IGCSE 物理 0625 Paper 4 練習卷：力與運動、動量、壓強與能量（Extended 理論卷・100 分）

年級：中四至中五（IGCSE Year 10–11）　｜　科目：物理 0625　｜　時限：60 分鐘　｜　總分：100 分　｜　題數：33

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Paper	時間	分數	計算機
Paper 4（Extended，結構題）	1 小時 15 分	75	不可用

題目

第 1 題（12 分）　運動學：速度、加速度與剎車距離

(a) 寫出速度與加速度的定義，並各寫出它們的 SI 單位。 （2 分）

(b) 一輛汽車由靜止均勻加速至 24 m/s，需時 8.0 s。求它的平均加速度。 （3 分）

(c) 承上題，求汽車在這 8.0 s 內行駛的距離。 （3 分）

(d) 該車其後以 24 m/s 行駛，剎車時均勻減速 6.0 m/s²。求由開始剎車到完全停下所行的距離。 （4 分）

第 2 題（18 分）　力、牛頓運動定律與動量

(a) 寫出牛頓第二定律的公式，並說明公式中各符號所代表的物理量。 （2 分）

(b) 質量 1 200 kg 的汽車以 3.0 m/s² 加速，求作用於汽車的合力。 （3 分）

(c) 質量 0.15 kg 的球以 20 m/s 垂直撞向牆壁，再以 20 m/s 反方向彈回。求球動量的變化量。 （4 分）

(d) 承上題，球與牆的接觸時間為 0.020 s。求牆對球的平均力。 （4 分）

(e) 質量 2.0 kg 的小車以 3.0 m/s 撞向靜止的 1.0 kg 小車，碰撞後兩車黏在一起。求碰撞後的速度。 （3 分）

(f) 解釋汽車安全氣袋如何減低撞車時乘客受傷的機會。 （2 分）

第 3 題（16 分）　壓強、液壓與浮力

(a) 寫出壓強的公式及 SI 單位。 （2 分）

(b) 體重 600 N 的學生雙腳站立，兩腳與地面的總接觸面積為 0.024 m²。求他對地面施加的壓強。 （3 分）

(c) 求水深 2.5 m 處水的壓強。水的密度為 1 000 kg/m³，g = 10 N/kg。 （3 分）

(d) 液壓機的小活塞面積為 2.0 cm²，大活塞面積為 40 cm²。若在小活塞施力 150 N，求大活塞可舉起的力。 （4 分）

(e) 一物體的體積為 5.0 × 10⁻⁴ m³，完全浸沒在水中。求它所受的浮力；若它重 4.0 N，判斷它會浮起還是下沉。 （4 分）

第 4 題（18 分）　功、能量、功率與效率

(a) 寫出功的公式及 SI 單位。 （2 分）

(b) 用 250 N 的水平力把箱子沿地面推動 12 m。求所作的功。 （3 分）

(c) 工人用 5.0 s 把 25 kg 的箱子勻速提高 4.0 m。求箱子重力勢能的增加量及工人的平均功率（g = 10 N/kg）。 （4 分）

(d) 質量 800 kg 的汽車以 15 m/s 行駛。求它的動能；若它剎車後滑行 45 m 才停下，求平均剎車力。 （4 分）

(e) 電動機的輸入功率為 500 W，輸出的機械功率為 375 W。求它的效率。 （3 分）

(f) 寫出能量轉換過程中兩種常見的散失形式。 （2 分）

第 5 題（18 分）　熱學：比熱容量、潛熱與熱傳遞

(a) 寫出比熱容量的定義。 （2 分）

(b) 把 2.0 kg 的水由 20 °C 加熱至 40 °C。求所需的能量（水的比熱容量為 4 200 J/(kg °C)）。 （4 分）

(c) 加熱器的功率為 700 W。求把上述水由 20 °C 加熱至 40 °C 所需的時間，並以分鐘表示。 （4 分）

(d) 熔化 0.50 kg 的冰需要多少能量？冰的比潛熱為 3.34 × 10⁵ J/kg。 （4 分）

(e) 分別舉出一項熱傳導、對流和輻射的例子。 （2 分）

(f) 提出兩項可減少保溫瓶內熱水熱量散失的方法。 （2 分）

第 6 題（18 分）　電學：電阻、串並聯與電功率

(a) 寫出電阻的定義及 SI 單位。 （2 分）

(b) 一個 4.0 Ω 的電阻接在 12 V 的電源上。求通過它的電流。 （3 分）

(c) 承上題，求該電阻的功率，以及它連續工作 5.0 分鐘所消耗的能量。 （4 分）

(d) 兩個 6.0 Ω 的電阻串聯接在 12 V 電源上。求總電阻、電流及每個電阻兩端的電壓。 （4 分）

(e) 把 6.0 Ω 與 3.0 Ω 的電阻並聯接在 12 V 電源上。求等效電阻及總電流。 （3 分）

(f) 說明保險絲在電路中的作用。 （2 分）

答案及評分準則

第 1 題　運動學：速度、加速度與剎車距離

(a) 速度＝單位時間內的位移（m/s）；加速度＝單位時間內速度的變化（m/s²）。 ［2 分］

(b) a = (v − u) ÷ t = (24 − 0) ÷ 8.0 = 3.0 m/s²（1 分公式、1 分代入、1 分答案及單位）。 ［3 分］

(c) s = ut + ½at² = 0 + ½ × 3.0 × 8.0² = 96 m（1 分公式、1 分代入、1 分答案）。 ［3 分］

(d) v² = u² + 2as → 0 = 24² − 2 × 6.0 × s；s = 576 ÷ 12 = 48 m（1 分公式、1 分代入、1 分計算、1 分單位）。 ［4 分］

