = 3.85 L/min；55 ÷ 3.5 = 15.7 MET。（3 分） (b) 最大心率 = 220 − 20 = 200 bpm；70%：60 + 0.70 × (200 − 60) = 158 bpm；85%：60 + 0.85 × 140 = 179 bpm。（3 分） (c) 3.85 × 5 = 19.25 kcal/min；此強度接近最大有氧功率，乳酸快速累積、糖原迅速耗盡，故只能維持數分鐘。（4 分） 評分要點：Karvonen 必須用儲備心率（最大 − 安靜），直接用 0.7 × 200 不給滿分。 |
| 3 | Q3 同一運動員安靜時每搏輸出量 70 mL、心率 70 bpm、動靜脈氧差 50 mL/L；最大運動時每搏輸出量 120 mL、心率 190 bpm、動靜脈氧差 160 mL/L。(a) 計算安靜與最大運動時的心輸出量（L/min）。(b) 用 Fick 方程求兩個狀態的攝氧量，並換算為 mL/kg/min。(c) 計算每搏輸出量的增幅百分比，並說明運動員心輸出量提升主要靠哪一個因素。 | (a) 安靜：70 × 70 = 4,900 mL/min = 4.9 L/min；最大：120 × 190 = 22,800 mL/min = 22.8 L/min。（3 分） (b) Fick：攝氧量 = 心輸出量 × 動靜脈氧差。安靜 4.9 × 50 = 245 mL/min = 3.5 mL/kg/min；最大 22.8 × 160 = 3,648 mL/min = 52.1 mL/kg/min。（3 分） (c) (120 − 70) ÷ 70 × 100 = 71.4%；訓練者主要靠每搏輸出量上升（心室容積與心肌收縮力增加），心率上限反而略降。（4 分） |
| 4 | Q4 (a) 二頭肌彎舉時，肌肉施力 300 N，力臂 0.04 m；前臂末端負重 80 N，載重臂 0.30 m。求兩個力矩，並判斷能否舉起。(b) 若要舉起該負重，肌肉須施力多少？並求此槓桿的機械利益（施力臂 ÷ 載重臂）。(c) 一名運動員以 12 m/s、45 度投擲標槍（取 g = 9.81 m/s²，忽略空氣阻力）；求水平射程、最大高度與滯空時間。 | (a) 肌肉力矩 = 300 × 0.04 = 12 N·m；負重力矩 = 80 × 0.30 = 24 N·m；力矩不足，不能舉起。（3 分） (b) 所需肌力 = 24 ÷ 0.04 = 600 N；機械利益 = 0.04 ÷ 0.30 = 0.133，屬第三類槓桿，力學上不利但換取速度與活動範圍。（2 分） (c) 射程 = 12² × sin90 ÷ 9.81 = 14.7 m；最大高度 = (12 × sin45)² ÷ (2 × 9.81) = 3.67 m；滯空 = 2 × 12 × sin45 ÷ 9.81 = 1.73 s。（3 分） 評分要點：力矩單位須為 N·m；射程與高度須用 m。 |
乙部 肌肉、體溫調節與體成分（第 5–7 題，30 分）
每題須以生理機制解釋，不可只列名稱。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 5 | Q5 一名划船運動員連續 60 秒最大用力，峰值力量由 620 N 跌至 480 N。(a) 計算力量跌幅百分比，並列舉兩個造成疲勞的周邊因素。(b) 比較 I 型與 IIx 型肌纖維在收縮速度、抗疲勞性與能量系統上的差異（各一項）。(c) 解釋為何乳酸閾值（約 4 mmol/L）比最大攝氧量更能預測耐力表現，並說明「乳酸不是疲勞唯一原因」。 | (a) (620 − 480) ÷ 620 × 100 = 22.6%。