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A-Level 物理 9702 Paper 2 模擬卷（AS 結構題）｜60 分、1 小時 15 分、附答案及評分準則
TutorZone 原創模擬卷 · CIE A-Level 物理 9702 Paper 2（AS 結構題）
6 題 23 個部分 · 60 分 · 1 小時 15 分 · 准用計算機
卷制對照
| 試卷 | 時間 | 分數 | 佔分 |
|---|---|---|---|
| Paper 2（AS 結構題） | 1 小時 15 分 | 60 分 | AS 的 46% |
| Paper 1（多項選擇） | 1 小時 15 分 | 40 分 | AS 的 31% |
| Paper 3（AS 實驗技能） | 2 小時 | 40 分 | AS 的 23% |
題目
Total: 60 marks · 1 hour 15 minutes · calculator allowed
第 1 · 運動學 [10]
(a) 區分純量與向量，並各舉一個物理例子。 [2]
(b) 一輛車在 6.0 秒內由 8.0 m/s 均勻加速至 26.0 m/s。求加速度及此段時間的位移。 [3]
(c) 一球由靜止自由落下 45 m（g = 9.81 m/s²，忽略空氣阻力）。求落地所需時間及落地速度。 [3]
(d) 某車的速度－時間圖：0 至 4.0 s 由 0 均勻升至 12 m/s，4.0 至 10.0 s 保持 12 m/s。求全程位移。 [2]
第 2 · 力與動量 [10]
(a) 寫出牛頓第二定律的陳述，並指出公式 F = ma 成立的前提。 [2]
(b) 一輛質量 1200 kg 的車受 3.6 kN 的合力。求其加速度。 [2]
(c) 質量 2.0 kg 的車 A 以 3.0 m/s 撞向靜止、質量 1.0 kg 的車 B，碰撞後兩車黏合。求碰後速度及碰撞中損失的動能。 [4]
(d) 解釋上題動能為何減少。 [2]
第 3 · 功、能與材料 [10]
(a) 抽水機在 20 秒內把 250 kg 的水提升 12 m。若效率為 70%，求輸出功率及輸入功率（g = 9.81 m/s²）。 [4]
(b) 彈簧受 12 N 力時伸長 0.060 m（在彈性限度內）。求彈簧常數及儲存的彈性能。 [3]
(c) 一條長 2.50 m、直徑 0.40 mm 的線受 8.0 N 拉力時伸長 1.2 mm。求楊氏模量。 [3]
第 4 · 波 [10]
(a) 聲波頻率 512 Hz、速度 340 m/s。求波長。 [2]
(b) 說明橫波與縱波的分別，並各舉一例。 [2]
(c) 兩個相干微波源相距 0.12 m，波長 0.030 m，屏幕距 2.0 m。求相鄰亮紋間距。 [3]
(d) 長 0.80 m 的弦線基頻為 250 Hz。求第三諧音的頻率及波長。 [3]
第 5 · 電學與直流電路 [12]
(a) 區分電動勢（e.m.f.）與電勢差（p.d.）。 [2]
(b) 一條長 1.5 m、截面積 2.0×10⁻⁷ m² 的線電阻為 0.90 Ω。求電阻率。 [2]
(c) 電池 e.m.f. 6.0 V、內阻 0.50 Ω，接上 2.5 Ω 電阻。求電流、端電壓、外電阻功率及內阻耗散功率。 [4]
(d) 12 V 電源與 4.0 kΩ 固定電阻、熱敏電阻串聯，輸出電壓取自熱敏電阻兩端。20 °C 時熱敏電阻為 2.0 kΩ，求輸出電壓；溫度升高時輸出電壓如何變化？ [4]
第 6 · 粒子物理 [8]
(a) 寫出質子與中子的夸克組成。 [2]
(b) 寫出 β⁻ 衰變的方程式，並指出涉及的夸克變化。 [2]
(c) 檢查 ¹⁴₆C → ¹⁴₇N + e⁻ + ν̄ₑ 是否同時守恆電荷與核子數。 [2]
(d) 波長 520 nm 的光子能量為多少（J 及 eV）？h = 6.63×10⁻³⁴ J s、c = 3.00×10⁸ m/s。 [2]
答案及評分準則
