IGCSE 物理 0625 Paper 4 练习卷：力与运动、动量、压强与能量（Extended 理论卷・100 分）

年级：中四至中五（IGCSE Year 10–11）　｜　科目：物理 0625　｜　时限：60 分钟　｜　总分：100 分　｜　题数：33

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Paper	时间	分数	计算机
Paper 4（Extended，结构题）	1 小时 15 分	75	不可用

题目

第 1 题（12 分）　运动学：速度、加速度与刹车距离

(a) 写出速度与加速度的定义，并各写出它们的 SI 单位。 （2 分）

(b) 一辆汽车由静止均匀加速至 24 m/s，需时 8.0 s。求它的平均加速度。 （3 分）

(c) 承上题，求汽车在这 8.0 s 内行驶的距离。 （3 分）

(d) 该车其后以 24 m/s 行驶，刹车时均匀减速 6.0 m/s²。求由开始刹车到完全停下所行的距离。 （4 分）

第 2 题（18 分）　力、牛顿运动定律与动量

(a) 写出牛顿第二定律的公式，并说明公式中各符号所代表的物理量。 （2 分）

(b) 质量 1 200 kg 的汽车以 3.0 m/s² 加速，求作用于汽车的合力。 （3 分）

(c) 质量 0.15 kg 的球以 20 m/s 垂直撞向墙壁，再以 20 m/s 反方向弹回。求球动量的变化量。 （4 分）

(d) 承上题，球与墙的接触时间为 0.020 s。求墙对球的平均力。 （4 分）

(e) 质量 2.0 kg 的小车以 3.0 m/s 撞向静止的 1.0 kg 小车，碰撞后两车黏在一起。求碰撞后的速度。 （3 分）

(f) 解释汽车安全气袋如何减低撞车时乘客受伤的机会。 （2 分）

第 3 题（16 分）　压强、液压与浮力

(a) 写出压强的公式及 SI 单位。 （2 分）

(b) 体重 600 N 的学生双脚站立，两脚与地面的总接触面积为 0.024 m²。求他对地面施加的压强。 （3 分）

(c) 求水深 2.5 m 处水的压强。水的密度为 1 000 kg/m³，g = 10 N/kg。 （3 分）

(d) 液压机的小活塞面积为 2.0 cm²，大活塞面积为 40 cm²。若在小活塞施力 150 N，求大活塞可举起的力。 （4 分）

(e) 一物体的体积为 5.0 × 10⁻⁴ m³，完全浸没在水中。求它所受的浮力；若它重 4.0 N，判断它会浮起还是下沉。 （4 分）

第 4 题（18 分）　功、能量、功率与效率

(a) 写出功的公式及 SI 单位。 （2 分）

(b) 用 250 N 的水平力把箱子沿地面推动 12 m。求所作的功。 （3 分）

(c) 工人用 5.0 s 把 25 kg 的箱子匀速提高 4.0 m。求箱子重力势能的增加量及工人的平均功率（g = 10 N/kg）。 （4 分）

(d) 质量 800 kg 的汽车以 15 m/s 行驶。求它的动能；若它刹车后滑行 45 m 才停下，求平均刹车力。 （4 分）

(e) 电动机的输入功率为 500 W，输出的机械功率为 375 W。求它的效率。 （3 分）

(f) 写出能量转换过程中两种常见的散失形式。 （2 分）

第 5 题（18 分）　热学：比热容量、潜热与热传递

(a) 写出比热容量的定义。 （2 分）

(b) 把 2.0 kg 的水由 20 °C 加热至 40 °C。求所需的能量（水的比热容量为 4 200 J/(kg °C)）。 （4 分）

(c) 加热器的功率为 700 W。求把上述水由 20 °C 加热至 40 °C 所需的时间，并以分钟表示。 （4 分）

(d) 熔化 0.50 kg 的冰需要多少能量？冰的比潜热为 3.34 × 10⁵ J/kg。 （4 分）

(e) 分别举出一项热传导、对流和辐射的例子。 （2 分）

(f) 提出两项可减少保温瓶内热水热量散失的方法。 （2 分）

第 6 题（18 分）　电学：电阻、串并联与电功率

(a) 写出电阻的定义及 SI 单位。 （2 分）

(b) 一个 4.0 Ω 的电阻接在 12 V 的电源上。求通过它的电流。 （3 分）

(c) 承上题，求该电阻的功率，以及它连续工作 5.0 分钟所消耗的能量。 （4 分）

(d) 两个 6.0 Ω 的电阻串联接在 12 V 电源上。求总电阻、电流及每个电阻两端的电压。 （4 分）

(e) 把 6.0 Ω 与 3.0 Ω 的电阻并联接在 12 V 电源上。求等效电阻及总电流。 （3 分）

(f) 说明保险丝在电路中的作用。 （2 分）

答案及评分准则

第 1 题　运动学：速度、加速度与刹车距离

(a) 速度＝单位时间内的位移（m/s）；加速度＝单位时间内速度的变化（m/s²）。 ［2 分］

(b) a = (v − u) ÷ t = (24 − 0) ÷ 8.0 = 3.0 m/s²（1 分公式、1 分代入、1 分答案及单位）。 ［3 分］

(c) s = ut + ½at² = 0 + ½ × 3.0 × 8.0² = 96 m（1 分公式、1 分代入、1 分答案）。 ［3 分］

(d) v² = u² + 2as → 0 = 24² − 2 × 6.0 × s；s = 576 ÷ 12 = 48 m（1 分公式、1 分代入、1 分计算、1 分单位）。 ［4 分］

