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DSE 物理练习卷：力学与运动（12 题・50 分・75 分钟）
练习卷 · DSE 物理力学全卷
DSE 物理练习卷：12 题原创题目、50 分、75 分钟，涵盖匀加速运动、自由落体、牛顿第二定律、动能与刹车力、平抛运动、摩擦力、动量守恒、圆周运动、功率与效率、撞击冲量、斜面摩擦与滑轮系统。 每题附完整步骤与评分要点，适合中六备考。
卷面资料 年级：中六（S6） ｜ 科目：物理 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：50 分 ｜ 题数：12
甲部（短题目）
每题 2 分，须列式并附单位。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 一辆汽车由静止均匀加速至 20 米／秒，历时 5 秒。求 (a) 加速度；(b) 该段时间内的位移。 | a = (20 − 0) ÷ 5 = 4 米／秒²；s = (0 + 20) ÷ 2 × 5 = 50 米。〔公式 1 分、答案连单位 1 分〕 |
| 2 | 一个小球由 45 米高处自由落下（取 g = 10 米／秒²，忽略空气阻力）。求 (a) 落地所需时间；(b) 落地时的速度。 | (a) s = ½gt² → 45 = ½ × 10 × t² → t = 3 秒。(b) v = gt = 10 × 3 = 30 米／秒。〔每项 1 分〕 |
| 3 | 一个质量 2 公斤的物体受 12 牛顿的净力作用 3 秒。求 (a) 加速度；(b) 该段时间内动量的变化。 | (a) a = F ÷ m = 12 ÷ 2 = 6 米／秒²。(b) Δp = F t = 12 × 3 = 36 公斤·米／秒。〔每项 1 分〕 |
| 4 | 一辆质量 1200 公斤的汽车以 15 米／秒行驶，刹车后在 30 米内停下。求 (a) 刹车前的动能；(b) 平均刹车力。 | (a) KE = ½mv² = ½ × 1200 × 15² = 135000 焦耳。(b) F = KE ÷ s = 135000 ÷ 30 = 4500 牛顿。〔每项 1 分〕 |
| 5 | 一个小球以 12 米／秒水平抛出，离地 20 米（取 g = 10 米／秒²）。求 (a) 飞行时间；(b) 水平射程。 | (a) 垂直：20 = ½ × 10 × t² → t = 2 秒。(b) 射程 = u t = 12 × 2 = 24 米。〔每项 1 分〕 |
| 6 | 一个质量 5 公斤的物块在水平地面上受 30 牛顿水平拉力，摩擦力为 10 牛顿。求 (a) 加速度；(b) 4 秒后的速度及该段位移。 | (a) a = (30 − 10) ÷ 5 = 4 米／秒²。(b) v = at = 16 米／秒，s = ½ × 4 × 4² = 32 米。〔每项 1 分〕 |
乙部（多步计算题）
每题 4 分，须展示全部计算步骤。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 7 | 一个质量 2 公斤的物体以 6 米／秒撞向一个静止、质量 4 公斤的物体，碰撞后两者黏在一起。求 (a) 碰后的共同速度；(b) 碰撞中损失的动能，并解释能量去了哪里。 | (a) 动量守恒：2 × 6 = (2 + 4) v → v = 2 米／秒。(b) 碰前 KE = 36 焦耳，碰后 KE = 12 焦耳，损失 24 焦耳，转为热能、声能与形变能。〔速度 2 分、能量 2 分〕 |
| 8 | 一个质量 0.5 公斤的小球以 3 米／秒在半径 1.2 米的水平圆周上运动。求 (a) 向心加速度；(b) 向心力；(c) 转一圈所需的时间。 | (a) a = v² ÷ r = 9 ÷ 1.2 = 7.5 米／秒²。(b) F = m a = 0.5 × 7.5 = 3.75 牛顿，指向圆心。(c) T = 2πr ÷ v = 2.51 秒。〔计分：(a) 1 分、(b) 2 分、(c) 1 分〕 |
