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IB 物理 HL Paper 1A 操卷模擬試題：20 題多項選擇附解題步驟與操卷技巧
TUTORZONE 原創操卷模擬卷 · IB Physics HL Paper 1A
依 IB 物理課程（first assessment 2025）的評核結構編寫：Paper 1 全卷 2 小時、60 分、佔 36%，其中 Paper 1A 是 40 題多項選擇、40 分，Paper 1B 是 20 分數據題；Paper 2 兩小時三十分、90 分、佔 44%；校內評估（科學探究）24 分、佔 20%。本卷示範 Paper 1A 的 20 題（20 分）：覆蓋 Theme A 運動、Theme B 物質、Theme C 波、Theme D 場、Theme E 量子與放射，每題附解題步驟與所用公式。所有題目與答案均為原創，並非 IB 歷屆試題或評分方案。
問：IB 物理 HL 的評核結構是怎樣的？
直接答案：Paper 1 兩小時、60 分、36%（Paper 1A 40 題多項選擇 40 分＋Paper 1B 20 分數據題）；Paper 2 兩小時三十分、90 分、44%；校內評估（科學探究）24 分、20%。三項合計 100%，外評佔 80%。
考制速覽：2027 年評核結構
| 部分 | 內容 | 比重 | 時間 |
|---|---|---|---|
| Paper 1A（多項選擇） | 40 題，SL＋AHL 全範圍 | 40 (Paper 1 = 60, 36%) | Paper 1 共 2 小時 |
| Paper 1B（數據題） | 20 分數據分析 | 20 (Paper 1 = 60, 36%) | Paper 1 共 2 小時 |
| Paper 2（結構與長題） | SL＋AHL，90 分 | 90 (44%) | 2 小時 30 分鐘 |
| 校內評估（科學探究） | 一份探究報告，24 分 | 24 (20%) | 10 小時課堂時間 |
Paper 1 的 2 小時要分兩段：Paper 1A 40 題先用 48 分鐘做完（每題 72 秒，不確定就標記跳過），再用 72 分鐘做 Paper 1B 的數據題。多項選擇的分數一半來自「單位與數量級判斷」——先看單位，很多選項一眼可以刪。
本卷設計與版權說明
本卷由 TutorZone 導師團隊自行編寫：題幹、四個選項、答案與解題步驟全部原創，按 IB 物理課程（first assessment 2025）的 Paper 1A 形態設計（40 題多項選擇、每題 1 分、答錯不扣分），本頁示範其中 20 題。
每題的數值答案都由 Python 依題目給定的數據即場計算並斷言，選項字母由程式以雜湊排列，所以答案鍵不會與題目數據脫節。題目覆蓋 Theme A（運動）、B（物質）、C（波）、D（場）、E（量子與放射）。
版權與原創聲明：本卷並非 IB 歷屆試題或官方評分方案，亦沒有重製任何 IB 試卷、樣本試卷或評分方案的文字。題目形態參考 IB 公開的課程與評核結構，內容 100% 原創；數據與情境均為自行設定。
時間分配
| 部分 | 分數 | 建議時間 | 先做什麼 |
|---|---|---|---|
| Paper 1A（多項選擇） | 40 (Paper 1 = 60, 36%) | 建議 48 分鐘（每題 72 秒），不合格選項先刪 | 概念、圖表、單位與數量級 |
| Paper 1B（數據題） | 20 (Paper 1 = 60, 36%) | 建議 72 分鐘，圖表與不確定度先做 | 斜率、截距、不確定度與結論 |
| Paper 2（結構與長題） | 90 (44%) | 每分約 1 分 40 秒，長題最後 30 分鐘 | 推導、圖像解釋與延伸題 |
| 校內評估（科學探究） | 24 (20%) | 先定研究問題與變數，再收數據 | 研究設計、數據處理、評估與延伸 |
問：Paper 1A 多項選擇真正考什麼？
