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中五物理練習卷：力學、波動與電學（12 題・100 分・75 分鐘）
練習卷 · 中五物理・12 題・100 分・75 分鐘
中五物理練習卷：12 題、100 分、75 分鐘。內容涵蓋勻加速運動、自由落體、牛頓第二定律與摩擦力、功與動能、動量與衝量、功率、波動與波速、折射與全反射、串並聯電路、電功率與電費、比熱容及彈性位能，每題附完整答案及評分要點。
卷面資料 年級：中五（S5） ｜ 科目：物理 ｜ 時限：75 分鐘 ｜ 總分：100 分 ｜ 題數：12
甲部：力學（第 1–5 題）
全部小題均須作答；計算題須列出公式、代入步驟及單位。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 1 | 一輛汽車由靜止開始以 2.5 m/s² 均勻加速，持續 8 秒。 (a) 求第 8 秒末的速度。 (b) 求該段時間內汽車行駛的距離。 |
(a) v = u + at = 0 + 2.5 × 8 = 20.0 m/s。 (b) s = ut + ½at² = 0 + ½ × 2.5 × 8² = 80.0 m。 評分要點：正確選用運動公式（2 分）、速度計算及單位（3 分）、距離計算及單位（3 分）。 |
| 2 | 一塊石頭由 45 m 高的平台自由落下。取 g = 10 m/s²，忽略空氣阻力。 (a) 求石頭到達地面所需的時間。 (b) 求石頭落地的速度。 |
(a) s = ½gt²，即 45 = ½ × 10 × t²，解得 t = 3.0 s。 (b) v = gt = 10 × 3.0 = 30.0 m/s（方向向下）。 評分要點：列出自由落體公式（2 分）、時間計算（2 分）、速度計算及方向（4 分）。 |
| 3 | 一個質量 5 kg 的木塊靜置於水平桌面。現以 15 N 的水平力推木塊。取 g = 10 m/s²。 (a) 若桌面光滑，求木塊的加速度。 (b) 若木塊與桌面之間的摩擦力為正壓力的 0.20 倍，求此時木塊的加速度。 |
(a) a = F ÷ m = 15 ÷ 5 = 3.0 m/s²。 (b) 摩擦力 f = μmg = 0.20 × 5 × 10 = 10.0 N；淨力 = 15 − 10.0 = 5.0 N，故 a = 5.0 ÷ 5 = 1.0 m/s²。 評分要點：牛頓第二定律列式（2 分）、光滑情況加速度（2 分）、摩擦力計算（2 分）、淨力與加速度（2 分）。 |
| 4 | 一輛質量 1200 kg 的汽車在平直公路上由 10 m/s 加速至 20 m/s。 (a) 求汽車動能的增加量，並以 kJ 表示。 (b) 若加速過程歷時 5 秒，求合力對汽車所作的平均功率。 |
(a) ΔKE = ½m(v² − u²) = ½ × 1200 × (20² − 10²) = 180000 J = 180.0 kJ。 (b) 合力作功等於動能變化，即 180000 J；P = W ÷ t = 180000 ÷ 5 = 36000 W。 評分要點：動能公式（2 分）、動能差計算及單位換算（3 分）、功與功率的關聯（3 分）。 |
乙部：功、能量與波動（第 6–8 題）
取 g = 10 m/s²，忽略空氣阻力，除非題目另有說明。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 5 | 一個質量 0 kg 的球以 20 m/s 垂直撞向牆壁，反彈後以 15 m/s 沿同一直線離開牆壁。 (a) 求球的動量變化量的大小。 (b) 說明牆壁對球施加的衝量方向。 |
(a) 取離開牆壁方向為正：Δp = m(v − (−u)) = 0 × (15 + 20) = 5.25 kg m/s。 (b) 動量變化指向離開牆壁的方向，故牆壁對球的衝量亦沿該方向（垂直牆壁向外）。 評分要點：動量定義（2 分）、方向處理與計算（4 分）、衝量方向說明（3 分）。 |
| 6 | 工人用吊機把 60 kg 的貨物以等速吊升 12 m，歷時 15 s。取 g = 10 m/s²。 (a) 求吊機對貨物所作的功。 (b) 求吊機的平均功率。 |
(a) 等速吊升時拉力等於重力：F = mg = 60 × 10 = 600 N；W = Fs = 600 × 12 = 7200 J。 (b) P = W ÷ t = 7200 ÷ 15 = 480 W。 評分要點：力與重力平衡（2 分）、功的計算（3 分）、功率計算及單位（3 分）。 |
