中四物理練習卷：力與運動、功與能量（12 題・100 分）

練習卷 · 中四物理：力學與能量全卷

中四物理練習卷：由勻加速運動、牛頓第二定律、動量守恆，到功與功率、能量守恆與效率，再到胡克定律、摩擦力與圓周運動。全卷 12 題、100 分、建議 75 分鐘，中英雙語對照，附完整答案與評分要點，適合中四校內試與 DSE 物理科鞏固。

卷面資料　年級：中四（S4）　｜　科目：物理　｜　時限：75 分鐘　｜　總分：100 分　｜　題數：12

甲部：力與運動（4 題 33 分）

勻加速運動與牛頓第二定律：先列出已知量。

#	題目	答案與評分要點
1	一輛汽車由靜止起以均勻加速度行駛，10 秒後速度達 25 m/s。求 (a) 加速度；(b) 這 10 秒內行駛的距離。	答案：(a) a = 25 ÷ 10 = 2.5 m/s²；(b) s = ½ × 2.5 × 10² = 125 m。評分要點：加速度 3 分，距離 5 分，單位錯誤扣 1 分。
2	質量 2.0 kg 的滑塊在無摩擦水平面上受 6.0 N 水平力推動，由靜止開始。求 (a) 加速度；(b) 4.0 秒後的速度；(c) 4.0 秒內的位移。	答案：(a) a = 6.0 ÷ 2.0 = 3.0 m/s²；(b) v = 3.0 × 4.0 = 12 m/s；(c) s = ½ × 3.0 × 4.0² = 24 m。評分要點：三項各 2 分，說明水平面無摩擦可省去摩擦力 2 分。
3	一小球以 15 m/s 垂直向上拋出，取 g = 10 m/s²，忽略空氣阻力。求 (a) 最高點離手的高度；(b) 由拋出至返回原位的總時間。	答案：(a) h = 15² ÷ (2 × 10) = 11.25 m；(b) t = 2 × 15 ÷ 10 = 3.0 s。評分要點：最高點速率為零 2 分，算式 3 分，總時間 3 分。
4	質量 3.0 kg 的滑車以 4.0 m/s 撞向靜止的 1.0 kg 滑車，碰撞後兩車黏在一起移動。求 (a) 碰後共同速度；(b) 碰撞前後動能的損失。	答案：(a) 動量守恆 3.0 × 4.0 = (3.0 + 1.0) × v，得 v = 3.0 m/s；(b) 碰前動能 24 J，碰後動能 18 J，損失 6.0 J。評分要點：動量式 4 分，速度 2 分，動能損失 3 分。

能量守恆與效率：能量一律以焦耳表示。

#	題目	答案與評分要點
5	工人把 20 kg 的箱子勻速提高 5.0 m，取 g = 10 m/s²。求 (a) 工人所做的功；(b) 若過程用 4.0 秒，求平均功率。	答案：(a) W = 20 × 10 × 5.0 = 1000 J；(b) P = 1000 ÷ 4.0 = 250 W。評分要點：功 4 分，功率 4 分，漏寫 J 或 W 扣 1 分。
6	質量 0.50 kg 的球由 20 m 高處自由落下，取 g = 10 m/s²，忽略空氣阻力。求 (a) 到達地面時的動能；(b) 到達地面時的速率。	答案：(a) KE = 0.50 × 10 × 20 = 100 J；(b) v = √(2 × 10 × 20) = 20 m/s。評分要點：能量守恆 3 分，動能 2 分，速率 3 分。
7	12 kg 的箱子由高 3.2 m 的無摩擦斜面滑下，取 g = 10 m/s²。求 (a) 重力勢能的減少量；(b) 到達斜面底部的速率。	答案：(a) 重力勢能減少 12 × 10 × 3.2 = 384 J；(b) v = √(2 × 10 × 3.2) = 8.0 m/s。評分要點：勢能 4 分，速率 4 分，須寫出能量守恆。
8	一部電動起重機的輸入功率為 500 W，5.0 秒內把 15 kg 的負載提高 4.0 m，取 g = 10 m/s²。求 (a) 有用功輸出；(b) 起重機的效率。	答案：(a) 有用功 W = 15 × 10 × 4.0 = 600 J；(b) 輸入能量 2500 J，效率 = 600 ÷ 2500 × 100% = 24.0%。評分要點：有用功 4 分，輸入能量 2 分，效率 3 分。

胡克定律、摩擦力與圓周運動：留意方向與單位。

#	題目	答案與評分要點
9	一條彈簧的勁度為 200 N/m，被拉伸 0.15 m。求彈簧的張力。	答案：F = kx = 200 × 0.15 = 30 N。評分要點：公式 4 分，代入及答案 3 分，單位 1 分。
10	8.0 kg 的木塊以 10 m/s 在水平地面滑行，木塊與地面之間的摩擦係數為 0.25，取 g = 10 m/s²。求 (a) 摩擦力；(b) 減速度；(c) 由開始滑行至停止所需時間及距離。	答案：(a) f = 0.25 × 8.0 × 10 = 20 N；(b) a = 20 ÷ 8.0 = 2.5 m/s²；(c) t = 10 ÷ 2.5 = 4.0 s，s = 10² ÷ (2 × 2.5) = 20 m。評分要點：三項各 2 分，方向說明 2 分。
11	質量 0.40 kg 的小球在水平面上以 4.0 m/s 沿半徑 0.50 m 的圓周運動。求向心力的大小及方向。	答案：F = mv² ÷ r = 0.40 × 16 ÷ 0.50 = 12.8 N，方向指向圓心。評分要點：公式 4 分，代入 2 分，方向 2 分。
12	兩個互相垂直的力 6.0 N 與 8.0 N 同時作用於質量 2.0 kg 的質點。求 (a) 合力的大小；(b) 質點的加速度。	答案：(a) R = √(6.0² + 8.0²) = 10 N；(b) a = 10 ÷ 2.0 = 5.0 m/s²。評分要點：向量圖或畢氏定理 4 分，合力 3 分，加速度 3 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。