| 部分 | 答案 | 評分要點 | 分 |
|---|---|---|---|
| 1(a) | 純量只有大小；向量同時有大小與方向。例：速率（純量）、速度（向量）。 | 1 分：純量只有大小、向量有大小及方向 1 分：正確各舉一例（速率／速度 或 質量／重量） |
2 |
| 1(b) | a = (26.0 − 8.0) ÷ 6.0 = 3.0 m/s²；s = (8.0 + 26.0) ÷ 2 × 6.0 = 102 m | 1 分：a = 3.0 m/s² 1 分：用平均速度 (17.0 m/s) 1 分：s = 102 m |
3 |
| 1(c) | t = √(2 × 45 ÷ 9.81) = 3.03 s；v = 9.81 × 3.03 = 29.7 m/s | 1 分：t = √(2s/g) 1 分：t = 3.03 s 1 分：v = 29.7 m/s（不可用 45 m 乘 g 代替） |
3 |
| 1(d) | 位移 = ½ × 4.0 × 12 + 6.0 × 12 = 24 + 72 = 96 m（圖下面積） | 1 分：分兩段面積計算 1 分：96 m |
2 |
| 2(a) | 作用於物體的合力等於其動量變化率；當質量不變時 F = ma。 | 1 分：合力 = 動量變化率 1 分：質量不變時可寫成 F = ma |
2 |
| 2(b) | a = F ÷ m = 3600 ÷ 1200 = 3.0 m/s² | 1 分：正確換算 3.6 kN = 3600 N 1 分：a = 3.0 m/s² |
2 |
| 2(c) | 動量：2.0 × 3.0 = 3.0 × v → v = 2.0 m/s；KE 前 = ½ × 2.0 × 3.0² = 9.0 J；KE 後 = ½ × 3.0 × 2.0² = 6.0 J；損失 3.0 J | 1 分：動量守恆式 6.0 = 3.0v 1 分：v = 2.0 m/s 1 分：KE 前 9.0 J、後 6.0 J 1 分：損失 3.0 J |
4 |
| 2(d) | 碰撞非彈性（不完全彈性），部分動能轉化為內能（熱）及聲能，動量仍然守恆。 | 1 分：非彈性碰撞 1 分：動能轉為熱能／聲能，動量仍守恆 |
2 |
| 3(a) | W = 250 × 9.81 × 12 = 29,430 J；P_out = 29,430 ÷ 20 = 1,471.5 W ≈ 1.5 kW；P_in = 1,471.5 ÷ 0.70 = 2,102 W ≈ 2.1 kW | 1 分：W = 29,430 J 1 分：P_out ≈ 1.5 kW 1 分：除以 0.70 而非乘 0.70 1 分：P_in ≈ 2.1 kW |
4 |
| 3(b) | k = 12 ÷ 0.060 = 200 N/m；E = ½ × 12 × 0.060 = 0.36 J | 1 分：k = 200 N/m 1 分：E = ½Fx 1 分：E = 0.36 J |
3 |
| 3(c) | A = π(0.20×10⁻³)² = 1.26×10⁻⁷ m²；應力 = 8.0 ÷ 1.26×10⁻⁷ = 6.4×10⁷ Pa；應變 = 1.2×10⁻³ ÷ 2.50 = 4.8×10⁻⁴；E = 6.4×10⁷ ÷ 4.8×10⁻⁴ = 1.3×10¹¹ Pa | 1 分：A = 1.26×10⁻⁷ m²（用半徑，不是直徑） 1 分：應力 6.4×10⁷ Pa 及應變 4.8×10⁻⁴ 1 分：E = 1.3×10¹¹ Pa |
3 |
| 4(a) | λ = v ÷ f = 340 ÷ 512 = 0.664 m | 1 分：λ = v/f 1 分：0.664 m |
2 |
| 4(b) | 橫波的振動方向與傳播方向垂直（如光波）；縱波的振動方向與傳播方向平行（如聲波）。 | 1 分：振動方向垂直／平行於傳播方向 1 分：正確各舉一例 |
2 |