（2 分）周邊因素：無機磷酸與氫離子累積抑制肌球蛋白橫橋循環；糖原耗竭；鈣離子釋放與回收受損（任兩項，1 分）。 (b) I 型：收縮慢、抗疲勞高、主要靠有氧；IIx 型：收縮快、易疲勞、主要靠磷酸原與糖解。（3 分） (c) 乳酸閾值反映在仍可持續的強度下清除乳酸的能力，直接對應比賽速度；最大攝氧量只代表上限，未必能被利用。乳酸伴隨氫離子上升降低 pH、抑制磷酸果糖激酶與鈣敏感度，但無機磷酸、ADP 與糖原耗竭同樣限制收縮，故不能單一歸因。（4 分） 評分要點：「乳酸令人酸」此類循環論證不給分。 |
| 6 | Q6 一名 65 kg 球員在 32 度、相對濕度 70% 的環境比賽 90 分鐘，體重由 65.0 kg 減至 63.8 kg，期間只喝了 0.4 L 水。(a) 求淨體重流失（kg）及佔體重百分比；若每流失 1% 體重耐力表現約下降 2%，估算表現跌幅。(b) 說明在高濕環境散熱效率下降的兩個原因，並提出兩項可行的降溫或補水措施。(c) 若其做功功率 240 W、機械效率 20%，求產熱功率；再以蒸發 1 L 汗約散熱 2,430 kJ 計算，每小時需蒸發多少汗才可維持熱平衡？ | (a) 流失 = 1.2 kg，淨流失 = 1.2 − 0.4 = 0.8 kg；0.8 ÷ 65 × 100 = 1.23%；表現跌幅約 1.23 × 2 = 2.5%。（3 分） (b) 濕度高令汗液難以蒸發（環境水汽壓高、蒸發梯度小），蒸發降溫失效；皮膚血流與肌肉爭奪血液，令工作肌供氧下降。措施：賽前與賽中每 15–20 分鐘小量補水（含電解質）、冰毛巾／冰背心、縮短熱身、安排陰涼休息。（3 分） (c) 代謝功率 = 240 ÷ 0.20 = 1,200 W，產熱 = 1,200 − 240 = 960 W = 0.96 kJ/s；每小時 0.96 × 3,600 = 3,456 kJ；÷ 2,430 = 1.42 L/h。（4 分） 評分要點：必須區分「流汗量」與「淨流失」；只答「多喝水」不給分。 |
| 7 | Q7 一名 20 歲男運動員體重 72 kg、身高 1.78 m；三點皮褶總和 48 mm。以 D = 1.10938 − 0.0008267S + 0.0000016S² − 0.0002574A（S 為皮褶總和 mm，A 為年齡）及 Siri 方程體脂率 = 495 ÷ D − 450。(a) 計算 BMI 與體脂率。(b) 求脂肪重量與去脂體重。(c) 若目標體脂率為 10% 而保持去脂體重不變，求目標體重及需減少的脂肪量；並說明為何單靠 BMI 不足以評估運動員體成分。 | (a) BMI = 72 ÷ 1.78² = 22.7 kg/m²；D = 1.10938 − 0.0396816 + 0.0036864 − 0.005148 = 1.0682；體脂率 = 495 ÷ 1.0682 − 450 = 13.4%。（4 分） (b) 脂肪 = 0.1338 × 72 = 9.6 kg；去脂體重 = 72 − 9.6 = 62.4 kg。（2 分） (c) 目標體重 = 62.4 ÷ 0.90 = 69.3 kg，需減脂肪 72 − 69.3 = 2.7 kg。（2 分）BMI 只看體重與身高，肌肉量高者 BMI 偏高但體脂正常；皮褶與圍度反映分佈，故運動員應以體成分而非 BMI 判斷。（2 分） |
丙部 技能學習、受傷與營養（第 8–10 題，30 分）