考 SL 與 AHL 全部課題的概念、圖表、單位與數量級：四選一、每題 1 分、答錯不扣分，所以不確定時應該猜而不是留空。真正拉開差距的是單位換算、公式形態與「哪條公式適用」的判斷。
Paper 1A 多項選擇（20 題，20 分）
IB Physics HL Paper 1A 全卷 40 題、40 分；本卷示範其中 20 題的操卷形態，題目與答案全部原創。每題 1 分，答錯不扣分，建議每題 72 秒。
第 1 題
小球以 12 m s⁻¹ 垂直向上拋出，忽略空氣阻力。小球回到拋出點所需時間是多少？
A. 4.9 sB. 1.2 sC. 2.4 sD. 2.6 s
第 2 題
小球以水平速度 15 m s⁻¹ 從 20 m 高處射出，忽略空氣阻力。水平射程約是多少？
A. 45 mB. 30 mC. 20 mD. 60 m
第 3 題
質量 0.50 kg 的球以 8.0 m s⁻¹ 垂直撞向牆，反彈速度為 6.0 m s⁻¹（方向相反）。牆對球的衝量大小是多少？
A. 1.0 N sB. 4.0 N sC. 7.0 N sD. 3.0 N s
第 4 題
質量 2.0 kg 的滑塊由靜止沿 30° 斜面下滑 5.0 m，摩擦力恆為 4.0 N。滑塊到達斜面底部的速率約是多少？
A. 7.0 m s⁻¹B. 5.4 m s⁻¹C. 9.9 m s⁻¹D. 3.2 m s⁻¹
第 5 題
汽車以 20 m s⁻¹ 沿半徑 80 m 的圓形彎道勻速率行駛。向心加速度是多少？
A. 5.0 m s⁻²B. 0.25 m s⁻²C. 2.5 m s⁻²D. 20 m s⁻²
第 6 題
某粒子的固有壽命（proper lifetime）為 2.2 μs。當它以 0.95c 相對實驗室運動，實驗室量得的壽命約是多少？
A. 7.0 μsB. 2.3 μsC. 22 μsD. 2.2 μs
第 7 題
0.50 mol 理想氣體在 300 K 時佔 2.0×10⁻³ m³。氣體壓力約是多少？
A. 1.2×10⁶ PaB. 6.2×10⁵ PaC. 3.1×10⁵ PaD. 6.2×10² Pa
第 8 題
把 0.40 kg 的水加熱，溫度上升 25 K。水的比熱容量為 4.2×10³ J kg⁻¹ K⁻¹。所需能量是多少？
A. 1.1×10⁴ JB. 1.7×10³ JC. 4.2×10⁴ JD. 4.2×10⁵ J
第 9 題
一部理想熱機在高溫 600 K 與低溫 300 K 之間運作。它的最大理論效率是多少？
A. 67%B. 50%C. 33%D. 25%
第 10 題
兩個 6.0 Ω 電阻並聯接在 12 V 電源上（內阻不計）。電源的總電流是多少？
A. 2.0 AB. 4.0 AC. 24 AD. 1.0 A
第 11 題
單擺擺長 1.5 m，在 g = 9.81 m s⁻² 的地方作小振幅振動。週期約是多少？
A. 3.8 sB. 0.39 sC. 1.2 sD. 2.5 s
第 12 題
空氣中的聲波頻率為 250 Hz，聲速 340 m s⁻¹。波長是多少？
A. 1.4 mB. 85 mC. 0.74 mD. 2.7 m
第 13 題
兩端固定的弦長 1.2 m，弦上橫波速度為 120 m s⁻¹。第一諧音（基頻）是多少？
A. 50 HzB. 144 HzC. 100 HzD. 25 Hz
第 14 題
聲源以 30 m s⁻¹ 接近靜止的觀察者，聲源頻率 500 Hz，聲速 340 m s⁻¹。觀察者聽到的頻率約是多少？
A. 590 HzB. 460 HzC. 500 HzD. 548 Hz
第 15 題
地球表面重力場強度約為 9.81 N kg⁻¹。距離地心 3 個地球半徑處的重力場強度約是多少？
A. 3.3 N kg⁻¹B. 2.5 N kg⁻¹C. 0.98 N kg⁻¹D. 1.1 N kg⁻¹
第 16 題
衛星在距地心 7.0×10⁶ m 的圓軌道運行。地球質量 5.97×10²⁴ kg。衛星的軌道速率約是多少？
