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IGCSE 物理 0625 Paper 4 结构题模拟卷（10 题・80 分）
练习卷 · IGCSE 物理 0625 Paper 4
IGCSE 物理 0625 Paper 4（Extended 结构题）模拟卷，全卷 10 题、80 分、限时 1 小时 15 分。甲部 42 分：运动学速率—时间图、力矩与杠杆、密度与压强、比热容量与效率、串联电路。乙部 38 分：波长与回声、变压器、半衰期、合并气体定律、液压与帕斯卡原理。题目与答案 100% 原创，附逐题评分要点，适合中四至中五操卷。
卷面资料 年级：中四至中五（IGCSE） ｜ 科目：物理 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：80 分 ｜ 题数：10
甲部：力学、物质与热学（42 分）
结构题：须写出所用公式、代入步骤、数值答案与单位。所有计算须显示工作步骤，只写答案最多得一半分。全卷 10 题，共 80 分，时限 1 小时 15 分，可使用计算机。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 一辆汽车由静止以均匀加速度行驶，8.0 秒后速率达 24.0 m/s；随后以 24.0 m/s 匀速行驶 12.0 秒；最后以均匀减速度在 4.0 秒内停下。 (a) 求首 8.0 秒的加速度。（2 分） (b) 求首 8.0 秒内行驶的距离。（2 分） (c) 求全程行驶的总距离。（2 分） (d) 求全程平均速率。（2 分） |
答案：(a) a＝(24.0 − 0) ÷ 8.0＝3.0 m/s²。(b) s＝½ × 3.0 × 8.0²＝96 m。(c) 减速段 s＝½ × 4.0 × 24.0＝48 m，匀速段 s＝24.0 × 12.0＝288 m，总距离＝96 ＋ 288 ＋ 48＝432 m。(d) 平均速率＝432 ÷ 24.0＝18.0 m/s。评分要点：每部分写出所用公式 1 分、数值与单位正确 1 分；(c) 亦接受速率—时间图下面积法；(d) 须用总距离除以总时间，用两段速率平均会失分。 |
| 2 | 一条均匀横梁以支点支撑。一个质量 2.5 kg 的砝码挂在支点左方 0.40 m 处，横梁在支点右方由一向下的力 F 平衡。取 g＝9.8 N/kg。 (a) 求砝码的重量。（2 分） (b) 若 F 作用于支点右方 0.25 m 处，求 F 的大小。（4 分） (c) 若同一砝码改由作用于支点右方 0.50 m 处的力平衡，求所需力的大小，并解释为何较小。（2 分） |
答案：(a) W＝mg＝2.5 × 9.8＝24.5 N。(b) 力矩平衡：F × 0.25＝24.5 × 0.40，F＝9.8 ÷ 0.25＝39.2 N。(c) F＝9.8 ÷ 0.50＝19.6 N；力臂由 0.25 m 增至 0.50 m，力矩（力 × 力臂）须维持相同，故所需力较小。评分要点：(b) 写出力矩相等 2 分、代入与答案 2 分，答 39.2 N 或 39 N 均可；(c) 数值 1 分、解释 1 分。 |
| 3 | 一个长方体金属块的尺寸为 0.20 m × 0.10 m × 0.05 m，质量 1.2 kg。 (a) 求金属块的体积。（2 分） (b) 求金属的密度。（2 分） (c) 求金属块的重量（取 g＝9.8 N/kg）。（2 分） (d) 金属块以最小面积的一面平放于桌面，求它对桌面产生的压强。（2 分） |
答案：(a) V＝0.20 × 0.10 × 0.05＝1.00e-03 m³。(b) ρ＝m ÷ V＝1.2 ÷ 1.00e-03＝1200 kg/m³。(c) W＝mg＝1.2 × 9.8＝11.76 N。(d) 接触面积 A＝0.10 × 0.05＝0.005 m²，压强 p＝11.76 ÷ 0.005＝2352 Pa。评分要点：单位换算错（例如百分数当小数）整部分不给分；(d) 须用最小面（即 A 最小、压强最大），用最大面会失 2 分；答 2.4 kPa 亦接受。 |
| 4 | 以一个 350 W 的电热器加热 0.50 kg 的水，水的温度由 20 °C 上升至 60 °C。水的比热容量为 4200 J/(kg °C)。 (a) 求水吸收的热能。（3 分） (b) 假设没有热量散失，求所需的加热时间。（3 分） (c) 实验中实际用了 300 秒。求此装置的效率。（2 分） |
答案：(a) E＝mcΔT＝0.50 × 4200 × 40＝84,000 J。(b) t＝E ÷ P＝84,000 ÷ 350＝240 s。(c) 效率＝有用输出 ÷ 总输入＝240 ÷ 300 × 100%＝80%。评分要点：(a) 公式 1 分、代入 1 分、数值与单位 1 分；ΔT 用 60 而非 40 即 0 分；(c) 以理想时间除以实际时间，写成 80% 亦可接受。 |
| 5 | 一个 6.0 V 的电池与电阻 R₁＝12 Ω 及 R₂＝4.0 Ω 串联接成电路。 (a) 求电路的总电阻。（2 分） (b) 求电路中的电流。（2 分） (c) 求 R₂ 两端的电压。（2 分） (d) 求 R₂ 的功率。（2 分） (e) 求 5.0 分钟内 R₂ 耗散的能量。（2 分） |
