中四物理练习卷：匀加速运动、牛顿定律、动量、功与功率、抛体与圆周运动（100 分）

练习卷 · 中四物理 · 力学计算

中四物理力学练习卷，共六题二十四部分、一百分、六十分钟。题目涵盖匀加速运动分段计算、牛顿第二定律与摩擦、碰撞动量守恒、功与功率、水平抛体与圆周运动。所有数值由物理公式自算，答案页列出每步评分要点。题型依香港中学文凭试物理科程度编写，适合全年温习与测考前操练。

卷面资料　年级：中四　｜　科目：物理　｜　时限：60 分钟　｜　总分：100 分　｜　题数：24

第一部分：匀加速运动（18 分）

一辆汽车由静止开始，以 2.50 m/s² 的加速度匀加速 8.0 s，之后以此时的速度匀速行驶 12 s，最后在 5.0 s 内匀减速至停止。

#	题目	答案与评分要点
1	求 8.0 s 末的速度，并求加速阶段的位移。	答案：速度 = 0 + 2.50 × 8.0 = 20.0 m/s；位移 = 0.5 × 2.50 × 8.0² = 80.0 m。（评分要点：速度 2 分，位移 2 分）
2	求匀速行驶 12 s 的位移。	答案：20.0 × 12 = 240.0 m。（评分要点：公式 1 分，代入 2 分，答案 1 分）
3	求减速阶段的加速度大小及该阶段位移。	答案：加速度大小 = 20.0 ÷ 5.0 = 4.0 m/s²；位移 = 0.5 × (20.0 + 0) × 5.0 = 50.0 m。（评分要点：加速度 2 分，位移 3 分）
4	求全程的平均速度。	答案：总位移 = 80.0 + 240.0 + 50.0 = 370.0 m；总时间 = 25.0 s；平均速度 = 370.0 ÷ 25.0 = 14.8 m/s。（评分要点：总位移 3 分，平均速度 2 分）

质量 5.0 kg 的木块放在粗糙水平桌面上，受 21 N 的水平拉力。木块与桌面之间的摩擦力为 6.0 N。取 g = 9.8 m/s²。

#	题目	答案与评分要点
5	求木块的重量及桌面给它的法向反作用力。	答案：重量 = 5.0 × 9.8 = 49.0 N；水平桌面上法向反作用力 = 49.0 N。（评分要点：重量 2 分，反作用力 2 分）
6	求木块的加速度。	答案：合力 = 21 − 6.0 = 15.0 N；加速度 = 15.0 ÷ 5.0 = 3.0 m/s²。（评分要点：合力 2 分，加速度 3 分）
7	若木块由静止开始，求 4.0 s 后的速度及位移。	答案：速度 = 3.0 × 4.0 = 12.0 m/s；位移 = 0.5 × 3.0 × 4.0² = 24.0 m。（评分要点：速度 3 分，位移 2 分）
8	此后拉力突然消失，求木块再滑行多远才停止。	答案：减速度 = 6.0 ÷ 5.0 = 1.2 m/s²；滑行距离 = 12.0² ÷ (2 × 1.2) = 60.0 m。（评分要点：减速度 2 分，距离 2 分）

质量 1200 kg 的汽车 A 以 15 m/s 的速度撞向静止、质量 800 kg 的汽车 B。碰撞后两车锁在一起，沿原方向移动。

#	题目	答案与评分要点
9	求碰撞前汽车 A 的动量。	答案：动量 = 1200 × 15 = 18000.0 kg m/s。（评分要点：公式 2 分，答案 2 分）
10	求碰撞后两车的共同速度。	答案：动量守恒，18000.0 = (1200 + 800) × v，故 v = 9.0 m/s。（评分要点：守恒式 2 分，答案 2 分）
11	求碰撞前后的总动能，并说明动能去向。	答案：碰前 = 0.5 × 1200 × 15² = 135000 J；碰后 = 0.5 × 2000 × 9.0² = 81000 J；损失 54000 J 转为声能、内能与形变。（评分要点：两个动能各 1 分，能量去向 2 分）
12	求碰撞过程中汽车 B 所受冲量的大小。	答案：冲量 = 动量改变 = 800 × 9.0 = 7200 N s。（评分要点：公式 2 分，答案 2 分）

质量 60 kg 的人沿楼梯登上 12 m 高的楼层，需时 20 s。取 g = 9.8 m/s²。

小球以 12 m/s 的水平速度，由 44.1 m 高的平台边缘抛出。取 g = 9.8 m/s²，不计空气阻力。

#	题目	答案与评分要点
17	求小球落地所需的时间。	答案：垂直方向自由落体，44.1 = 0.5 × 9.8 × t²，故 t = 3.0 s。（评分要点：方程 2 分，答案 2 分）
18	求水平射程。	答案：射程 = 12 × 3.0 = 36 m。（评分要点：公式 2 分，答案 2 分）
19	求落地时垂直速度分量及合速度的大小。	答案：垂直分量 = 9.8 × 3.0 = 29.4 m/s；合速度 = 开方(12² + 29.4²) = 31.75 m/s（约 31.8 m/s）。（评分要点：垂直分量 2 分，合速度 2 分）
20	求落地速度与水平方向的夹角。	答案：tan θ = 29.4 ÷ 12 = 2.45，θ = 67.8°，即水平方向以下约 68°。（评分要点：比值 2 分，角度 2 分）

质量 0.50 kg 的小球以 2.0 m/s 的速率，在半径 0.80 m 的水平圆周上运动，由一条绳提供向心力。

#	题目	答案与评分要点
21	求小球的向心加速度。	答案：a = 2.0² ÷ 0.80 = 5.0 m/s²，方向指向圆心。（评分要点：公式 2 分，答案与方向 2 分）
22	求绳的张力。	答案：张力 = 0.50 × 5.0 = 2.5 N。（评分要点：公式 2 分，答案 2 分）
23	求小球运动的周期。	答案：T = 2π × 0.80 ÷ 2.0 = 2.51 s。（评分要点：公式 2 分，答案 1 分）
24	若速率加倍而半径不变，张力变为原来的多少倍？求新张力。	答案：张力与速率平方成正比，故变为 4 倍；新张力 = 0.50 × 4.0² ÷ 0.80 = 10.0 N。（评分要点：倍数 2 分，新张力 1 分）

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