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中三物理练习卷：速率与加速度、力与牛顿运动定律、力矩与压强、功与能量、热传递与综合应用
练习卷 · 中三物理 · 运动、力与能量
中三物理练习卷，共六题二十四部分、一百分、六十分钟。内容涵盖速率与加速度、速度时间图、牛顿运动定律、力矩平衡、压强与浮力、功与功率、能量转换、比热容量与传热方式，全部数值由 python 自算并 assert，适合中三学生考试前温习。
卷面资料 年级：中三 ｜ 科目：物理 ｜ 时限：60 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：24
第一部分：速率、加速度与运动图象（16 分）
回答下列各有关运动的问题，须列出计算步骤。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 一辆汽车在 3 分钟内行驶 2.7 km。求其平均速率，以 m/s 及 km/h 表示。 | 答案：时间 = 180 s、距离 = 2700 m，速率 = 2700 ÷ 180 = 15 m/s；换算 15 × 3.6 = 54 km/h。（评分要点：m/s 2 分，km/h 2 分） |
| 2 | 汽车由静止起均匀加速，8 秒后速率达 20 m/s。求加速度及该 8 秒内行驶的距离。 | 答案：加速度 = (20 − 0) ÷ 8 = 2.5 m/s²；距离 = 平均速率 × 时间 = (0 + 20) ÷ 2 × 8 = 80 m。（评分要点：加速度 2 分，距离 2 分） |
| 3 | 小球由 20 m 高处自由落下（不计空气阻力，g = 10 m/s²）。求落地时间及落地速率。 | 答案：由 h = ½gt² 得 t = 开方(2 × 20 ÷ 10) = 2.0 s；速率 v = gt = 10 × 2.0 = 20 m/s。（评分要点：时间 2 分，速率 2 分） |
| 4 | 某车的速度－时间图如下：0 至 4 s 由 0 均匀加速至 12 m/s；4 至 10 s 保持 12 m/s；10 至 15 s 均匀减速至静止。求该 15 s 内总行驶距离。 | 答案：加速段 = ½ × 4 × 12 = 24 m；匀速段 = 12 × 6 = 72 m；减速段 = ½ × 5 × 12 = 30 m；总距离 = 126 m。（评分要点：三段各 1 分，总和 1 分） |
第二部分：力与牛顿运动定律（16 分）
取 g = 10 m/s²，回答下列各有关力的问题。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 质量 5 kg 的木箱在水平面上受 20 N 的水平推力，同时受 5 N 的摩擦力。求木箱所受的合力及加速度。 | 答案：合力 = 20 − 5 = 15 N；加速度 = 15 ÷ 5 = 3 m/s²。（评分要点：合力 2 分，加速度 2 分） |
| 6 | 质量 60 kg 的人站在体重计上。求该人所受的重力（重量）。 | 答案：重量 W = mg = 60 × 10 = 600 N，方向垂直向下。（评分要点：公式 2 分，数值及方向 2 分） |
| 7 | 质量 10 kg 的物体同时受 30 N 及 10 N 两个方向相反的力作用。求合力及加速度。 | 答案：合力 = 30 − 10 = 20 N，方向与 30 N 的力相同；加速度 = 20 ÷ 10 = 2 m/s²。（评分要点：合力及方向 2 分，加速度 2 分） |
| 8 | 以牛顿第三定律解释人走路时为何能向前推进，并另举一个日常例子。 | 答案：脚向后蹬地，脚对地面施加向后的力，地面同时对脚施加大小相等、方向相反的向前力，故人向前推进。另一例子：火箭向下喷出气体，气体对火箭施加向上的反作用力。（评分要点：作用力与反作用力描述 2 分，走路解释 1 分，例子 1 分） |
第三部分：力矩、压强与浮力（18 分）
取 g = 10 m/s²、水密度 = 1000 kg/m³，回答下列各题。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 用撬棍举起重物：在距支点 0.2 m 处施力 200 N，负载位于距支点 0.8 m 处。求可举起的负载重量（不计撬棍本身重量）。 | 答案：力矩平衡 200 × 0.2 = W × 0.8，故 W = 40 ÷ 0.8 = 50 N。（评分要点：力矩平衡式 2 分，答案 2 分） |
| 10 | 重 600 N 的人双脚站立，双脚与地面的总接触面积为 0.03 m²。求人对地面的压强，以 Pa 及 kPa 表示。 | 答案：压强 = 600 ÷ 0.03 = 20000 Pa = 20 kPa。（评分要点：公式及代入 2 分，两个单位答案各 1 分） |
| 11 | 水箱水深 3 m。求箱底的压强；若箱底有一个面积 0.02 m² 的水阀，求水对水阀的力。 | 答案：压强 = ρgh = 1000 × 10 × 3 = 30000 Pa = 30 kPa；力 = p × A = 30000 × 0.02 = 600 N。（评分要点：压强 2 分，单位换算 1 分，力 2 分） |
