IGCSE 物理 0625 Paper 6 实验技能练习卷（Alternative to Practical・40 分）

年级：中四至中五（IGCSE Year 10–11）　｜　科目：物理 0625　｜　时限：60 分钟　｜　总分：40 分　｜　部分：26

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Paper	时间	分数	比重
Paper 6（Alternative to Practical）	1 小时	40	20%

题目

第 1 题（9 分）　单摆：量度重力加速度

(a) 描述如何用单摆与秒表准确量度单摆的周期（包括量度次数与平均值的处理）。 （2 分）

(b) 计时时应在摆锤经过哪一个位置开表及停表？解释原因。 （1 分）

(c) 摆长 0.800 m，20 次完整摆动需时 35.6 s。求周期 T（2 位小数）及由 T = 2π√(L/g) 求 g（3 位有效数字）。 （2 分）

(d) 若改用五个不同摆长重复实验，应以哪两个量作图？如何由图线求 g？ （2 分）

(e) 若计时的反应误差为 ±0.2 s，求本实验（35.6 s）计时的百分误差（2 位有效数字）。 （1 分）

(f) 若只量度 10 次摆动而非 20 次，对百分误差有何影响？ （1 分）

第 2 题（8 分）　灯泡的电流－电压特性

(a) 在电路中，安培计、伏特计与可变电阻应分别如何接驳？ （2 分）

(b) 每次读数之间应采取什么措施？为什么？ （2 分）

(c) 当电压 3.0 V 时电流 0.25 A；电压 6.0 V 时电流 0.40 A。分别求灯泡在此两个电压下的电阻。 （2 分）

(d) 解释为何灯泡电阻随电压上升。 （1 分）

(e) 该灯泡的 I–V 图线应为直线还是曲线？说明形状。 （1 分）

第 3 题（7 分）　不规则固体的密度

(a) 列出量度该固体密度所需的两件仪器。 （1 分）

(b) 固体质量 84.0 g；量筒内水由 50.0 cm³ 升至 62.0 cm³。求固体体积，并说明为何要轻放固体入水。 （2 分）

(c) 求该固体的密度，以 g/cm³ 及 kg/m³ 表示。 （2 分）

(d) 量筒最小刻度为 0.5 cm³。求体积读数的最大百分误差（2 位有效数字）。 （1 分）

(e) 提出一项减少上述误差的方法。 （1 分）

第 4 题（8 分）　玻璃砖的折射

(a) 描述如何追踪一条光线穿过玻璃砖并量度入射角与折射角。 （2 分）

(b) 两组读数：入射角 30° 时折射角 19°；入射角 50° 时折射角 31°。分别求 sin i ÷ sin r（2 位小数）。 （2 分）

(c) 求两组结果的平均折射率，并由 sin c = 1/n 求临界角（1 位小数）。 （2 分）

(d) 为何要用光线箱的窄缝，并在较暗的环境下做实验？ （1 分）

(e) 列出本实验一项主要误差来源。 （1 分）

第 5 题（8 分）　水的比热容量

(a) 描述用电加热法量度水的比热容量的步骤（需说明要量度的四个量）。 （2 分）

(b) 为何要把盛水的容器保温（加隔热层或加盖）？ （1 分）

(c) 水 0.500 kg，加热器 12.0 V、2.0 A 通电 300 s，水温上升 3.4 °C。求加热器提供的能量及水的比热容量（2 位有效数字）。 （2 分）

(d) 实际上必有少量热量散失。这会令算出的 c 偏大还是偏小？解释。 （1 分）

(e) 提出两项改善方法以提高准确度。 （2 分）

答案及评分准则

第 1 题　单摆：量度重力加速度

(a) 量度摆长两次并取平均；让摆小幅（约 5°）摆动；用秒表量度 20 次完整摆动的时间，除以 20 得一个周期；重复三次并取平均（每项 1 分，最高 2 分）。 ［2 分］

(b) 在摆锤经过平衡（最低）位置时开停表，因为该处速度最大、通过时间最短，计时误差最小。 ［1 分］

(c) T = 35.6 ÷ 20 = 1.78 s（1 分）；g = 4π²L ÷ T² = 4π²×0.800 ÷ 1.78² = 9.97 m/s²（1 分）。 ［2 分］