A. 5.6 km s⁻¹B. 9.8 km s⁻¹C. 11 km s⁻¹D. 7.5 km s⁻¹
第 17 題
質子以 2.0×10⁶ m s⁻¹ 垂直進入 0.50 T 的均勻磁場。質子所受磁力是多少？
A. 1.6×10⁻¹⁹ NB. 1.6×10⁻¹³ NC. 3.2×10⁻¹³ ND. 8.0×10⁻¹⁴ N
第 18 題
200 匝線圈，每匝面積 0.010 m²。穿過線圈的磁通密度在 0.10 s 內由 0 均勻增至 0.50 T。感應電動勢的大小是多少？
A. 1.0 VB. 100 VC. 10 VD. 5.0 V
第 19 題
金屬的逸出功為 2.0 eV。以波長 500 nm 的光照射（取 hc ≈ 1240 eV nm），光電子最大動能是多少？
A. 2.0 eVB. 4.5 eVC. 0.48 eVD. 0.24 eV
第 20 題
某放射性核素半衰期為 8.0 天。樣本原有 64 g，經過 24 天後剩餘多少？
A. 16 gB. 8.0 gC. 32 gD. 2.0 g
問：操卷應該先 By Topic 定先 By Year？
先 By Topic。按 Theme（A 運動、B 物質、C 波、D 場、E 量子與放射）逐個操，同一 Theme 連續做 8–10 年題型；打通之後才整份 Paper 1A 計時 48 分鐘，最後才做 Paper 1B 的數據題。
答案與解題步驟（Paper 1A）
第 1 題
答案：C（2.4 s） 上升時間 u/g = 12/9.81 = 1.22 s，全程是上升加下降，共 2×1.22 ≈ 2.4 s。
第 2 題
答案：B（30 m） 落體時間 t = √(2h/g) = √(40/9.81) = 2.02 s；水平射程 = 15×2.02 ≈ 30 m。
第 3 題
答案：C（7.0 N s） 速度由 +8.0 變為 −6.0，Δv = 14 m s⁻¹；衝量 = mΔv = 0.50×14 = 7.0 N s。
第 4 題
答案：B（5.4 m s⁻¹） 淨功 = (mg sin30° − f)d = (9.81 − 4.0)×5.0 = 29 J；v = √(2×29/2.0) ≈ 5.4 m s⁻¹。
第 5 題
答案：A（5.0 m s⁻²） a = v²/r = 20²/80 = 5.0 m s⁻²。
第 6 題
答案：A（7.0 μs） γ = 1/√(1−0.95²) = 3.20；t = γτ = 3.20×2.2 ≈ 7.0 μs（時間膨脹）。
第 7 題
答案：B（6.2×10⁵ Pa） p = nRT/V = 0.50×8.31×300 ÷ 2.0×10⁻³ ≈ 6.2×10⁵ Pa。
第 8 題
答案：C（4.2×10⁴ J） Q = mcΔT = 0.40×4.2×10³×25 = 4.2×10⁴ J。
第 9 題
答案：B（50%） η = 1 − T_c/T_h = 1 − 300/600 = 0.50，即 50%。
第 10 題
答案：B（4.0 A） 並聯總電阻 = 3.0 Ω；I = V/R = 12/3.0 = 4.0 A（每支路 2.0 A）。
第 11 題
答案：D（2.5 s） T = 2π√(l/g) = 2π√(1.5/9.81) ≈ 2.5 s，與振幅及質量無關。
第 12 題
答案：A（1.4 m） λ = v/f = 340/250 = 1.36 ≈ 1.4 m。
第 13 題
答案：A（50 Hz） 基頻波長 λ = 2L = 2.4 m；f = v/λ = 120/2.4 = 50 Hz。
第 14 題
答案：D（548 Hz） 接近時 f’ = f·v/(v − v_s) = 500×340/310 ≈ 548 Hz（波長被壓縮）。
第 15 題
答案：D（1.1 N kg⁻¹） g ∝ 1/r²，r 變 3 倍 → g 變 1/9：9.81/9 ≈ 1.1 N kg⁻¹。
第 16 題
答案：D（7.5 km s⁻¹） v = √(GM/r) = √(6.67×10⁻¹¹×5.97×10²⁴ ÷ 7.0×10⁶) ≈ 7.5×10³ m s⁻¹。