| 12 | 体积 0.002 m³ 的石块完全浸没在水中（石块密度大于水）。求水对石块的浮力，并说明石块视重会减少多少。 | 答案：浮力 = ρgV = 1000 × 10 × 0.002 = 20 N；视重减少 20 N。（评分要点：浮力公式 2 分，数值 2 分，视重说明 1 分） |
第四部分：功、功率与能量（18 分）
取 g = 10 m/s²，回答下列各有关功与能量的问题。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 13 | 用 250 N 的水平力把箱子沿水平方向推动 4 m，力与位移方向相同。求所作的功。 | 答案：功 = F × s = 250 × 4 = 1000 J。（评分要点：公式 2 分，答案及单位 2 分） |
| 14 | 某机器在 20 s 内完成 3000 J 的功。求该机器的功率。 | 答案：功率 = 功 ÷ 时间 = 3000 ÷ 20 = 150 W。（评分要点：公式 2 分，答案及单位 2 分） |
| 15 | 质量 2 kg 的物体由 5 m 高处自由落下（不计空气阻力）。求物体损失的位能及落地时的速率。 | 答案：位能 = mgh = 2 × 10 × 5 = 100 J；全部转为动能，½mv² = 100，v = 开方(2 × 100 ÷ 2) = 10 m/s。（评分要点：位能 2 分，能量转换 1 分，速率 2 分） |
| 16 | 某电动机输入 500 J 电能，输出 400 J 有用功。求该电动机的效率，并说明其余能量去了哪里。 | 答案：效率 = 400 ÷ 500 × 100% = 80%；其余 100 J 因摩擦及电阻发热而变成内能散失。（评分要点：效率 3 分，能量去向 2 分） |
第五部分：热与能量转移（16 分）
水的比热容量为 4200 J kg⁻¹ K⁻¹，回答下列各题。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 17 | 把 2 kg 水由 20°C 加热至 30°C。求水所吸收的热量，以 J 及 kJ 表示。 | 答案：温升 = 10 K；Q = mcΔT = 2 × 4200 × 10 = 84000 J = 84 kJ。（评分要点：公式 2 分，两个答案各 1 分） |
| 18 | 把 0.5 kg、80°C 的水与 0.5 kg、20°C 的水混合（不计热损失）。求混合后的水温。 | 答案：两者质量及比热相同，最终温度为两者平均 = (80 + 20) ÷ 2 = 50°C。（评分要点：热平衡概念 2 分，答案 2 分） |
| 19 | 用功率 2 kW 的电热水煲把 2 kg 水由 20°C 加热至 100°C（不计热损失）。求所需能量及加热时间。 | 答案：Q = 2 × 4200 × 80 = 672000 J；时间 = 672000 ÷ 2000 = 336 s。（评分要点：能量 2 分，时间 2 分） |
| 20 | 分别说明热传导、对流及辐射三种传热方式，并各举一个生活例子。 | 答案：传导是固体中粒子振动把能量逐个传递，例：铁匙在热汤中变热；对流是流体受热后密度改变而流动传热，例：冷气机令房间降温；辐射是以电磁波传热，不需介质，例：阳光令地面变暖。（评分要点：三种各 1 分，例子各 0.5 分，共 4 分） |
第六部分：综合应用（16 分）
回答下列各题，须列出计算步骤。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 21 | 汽车以 20 m/s 行驶，司机的反应时间为 0.5 s，之后以 5 m/s² 均匀减速至停止。求反应距离、刹车距离及总停车距离。 | 答案：反应距离 = 20 × 0.5 = 10 m；刹车距离 = v² ÷ 2a = 400 ÷ 10 = 40 m；总距离 = 50 m。（评分要点：反应距离 1 分，刹车距离 2 分，总距离 1 分） |
| 22 | 起重机以 500 N 的力把货物匀速提升 6 m，用时 10 s。求起重机所作的功及功率。 | 答案：功 = 500 × 6 = 3000 J；功率 = 3000 ÷ 10 = 300 W。（评分要点：功 2 分，功率 2 分） |
| 23 | 质量 0.5 kg 的石块由 20 m 高处自由落下（不计空气阻力）。求落地时的动能及速率。 | 答案：动能 = 位能 = mgh = 0.5 × 10 × 20 = 100 J；v = 开方(2 × 100 ÷ 0.5) = 20 m/s。（评分要点：动能 2 分，速率 2 分） |
| 24 | 某电动机输入 2400 J 电能，把 30 kg 货物匀速提升 6 m。求有用功及该电动机的效率。 | 答案：有用功 = mgh = 30 × 10 × 6 = 1800 J；效率 = 1800 ÷ 2400 × 100% = 75%。（评分要点：有用功 2 分，效率 2 分） |
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