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IGCSE 物理 0625 Paper 6 練習卷（實驗技巧・10 題・100 分）
練習卷 · IGCSE 物理 0625
IGCSE 物理 0625 Paper 6 實驗技巧練習卷（10 題・100 分・60 分鐘）：測微計與不確定度、密度、虎克定律與單擺、電阻與電阻率、比熱容量、折射與臨界角、透鏡成像、超聲波回聲、波以耳定律。全部數值附計算步驟，附答案及評分要點。
卷面資料 年級：IGCSE ｜ 科目：物理 ｜ 時限：60 分鐘 ｜ 總分：100 分 ｜ 題數：10
甲部：測量與密度（40 分）
回答第 1 至 4 題，每題 10 分。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 1 | Q1 用測微計量度金屬線直徑三次，讀數為 0.48、0.49、0.48 mm；測微計的零點誤差為 +0.02 mm。(a) 計算平均讀數。(b) 求零點誤差修正後的直徑。(c) 計算金屬線的橫截面積（m²，3 位有效數字）。(d) 若每次讀數的儀器誤差為 ±0.01 mm，求直徑及橫截面積的百分不確定度。 | (a) (0.48 + 0.49 + 0.48) ÷ 3 = 0.483 mm（2 分）。 (b) 零點誤差為正，須減去：0.483 − 0.02 = 0.463 mm（2 分）。 (c) r = 0.463 ÷ 2 = 0.2317 mm = 2.317e-04 m；A = πr² = 1.686e-07 m²（3 分）。 (d) 直徑：0.01 ÷ 0.463 × 100 = 2.2%；面積為直徑的平方，故百分不確定度加倍 = 4.3%（3 分）。 |
| 2 | Q2 一塊不規則形狀的金屬塊質量 62.4 g。放入盛水 50.0 cm³ 的量筒後，水位升至 74.0 cm³。(a) 計算金屬塊的體積。(b) 計算密度（g cm⁻³）。(c) 以 kg m⁻³ 表示密度。(d) 質量誤差 ±0.1 g、體積讀數誤差 ±0.5 cm³（兩次讀數），求密度的百分不確定度。 | (a) 74.0 − 50.0 = 24.0 cm³（2 分）。 (b) ρ = 62.4 ÷ 24.0 = 2.60 g cm⁻³（3 分）。 (c) 2.60 × 1000 = 2600 kg m⁻³（2 分）。 (d) 質量 0.16% + 體積（兩次讀數合計 ±1.0 cm³）4.2% = 4.3%；體積項為主因（3 分）。 |
| 3 | Q3 在彈簧下端掛上 0.200 kg 砝碼，彈簧長度由 12.0 cm 變為 15.9 cm（g = 9.81 N kg⁻¹）。(a) 計算砝碼的重量。(b) 計算伸長量（m）。(c) 求彈簧常數（N m⁻¹）。(d) 求儲存在彈簧內的彈性位能，並計算此系統的振動週期。 | (a) W = 0.200 × 9.81 = 1.96 N（2 分）。 (b) 15.9 − 12.0 = 3.9 cm = 0.039 m（2 分）。 (c) k = 1.96 ÷ 0.039 = 50.3 N m⁻¹（3 分）。 (d) E = ½Fx = ½ × 1.96 × 0.039 = 0.038 J；T = 2π√(m/k) = 0.396 s（3 分）。 |
| 4 | Q4 以長 0.800 m 的單擺量度重力加速度，20 次完整振動需時 35.8 s。(a) 計算週期。(b) 用 T = 2π√(L/g) 計算 g。(c) 計算與公認值 9.81 m s⁻² 的百分誤差。(d) 說明為何量度 20 次而非 1 次振動，並提出一項可減小誤差的方法。 | (a) T = 35.8 ÷ 20 = 1.79 s（2 分）。 (b) g = 4π²L ÷ T² = 9.86 m s⁻²（4 分）。 (c) |9.86 − 9.81| ÷ 9.81 × 100 = 0.48%（2 分）。 (d) 計時起停的反應時間誤差固定，量多次可把每次的誤差除以 20；減誤差方法：由擺線中心計長度、以擺球中心作基準、用光閘計時、確保振幅小（<10°）（2 分）。 |
乙部：電學與熱學（30 分）
回答第 5 至 7 題，每題 10 分。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 5 | Q5 一段長 1.20 m、直徑 0.38 mm 的金屬線接在電路中，電壓表讀數 2.40 V，電流表讀數 0.30 A。(a) 計算電阻。(b) 計算金屬線的橫截面積（m²）。(c) 計算金屬線的電阻率（Ω m，3 位有效數字）。(d) 說明為何量度直徑要用測微計而非間尺。 | (a) R = V ÷ I = 2.40 ÷ 0.30 = 8.0 Ω（2 分）。 (b) r = 0.38 ÷ 2 = 0.19 mm = 1.9 × 10⁻⁴ m；A = πr² = 1.134e-07 m²（3 分）。 (c) ρ = RA ÷ L = 8.0 × 1.134e-07 ÷ 1.20 = 7.56e-07 Ω m（3 分）。 (d) 直徑只有零點幾毫米，間尺刻度 1 mm 不足以讀到 0.01 mm；測微計可讀至 0.01 mm，令面積的百分不確定度大幅下降（2 分）。 |