第 17 題
答案：B（1.6×10⁻¹³ N） F = qvB sin90° = 1.60×10⁻¹⁹×2.0×10⁶×0.50 = 1.6×10⁻¹³ N。
第 18 題
答案：C（10 V） ε = NΔΦ/Δt = 200×(0.010×0.50)/0.10 = 10 V（法拉第定律）。
第 19 題
答案：C（0.48 eV） 光子能量 = 1240/500 = 2.48 eV；最大動能 = 2.48 − 2.0 = 0.48 eV。
第 20 題
答案：B（8.0 g） 24 天 = 3 個半衰期；m = 64×(1/2)³ = 8.0 g。
問：Paper 1 的兩小時應該怎樣分配？
Paper 1A 用 48 分鐘（40 題、每題 72 秒，不確定就標記跳過），Paper 1B 用 72 分鐘（圖表、斜率與不確定度先做）。兩份卷不中斷連續作答，所以節奏要在練習時就固定。
最常見的失分位
| 失分位 | 表面做法 | 實際後果 | 正確做法 |
|---|---|---|---|
| 看圖即答，不看單位 | 見到 30 就選 30 m | 選項用 cm 或 km，數量級差 100 倍 | 先寫題目要求的單位，再換算 |
| 公式背錯形態 | a = v/r 而非 v²/r | 整條計算連鎖錯，之後每個數字都錯 | 每題先把公式寫在空白處 |
| 忽略「忽略空氣阻力」等條件 | 自己加入阻力或質量 | 多算一層，答案偏離 | 圈出題幹所有條件字眼 |
| Paper 1B 不寫單位與不確定度 | 只寫數字與結論句 | 數據題的分數集中在單位、斜率與誤差 | 每格都補單位，最後寫不確定度 |
怎樣用這份卷
用法一：當成真正的 Paper 1A，20 題計時 24 分鐘（每題 72 秒），中途不查公式表。對答案時不要只看對錯，要看「為甚麼錯」：單位、公式形態、條件，還是概念。
用法二：把 20 題按 Theme 拆開，一週只做一個 Theme，做完立刻把該 Theme 的公式與常數寫一次。Theme A 與 D 需要計算，Theme B 與 E 需要數量級判斷，Theme C 需要圖像與相位概念。
問：要操幾年歷屆試題才夠？
IB 物理在 2025 年首次評核新課程（Paper 1 分 1A／1B），所以新卷制的歷屆試題只有 2025 年起；更早年份的卷可以用來操課題（力學、波、電學內容大致相同），但卷制與分數要按新大綱換算。建議：新卷制全部考期都做，舊卷只按 Theme 抽做 8–10 年。
常見問題 FAQ
這份卷是 IB 歷屆試題嗎？
不是。所有題目、選項、答案與解題步驟都是 TutorZone 原創，沒有重製任何 IB 試卷或評分方案。卷制（Paper 1A 40 題 40 分、Paper 1 共 60 分佔 36%）依 IB 公開的評核結構，但題目內容與數據是自行設計。
為甚麼只示範 20 題而不是 40 題？
Paper 1A 正式是 40 題、40 分、與 Paper 1B 合共 2 小時。本頁示範 20 題，是因為操卷的重點在「每題 72 秒的判斷流程」，20 題足以完整練一次節奏；做完之後應該用同一套流程去做完整 40 題。
SL 學生可以用這份卷嗎？
可以，但要注意 Paper 1A 的分數結構不同：SL 的 Paper 1 是 1 小時 30 分鐘、45 分（Paper 1A 25 分＋Paper 1B 20 分），仍是 36%。本卷部分題目屬 AHL 內容（例如相對論時間膨脹），SL 學生可以跳過，並把時間放在 Theme A 至 C 的 SL 核心課題。
官方資源與延伸閱讀
| 資源 | 用途 |
|---|---|
| IB 物理課程與評核簡介（IBO） | 核對 Paper 1、Paper 2 與校內評估的比重 |
| https://www.tutorzone.com.hk/ap-physics-1-mock-2027/ | AP Physics 1 操卷模擬卷（同一批力學課題） |
