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中四组合科学练习卷：量度与密度、热与能量传递、力与运动、波与光、原子结构与元素、金属与酸碱（100 分）
练习卷 · 组合科学 · 中四
中四组合科学练习卷，六部分共二十四题、100 分、60 分钟，涵盖量度与密度、热与能量传递、力与运动、波与光、原子结构与元素、金属与酸碱六个单元；题型包括计算、解释与实验设计，每题附评分要点与完整算式，并列出常见失分位，适合中四全年操练。
卷面资料 年级：中四 ｜ 科目：组合科学 ｜ 时限：60 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：24
第一部分 量度与密度：体积、质量与单位
计算题须列出算式与单位，答案须标明有效数字。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 一个金属块质量 81.0 g。把它放入盛有 20.0 cm³ 水的量筒后，水位升至 50.0 cm³。求金属块的体积与密度。 | 答案：体积 = 50.0 − 20.0 = 30.0 cm³。密度 = 质量 ÷ 体积 = 81.0 ÷ 30.0 = 2.70 g/cm³。（体积 2 分、算式 1 分、数值与单位 1 分） |
| 2 | 量筒每次读数的不确定度为 ±0.5 cm³。计算该体积量度合计的不确定度，并以百分比表示（一位小数）。 | 答案：两个读数各 ±0.5 cm³，相加得 ±1.0 cm³；百分比不确定度 = 1.0 ÷ 30.0 × 100% = 3.3%。（绝对值 2 分、百分比 2 分） |
| 3 | 已知铝的密度为 2.70 g/cm³，取 g = 10 N/kg。求体积 500 cm³ 铝块的质量（以 kg 表示）及它在地球表面的重量。 | 答案：质量 = 2.70 × 500 = 1350 g = 1.35 kg；重量 = m g = 1.35 × 10 = 13.5 N。（质量 2 分、单位换算 1 分、重量 2 分） |
| 4 | 解释为何密度可以用来辨认物质，并指出这种方法的一项限制。 | 答案：同一种纯物质在固定温度与压强下密度固定，因此量得密度后可与标准值比对而辨认物质。限制：合金与混合物的密度会与纯金属不同；物体内部有气泡或空隙会令量得体积偏大、密度偏低；温度上升时体积膨胀亦会令密度下降。（作用 2 分、限制 2 分） |
第二部分 热与能量传递：比热容量与功率
假设无热散失时须在答案中说明，取整数秒者须写明。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 把 0.50 kg 的水由 20 °C 加热至 60 °C。已知水的比热容量为 4200 J/(kg °C)，求水吸收的能量。 | 答案：E = m c ΔT = 0.50 × 4200 × (60 − 20) = 84000 J。（算式 2 分、数值 1 分、单位 1 分） |
| 6 | 加热器的功率为 350 W。假设全部能量被水吸收，求把上述水加热至 60 °C 所需时间（以秒及分钟表示）。 | 答案：t = E ÷ P = 84000 ÷ 350 = 240 s = 4.0 分钟。（算式 2 分、秒 1 分、分钟 1 分） |
| 7 | 实际上只有 70% 的能量被水吸收，其余散失于周围空气。求所需的加热时间（取整数秒）。 | 答案：需要总能量 = 84000 ÷ 0.70 = 120000 J；t = 120000 ÷ 350 ≈ 343 s。（效率算式 2 分、总能量 1 分、时间 2 分） |
| 8 | 金属匙放入热水后，手柄一端数分钟后也变热。说明热在此情况下的传递方式，并解释为何木匙不会出现同样情况。 | 答案：热以传导方式由匙的高温一端逐层传至手柄；金属内有自由电子，能把能量快速传递。木材是热的绝缘体，导热能力低，因此手柄温度上升极慢。（传导 1 分、金属解释 2 分、木材 1 分） |
第三部分 力与运动：速率、加速度与牛顿定律
每题须写出所用公式，并在答案中标明单位。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 一辆小车在首 4.0 s 由静止均匀加速至 8.0 m/s，之后 6.0 s 以 8.0 m/s 匀速行驶。求加速度及全程行车距离。 | 答案：a = (8.0 − 0) ÷ 4.0 = 2.0 m/s²；距离 = ½ × 4.0 × 8.0 + 8.0 × 6.0 = 16 + 48 = 64 m。（加速度 2 分、两段距离各 1 分） |
| 10 | 质量 2.0 kg 的小车在光滑水平面上受 6.0 N 的净力。求小车的加速度。 | 答案：a = F ÷ m = 6.0 ÷ 2.0 = 3.0 m/s²。（算式 2 分、数值与单位 2 分） |
| 11 | 质量 1.5 kg 的木块放在桌面，受 6.0 N 的水平拉力，摩擦力为 1.5 N。求净力与加速度。 | 答案：净力 = 6.0 − 1.5 = 4.5 N；a = 4.5 ÷ 1.5 = 3.0 m/s²。（净力 2 分、加速度 2 分） |