| 6 | Q6 用 24 W 電熱器加熱 0.100 kg 水 300 s，水溫由 21.0 °C 升至 36.8 °C。(a) 計算電熱器供給的能量。(b) 計算水吸收的能量。(c) 由此計算水的比熱容量（J kg⁻¹ K⁻¹）。(d) 公認值為 4200 J kg⁻¹ K⁻¹，計算百分誤差並提出一個令結果偏大的原因。 | (a) E = Pt = 24 × 300 = 7,200 J（3 分）。 (b) 若無熱損失，水吸收 7,200 J（1 分）。 (c) c = E ÷ (mΔT) = 7,200 ÷ (0.100 × 15.8) = 4,557 J kg⁻¹ K⁻¹（3 分）。 (d) 誤差 = (4,557 − 4200) ÷ 4200 × 100 = 8.5%；原因：部分熱能散失到空氣及容器，或用溫度計讀出的 ΔT 偏小（例如未待溫度穩定），令 c 偏大（3 分）。 |
| 7 | Q7 光線由空氣射入一塊透明塑膠，入射角 40°，折射角 25°。(a) 寫出斯涅爾定律。(b) 計算塑膠的折射率（3 位有效數字）。(c) 計算光由塑膠射向空氣的臨界角。(d) 說明為何量度角度時要畫大於 5 cm 的圓弧。 | (a) n = sin i ÷ sin r（2 分）。 (b) n = sin 40° ÷ sin 25° = 1.52（3 分）。 (c) sin c = 1 ÷ 1.52 → c = 41.1°（3 分）。 (d) 圓弧半徑越大，同一個角度誤差所對應的弧長越大，量度弦長時的相對誤差越小；亦可減少針孔與鉛筆線粗細造成的偏差（2 分）。 |
丙部：光學、波與氣體（30 分）
回答第 8 至 10 題，每題 10 分。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 8 | Q8 一件物件放在凸透鏡前 30.0 cm，在鏡後 15.0 cm 的屏幕上成清晰像。(a) 用 1/f = 1/u + 1/v 計算焦距。(b) 計算放大率。(c) 描述像的性質（實／虛、正立／倒立）。(d) 說明實驗中如何確保像最清晰。 | (a) 1/f = 1/30.0 + 1/15.0 = 0.1000 cm⁻¹ → f = 10.0 cm（4 分）。 (b) m = v ÷ u = 15.0 ÷ 30.0 = 0.50（3 分）。 (c) 像成在屏幕上，故為實像；在透鏡另一側、倒立、縮小（0.50 倍）（2 分）。 (d) 固定物件與透鏡，前後移動屏幕直至像的邊界最銳利；每次微調後重複觀察，並在光線較暗的環境下進行以減少雜光（1 分）。 |
| 9 | Q9 一部超聲波探測器向牆壁發出脈衝，收到回聲的時間為 0.0240 s；聲速取 1540 m s⁻¹。(a) 計算脈衝來回的距離。(b) 計算探測器與牆壁的距離。(c) 若計時誤差為 ±0.0002 s，計算距離的百分不確定度。(d) 說明為何超聲波而非可聽聲波適合此測量。 | (a) s = vt = 1540.0 × 0.0240 = 36.96 m（3 分）。 (b) 來回，故 d = 36.96 ÷ 2 = 18.48 m（3 分）。 (c) 0.83%，即 ±0.15 m（2 分）。 (d) 超聲波波長短、方向性強、能量集中，回聲較強且不易繞射散開；人耳聽不到，不會造成干擾（2 分）。 |
| 10 | Q10 在室溫下，定量氣體的壓強為 100 kPa 時體積為 60 cm³。(a) 計算 pV 的乘積。(b) 若溫度不變而體積壓縮至 40 cm³，計算新的壓強。(c) 說明如何用注射器與壓強感應器驗證此關係。(d) 說明為何必須慢慢推動活塞。 | (a) pV = 100 × 60 = 6,000 kPa cm³（3 分）。 (b) p₂ = 6,000 ÷ 40 = 150 kPa（3 分）。 (c) 用注射器密封定量氣體，接上壓強感應器；逐次把體積減小並記錄對應壓強，計算每個讀數的 pV（或畫 p 對 1/V 圖），若乘積大致不變即可驗證（2 分）。 (d) 快速壓縮會對氣體作功而令溫度上升，偏離「溫度不變」的條件；慢推可讓熱量散到環境，保持等溫（2 分）。 |
TutorZone 練習卷｜題目與文章為原創，並非任何學校或出版社的教材。