第 2 题　力、牛顿运动定律与动量

(a) F = ma；F 为合力（N）、m 为质量（kg）、a 为加速度（m/s²）。 ［2 分］

(b) F = ma = 1 200 × 3.0 = 3 600 N（1 分公式、1 分代入、1 分答案及单位）。 ［3 分］

(c) p = mv = 0.15 × 20 = 3.0 kg m/s；Δp = 3.0 − (−3.0) = 6.0 kg m/s（1 分初动量、1 分方向处理、1 分相减、1 分单位）。 ［4 分］

(d) F = Δp ÷ t = 6.0 ÷ 0.020 = 300 N（1 分公式、1 分代入、1 分计算、1 分单位）。 ［4 分］

(e) 动量守恒：2.0 × 3.0 = (2.0 + 1.0) × v；v = 6.0 ÷ 3.0 = 2.0 m/s（1 分守恒式、1 分质量相加、1 分答案）。 ［3 分］

(f) 气袋延长乘客停下来的时间，在动量变化相同的情况下减小平均力，故伤害较轻。 ［2 分］

第 3 题　压强、液压与浮力

(a) p = F ÷ A，单位为帕斯卡（Pa），1 Pa = 1 N/m²。 ［2 分］

(b) p = 600 ÷ 0.024 = 25 000 Pa（1 分公式、1 分代入、1 分答案及单位）。 ［3 分］

(c) p = ρgh = 1 000 × 10 × 2.5 = 25 000 Pa（1 分公式、1 分代入、1 分答案）。 ［3 分］

(d) 压强相同：150 ÷ 2.0 = F ÷ 40；F = 150 × 40 ÷ 2.0 = 3 000 N（1 分压强相等、1 分代入、1 分计算、1 分单位）。 ［4 分］

(e) 浮力＝排开水的重＝1 000 × 10 × 5.0 × 10⁻⁴ = 5.0 N（2 分）；浮力 5.0 N 大于重 4.0 N，净力 1.0 N 向上，故物体浮起（2 分）。 ［4 分］

第 4 题　功、能量、功率与效率

(a) W = F × d（力与位移同方向），单位为焦耳（J）。 ［2 分］

(b) W = 250 × 12 = 3 000 J（1 分公式、1 分代入、1 分答案及单位）。 ［3 分］

(c) ΔEp = mgh = 25 × 10 × 4.0 = 1 000 J；P = 1 000 ÷ 5.0 = 200 W（1 分 mgh、1 分数值、1 分功率公式、1 分答案）。 ［4 分］

(d) Ek = ½ × 800 × 15² = 90 000 J；F = 90 000 ÷ 45 = 2 000 N（1 分动能公式、1 分数值、1 分功与能相等、1 分答案）。 ［4 分］

(e) 效率＝375 ÷ 500 × 100% = 75%（1 分公式、1 分代入、1 分百分率）。 ［3 分］

(f) 热能（因摩擦或电阻而产生）与声音。 ［2 分］

第 5 题　热学：比热容量、潜热与热传递

(a) 把 1 kg 物质的温度升高 1 °C 所需的能量。 ［2 分］

(b) E = mcΔθ = 2.0 × 4 200 × 20 = 168 000 J（1 分公式、1 分Δθ、1 分相乘、1 分单位）。 ［4 分］

(c) t = E ÷ P = 168 000 ÷ 700 = 240 s = 4.0 分钟（1 分公式、1 分计算、1 分换算分钟、1 分单位）。 ［4 分］

(d) E = mL = 0.50 × 3.34 × 10⁵ = 167 000 J（1 分公式、1 分代入、1 分计算、1 分单位）。 ［4 分］

(e) 传导：金属匙浸在热汤中变热；对流：冷气机令房间空气循环；辐射：太阳的热传到地球。 ［2 分］

(f) 使用真空夹层阻止传导与对流；内壁镀银减少辐射，并加盖减少蒸发散热。 ［2 分］

第 6 题　电学：电阻、串并联与电功率

(a) 导体两端的电压与通过它的电流的比值；单位为欧姆（Ω）。 ［2 分］

(b) I = V ÷ R = 12 ÷ 4.0 = 3.0 A（1 分公式、1 分代入、1 分答案及单位）。 ［3 分］

(c) P = VI = 12 × 3.0 = 36 W；5.0 分钟＝300 s，E = 36 × 300 = 10 800 J（每项 2 分）。 ［4 分］

(d) R = 6.0 + 6.0 = 12 Ω；I = 12 ÷ 12 = 1.0 A；V = 1.0 × 6.0 = 6.0 V（每项 1 分，最后 1 分说明两者相同）。 ［4 分］

(e) 1/R = 1/6.0 + 1/3.0 → R = 2.0 Ω；I = 12 ÷ 2.0 = 6.0 A（1 分等效电阻、1 分公式、1 分答案）。 ［3 分］

(f) 当电流过大时保险丝熔化而切断电路，防止电线过热引起火灾。 ［2 分］

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