答案：(a) R＝12 ＋ 4.0＝16 Ω。(b) I＝V ÷ R＝6.0 ÷ 16＝0.375 A。(c) V₂＝IR₂＝0.375 × 4.0＝1.5 V。(d) P＝V₂I＝1.5 × 0.375＝0.5625 W（约 0.56 W）。(e) E＝Pt＝0.5625 × 300＝168.8 J。评分要点：串联电阻相加 2 分；电流用总电压除以总电阻 2 分（用 6.0 ÷ 4.0 得 1.5 A 即 0 分）；功率答 0.56 W 或 0.5625 W 均可接受。 |
乙部：电学、波、磁性与气体（38 分）
结构题：须写出所用公式、代入步骤、数值答案与单位。所有计算须显示工作步骤，只写答案最多得一半分。全卷 10 题，共 80 分，时限 1 小时 15 分，可使用计算机。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 6 | 一个频率 512 Hz 的音叉在空气中发声，声音在空气中的速率为 340 m/s。 (a) 求该声音的波长。（3 分） (b) 声音由音叉发出，经 1.20 秒后听到由峭壁反射回来的回声。求音叉与峭壁的距离。（3 分） (c) 若音叉与峭壁的距离加倍，回声返回所需时间变成多少？（2 分） |
答案：(a) v＝fλ，λ＝v ÷ f＝340 ÷ 512＝0.66 m。(b) 声音往返走了 2 倍距离：d＝vt ÷ 2＝340 × 1.20 ÷ 2＝204 m。(c) 距离加倍为 408 m，t＝2d ÷ v＝2.40 s，即时间与距离成正比会加倍。评分要点：(b) 忘记除以 2 得 408 m 只给 1 分；(a) 用 f ÷ v 即 0 分；单位须为 m 与 s。 |
| 7 | 一个变压器的初级线圈接上 240 V 的交流电，匝数为 1200 匝；次级线圈的输出电压为 12 V。假设变压器为理想变压器。 (a) 求次级线圈的匝数。（3 分） (b) 若输出功率为 24 W，求次级线圈的电流。（3 分） (c) 求初级线圈的电流。（2 分） (d) 真实变压器的效率为何低于 100%？举出一个原因。（2 分） |
答案：(a) Nₛ ÷ Nₚ＝Vₛ ÷ Vₚ，Nₛ＝1200 × 12 ÷ 240＝60 匝。(b) Iₛ＝P ÷ Vₛ＝24 ÷ 12＝2.0 A。(c) 理想变压器输入功率＝输出功率，Iₚ＝24 ÷ 240＝0.1 A。(d) 线圈有电阻（铜损）会发热，铁芯会因反复磁化产生涡流与磁滞损耗，部分能量变成热能散失。评分要点：(a) 匝数比与电压比成正比 3 分；(c) 必须用功率相等，用 Nₚ/Nₛ 直接算电流会失分。 |
| 8 | 一个放射性样本的半衰期为 6.0 小时，初始活度为 800 Bq。 (a) 18 小时后，样本的活度是多少？（3 分） (b) 18 小时经过了几个半衰期？（2 分） (c) 活度降至 50 Bq 需要多少小时？（3 分） |
答案：(a) 活度每次减半：800 → 400 → 200 → 100 Bq，故 18 小时后为 100 Bq。(b) 18 ÷ 6.0＝3 个半衰期。(c) 50 Bq 是初始活度的 1/16＝(1/2)⁴，需 4 个半衰期＝4 × 6.0＝24 小时。评分要点：(a) 每次减半的过程要写出（或写 800 × (1/2)³），只写答案给 1 分；(c) 用对数或逐次减半均可。 |
| 9 | 一定质量的气体在 300 K 时占 300 cm³，压强为 100 kPa。气体被加热至 350 K，同时被压缩至压强 150 kPa。 (a) 求气体的新体积。（4 分） (b) 写出你在 (a) 所用的气体定律名称，并说明压强由 100 kPa 增至 150 kPa 对体积的影响。（2 分） |
答案：(a) 用合并气体定律：p₁V₁ ÷ T₁＝p₂V₂ ÷ T₂，V₂＝p₁V₁T₂ ÷ (T₁p₂)＝100 × 300 × 350 ÷ (300 × 150)＝233 cm³。(b) 此为合并气体定律（波以耳定律与查理定律的结合）。压强上升会令体积缩小，但温度上升会令体积增大；本题温度只升 16.7%，压强却升 50%，故体积最终减少。评分要点：(a) 定律式 1 分、温度必须用 K 1 分、代入 1 分、答案 233 cm³ 1 分。 |
| 10 | 一个液压千斤顶有小活塞与大活塞，面积分别为 4.0 cm² 与 100 cm²。在小活塞上施加 50 N 的力。 (a) 求液体传递的压强。（3 分） (b) 求大活塞可举起的力。（3 分） |
答案：(a) A₁＝4.0 cm²＝4.0e-04 m²，p＝F ÷ A₁＝50 ÷ 4.0e-04＝125,000 Pa。(b) 帕斯卡原理：压强处处相同，A₂＝100 cm²＝1.0e-02 m²，F₂＝pA₂＝125,000 × 1.0e-02＝1,250 N（即力放大 25 倍）。评分要点：面积必须换成 m²（4.0 cm²＝4.0 × 10⁻⁴ m²），用 cm² 直接代入会失全部分；力放大倍数＝面积比 100 ÷ 4.0＝25。 |
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。