第 2 題　力、牛頓運動定律與動量

(a) F = ma；F 為合力（N）、m 為質量（kg）、a 為加速度（m/s²）。 ［2 分］

(b) F = ma = 1 200 × 3.0 = 3 600 N（1 分公式、1 分代入、1 分答案及單位）。 ［3 分］

(c) p = mv = 0.15 × 20 = 3.0 kg m/s；Δp = 3.0 − (−3.0) = 6.0 kg m/s（1 分初動量、1 分方向處理、1 分相減、1 分單位）。 ［4 分］

(d) F = Δp ÷ t = 6.0 ÷ 0.020 = 300 N（1 分公式、1 分代入、1 分計算、1 分單位）。 ［4 分］

(e) 動量守恆：2.0 × 3.0 = (2.0 + 1.0) × v；v = 6.0 ÷ 3.0 = 2.0 m/s（1 分守恆式、1 分質量相加、1 分答案）。 ［3 分］

(f) 氣袋延長乘客停下來的時間，在動量變化相同的情況下減小平均力，故傷害較輕。 ［2 分］

第 3 題　壓強、液壓與浮力

(a) p = F ÷ A，單位為帕斯卡（Pa），1 Pa = 1 N/m²。 ［2 分］

(b) p = 600 ÷ 0.024 = 25 000 Pa（1 分公式、1 分代入、1 分答案及單位）。 ［3 分］

(c) p = ρgh = 1 000 × 10 × 2.5 = 25 000 Pa（1 分公式、1 分代入、1 分答案）。 ［3 分］

(d) 壓強相同：150 ÷ 2.0 = F ÷ 40；F = 150 × 40 ÷ 2.0 = 3 000 N（1 分壓強相等、1 分代入、1 分計算、1 分單位）。 ［4 分］

(e) 浮力＝排開水的重＝1 000 × 10 × 5.0 × 10⁻⁴ = 5.0 N（2 分）；浮力 5.0 N 大於重 4.0 N，淨力 1.0 N 向上，故物體浮起（2 分）。 ［4 分］

第 4 題　功、能量、功率與效率

(a) W = F × d（力與位移同方向），單位為焦耳（J）。 ［2 分］

(b) W = 250 × 12 = 3 000 J（1 分公式、1 分代入、1 分答案及單位）。 ［3 分］

(c) ΔEp = mgh = 25 × 10 × 4.0 = 1 000 J；P = 1 000 ÷ 5.0 = 200 W（1 分 mgh、1 分數值、1 分功率公式、1 分答案）。 ［4 分］

(d) Ek = ½ × 800 × 15² = 90 000 J；F = 90 000 ÷ 45 = 2 000 N（1 分動能公式、1 分數值、1 分功與能相等、1 分答案）。 ［4 分］

(e) 效率＝375 ÷ 500 × 100% = 75%（1 分公式、1 分代入、1 分百分率）。 ［3 分］

(f) 熱能（因摩擦或電阻而產生）與聲音。 ［2 分］

第 5 題　熱學：比熱容量、潛熱與熱傳遞

(a) 把 1 kg 物質的溫度升高 1 °C 所需的能量。 ［2 分］

(b) E = mcΔθ = 2.0 × 4 200 × 20 = 168 000 J（1 分公式、1 分Δθ、1 分相乘、1 分單位）。 ［4 分］

(c) t = E ÷ P = 168 000 ÷ 700 = 240 s = 4.0 分鐘（1 分公式、1 分計算、1 分換算分鐘、1 分單位）。 ［4 分］

(d) E = mL = 0.50 × 3.34 × 10⁵ = 167 000 J（1 分公式、1 分代入、1 分計算、1 分單位）。 ［4 分］

(e) 傳導：金屬匙浸在熱湯中變熱；對流：冷氣機令房間空氣循環；輻射：太陽的熱傳到地球。 ［2 分］

(f) 使用真空夾層阻止傳導與對流；內壁鍍銀減少輻射，並加蓋減少蒸發散熱。 ［2 分］

第 6 題　電學：電阻、串並聯與電功率

(a) 導體兩端的電壓與通過它的電流的比值；單位為歐姆（Ω）。 ［2 分］

(b) I = V ÷ R = 12 ÷ 4.0 = 3.0 A（1 分公式、1 分代入、1 分答案及單位）。 ［3 分］

(c) P = VI = 12 × 3.0 = 36 W；5.0 分鐘＝300 s，E = 36 × 300 = 10 800 J（每項 2 分）。 ［4 分］

(d) R = 6.0 + 6.0 = 12 Ω；I = 12 ÷ 12 = 1.0 A；V = 1.0 × 6.0 = 6.0 V（每項 1 分，最後 1 分說明兩者相同）。 ［4 分］

(e) 1/R = 1/6.0 + 1/3.0 → R = 2.0 Ω；I = 12 ÷ 2.0 = 6.0 A（1 分等效電阻、1 分公式、1 分答案）。 ［3 分］

(f) 當電流過大時保險絲熔化而切斷電路，防止電線過熱引起火災。 ［2 分］

下載

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