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DSE 物理卷二操卷模擬試題（2027 年考期）：四個選修四選二，附逐題答案與評分要點
TUTORZONE 原創模擬試卷 · DSE 物理 卷二（選修部分）
依考評局 2027 年評核大綱編寫：卷二考核選修部分、佔全科 20%、時間 1 小時，選擇題與結構題並用，每個選修課題的試題佔全科 10%，考生須在四個選修中選答兩個。本卷把四個選修都印出來，每個選修 5 題選擇題＋1 題結構題共 20 分，共 24 題，附逐題答案與評分要點。
問：DSE 物理卷二考什麼、佔多少？
直接答案：卷二考核選修部分，佔全科 20%、時間 1 小時，題目為多項選擇題加結構題；四個選修課題（天文學和航天科學、原子世界、能量及能源的使用、醫學物理學）各佔全科 10%，考生須選答兩個。試卷一考核必修部分佔 60%（2 小時 30 分鐘，甲部 21%／乙部 39%），校本評核佔 20%。
考制速覽：2027 年評核結構
| 部分 | 內容 | 比重 | 時間 |
|---|---|---|---|
| 甲部：天文學和航天科學 | 重力與軌道、恆星與星系、紅移與宇宙膨脹；本卷 5 題選擇題＋1 題結構題共 20 分 | 10% | 1 小時（全卷） |
| 乙部：原子世界 | 原子模型與能階、光電效應、波粒二象性、納米科技；本卷 5 題選擇題＋1 題結構題共 20 分 | 10% | 1 小時（全卷） |
| 丙部：能量及能源的使用 | 能源種類與轉換效率、熱泵、建築物能源效益、輸電與全球暖化；本卷 5 題選擇題＋1 題結構題共 20 分 | 10% | 1 小時（全卷） |
| 丁部：醫學物理學 | 超聲波成像、內窺鏡與光纖、X 射線與輻射防護、聽覺與視覺矯正；本卷 5 題選擇題＋1 題結構題共 20 分 | 10% | 1 小時（全卷） |
| 其餘部分（對照） | 試卷一考核必修部分、佔全科 60%、2 小時 30 分鐘（甲部多項選擇題佔全科 21%、乙部佔 39%，全部必答）；校本評核佔 20% | 60% + 20% | 2 小時 30 分鐘 |
卷二 60 分鐘完成兩部共 40 分：建議每部約 25 分鐘、最後 10 分鐘覆核。四部都只用一條公式做主線——甲部 F = GMm/r²、乙部 hf = ΔE、丙部效率 = 有用輸出 ÷ 總輸入、丁部超聲波深度 = v × t ÷ 2。選擇題的計數要寫在題旁，否則覆核時無法追查錯在哪一步；結構題即使答案錯，寫出公式仍有分。
本卷設計與版權說明
本卷為 TutorZone 原創模擬試卷：題目、答案與評分要點全部自行編寫，並非考評局歷屆試題或官方評卷參考；只有卷制數字（卷二佔 20%、1 小時、每個選修課題佔全科 10%、四選二、MC 加結構題）取自考評局 2027 年評核大綱與物理卷二樣本試卷。
考評局並未公布卷二每部的固定分數，也沒有固定題數，所以本卷自行設定每個選修 5 題選擇題（5 分）＋1 題結構題（15 分）共 20 分，考生選答兩個選修（合共 40 分）；所有數值答案已用程式覆核。
時間分配
| 部分 | 分數 | 建議時間 | 先做什麼 |
|---|---|---|---|
| 甲部：天文學和航天科學 | 10% | 約 30 分鐘 | 軌道題先寫 F = GMm/r² 與 v = √(GM/r)，再代入 |
| 乙部：原子世界 | 10% | 約 30 分鐘 | 能量一律先化成 eV 或 J，並寫出 hf = ΔE |
| 丙部：能量及能源的使用 | 10% | 約 30 分鐘 | 效率題先寫「有用輸出 ÷ 總輸入」，並留意 kWh 與 J 的換算 |
| 丁部：醫學物理學 | 10% | 約 30 分鐘 | 超聲波深度記得除 2；鏡片題用 1/f = 1/u + 1/v |
| 其餘部分（對照） | 60% + 20% | 卷二以外的部分 | 卷二只考選修課題，不要與卷一的必修課題混讀 |
問：60 分鐘怎樣分配？
