中四物理练习卷：波动、折射、热学、压强与动量（100 分）

练习卷 · 中四物理练习卷

中四物理练习卷：全卷 6 题 24 部分、总分 100 分、作答时间 60 分钟。按香港中四物理课程编写，涵盖波速、频率与波长、光的折射与全内反射、凸透镜成像、比热容量与潜热、液体压强与浮力、动量守恒与碰撞，以及实验误差与图线斜率。计算题须列出步骤，答案须附单位。

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：波动（15 分）

某同学用讯号产生器产生频率 250 Hz 的声波，在空气中测得波长 1.36 m。其后把同一声源放入水中，水中声速为 1500 m/s。

#	题目	答案与评分要点
1	求声波在空气中的波速。	答案：v = f × λ = 250 × 1.36 = 340 m/s。（评分要点：公式 2 分，数值及单位 2 分）
2	求该声波的周期。	答案：T = 1 ÷ f = 1 ÷ 250 = 0.004 s，即 4 ms。（评分要点：公式 1 分，数值 1 分，单位 1 分）
3	声音由声源传到 850 m 远的墙壁需时多少？	答案：t = d ÷ v = 850 ÷ 340 = 2.5 s。（评分要点：公式 2 分，答案及单位 2 分）
4	声波进入水中后频率不变，求水中的波长。	答案：λ = v ÷ f = 1500 ÷ 250 = 6.0 m。频率由声源决定，故不变。（评分要点：频率不变 1 分，计算 2 分，答案及单位 1 分）

一束光以入射角 45° 由空气射入折射率 1.5 的玻璃砖。空气中光速取 3.0 × 10⁸ m/s。

#	题目	答案与评分要点
5	求光在玻璃中的折射角。	答案：sin r = sin 45° ÷ 1.5 = 0.471，故 r = 28.1°。（评分要点：斯涅尔定律 2 分，数值 1 分，答案 1 分）
6	求光在玻璃中的速度。	答案：v = c ÷ n = 3.0 × 10⁸ ÷ 1.5 = 2.0 × 10⁸ m/s。（评分要点：公式 2 分，答案及单位 2 分）
7	求玻璃与空气界面的临界角。	答案：sin C = 1 ÷ 1.5 = 0.667，故 C = 41.8°。（评分要点：公式 2 分，数值 1 分，答案 1 分）
8	用焦距 10 cm 的凸透镜，物距 30 cm。求像距及放大率，并写出像的性质。	答案：1/f = 1/u + 1/v，即 1/10 = 1/30 + 1/v，得 v = 15 cm；m = v ÷ u = 15 ÷ 30 = 0.5；像是实像、倒立、缩小。（评分要点：透镜公式 2 分，像距 1 分，放大率 2 分，性质 1 分）

用功率 2000 W 的电热器加热 0.5 kg 水，水温由 20 °C 升至 80 °C。水的比热容量为 4200 J kg⁻¹ K⁻¹。

#	题目	答案与评分要点
9	求水所吸收的能量。	答案：E = mcΔθ = 0.5 × 4200 × 60 = 126 000 J。（评分要点：公式 2 分，温差 1 分，数值 1 分，单位 1 分）
10	若不计热损失，加热需时多少？	答案：t = E ÷ P = 126 000 ÷ 2000 = 63 s。（评分要点：公式 2 分，答案及单位 2 分）
11	0.05 kg 冰完全熔化需 1.7 × 10⁴ J。求冰的比潜热。	答案：L = E ÷ m = 1.7 × 10⁴ ÷ 0.05 = 3.4 × 10⁵ J/kg。（评分要点：公式 2 分，答案及单位 2 分）
12	把 0.2 kg、90 °C 的水与 0.3 kg、20 °C 的水混合，求终温。	答案：热损失 = 热吸收，0.2 × 90 + 0.3 × 20 = 0.5 × θ，即 θ = 24 ÷ 0.5 = 48 °C。（评分要点：能量守恒 2 分，计算 1 分，答案 1 分）

一个重 600 N 的学生双脚站立，鞋底与地面总接触面积为 0.02 m²。水的密度为 1000 kg m⁻³，取 g = 10 N kg⁻¹。

#	题目	答案与评分要点
13	求学生对地面产生的压强。	答案：p = F ÷ A = 600 ÷ 0.02 = 30 000 Pa。（评分要点：公式 2 分，答案及单位 2 分）
14	求水深 1.2 m 处的液体压强。	答案：p = ρgh = 1000 × 10 × 1.2 = 12 000 Pa。（评分要点：公式 2 分，答案及单位 2 分）
15	体积 0.004 m³ 的物体完全浸入水中，求作用于它的浮力。	答案：浮力 = 排开水的重 = 1000 × 10 × 0.004 = 40 N。（评分要点：排开液体重概念 2 分，计算 1 分，答案及单位 1 分）
16	密度 800 kg m⁻³ 的木块浮在水面，求浸入水中的体积分数。	答案：浮力等于木块重，故浸入分数 = 800 ÷ 1000 = 0.8，即 80%。（评分要点：浮力等于重量 2 分，比例 1 分，百分数 1 分）

质量 0.4 kg 的小车以 5 m/s 撞向静止的 0.6 kg 小车，碰撞后两车黏在一起运动。

#	题目	答案与评分要点
17	求碰撞前小车的动量。	答案：p = mv = 0.4 × 5 = 2.0 kg m/s。（评分要点：公式 2 分，答案及单位 2 分）
18	求碰撞后两车的共同速度。	答案：动量守恒，0.4 × 5 = (0.4 + 0.6) × v，得 v = 2.0 m/s，方向与原运动方向相同。（评分要点：守恒式 2 分，质量相加 1 分，答案 1 分，方向 1 分）
19	若碰撞时间为 0.05 s，求 0.6 kg 小车所受的平均力。	答案：冲量 = 动量改变 = 0.6 × 2.0 = 1.2 N s；平均力 = 1.2 ÷ 0.05 = 24 N。（评分要点：冲量 2 分，力 1 分，单位 1 分）
20	求碰撞中损失的动能。	答案：碰前动能 = 0.5 × 0.4 × 5² = 5 J；碰后动能 = 0.5 × 1.0 × 2.0² = 2 J；损失 3 J。（评分要点：碰前 1 分，碰后 2 分，差额 1 分）

某同学重复量度同一长度三次，并用天平及量筒测量金属块。

#	题目	答案与评分要点
21	三次读数为 2.4 cm、2.5 cm、2.6 cm，求平均值及读数范围。	答案：平均值 = (2.4 + 2.5 + 2.6) ÷ 3 = 2.5 cm；范围 = 2.6 − 2.4 = 0.2 cm。（评分要点：平均 2 分，范围 2 分）
22	某量度值为 9.6，公认值为 10.0，求百分误差。	答案：百分误差 = \|9.6 − 10.0\| ÷ 10.0 × 100% = 4%。（评分要点：绝对值 2 分，答案及百分号 2 分）
23	金属块质量 78.0 g，体积 10.0 cm³，求其密度。	答案：密度 = m ÷ V = 78.0 ÷ 10.0 = 7.80 g/cm³。（评分要点：公式 2 分，数值 2 分，有效数字及单位 1 分）
24	某图线通过 (0.10, 0.22) 及 (0.60, 0.82)，求斜率。	答案：斜率 = (0.82 − 0.22) ÷ (0.60 − 0.10) = 0.60 ÷ 0.50 = 1.2。（评分要点：公式 2 分，答案 1 分，无单位 1 分）

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