作答須引用數據或訓練原則，並以運動專項例子說明。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 8 | Q8 一名初學者練習籃球罰球，每組 10 球，五組的入球數依次為 4、5、6、7、8。(a) 計算每組成功率及由第一組到第五組的百分點與相對增幅。(b) 說明 Fitts 與 Posner 三階段技能學習的特徵，並指出此運動員最可能處於哪一階段。(c) 一星期後保留測試成功率為 70%；求與第五組的差距，並比較「結果知識」與「表現知識」對學習的作用。 | (a) 40%、50%、60%、70%、80%；百分點增幅 80 − 40 = 40；相對增幅 40 ÷ 40 × 100 = 100%。（3 分） (b) 認知期：需大量口語提示、動作僵硬、錯誤多；聯結期：動作漸趨協調、錯誤減少、能自我修正；自動期：動作自動化、可同時處理戰術。此運動員動作仍在改進且需提示，最可能處於聯結期。（4 分） (c) 差距 = 80 − 70 = 10 個百分點；部分進步可能來自當日狀態而非學習，保留測試才反映真實學習。結果知識（入球與否）提供目標達成資訊；表現知識（出手角度、跟隨動作）提供動作修正資訊，初學者兩者皆需要，但表現知識對技術定型更關鍵。（3 分） |
| 9 | Q9 一名跑手過去 7 日訓練負荷（RPE × 分鐘）合計 3,200 AU，過去 28 日平均每週 2,400 AU；一次訓練為 RPE 7、90 分鐘。(a) 計算該次訓練負荷，及急慢性負荷比（ACWR）。(b) 已知 ACWR 0.8–1.3 為較安全區間，求在急性負荷 3,200 AU 下慢性負荷的上限，並評論此跑手現況。(c) 說明兩種常見跑步傷患的機制，並列出復健後重返比賽的三項客觀標準。 | (a) 該次負荷 = 7 × 90 = 630 AU；ACWR = 3,200 ÷ 2,400 = 1.33。（3 分） (b) 慢性上限 = 3,200 ÷ 1.3 = 2,462 AU；現時 2,400 AU 略低於上限，即 ACWR 1.33 剛超出安全帶上緣，屬「負荷急升」的黃燈區：短期內受傷風險上升，應維持或略減急性負荷、增加低強度恢復課。（4 分） (c) 脛骨內側壓力症候群：反覆撞擊與蹠屈令脛骨後內側受力，骨膜與屈肌附著處發炎；髂脛束症候群：膝屈伸時髂脛束在股骨外上髁前後滑動，摩擦與髖外展肌无力令壓力增加。重返標準：疼痛評分 0–2/10 且跑步時不出現、患側肌力達健側 90% 以上、專項動作（如單腳跳、變向）無痛且對稱。（3 分） |
| 10 | Q10 一名 70 kg 運動員進行碳水負荷，目標每日攝取 8 g/kg 碳水化合物、1.6 g/kg 蛋白質，總能量 3,000 kcal（碳水與蛋白質各 4 kcal/g，脂肪 9 kcal/g）。(a) 計算碳水與蛋白質的克數及各自提供的能量。(b) 求脂肪的克數，並計算三大營養素供能百分比（須合計 100%）。(c) 說明賽前 3 小時進食的高碳水餐有何生理作用，並解釋為何賽前不宜大量攝取高脂或高纖食物。 | (a) 碳水 = 8 × 70 = 560 g → 2,240 kcal；蛋白質 = 1.6 × 70 = 112 g → 448 kcal。（4 分） (b) 脂肪能量 = 3,000 − 2,240 − 448 = 312 kcal → 34.7 g；百分比：74.7%、14.9%、10.4%，合計 100%。（3 分） (c) 高碳水餐補充肝糖與肌糖原、穩定血糖，令比賽初期血糖與糖原供應充足；高脂食物胃排空慢，易引起腹脹、噁心與胃部不適；高纖維同樣延緩排空並增加腸道蠕動，可能在比賽中引起腸胃不適。（3 分） 評分要點：百分比須合計 100%；只寫「吃碳水好」而無計算不給分。 |
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