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中五组合科学练习卷：力与运动、能量与功率、电路与电能、波与光、物质与化学计量、酸碱与氧化还原（100 分）
练习卷 · 组合科学 · 中五 · 练习卷
中五组合科学练习卷，六部分共二十四题：匀加速运动的末速度与位移、净力与推力、冲量与平均力、自由落体、动能、重力位能与功率、效率与能量损失、比热容量、串联与并联电路、用电量与电费、额定功率、波速与频率、折射角、回声测距、摩尔数、气体摩尔体积、溶液浓度与稀释、粒子数与质量、中和滴定、平均反应速率、氧化数。
卷面资料 年级：中五 ｜ 科目：组合科学 ｜ 时限：60 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：24
甲部 力与运动
列出算式，答案取至适当有效数字。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 汽车由静止以 2.5 米每二次方秒均匀加速 8.0 秒。求末速度（米每秒）及该段时间的位移（米）。 | 答案：v ＝ u ＋ at ＝ 0 ＋ 2.5 × 8.0 ＝ 20.0 米每秒；s ＝ ut ＋ ½at² ＝ 0 ＋ 0.5 × 2.5 × 8.0² ＝ 80.0 米。 |
| 2 | 质量 1,200 公斤的货车水平行驶，加速度 1.8 米每二次方秒，所受阻力 450 牛顿。求净力及引擎推力。 | 答案：净力 F ＝ ma ＝ 1,200 × 1.8 ＝ 2,160 牛顿；引擎推力 ＝ 净力 ＋ 阻力 ＝ 2,160 ＋ 450 ＝ 2,610 牛顿。 |
| 3 | 质量 0.15 公斤的球以 18 米每秒垂直撞向墙壁后静止，接触时间 0.050 秒。求冲量（牛顿秒）及墙壁对球的平均力（牛顿）。 | 答案：冲量 ＝ 动量变化 ＝ 0.15 × 18 ＝ 2.70 牛顿秒；平均力 ＝ 冲量 ÷ 时间 ＝ 2.70 ÷ 0.050 ＝ 54 牛顿，方向与初速相反。 |
| 4 | 石块由静止自由落下 3.2 秒（取 g ＝ 9.8 米每二次方秒）。求末速度与下落高度，并说明实际高度通常略小于计算值的原因。 | 答案：v ＝ gt ＝ 9.8 × 3.2 ＝ 31.36 米每秒；h ＝ ½gt² ＝ 0.5 × 9.8 × 3.2² ＝ 50.18 米。实际有空气阻力，向上阻力减慢下落，故实际高度较小。 |
乙部 能量与功率
列出算式，能量以焦耳表示。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 子弹质量 0.020 公斤、速率 300 米每秒。求其动能（焦耳）。 | 答案：动能 ＝ ½mv² ＝ 0.5 × 0.020 × 300² ＝ 900 焦耳。 |
| 6 | 运动员质量 65 公斤，跑上高 12 米的楼梯用 4.5 秒（取 g ＝ 9.8）。求重力位能增加量（焦耳）及平均功率（瓦特）。 | 答案：位能 ＝ mgh ＝ 65 × 9.8 × 12 ＝ 7644 焦耳；平均功率 ＝ 7644 ÷ 4.5 ＝ 1699 瓦特。 |
| 7 | 加热器输入电功率 1500 瓦特，向水输出的热功率 1,200 瓦特。求效率（百分率）及每秒损失的能量，并指出两种损失途径。 | 答案：效率 ＝ 1,200 ÷ 1500 × 100% ＝ 80%；每秒损失 1,500 − 1200 ＝ 300 焦耳。损失途径：加热器外壳向空气传导与对流、加热器本身的热容量先被加热。 |
| 8 | 质量 2.5 公斤的水由 20 度加热至 38 度（比热容量 4200 焦耳每公斤每度）。求所需能量（焦耳）及用 1,000 瓦特加热器所需的时间（秒，不计损失）。 | 答案：E ＝ mcΔT ＝ 2.5 × 4200 × 18 ＝ 189000 焦耳；时间 ＝ 189000 ÷ 2,000 ＝ 94.5 秒。 |
丙部 电路与电能
列出算式，电流取 2 位小数。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 6 欧姆与 4 欧姆的电阻串联接于 12 伏特电源。求电流（安培）及每个电阻两端的电压。 | 答案：总电阻 ＝ 6 ＋ 4 ＝ 10 欧姆；I ＝ 12 ÷ 10 ＝ 1.20 安培；V₁ ＝ 1.20 × 6 ＝ 7.2 伏特，V₂ ＝ 1.20 × 4 ＝ 4.8 伏特。 |
| 10 | 6 欧姆与 3 欧姆的电阻并联接于 12 伏特电源。求等效电阻、总电流及每支路的电流。 | 答案：1/R ＝ 1/6 ＋ 1/3 ＝ 0.50，R ＝ 2.0 欧姆；总电流 ＝ 12 ÷ 2.0 ＝ 6.0 安培；支路电流 2.0 安培与 4.0 安培，相加等于总电流。 |
| 11 | 功率 2,000 瓦特的热水器每日使用 3 小时，连续 30 日。求用电量（千瓦时）及每千瓦时 1.2 元时的电费。 | 答案：2,000 瓦特 ＝ 2.0 千瓦；用电量 ＝ 2.0 × 3 × 30 ＝ 180 千瓦时；电费 ＝ 180 × 1.2 ＝ 216 元。 |