| 9 | 一名质量 60 公斤的跑手在 240 秒内跑上 300 级楼梯，每级高 0.18 米。(a) 求他克服重力所作的功；(b) 求平均功率；(c) 若他输出的有用功率为 108 瓦，求效率（1 位小数）。 | (a) 上升高度 = 300 × 0.18 = 54 米；W = mgh = 60 × 10 × 54 = 32400 焦耳。(b) P = W ÷ t = 32400 ÷ 240 = 135 瓦。(c) 效率 = 108 ÷ 135 × 100% = 80%。〔(a) 2 分、(b) 1 分、(c) 1 分〕 |
丙部（综合与论述题）
按指示作答，答案须以物理原理及计算支持。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 10 | 一辆质量 1500 公斤的汽车以 20 米／秒撞向墙壁，于 0.5 秒内停下，车头凹陷 5 米。(a) 由冲量求平均撞击力。(b) 由能量与距离再求平均力，并比较两结果。(c) 解释为何现代汽车设有溃缩区与安全带，而不用刚硬车身。 | (a) 冲量 = m Δv = 1500 × 20 = 30000 牛·秒；F = 30000 ÷ 0.5 = 60000 牛顿（约 6.0 × 10⁴ 牛）。(b) KE = ½ × 1500 × 20² = 300000 焦耳；F = 300000 ÷ 5 = 60000 牛顿，与 (a) 一致（平均力）。(c) 溃缩区延长煞停距离与时间，在动量变化（冲量）相同下大幅降低平均力；安全带把力分散到较强壮的骨骼并限制乘员向前冲，避免二次碰撞。刚硬车身会令 Δt 极短、力极大，乘员承受的加速度远超可存活范围。〔(a) 3 分、(b) 3 分、(c) 2 分〕 |
| 11 | 一个质量 4 公斤的物块由静止沿倾角 30 度、长 5 米的斜面滑下，动摩擦系数为 0.25（取 g = 10 米／秒²）。(a) 求重力沿斜面的分量与正向力。(b) 求摩擦力及净力。(c) 求加速度与到达斜面底的速度。(d) 以能量守恒核对 (c) 的结果，并求摩擦损耗的能量。 | (a) 重力分量 = mg sin30° = 40 × 0.5 = 20 牛；正向力 = mg cos30° = 34.64 牛。(b) f = μN = 0.25 × 34.64 = 8.66 牛；净力 = 20 − 8.66 = 11.34 牛沿斜面下。(c) a = 11.34 ÷ 4 = 2.83 米／秒²；v = √(2 × 2.835 × 5) = 5.32 米／秒。(d) 重力作功 = mgh = 4 × 10 × 2.5 = 100 焦耳；摩擦损耗 = f × L = 43.3 焦耳；余下 KE = 100 − 43.30 = 56.7 焦耳 → v = √(2 × 56.7 ÷ 4) = 5.32 米／秒，与 (c) 一致。〔(a) 2 分、(b) 3 分、(c) 2 分、(d) 2 分〕 |
| 12 | 如图构置：质量 3 公斤与 2 公斤的两物块以轻绳跨过无摩擦、无质量的定滑轮，较重者下垂。取 g = 10 米／秒²。(a) 求系统加速度。(b) 求绳张力，并用另一物块核对。(c) 说明绳张力为何不等于任一物块的重力。(d) 若滑轮有质量，实际加速度会偏大还是偏小？解释。 | (a) a = (m₁ − m₂)g ÷ (m₁ + m₂) = (3 − 2) × 10 ÷ 5 = 2 米／秒²，较重者向下。(b) 对 2 公斤物块：T − m₂g = m₂a → T = 2 × (10 + 2) = 24 牛；对 3 公斤物块：30 − 24 = 6 = 3 × 2，核对一致。(c) 两物块都在加速，故此绳张力须同时提供使 2 公斤物块向上的净力（T 大于其重力 20 牛），又小于 3 公斤物块的重力 30 牛；若 T 等于其中一个重力，该物块便不会加速。(d) 滑轮有质量时需额外力矩使其转动，部分能量变成滑轮的转动动能，故实际加速度偏小。〔(a) 3 分、(b) 3 分、(c) 2 分、(d) 1 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。