直接答案：兩部共 40 分，建議每部約 25 分鐘、最後 10 分鐘覆核。先做較有把握的一部；四部各有一條主線公式（甲部萬有引力、乙部 hf = ΔE、丙部效率、丁部超聲波深度），先寫公式再代入，選擇題的計算寫在題旁以便覆核。
甲部：天文學和航天科學（5 題選擇題＋1 題結構題，20 分）
建議 30 分鐘。只做你修讀的兩個選修；本卷把四個選修都印出來，方便對照與自學。
第 1 題
光年（light year）是哪一種物理量的單位？
A. 時間B. 光度C. 功率D. 距離
第 2 題
兩個質點之間的萬有引力為 F。若把距離增至原來的三倍，引力會變成多少？
A. 9FB. F ÷ 9C. F ÷ 3D. 3F
第 3 題
地球表面的重力加速度 g 約為 9.81 m s⁻²。若地球半徑為 6.37 × 10⁶ m、G = 6.67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻²，地球質量約為多少？
A. 5.97 × 10²⁴ kgB. 9.81 × 10²⁴ kgC. 5.97 × 10¹⁸ kgD. 5.97 × 10²⁷ kg
第 4 題
人造衞星在更大的圓軌道上運行時，其軌道速率會怎樣改變？
A. 不變B. 增大C. 減小D. 先減後增
第 5 題
遠處星系的光譜普遍出現紅移，這項觀測支持以下哪一個結論？
A. 紅光比藍光傳播得更快B. 星系正在接近銀河系C. 宇宙正在膨脹D. 宇宙是靜止的
第 6 題 （15 分）
月球質量 7.35 × 10²² kg，繞地球的圓軌道半徑 3.84 × 10⁸ m，地球質量 5.97 × 10²⁴ kg，G = 6.67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻²。(a) 求地球對月球的引力（3 位有效數字）；(b) 求月球的軌道速率；(c) 由軌道速率求月球繞地球一周所需時間（以日為單位，3 位有效數字）；(d) 解釋為何月球不會被地球的引力拉下來。
乙部：原子世界（5 題選擇題＋1 題結構題，20 分）
建議 30 分鐘。能階題先寫 ΔE = E高 − E低，再換成 J 或 nm。
第 1 題
在盧瑟福的 α 粒子散射實驗中，絕大部分 α 粒子幾乎直線穿過金箔，這說明什麼？
A. 原子核帶負電B. 電子比 α 粒子重C. 原子是實心球體D. 原子大部分空間是空的
第 2 題
以頻率高於臨界值的光照射金屬，若只增大光強度而頻率不變，會有什麼變化？
A. 光電子的最大動能增加B. 逸出功減少C. 沒有任何變化D. 每秒逸出的光電子數目增加，光電子的最大動能不變
第 3 題
一個電子的速率為 1.0 × 10⁶ m s⁻¹（電子質量 9.11 × 10⁻³¹ kg，h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s）。它的德布羅意波長約是多少？
A. 7.3 × 10⁻⁷ mB. 1.4 × 10⁻⁹ mC. 7.3 × 10⁻¹⁰ mD. 7.3 × 10⁻¹³ m
第 4 題
頻率 5.0 × 10¹⁴ Hz 的光，每個光子的能量約是多少？（h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s、1 eV = 1.6 × 10⁻¹⁹ J）
A. 2.1 eVB. 4.1 eVC. 1.0 eVD. 0.5 eV
第 5 題
氫原子的發射光譜是線狀（不連續）光譜，原因是什麼？
A. 氫原子只有一個電子B. 電子在原子核內運動C. 原子內的電子能量只能取某些分立數值D. 氫的溫度很低
第 6 題 （15 分）
氫原子的能階能量為 E₂ = −3.40 eV、E₃ = −1.51 eV（h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s、c = 3.0 × 10⁸ m s⁻¹、1 eV = 1.6 × 10⁻¹⁹ J）。(a) 電子由 E₃ 躍遷至 E₂ 時放出光子的能量是多少 eV？(b) 求該光子的波長（以 nm 表示，3 位有效數字）；(c) 解釋為何只有某些波長的光會被基態氫原子吸收；(d) 納米材料的性質為何與塊狀物料不同？舉出一項應用。