| 4(c) | x = λD ÷ a = 0.030 × 2.0 ÷ 0.12 = 0.50 m | 1 分：用 x = λD/a 1 分：代入 0.030、2.0、0.12 1 分：0.50 m |
3 |
| 4(d) | f₃ = 3 × 250 = 750 Hz；第三諧音有 3 個波腹，λ = 2L ÷ 3 = 1.60 ÷ 3 = 0.533 m | 1 分：f₃ = 750 Hz 1 分：λ = 2L/3 1 分：0.533 m |
3 |
| 5(a) | e.m.f. 是電源把其他形式能量轉為電能時，每單位電荷所獲得的能量；p.d. 是每單位電荷在元件上把電能轉為其他形式的能量。 | 1 分：e.m.f. 每單位電荷所獲能量（電源） 1 分：p.d. 每單位電荷所釋能量（元件） |
2 |
| 5(b) | ρ = RA ÷ L = 0.90 × 2.0×10⁻⁷ ÷ 1.5 = 1.2×10⁻⁷ Ω m | 1 分：ρ = RA/L 1 分：1.2×10⁻⁷ Ω m |
2 |
| 5(c) | I = 6.0 ÷ (0.50 + 2.5) = 2.0 A；V = 6.0 − 2.0 × 0.50 = 5.0 V；P_ext = 2.0² × 2.5 = 10 W；P_int = 2.0² × 0.50 = 2.0 W | 1 分：I = 2.0 A（總電阻 3.0 Ω） 1 分：V = 5.0 V 1 分：P_ext = 10 W 1 分：P_int = 2.0 W |
4 |
| 5(d) | V_out = 12 × 2.0 ÷ (4.0 + 2.0) = 4.0 V；溫度升高時熱敏電阻阻值下降，分得電壓減少，故 V_out 下降。 | 1 分：分壓式 12 × 2.0/6.0 1 分：4.0 V 1 分：阻值隨溫度上升而下降 1 分：V_out 下降 |
4 |
| 6(a) | 質子 uud（電荷 +1）；中子 udd（電荷 0）。 | 1 分：uud 1 分：udd |
2 |
| 6(b) | n → p + e⁻ + ν̄ₑ；夸克由 d 變 u。 | 1 分：n → p + e⁻ + ν̄ₑ（須有反微中子） 1 分：d → u |
2 |
| 6(c) | 核子數 14 = 14 + 0 + 0；電荷 6 = 7 + (−1) + 0，兩者皆守恆。 | 1 分：核子數 14 = 14 1 分：電荷 6 = 7 − 1 |
2 |
| 6(d) | E = hc ÷ λ = 6.63×10⁻³⁴ × 3.00×10⁸ ÷ 520×10⁻⁹ = 3.83×10⁻¹⁹ J = 2.39 eV | 1 分：3.83×10⁻¹⁹ J 1 分：2.39 eV |
2 |
課題分佈
| 題號 | 課題 | 分數 |
|---|---|---|
| 1 | 運動學 | 10 |
| 2 | 力與動量 | 10 |
| 3 | 功、能與材料 | 10 |
| 4 | 波 | 10 |
| 5 | 電學與直流電路 | 12 |
| 6 | 粒子物理 | 8 |
常見失分位
- 用 v = u + at 求位移而沒有用平均速度或面積，位移失 1 分。
- 效率題目把 70% 乘上去而不是除以 0.70，輸入功率偏小。
- 楊氏模量用直徑代入 A = πd² 而漏了 ÷4，答案細了 4 倍。
- 端電壓直接寫成 e.m.f.，忘記扣除內阻上的 Ir 壓降。
- β⁻ 衰變漏寫反微中子，或把夸克變化寫成 u → d。
常見問題
這份卷適合誰？
適合準備 CIE A-Level 物理 9702 的 AS 學生，尤其想集中練 Paper 2 結構題計算與解釋題的考生。
答案卷有評分準則嗎？
有。每個部分都列出評分要點，可以自己逐點對分，也可以交由導師按點評分。
可以列印嗎？
可以，題目卷與答案卷均為 A4 排版 PDF，直接列印使用。
本卷為 TutorZone 原創練習材料，題目自行編寫，並非歷屆試題。
卷制依 CIE 9702 物理（2025–2027）Paper 2：1 小時 15 分、60 分、AS 結構題，佔 AS 46%。