| 12 | 某物体在地球表面的重量为 25 N，取 g = 10 N/kg。求其质量；若把它带到月球（g = 1.6 N/kg），其质量与重量各有何改变？ | 答案：m = W ÷ g = 25 ÷ 10 = 2.5 kg。月球上质量仍为 2.5 kg（质量不随位置改变），重量 = 2.5 × 1.6 = 4.0 N。（质量 2 分、质量不变 1 分、月球重量 1 分） |
第四部分 波与光：波长、折射与全反射
角度答案须标明单位，折射率没有单位。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 13 | 某声波在空气中的频率为 170 Hz，声速为 340 m/s。求波长。 | 答案：λ = v ÷ f = 340 ÷ 170 = 2.0 m。（算式 2 分、数值与单位 2 分） |
| 14 | 光线由空气射入玻璃，入射角为 40°，折射角为 25°。求玻璃的折射率（二位小数）。 | 答案：n = sin 40° ÷ sin 25° = 0.643 ÷ 0.423 ≈ 1.52。（算式 2 分、数值 1 分、无单位 1 分） |
| 15 | 光由玻璃（折射率 1.52）射向空气。计算临界角（一位小数）。 | 答案：sin C = 1 ÷ n = 1 ÷ 1.52 = 0.658，C ≈ 41.1°；入射角大于此值时发生全反射。（算式 2 分、数值 1 分、条件 1 分） |
| 16 | 说明为何光纤可以把光讯号传送到远处而不致大量散失。 | 答案：光在纤芯内以很小的角度射向纤芯与包层的交界面，入射角大于临界角，于是连续发生全反射，光被限制在纤芯内前进。包层的折射率低于纤芯，是全反射的必要条件。（全反射 2 分、入射角条件 1 分、包层 1 分） |
第五部分 原子结构与元素：同位素与电子排布
数值答案须列出算式，解释题须用化学术语。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 17 | 某钠原子的质量数为 23，原子序数为 11。求其质子、中子与电子数目。 | 答案：质子 = 11、电子 = 11、中子 = 23 − 11 = 12。（每项 1 分、算式 1 分） |
| 18 | 氯有两种同位素：氯-35 占 75%，氯-37 占 25%。求氯的平均原子质量（一位小数）。 | 答案：平均原子质量 = 35 × 0.75 + 37 × 0.25 = 26.25 + 9.25 = 35.5。（算式 2 分、数值 2 分） |
| 19 | 某元素的电子排布为 2, 8, 1。指出它在周期表所处的周期与族，并解释这个排布如何决定它的位置。 | 答案：共有三层电子，故位于第 3 周期；最外层只有 1 个电子，故属第 I 族。周期由占用的电子层数目决定，族由最外层电子数目决定。（周期 1 分、族 2 分、两项解释各 1 分） |
| 20 | 说明钠原子与氯原子形成离子时的电子转移，并写出各自的电子排布。 | 答案：钠原子失去最外层 1 个电子，成为 Na⁺，排布由 2, 8, 1 变为 2, 8；氯原子获得 1 个电子，成为 Cl⁻，排布由 2, 8, 7 变为 2, 8, 8。两个离子都达到稳定的惰性气体电子结构。（钠 2 分、氯 2 分） |
第六部分 金属与酸碱：摩尔计算、中和与活性序
化学方程式须已平衡，摩尔答案须标明单位。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 21 | 2.4 g 镁（相对原子质量 24）与过量稀盐酸反应：Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂。求镁的摩尔数及生成氢气的体积（室温下摩尔体积为 24 dm³/mol）。 | 答案：摩尔数 = 2.4 ÷ 24 = 0.10 mol；方程式比例 1 : 1，故氢气 0.10 mol，体积 = 0.10 × 24 = 2.4 dm³。（摩尔数 2 分、比例 1 分、体积 1 分） |
| 22 | 25.0 cm³ 的 0.10 mol/dm³ 氢氧化钠溶液与 0.10 mol/dm³ 盐酸完全中和，比例为 1 : 1。求氢氧化钠的摩尔数及所需盐酸体积。 | 答案：摩尔数 = 0.10 × 0.0250 = 0.0025 mol；所需盐酸体积 = 0.0025 ÷ 0.10 = 0.025 dm³ = 25.0 cm³。（摩尔数 2 分、体积 2 分） |
| 23 | 改用 0.125 mol/dm³ 的盐酸中和同量氢氧化钠，求所需盐酸体积（以 cm³ 表示，一位小数）。 | 答案：体积 = 0.0025 ÷ 0.125 = 0.020 dm³ = 20.0 cm³。浓度提高，所需体积相应减少。（引用摩尔数 1 分、算式 2 分、换算 1 分、单位 1 分） |
| 24 | 把锌片放入硫酸铜溶液，表面出现红色沉积；把铜片放入硫酸锌溶液则无反应。用活性序解释这两个观察。 | 答案：锌在活性序中位置高于铜，能把溶液中的铜离子还原，自己氧化成锌离子，故有铜金属沉积；铜活性低于锌，不能把锌离子还原，故无反应。（沉积解释 2 分、逆向解释 2 分） |
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