丙部：能量及能源的使用（5 題選擇題＋1 題結構題，20 分）
建議 30 分鐘。kW 與 kWh、J 與 kWh 的換算要在計算過程寫清楚。
第 1 題
一盞燈泡輸入功率 60 W，其中 12 W 轉為光能，其餘為熱。它的效率是多少？
A. 12%B. 20%C. 48%D. 80%
第 2 題
熱泵的表現係數（COP）為 3.0。輸入 1 kWh 電能，可向室內供應多少熱能？
A. 3 kWhB. 1 kWhC. 6 kWhD. 0.33 kWh
第 3 題
以下哪一項不是可再生能源？
A. 太陽能B. 潮汐能C. 天然氣D. 風能
第 4 題
高壓輸電線把電壓提高傳輸，主要目的是什麼？
A. 減小用電量B. 提高發電效率C. 減小輸電線上的功率損耗D. 增加輸電線的電阻
第 5 題
相對太陽能與風能，核能發電的主要優點是什麼？
A. 發電成本為零B. 燃料存量無限C. 可穩定地持續供電，不受天氣影響D. 沒有放射性廢料
第 6 題 （15 分）
一個家庭的電熱水器功率為 2 000 W，每天使用 30 分鐘。(a) 求一個月（30 日）的耗電量（kWh）；(b) 若每 kWh 電費為 $1.2，求一個月的電費；(c) 若改用效率 50% 的太陽能熱水系統提供同樣的熱能，需要多少太陽能輸入？(d) 提出兩項減少住宅能源消耗的可行做法及其物理原理。
丁部：醫學物理學（5 題選擇題＋1 題結構題，20 分）
建議 30 分鐘。超聲波回聲是來回兩程，計算深度時記得除以 2。
第 1 題
醫學成像用的超聲波頻率一般是多少？
A. 高於 20 GHzB. 低於 20 HzC. 高於 20 kHz，超聲波不能被人耳察覺D. 20 Hz 至 20 kHz 之間
第 2 題
超聲波在以下哪一種介質中無法傳播？
A. 空氣B. 真空C. 軟組織D. 水
第 3 題
超聲波在組織中的速率約為 1 540 m s⁻¹。若回聲在發射後 0.20 ms 被接收到，反射界面約在多深？
A. 7.7 cmB. 30.8 cmC. 3.1 cmD. 15.4 cm
第 4 題
近視眼看遠物時影像落在視網膜前方。以下哪一種鏡片可以矯正近視？
A. 凸透鏡B. 凹透鏡C. 平面鏡D. 圓柱透鏡
第 5 題
減少 X 射線檢查時所受輻射劑量，以下哪一項做法無效？
A. 縮短照射時間B. 提高 X 射線管的電壓以增加穿透力C. 使用鉛圍裙屏蔽D. 增加與輻射源的距離
第 6 題 （15 分）
(a) 解釋超聲波成像的基本原理，並說明為什麼與 X 射線相比，它較適合用於產前檢查；(b) 若探頭發出頻率 5.0 MHz 的超聲波，在軟組織中速率為 1 540 m s⁻¹，求波長（以 mm 表示）；(c) 一名近視患者的遠點為 0.5 m，需配戴焦距多大的鏡片？以屈光度（D）表示；(d) 寫出光纖內窺鏡能看見體內影像的兩個物理條件。
問：答案在哪裡？有步驟嗎？
直接答案：每部之後都有獨立的答案區，逐題寫出公式、代入、數值、單位與每步分數（例如甲部結構題：引力 4 分、軌道速率 4 分、週期 4 分、解釋 3 分），並標出該步最常見的失分方式。
甲部答案與評分要點
第 1 題
答案：D（距離） 光年是光在一年內傳播的距離，約 9.46 × 10¹⁵ m。
第 2 題
答案：B（F ÷ 9） 萬有引力與距離平方成反比：距離三倍，力減至 1/9。
第 3 題
答案：A（5.97 × 10²⁴ kg） 由 g = GM ÷ R² 得 M = gR² ÷ G = 9.81 × (6.37 × 10⁶)² ÷ 6.67 × 10⁻¹¹。
第 4 題
答案：C（減小） v = √(GM ÷ r)：軌道半徑愈大，圓軌道速率愈小（週期則變長）。
第 5 題
答案：C（宇宙正在膨脹） 紅移表示星系正在遠離，而且距離愈遠紅移愈大，是宇宙膨脹的證據。
第 6 題