| 7 | 一個聲源的頻率為 250 Hz，在空氣中產生的波長為 1.36 m。 (a) 求聲波的波速。 (b) 求聲波的週期。 (c) 若該聲波進入水中，波速變為 1500 m/s，頻率會否改變？並求水中的波長。 |
(a) v = fλ = 250 × 1.36 = 340.0 m/s。 (b) T = 1 ÷ f = 1 ÷ 250 = 0.004 s。 (c) 頻率由聲源決定，進入另一介質時不變，仍為 250 Hz；水中波長 λ = v ÷ f = 1500 ÷ 250 = 6.00 m。 評分要點：波速公式（2 分）、週期（2 分）、頻率不變的解說（3 分）、水中波長（2 分）。 |
| 8 | 一束光由空氣射入某透明介質，入射角為 45°，折射角為 30°。 (a) 求該介質的折射率。 (b) 求光由該介質射向空氣時的臨界角。 (c) 若入射角增大至臨界角以上，光線會出現甚麼現象？ |
(a) n = sin i ÷ sin r = sin 45° ÷ sin 30° = 1.41。 (b) sin c = 1 ÷ n = 1 ÷ 1.41，故 c = 45.0°。 (c) 光線不再折射進入空氣，全部反射回介質內，此現象稱為全反射。 評分要點：折射率公式（2 分）、數值（2 分）、臨界角公式與數值（3 分）、全反射說明（2 分）。 |
丙部：電學與熱學（第 9–12 題）
有效數字須與題目數據一致；電路題須說明所用公式。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 9 | 兩個電阻分別為 6 Ω 和 3 Ω，接連到電動勢 12 V 的電池（內阻不計）。 (a) 若兩電阻串聯，求總電阻及電流。 (b) 若兩電阻並聯，求總電阻及電池輸出的總電流。 (c) 哪一種接法消耗的總功率較大？ |
(a) 串聯總電阻 R = 6 + 3 = 9.0 Ω；I = V ÷ R = 12 ÷ 9 = 1.33 A。 (b) 並聯總電阻 R = (6 × 3) ÷ (6 + 3) = 2.0 Ω；I = 12 ÷ 2 = 6.0 A。 (c) 並聯時總電流較大，總功率 P = VI 亦較大，故並聯接法消耗功率較大。 評分要點：串聯總電阻與電流（3 分）、並聯總電阻與電流（4 分）、功率比較（2 分）。 |
| 10 | 一個電熱水壺的額定功率為 2000 W，連續加熱 5 分鐘。 (a) 求熱水壺消耗的電能，並以 kJ 表示。 (b) 若每度電（kWh）收費 1.2 元，求這次加熱的電費。 (c) 為甚麼實際用來把水加熱的能量會小於 (a) 的答案？ |
(a) E = Pt = 2000 × 300 = 600000 J = 600.0 kJ。 (b) 電能 = 600000 ÷ 3 600 000 = 0.167 kWh；電費 = 0.167 × 1.2 = 0.20 元。 (c) 部分電能會以熱的形式散失到周圍空氣及壺身，並非全部傳給水。 評分要點：電能公式與單位換算（3 分）、kWh 轉換與電費（4 分）、能量散失解釋（2 分）。 |
| 11 | 把 0 kg 的水由 20 °C 加熱至 80 °C。水的比熱容為 4200 J kg⁻¹ K⁻¹。 (a) 求水吸收的能量，並以 kJ 表示。 (b) 若加熱器的功率為 700 W，且全部能量被水吸收，求所需時間。 |
(a) E = mcΔT = 0 × 4200 × 60 = 126000 J = 126.0 kJ。 (b) t = E ÷ P = 126000 ÷ 700 = 180 s（即 3 分鐘）。 評分要點：比熱容公式（2 分）、能量計算與單位（3 分）、時間計算（3 分）。 |
| 12 | 一條彈簧的勁度為 200 N/m。在彈性限度內，彈簧被拉長 0.15 m。 (a) 求拉力的大小。 (b) 求彈簧儲存的彈性位能。 (c) 若把同一彈簧拉長至兩倍，彈性位能會變為原來的多少倍？ |
(a) F = kx = 200 × 0.15 = 30 N。 (b) E = ½kx² = ½ × 200 × 0.15² = 2.25 J。 (c) 彈性位能與伸長量的平方成正比，伸長量變為兩倍時，能量變為原來的 4 倍。 評分要點：胡克定律（2 分）、彈性位能計算（3 分）、平方關聯說明（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。