| 12 | 灯泡接于 220 伏特电源时额定功率 60 瓦特。求通过灯泡的电流（安培）及其电阻（欧姆，3 位有效数字）。 | 答案：I ＝ P/V ＝ 60 ÷ 220 ＝ 0.273 安培；R ＝ V/I ＝ 220 ÷ 0.273 ＝ 807 欧姆（3 位有效数字为 807 欧姆）。 |
丁部 波与光
列出算式，角度取 2 位小数。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 13 | 声波频率 250 赫兹、波长 1.36 米。求波速（米每秒），并说明波速由介质而非频率决定的原因。 | 答案：v ＝ fλ ＝ 250 × 1.36 ＝ 340 米每秒。波在介质中的传播速率取决于介质的弹性与惯性，频率改变只令波长相应改变，乘积不变。 |
| 14 | 光由空气以 30 度入射角射入折射率 1.5 的玻璃。求折射角（度，2 位小数）。 | 答案：n ＝ sin i ÷ sin r，sin r ＝ sin 30° ÷ 1.5 ＝ 0.3333，r ＝ 19.47°。 |
| 15 | 在山崖前发声，1.2 秒后听到回声（声速 340 米每秒）。求与山崖的距离（米）。 | 答案：声波往返，距离 ＝ v × t ÷ 2 ＝ 340 × 1.2 ÷ 2 ＝ 204 米。 |
| 16 | 某单色光在真空波长 600 纳米，在介质中波长 400 纳米（真空光速 3.0 × 10⁸ 米每秒）。求介质折射率及该光在介质中的频率。 | 答案：n ＝ 600 ÷ 400 ＝ 1.5；频率由光源决定，不随介质改变，f ＝ 3.0 × 10⁸ ÷ (600 × 10⁻⁹) ＝ 5.0 × 10¹⁴ 赫兹。 |
戊部 物质与化学计量
列出算式，摩尔数取 3 位有效数字。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 17 | 25.0 克碳酸钙完全分解，其摩尔质量为 100 克每摩尔（阿佛加德罗常数 6.02 × 10²³）。求摩尔数及所含化学式单位数目。 | 答案：n ＝ 25.0 ÷ 100 ＝ 0.25 摩尔；数目 ＝ 0.25 × 6.02 × 10²³ ＝ 1.51 × 10²³ 个。 |
| 18 | 0.50 摩尔气体在室温常压下的摩尔体积为 24,000 立方厘米。求气体体积（立方厘米及立方分米）。 | 答案：0.50 × 24,000 ＝ 12,000 立方厘米；12,000 立方厘米 ＝ 12 立方分米。 |
| 19 | 0.25 摩尔溶质溶于水，配成 250 立方厘米溶液。求浓度（摩尔每立方分米）；加水至 500 立方厘米后再求浓度。 | 答案：250 立方厘米 ＝ 0.25 立方分米；浓度 ＝ 0.25 ÷ 0.25 ＝ 1.0 摩尔每立方分米；稀释后 ＝ 0.25 ÷ 0.50 ＝ 0.5 摩尔每立方分米，溶质摩尔数不变。 |
| 20 | 样本含 1.2 × 10²³ 个二氧化碳分子，摩尔质量 44 克每摩尔（阿佛加德罗常数 6.02 × 10²³）。求摩尔数及样本质量（克，3 位有效数字）。 | 答案：n ＝ 1.2 × 10²³ ÷ 6.02 × 10²³ ＝ 0.199 摩尔；质量 ＝ 0.199 × 44 ＝ 8.77 克。 |
己部 酸碱与氧化还原
列出算式，并写出平衡的化学式。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 21 | 25.0 立方厘米 0.10 摩尔每立方分米的氢氧化钠溶液，需 0.15 摩尔每立方分米的盐酸中和。求所需盐酸体积（立方厘米，2 位小数）。 | 答案：NaOH ＋ HCl 为 1 比 1；摩尔数 ＝ 0.10 × 25.0 ÷ 1000 ＝ 0.0025 摩尔；体积 ＝ 0.0025 ÷ 0.15 × 1000 ＝ 16.67 立方厘米。 |
| 22 | 反应中固体质量由 5.00 克减至 3.20 克，历时 40 秒。求平均反应速率（克每秒及克每分钟），并说明速率后期下降的原因。 | 答案：速率 ＝ (5.00 − 3.20) ÷ 40 ＝ 0.045 克每秒，即 2.7 克每分钟。后期反应物浓度下降，粒子碰撞频率减少，速率因而减慢。 |
| 23 | 求高锰酸钾中锰的氧化数及重铬酸钾中铬的氧化数，并说明两者在酸性溶液中能作氧化剂的原因。 | 答案：KMnO₄ 中 K 为 ＋1、O 为 −2，故 Mn 的氧化数为 ＋7；K₂Cr₂O₇ 中 K 为 ＋1、O 为 −2，故 2Cr ＝ ＋12，Cr 的氧化数为 ＋6。两者都处于最高氧化态，只能被还原，故可作氧化剂。 |
| 24 | 以 2.0 安培电流电解硝酸银溶液 30 分钟（法拉第常数 96,500 库仑每摩尔，银摩尔质量 108 克每摩尔）。求阴极析出银的质量（克，3 位有效数字）。 | 答案：电量 ＝ 2.0 × 30 × 60 ＝ 3600 库仑；Ag⁺ ＋ e⁻ → Ag，摩尔数 ＝ 3600 ÷ 96,500 ＝ 0.0373 摩尔；质量 ＝ 0.0373 × 108 ＝ 4.03 克。 |
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