(a) F = GMm ÷ r² = 6.67 × 10⁻¹¹ × 5.97 × 10²⁴ × 7.35 × 10²² ÷ (3.84 × 10⁸)² = 1.98 × 10²⁰ N（4 分）。(b) 引力提供向心力：v = √(GM ÷ r) = √(3.98 × 10¹⁴ ÷ 3.84 × 10⁸) = 1.02 × 10³ m s⁻¹（4 分）。(c) T = 2πr ÷ v = 2π × 3.84 × 10⁸ ÷ 1.02 × 10³ = 2.37 × 10⁶ s ≈ 27.4 日（4 分）。(d) 引力只改變速度的方向，令月球持續「向地球自由落體」；同時月球已有切線速度，兩者合成令它沿軌道前進而不撞向地球（3 分）。
乙部答案與評分要點
第 1 題
答案：D（原子大部分空間是空的） 只有極少數粒子被大角度散射，反映正電荷與質量集中在極小的原子核內。
第 2 題
答案：D（每秒逸出的光電子數目增加，光電子的最大動能不變） 光強度決定每秒入射的光子數目，故光電子數目增加；最大動能只取決於光的頻率。
第 3 題
答案：C（7.3 × 10⁻¹⁰ m） λ = h ÷ (mv) = 6.63 × 10⁻³⁴ ÷ (9.11 × 10⁻³¹ × 1.0 × 10⁶)。
第 4 題
答案：A（2.1 eV） E = hf = 6.63 × 10⁻³⁴ × 5.0 × 10¹⁴ = 3.32 × 10⁻¹⁹ J ≈ 2.07 eV。
第 5 題
答案：C（原子內的電子能量只能取某些分立數值） 電子只在特定的能階之間躍遷，放出固定能量的光子，故出現分立的譜線。
第 6 題
(a) ΔE = (−1.51) − (−3.40) = 1.89 eV（3 分）。(b) ΔE = 1.89 × 1.6 × 10⁻¹⁹ = 3.02 × 10⁻¹⁹ J；λ = hc ÷ ΔE = (6.63 × 10⁻³⁴ × 3.0 × 10⁸) ÷ 3.02 × 10⁻¹⁹ = 658 nm（4 分）。(c) 電子只能存在於分立的能階，入射光子的能量必須恰好等於兩能階之差才會被吸收，否則光子不被吸收（4 分）。(d) 納米材料的表面積對體積比極大、表面原子比例高，加上量子效應，令熔點、顏色、反應性與塊狀物料不同（2 分）；應用例如二氧化鈦納米粒子作防曬及自潔塗層、碳納米管作強化複合材料或導電薄膜（2 分）。
丙部答案與評分要點
第 1 題
答案：B（20%） 效率 = 有用輸出 ÷ 總輸入 × 100% = 12 ÷ 60 × 100%。
第 2 題
答案：A（3 kWh） COP = 輸出熱能 ÷ 輸入電能，故輸出 = 3.0 × 1 kWh。
第 3 題
答案：C（天然氣） 天然氣是化石燃料，用完不可再生；風、太陽與潮汐都持續補給。
第 4 題
答案：C（減小輸電線上的功率損耗） 輸送同一功率時電壓愈高、電流愈小，而線路損耗 P = I²R 隨電流平方下降。
第 5 題
答案：C（可穩定地持續供電，不受天氣影響） 核電可全天候穩定輸出；缺點是放射性廢料與事故風險。
第 6 題
(a) 用電時間 = 0.5 h／日；能量 = 2.0 kW × 0.5 h × 30 = 30 kWh（4 分）。(b) 電費 = 30 × $1.2 = $36（3 分）。(c) 太陽能輸入 = 30 kWh ÷ 0.5 = 60 kWh（4 分）。(d) ①用發光效率較高的 LED 取代鎢絲燈：相同光輸出下輸入較小，因為較少能量以熱的形式浪費（2 分）；②冬天把熱水器保溫層加厚：減少傳導與對流散熱，令達到同一水溫所需的加熱時間更短（2 分）。（亦可答：以晾衣代替乾衣機、以淋浴代替浸浴、改善門窗密封減少空氣對流、夏季把冷氣設定提高 1 °C。）
丁部答案與評分要點
第 1 題
答案：C（高於 20 kHz，超聲波不能被人耳察覺） 醫學超聲波一般為兆赫級（MHz），遠高於人耳可聞上限 20 kHz。
第 2 題
答案：B（真空） 超聲波是機械波，需要介質的粒子振動，故不能在真空中傳播。
第 3 題
