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DSE 综合科学练习卷：物质与能量、生命与环境、地球与太空
练习卷 · DSE 综合科学・12 题・100 分・75 分钟
DSE 综合科学练习卷：物质与能量、生命与环境、地球与太空三大范畴，12 题共 100 分，75 分钟完成，涵盖摩尔计算、比热容、能量守恒、滴定、生态能量流、遗传比例、心输出量、地震波与湿度，附完整步骤与评分要点，适合中四至中六操练。
卷面资料 年级：中六（S6） ｜ 科目：综合科学 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：12
第一部分：物质与能量
甲部：化学计算与能量传递
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 镁在氧气中燃烧生成氧化镁：2Mg + O₂ → 2MgO。取 4.8 克镁完全燃烧，已知相对原子质量 Mg = 24.3、O = 16.0。(a) 计算镁的摩尔数；(b) 计算生成氧化镁的质量（克，两位小数）；(c) 计算所需氧气的摩尔数，并说明 (b) 与 (a) 的质量差来自哪里。 | (a) 摩尔数 = 4.8 ÷ 24.3 = 0.1975 mol（2 分） (b) 由方程式 2 mol Mg 生成 2 mol MgO，故 MgO 摩尔数相同 = 0.1975 mol；摩尔质量 = 24.3 + 16.0 = 40.3 g/mol，质量 = 0.1975 × 40.3 = 7.96 g（3 分） (c) 氧气摩尔数 = 0.0988 mol（即镁的一半，符合 2:1 比例）（2 分）；质量增加 3.16 g 来自空气中的氧原子与镁结合，符合质量守恒（1 分） |
| 2 | 一个额定功率 2000 瓦的电热水壶装有 0.5 公斤水，水的比热容为 4200 焦耳／（公斤・°C）。把水由 20 °C 加热至沸点 100 °C。(a) 计算水吸收的能量（焦耳及千焦）；(b) 假设无热损失，计算所需时间；(c) 实际加热用了 105 秒，计算水壶的效率。 | (a) E = mcΔT = 0.5 × 4200 × 80 = 168000 J = 168 kJ（3 分） (b) t = E ÷ P = 168000 ÷ 2000 = 84 s（2 分） (c) 效率 = 有用能量 ÷ 输入能量 = 84 ÷ 105 = 80%（3 分）；其余 20% 以热形式散失到周围空气及水壶外壳 |
| 3 | 一个质量 2.0 公斤的物体由高 5.0 米的平滑斜面顶端释放，到达地面时速率为 8.0 m/s，取重力加速度 g = 10 m/s²。(a) 计算物体在顶端的重力势能；(b) 计算到达地面时的动能；(c) 求过程中因摩擦散失的能量及能量效率，并解释能量去了哪里。 | (a) 重力势能 = mgh = 2.0 × 10 × 5.0 = 100 J（2 分） (b) 动能 = ½mv² = 0.5 × 2.0 × 8.0² = 64 J（2 分） (c) 散失能量 = 100 − 64 = 36 J（2 分）；效率 = 64 ÷ 100 = 64%（2 分）；散失能量转为热能及声能，令斜面与物体温度略升，总能量仍然守恒 |
| 4 | 以 0.125 M 盐酸滴定 25.0 cm³ 的 0.1 M 氢氧化钠溶液，反应为 HCl + NaOH → NaCl + H₂O。(a) 计算氢氧化钠的摩尔数；(b) 求达至终点所需盐酸的体积；(c) 若改用 0.050 M 盐酸，所需体积有何改变？并指出应选用哪种指示剂及终点颜色变化。 | (a) n(NaOH) = 25.0 ÷ 1000 × 0.1 = 0.00250 mol（2 分） (b) 1:1 反应，n(HCl) = 0.00250 mol；体积 = 0.00250 ÷ 0.125 × 1000 = 20.0 cm³（3 分） (c) 浓度减半，所需体积加倍 = 50.0 cm³（2 分）；强酸强碱滴定终点 pH 约 7，应选酚酞（无色→浅粉红）或溴百里酚蓝（蓝→绿）（1 分） |
第二部分：生命与环境
乙部：生物系统与数据分析
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 某草原生态系统中，生产者每年每平方米固定 50000 千焦能量，能量沿食物链传递的效率约为 10%。(a) 计算初级消费者、次级消费者及三级消费者可得能量；(b) 说明其余 90% 能量去了哪里；(c) 解释为何食物链通常不超过四至五个营养级。 | (a) 初级消费者 5000 kJ、次级消费者 500 kJ、三级消费者 50 kJ（3 分，每级 1 分） (b) 其余 90% 主要用于生物自身的呼吸作用产生热能散失，部分变成排泄物中未被同化的能量及尸体残骸（3 分） (c) 每传一级只剩约 10%，能量不足以支撑更多营养级，故食物链一般只有四至五级（3 分） |
| 6 | 在豌豆中，高茎基因 T 对矮茎基因 t 为显性。两株基因型均为 Tt 的植株杂交，共产生 400 株后代。(a) 画出遗传图解并列出后代表现型比例；(b) 计算预期高茎及矮茎的株数；(c) 实际观察得高茎 290 株、矮茎 110 株，计算各占百分比，并解释与预期不符的原因。 | (a) 遗传图解：Tt × Tt → 1 TT : 2 Tt : 1 tt，表现型高茎 : 矮茎 = 3 : 1（3 分） (b) 高茎预期 = 400 × 3/4 = 300 株，矮茎 = 400 × 1/4 = 100 株（3 分） (c) 高茎 290 ÷ 400 × 100% = 72.5%，矮茎 27.5%（2 分）；差异来自样本数有限及受精随机性，属统计波动，并非比例错误（1 分） |