(d) 以 T² 为纵轴、L 为横轴作图（1 分）；图线为过原点的直线，斜率 = 4π²/g，故 g = 4π² ÷ 斜率（1 分）。 ［2 分］

(e) 0.2 ÷ 35.6 × 100% = 0.56%。 ［1 分］

(f) 计时时间减半，同一 ±0.2 s 的反应误差所占比例加倍，百分误差约增至 1.12%。 ［1 分］

第 2 题　灯泡的电流－电压特性

(a) 安培计与灯泡串联；伏特计与灯泡并联；可变电阻串联于主电路以改变灯泡两端电压（每项 1 分，最高 2 分）。 ［2 分］

(b) 每次读数后把开关打开（切断电流）或把电压调回零，让灯丝冷却；否则灯丝温度累积上升，电阻随之改变，所得曲线不准确（每点 1 分）。 ［2 分］

(c) R = V/I：3.0 ÷ 0.25 = 12.00 Ω（1 分）；6.0 ÷ 0.40 = 15.00 Ω（1 分）。 ［2 分］

(d) 电流增大令灯丝温度上升，金属晶格离子振动加剧，自由电子碰撞更频密，故电阻增大（温度越高电阻越大）。 ［1 分］

(e) 曲线：由原点开始，随电压增大而向上弯并渐趋平缓（斜率递减）。 ［1 分］

第 3 题　不规则固体的密度

(a) 电子天平（量度质量）及量筒（或排水法装置，量度体积）。 ［1 分］

(b) 体积 = 62.0 − 50.0 = 12.00 cm³（1 分）；轻放以免水花溅出（或避免气泡附着），否则体积读数偏大（1 分）。 ［2 分］

(c) ρ = 84.0 ÷ 12.00 = 7.00 g/cm³（1 分）；= 7.00 × 1000 = 7000 kg/m³（1 分）。 ［2 分］

(d) 0.5 ÷ 12.00 × 100% = 4.2%（2 位有效数字即 4.2%）。 ［1 分］

(e) 改用较窄的量筒（或排水法／多放几颗同类固体以增大总体积），令刻度误差所占比例减小。 ［1 分］

第 4 题　玻璃砖的折射

(a) 把玻璃砖放在纸上描出其轮廓；用光线箱以一束窄光射向玻璃砖一面，在入射线与出射线上各标两点并连线；移除玻璃砖后画出法线，用量角器量度入射角与折射角（每项 1 分，最高 2 分）。 ［2 分］

(b) sin 30° ÷ sin 19° = 1.54（1 分）；sin 50° ÷ sin 31° = 1.49（1 分）。 ［2 分］

(c) n = (1.54 + 1.49) ÷ 2 = 1.51（1 分）；sin c = 1 ÷ 1.51 = 0.662，c = 41.4°（1 分）。 ［2 分］

(d) 窄缝产生细而清晰的光线，暗室令光线在纸上更易看见，两者都减低标点与量角的误差。 ［1 分］

(e) 量角器只可读到 ±1°，而玻璃砖边缘与描线不完全重合（或铅笔线太粗），令角度读数有误差。 ［1 分］

第 5 题　水的比热容量

(a) 量度水的质量 m、加热器的电压 V 与电流 I、通电时间 t，以及水的温度升幅 Δθ；能量由 E = VIt 求得（每项 0.5 分，最高 2 分）。 ［2 分］

(b) 减少热量散失到周围环境，使量得的水温升幅接近加热器实际提供的能量。 ［1 分］

(c) E = VIt = 12.0 × 2.0 × 300 = 7200 J（1 分）；c = E ÷ (mΔθ) = 7200 ÷ (0.500 × 3.4) = 4235 J/(kg °C) ≈ 4.2 × 10³ J/(kg °C)（1 分）。 ［2 分］

(d) 偏大：热量散失令实际温度升幅 Δθ 偏小，而 E 仍用电表读数，故 c = E ÷ (mΔθ) 偏大。 ［1 分］

(e) ①用较低功率、较长时间加热以减低散失比例；②每隔固定时间记录温度并作 θ–t 图，取开始时的斜率计 c（避免整体热损失）；③加隔热层及盖（任两项，每项 1 分）。 ［2 分］

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