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中四物理練習卷：力和運動（100 分）
練習卷 · 中四物理 · 力和運動
中四物理練習卷：6 題 22 部分、100 分、75 分鐘。按香港中四物理課程編寫，涵蓋勻加速運動與平均速度、牛頓第二定律與摩擦力、動量守恆與衝量、自由落體與拋體運動、虎克定律與彈性位能，以及圓周運動、功與功率，附評分要點。
卷面資料 年級：中四 ｜ 科目：物理 ｜ 時限：75 分鐘 ｜ 總分：100 分 ｜ 題數：22
甲部 第 1 題：勻加速運動與平均速度
一輛車由靜止開始沿直線均勻加速，取運動方向為正。每項答案須附單位。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 1 | 車在 30 s 內由靜止加速至 15 m/s，求加速度。 | 答案：a = (v − u) / t = (15 − 0) / 30 = 0.5 m/s²。 |
| 2 | 求首 30 s 內車行駛的距離。 | 答案：s = ½ (u + v) t = ½ × 15 × 30 = 225 m；亦可用 s = ½ a t² = ½ × 0.5 × 30² = 225 m。 |
| 3 | 接着車以 15 m/s 勻速行駛 20 s，求該段距離。 | 答案：s = v t = 15 × 20 = 300 m。 |
| 4 | 求全程 50 s 內的平均速度。 | 答案：總距離 = 225 + 300 = 525 m，平均速度 = 525 / 50 = 10.5 m/s。 |
乙部 第 2 題：牛頓第二定律與摩擦力
取 g = 10 m/s²，所有力沿水平方向，物體在粗糙水平面上運動。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 5 | 質量 4 kg 的物體受 12 N 的淨力作用，求加速度。 | 答案：a = F / m = 12 / 4 = 3 m/s²。 |
| 6 | 該物體由靜止開始受此淨力 5 s，求 5 s 末的速度。 | 答案：v = u + a t = 0 + 3 × 5 = 15 m/s。 |
| 7 | 若同時有 4 N 的摩擦力阻礙運動，而向前施力為 16 N，求加速度。 | 答案：淨力 = 16 − 4 = 12 N，a = 12 / 4 = 3 m/s²。 |
| 8 | 在上述情況下，求物體 5 s 內由靜止起行駛的距離。 | 答案：s = ½ a t² = ½ × 3 × 5² = 37.5 m。 |
丙部 第 3 題：動量守恆與衝量
碰撞在光滑水平面上發生，取原運動方向為正，動量單位用 kg m s⁻¹。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 9 | 質量 2 kg 的小球以 6 m/s 撞向靜止、質量 4 kg 的小球，碰後兩球黏合。求碰後的共同速度。 | 答案：動量守恆，2 × 6 = (2 + 4) v，v = 2 m/s，方向與原運動相同。 |
| 10 | 求質量 2 kg 的小球在此碰撞中的動量變化。 | 答案：Δp = m v − m u = 2 × 2 − 2 × 6 = -8 kg m s⁻¹，負號表示方向與原運動相反。 |
| 11 | 若碰撞歷時 0.2 s，求該球所受的平均力。 | 答案：F = Δp / t = -8 / 0.2 = -40 N，即大小 40 N，方向與原運動相反。 |
丁部 第 4 題：自由落體與拋體運動
空氣阻力可忽略，取 g = 10 m/s²，向下為正。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 12 | 石塊由 45 m 高處靜止釋放，求落地所需時間。 | 答案：s = ½ g t²，45 = ½ × 10 × t²，t = 3 s。 |
| 13 | 求石塊落地的速度。 | 答案：v = g t = 10 × 3 = 30 m/s。 |
| 14 | 若同一高度以 20 m/s 水平拋出石塊，求落地的水平位移。 | 答案：水平方向勻速，R = u t = 20 × 3 = 60 m。 |
| 15 | 求水平拋出時石塊落地速度的大小（取三位有效數字）。 | 答案：v = √(u² + (g t)²) = √(20² + 30²) ≈ 36.1 m/s。 |
戊部 第 5 題：虎克定律與彈性位能
彈簧符合虎克定律，取 g = 10 m/s²，彈簧的質量可忽略。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 16 | 彈力常數 200 N/m 的彈簧伸長 0.15 m，求彈簧的張力。 | 答案：F = k x = 200 × 0.15 = 30 N。 |
| 17 | 改掛 3 kg 的砝碼並使之靜止，求彈簧的伸長量。 | 答案：F = m g = 3 × 10 = 30 N，x = F / k = 30 / 200 = 0.15 m。 |
| 18 | 求此時彈簧貯存的彈性位能。 | 答案：E = ½ k x² = ½ × 200 × 0.15² = 2.25 J。 |
己部 第 6 題：圓周運動、功與功率
取 g = 10 m/s²，物體沿水平圓周作勻速運動，答案須附單位。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 19 | 質量 0.5 kg 的物體以 4 m/s 沿半徑 0.8 m 的圓周運動，求向心加速度。 | 答案：a = v² / r = 4² / 0.8 = 20 m/s²。 |
| 20 | 求作用於該物體的向心力。 | 答案：F = m a = 0.5 × 20 = 10 N。 |
| 21 | 把 10 kg 的物體垂直提升 3 m，求所做的功。 | 答案：W = m g h = 10 × 10 × 3 = 300 J。 |
| 22 | 若提升過程歷時 5 s，求平均功率。 | 答案：P = W / t = 300 / 5 = 60 W。 |
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。