答案：D（15.4 cm） 回聲走了來回兩程：深度 = v × t ÷ 2 = 1 540 × 0.20 × 10⁻³ ÷ 2 = 0.154 m。
第 4 題
答案：B（凹透鏡） 凹透鏡（發散）把光線先略為推開，令焦點後移至視網膜上。
第 5 題
答案：B（提高 X 射線管的電壓以增加穿透力） 提高電壓會令光子能量更高、穿透更深，未必減低劑量；時間、距離與屏蔽才是防護三原則。
第 6 題
(a) 探頭發出短脈衝，聲波在不同組織界面（聲阻抗不同）部分反射，回聲被接收後由來回時間決定界面的深度，強度決定界面的性質，從而拼出影像（3 分）；超聲波是機械波、非電離輻射，不會像 X 射線那樣游離生物分子，故對胎兒風險較低（2 分）。(b) λ = v ÷ f = 1 540 ÷ 5.0 × 10⁶ = 3.08 × 10⁻⁴ m = 0.31 mm（4 分）。(c) 眼鏡要把無限遠物體成像於遠點，故 f = 0.5 m；屈光度 = 1 ÷ 0.5 = 2 D（4 分）。(d) ①光在光纖核心與包層界面發生全內反射，光才能被導引而不外洩；②光纖束須排列成有序陣列（或使用掃描機構），入射與出射端的次序一致，影像才能重建（2 分）。
問：卷二最容易失分的地方在哪裡？
直接答案：四處：軌道題不寫公式只寫答案、eV 與 J 混用、超聲波深度忘記除以 2、功率與能量（W 與 kWh）混淆。另外常見的是漏寫單位或有效數字不符題目要求。
最常見的失分位
| 失分位 | 表面做法 | 實際後果 | 正確做法 |
|---|---|---|---|
| 軌道題只背答案不寫公式 | 直接寫出速率數字 | 結構題按「公式、代入、答案與單位」給分 | 先寫 v = √(GM ÷ r) 才代入數字 |
| 能階計算混用 eV 與 J | 把 1.89 當成 J 直接除 h | 單位不一致會令波長差 10¹⁹ 倍 | 先把 eV 乘 1.6 × 10⁻¹⁹ 換成 J，再套 λ = hc ÷ ΔE |
| 超聲波深度忘記除 2 | 用 v × t 得出雙倍深度 | 回聲走了來回兩程，答案會大一倍 | 寫出「深度 = v × t ÷ 2」並核對量級 |
| 效率、COP 與功率混淆 | 把 2 000 W 當成 2 000 kWh | 功率要乘時間才是能量，單位錯了全題失分 | 先寫能量 = 功率 × 時間，再換算 kWh |
怎樣用這份卷
第一次做：選定你修讀的兩個選修，關掉參考資料與公式表，完整計時 60 分鐘完成 40 分。
對答案：每題標出「公式、代入、單位」三步中哪一步出錯；選擇題的錯要分清是概念錯還是運算錯。
第二次做：三至七日後重做，目標是四部的主要公式能自動寫出，且每個數值都帶單位。
問：做完這份卷之後應該做什麼？
直接答案：①把失分分成「概念錯」與「運算錯」兩類；②按選修補做（天文的軌道計算、原子世界的能階與光電效應、能量的效率與能源比較、醫學物理的成像與鏡片）；③三至七日後重做一次，並用卷一的模擬卷補回必修部分的操卷節奏。
常見問題 FAQ
卷二考什麼、佔多少？
考核選修部分：佔全科 20%、時間 1 小時，選擇題與結構題並用，每個選修課題的試題佔全科 10%，考生須在四個選修（天文學和航天科學、原子世界、能量及能源的使用、醫學物理學）中選答兩個。試卷一考核必修部分佔 60%，校本評核佔 20%。
這份卷同考評局試題有關嗎？
沒有。題目、答案與評分要點都是 TutorZone 原創，不是歷屆試題，也不是官方評卷參考；只有卷制數字取自考評局 2027 年評核大綱與物理卷二樣本試卷。
這份卷有幾多題？
考評局沒有公布卷二的固定題數與每部分數。本卷自行設定每個選修 5 題選擇題＋1 題結構題共 20 分，四個選修共 24 題；考生選答兩個選修，實際作答 12 題。
官方資源與延伸閱讀
| 資源 | 用途 |
|---|---|
| 考評局《2027 年香港中學文憑考試物理科評核大綱》 | 核對卷二 20%／1 小時、每個選修佔 10%、四選二，以及卷一的 21%／39% |
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