| 7 | 一名运动员静止时心率 72 次／分、每搏输出量 70 cm³；剧烈运动时心率 120 次／分、每搏输出量 110 cm³。(a) 分别计算静止及运动时的心输出量（cm³／分及 L／分）；(b) 计算运动时心输出量增加的百分比（一位小数）；(c) 说明运动时每搏输出量上升的两个生理原因。 | (a) 静止：72 × 70 = 5040 cm³/min = 5.04 L/min；运动：120 × 110 = 13200 cm³/min = 13.2 L/min（4 分） (b) 增加 = (13200 − 5040) ÷ 5040 × 100% = 161.9%（3 分） (c) 交感神经兴奋令心肌收缩力增强；静脉回流增加（肌肉泵作用）令心室充盈更多，每搏输出量因此上升（2 分） |
| 8 | 以水生植物探究光照强度对光合作用速率的影响，以每分钟气泡数目作指标，光照强度 20、40、60、80 单位时分别得 12、24、30、30 个气泡／分。(a) 计算光照由 20 增至 40 单位时速率的增加百分比；(b) 描述 60 单位之后的趋势并解释原因；(c) 提出两种可令曲线再上升的改动，并说明背后限制因素。 | (a) 增加 = (24 − 12) ÷ 12 × 100% = 100%（3 分） (b) 60 单位后速率维持 30 个／分不再上升，出现平台期（2 分）；此时光照已不再是限制因素，二氧化碳浓度或温度成为限制因素（2 分） (c) 可提高水中二氧化碳（如加碳酸氢钠）或把水温升至最适温度，曲线可再上升（2 分） |
第三部分：地球与太空
丙部：地球系统与应用科学
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 某地震站记录到 P 波与 S 波到达的时间相差 20 秒。已知该地壳中 P 波速率 6.0 km/s、S 波速率 4.0 km/s。(a) 以“距离 ÷ 速率”列式，求震源与地震站的距离；(b) 求 P 波及 S 波各自的传播时间；(c) 说明为何 S 波不能用来探测地球外核的状态。 | (a) 设距离 d：d/4.0 − d/6.0 = 20，即 d(6.0-4.0)/24.0 = 20，d = 20 × 24.0 ÷ 2 = 240 km（4 分） (b) P 波时间 = 240 ÷ 6.0 = 40 s；S 波 = 240 ÷ 4.0 = 60 s（2 分） (c) S 波是横波，不能穿过液体；外核为液态，S 波被完全阻挡形成阴影区，这正是推断外核为液态的证据（2 分） |
| 10 | 某日气温 25 °C，空气中实际水汽量为 13.8 g/m³；25 °C 的饱和水汽量为 23.0 g/m³，15 °C 的饱和水汽量为 12.8 g/m³。(a) 计算该日的相对湿度；(b) 若气温降至 15 °C 而水汽量不变，计算每立方米凝结出的水量；(c) 解释为何清晨常见露水，并说明“露点”的意思。 | (a) 相对湿度 = 13.8 ÷ 23.0 × 100% = 60%（3 分） (b) 凝结水量 = 13.8 − 12.8 = 1.0 g/m³（3 分） (c) 夜间地面辐射冷却，近地面气温降至露点以下，水汽在草叶上凝结成露（1 分）；露点即空气中水汽达到饱和、开始凝结的温度（1 分） |
| 11 | 一块面积 2.0 m² 的太阳能板，在太阳辐射强度 1000 W/m² 下日照 5 小时，光电转换效率为 18%。(a) 计算入射的太阳能总量（焦耳及 kWh）；(b) 计算实际产生的电能（kWh）；(c) 若效率降至 15%，求产生同样 1.8 kWh 电能所需的日照时数。 | (a) 入射能量 = 1000 × 2.0 × 5 × 3600 = 3.600e+07 J = 10.0 kWh（4 分） (b) 电能 = 10.0 × 18% = 1.8 kWh（2 分） (c) 15% 时每小时产电 = 1000 × 2.0 × 0.15 ÷ 1000 = 0.3 kWh；所需时数 = 1.8 ÷ 0.3 = 6.0 小时（2 分） |
| 12 | 一名学生用天平测得铝块质量 54.0 g，再把铝块放入盛水 30.0 cm³ 的量筒，水面升至 50.0 cm³。量筒每次读数的误差为 ±0.5 cm³。(a) 计算铝块体积及密度；(b) 计算体积的量度误差百分比，并由此推算密度的最大百分比误差；(c) 说明改用 500 cm³ 量筒会令误差变大还是变小，并解释原因。 | (a) 体积 = 50.0 − 30.0 = 20.0 cm³；密度 = 54.0 ÷ 20.0 = 2.70 g/cm³（3 分） (b) 两次读数各误差 ±0.5，体积最大误差 ±1.0 cm³，即 5%；密度百分比误差同样约 ±5%（3 分） (c) 用 500 cm³ 量筒刻度间距较大、读数分辨率较低，同一绝对误差下相对误差更大，故应选用口径小、刻度细的量筒（2 分） |
TutorZone 练习卷｜题目与文章为原创，并非任何学校或出版社的教材。