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中五物理练习卷：力学、波动与电学（12 题・100 分・75 分钟）
练习卷 · 中五物理・12 题・100 分・75 分钟
中五物理练习卷：12 题、100 分、75 分钟。内容涵盖匀加速运动、自由落体、牛顿第二定律与摩擦力、功与动能、动量与冲量、功率、波动与波速、折射与全反射、串并联电路、电功率与电费、比热容及弹性位能，每题附完整答案及评分要点。
卷面资料 年级：中五（S5） ｜ 科目：物理 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：12
甲部：力学（第 1–5 题）
全部小题均须作答；计算题须列出公式、代入步骤及单位。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 一辆汽车由静止开始以 2.5 m/s² 均匀加速，持续 8 秒。 (a) 求第 8 秒末的速度。 (b) 求该段时间内汽车行驶的距离。 |
(a) v = u + at = 0 + 2.5 × 8 = 20.0 m/s。 (b) s = ut + ½at² = 0 + ½ × 2.5 × 8² = 80.0 m。 评分要点：正确选用运动公式（2 分）、速度计算及单位（3 分）、距离计算及单位（3 分）。 |
| 2 | 一块石头由 45 m 高的平台自由落下。取 g = 10 m/s²，忽略空气阻力。 (a) 求石头到达地面所需的时间。 (b) 求石头落地的速度。 |
(a) s = ½gt²，即 45 = ½ × 10 × t²，解得 t = 3.0 s。 (b) v = gt = 10 × 3.0 = 30.0 m/s（方向向下）。 评分要点：列出自由落体公式（2 分）、时间计算（2 分）、速度计算及方向（4 分）。 |
| 3 | 一个质量 5 kg 的木块静置于水平桌面。现以 15 N 的水平力推木块。取 g = 10 m/s²。 (a) 若桌面光滑，求木块的加速度。 (b) 若木块与桌面之间的摩擦力为正压力的 0.20 倍，求此时木块的加速度。 |
(a) a = F ÷ m = 15 ÷ 5 = 3.0 m/s²。 (b) 摩擦力 f = μmg = 0.20 × 5 × 10 = 10.0 N；净力 = 15 − 10.0 = 5.0 N，故 a = 5.0 ÷ 5 = 1.0 m/s²。 评分要点：牛顿第二定律列式（2 分）、光滑情况加速度（2 分）、摩擦力计算（2 分）、净力与加速度（2 分）。 |
| 4 | 一辆质量 1200 kg 的汽车在平直公路上由 10 m/s 加速至 20 m/s。 (a) 求汽车动能的增加量，并以 kJ 表示。 (b) 若加速过程历时 5 秒，求合力对汽车所作的平均功率。 |
(a) ΔKE = ½m(v² − u²) = ½ × 1200 × (20² − 10²) = 180000 J = 180.0 kJ。 (b) 合力作功等于动能变化，即 180000 J；P = W ÷ t = 180000 ÷ 5 = 36000 W。 评分要点：动能公式（2 分）、动能差计算及单位换算（3 分）、功与功率的关联（3 分）。 |
乙部：功、能量与波动（第 6–8 题）
取 g = 10 m/s²，忽略空气阻力，除非题目另有说明。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 一个质量 0 kg 的球以 20 m/s 垂直撞向墙壁，反弹后以 15 m/s 沿同一直线离开墙壁。 (a) 求球的动量变化量的大小。 (b) 说明墙壁对球施加的冲量方向。 |
(a) 取离开墙壁方向为正：Δp = m(v − (−u)) = 0 × (15 + 20) = 5.25 kg m/s。 (b) 动量变化指向离开墙壁的方向，故墙壁对球的冲量亦沿该方向（垂直墙壁向外）。 评分要点：动量定义（2 分）、方向处理与计算（4 分）、冲量方向说明（3 分）。 |
| 6 | 工人用吊机把 60 kg 的货物以等速吊升 12 m，历时 15 s。取 g = 10 m/s²。 (a) 求吊机对货物所作的功。 (b) 求吊机的平均功率。 |
(a) 等速吊升时拉力等于重力：F = mg = 60 × 10 = 600 N；W = Fs = 600 × 12 = 7200 J。 (b) P = W ÷ t = 7200 ÷ 15 = 480 W。 评分要点：力与重力平衡（2 分）、功的计算（3 分）、功率计算及单位（3 分）。 |
| 7 | 一个声源的频率为 250 Hz，在空气中产生的波长为 1.36 m。 (a) 求声波的波速。 (b) 求声波的周期。 (c) 若该声波进入水中，波速变为 1500 m/s，频率会否改变？并求水中的波长。 |
(a) v = fλ = 250 × 1.36 = 340.0 m/s。 (b) T = 1 ÷ f = 1 ÷ 250 = 0.004 s。 (c) 频率由声源决定，进入另一介质时不变，仍为 250 Hz；水中波长 λ = v ÷ f = 1500 ÷ 250 = 6.00 m。 评分要点：波速公式（2 分）、周期（2 分）、频率不变的解说（3 分）、水中波长（2 分）。 |
| 8 | 一束光由空气射入某透明介质，入射角为 45°，折射角为 30°。 (a) 求该介质的折射率。 (b) 求光由该介质射向空气时的临界角。 (c) 若入射角增大至临界角以上，光线会出现什么现象？ |
(a) n = sin i ÷ sin r = sin 45° ÷ sin 30° = 1.41。 (b) sin c = 1 ÷ n = 1 ÷ 1.41，故 c = 45.0°。 (c) 光线不再折射进入空气，全部反射回介质内，此现象称为全反射。 评分要点：折射率公式（2 分）、数值（2 分）、临界角公式与数值（3 分）、全反射说明（2 分）。 |
丙部：电学与热学（第 9–12 题）
有效数字须与题目数据一致；电路题须说明所用公式。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 两个电阻分别为 6 Ω 和 3 Ω，接连到电动势 12 V 的电池（内阻不计）。 (a) 若两电阻串联，求总电阻及电流。 (b) 若两电阻并联，求总电阻及电池输出的总电流。 (c) 哪一种接法消耗的总功率较大？ |
(a) 串联总电阻 R = 6 + 3 = 9.0 Ω；I = V ÷ R = 12 ÷ 9 = 1.33 A。 (b) 并联总电阻 R = (6 × 3) ÷ (6 + 3) = 2.0 Ω；I = 12 ÷ 2 = 6.0 A。 (c) 并联时总电流较大，总功率 P = VI 亦较大，故并联接法消耗功率较大。 评分要点：串联总电阻与电流（3 分）、并联总电阻与电流（4 分）、功率比较（2 分）。 |
| 10 | 一个电热水壶的额定功率为 2000 W，连续加热 5 分钟。 (a) 求热水壶消耗的电能，并以 kJ 表示。 (b) 若每度电（kWh）收费 1.2 元，求这次加热的电费。 (c) 为什么实际用来把水加热的能量会小于 (a) 的答案？ |
(a) E = Pt = 2000 × 300 = 600000 J = 600.0 kJ。 (b) 电能 = 600000 ÷ 3 600 000 = 0.167 kWh；电费 = 0.167 × 1.2 = 0.20 元。 (c) 部分电能会以热的形式散失到周围空气及壶身，并非全部传给水。 评分要点：电能公式与单位换算（3 分）、kWh 转换与电费（4 分）、能量散失解释（2 分）。 |
| 11 | 把 0 kg 的水由 20 °C 加热至 80 °C。水的比热容为 4200 J kg⁻¹ K⁻¹。 (a) 求水吸收的能量，并以 kJ 表示。 (b) 若加热器的功率为 700 W，且全部能量被水吸收，求所需时间。 |
(a) E = mcΔT = 0 × 4200 × 60 = 126000 J = 126.0 kJ。 (b) t = E ÷ P = 126000 ÷ 700 = 180 s（即 3 分钟）。 评分要点：比热容公式（2 分）、能量计算与单位（3 分）、时间计算（3 分）。 |
| 12 | 一条弹簧的劲度为 200 N/m。在弹性限度内，弹簧被拉长 0.15 m。 (a) 求拉力的大小。 (b) 求弹簧储存的弹性位能。 (c) 若把同一弹簧拉长至两倍，弹性位能会变为原来的多少倍？ |
(a) F = kx = 200 × 0.15 = 30 N。 (b) E = ½kx² = ½ × 200 × 0.15² = 2.25 J。 (c) 弹性位能与伸长量的平方成正比，伸长量变为两倍时，能量变为原来的 4 倍。 评分要点：胡克定律（2 分）、弹性位能计算（3 分）、平方关联说明（3 分）。 |
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