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AP Calculus AB/BC 模拟试题(3 小时 10 分、1–5 分制)+完整详解、评分要点与考制解读

TutorZone(www.tutorzone.com.hk)原創模擬試題 · 非考評局官方試題

直接答案:AP Calculus 分 AB 与 BC 两卷,结构完全相同:全长 3 小时 10 分,Section I 选择题 42 题/1 小时 40 分/占 50%(Part A 29 题、62 分钟,不可用图形计算机,占 35%;Part B 13 题、38 分钟,须用图形计算机,占 15%),Section II 自由作答 6 题/1 小时 30 分/占 50%(Part A 2 题、30 分钟,须用计算机,占 16.7%;Part B 4 题、60 分钟,不可用计算机,占 33.3%)。考试为混合数位模式:选择题与题目在 Bluebook 应用程序作答,自由作答题手写在纸本答题簿。成绩以 1–5 分报告,不设校本评核;AB 与 BC 同一年不可同时报考。BC 卷覆盖 AB 全部内容,另加参数/极坐标/向量函数、级数、分部积分等课题。

AP Calculus AB/BC 模拟试题:y = x² 与 y = 2x + 3 之间的面积与旋转体体积
本卷自由作答第 1 题的图形:两曲线在 x = −1 与 x = 3 相交,面积 32/3、绕 x 轴旋转体体积 1088π/15。
01

考制速览:AP Calculus AB 与 BC(2027 年 5 月)

部分题数时间计算机占分
Section I A(选择题)29 题62 分钟不可使用图形计算机35%
Section I B(选择题)13 题38 分钟须使用图形计算机15%
Section I 合计——42 题/1 小时 40 分50%
Section II A(自由作答)2 题30 分钟须使用图形计算机16.7%
Section II B(自由作答)4 题60 分钟不可使用计算机33.3%
Section II 合计——6 题/1 小时 30 分50%

考试总时长 3 小时 10 分;选择题与自由作答题的题目在 Bluebook 测试应用程序中呈现,自由作答题则手写在纸本答题簿上,答题簿回收后由官方评分。计算机必须是 AP 认可型号(图形计算机),详见 College Board 的计算机政策。成绩报告为 1–5 分,没有校本评核或课程作业。

四条要记住的规则:① AB 与 BC 同一年不可同时报考(同一考生一年只可考其中一卷);② 两卷的卷制、时间与占分完全一样,分别在于课题范围;③ Section I Part A 与 Section II Part B 是不可使用计算机的部分,占全卷 68.3%(35% + 33.3%),手算能力直接影响成绩;④ 成绩为 1–5 级,不少大学对 Calculus 给予学分或豁免,实际要求以各大学公布为准。

02

AB 与 BC 的分别与选科策略

项目AP Calculus ABAP Calculus BC
卷制、时间、占分完全相同(见上表)
课题范围极限与连续、微分、积分、微分方程(分离变数)、面积与体积包含 AB 全部内容,另加:参数方程、极坐标与向量函数;分部积分、部分分式、瑕积分;欧拉方法与逻辑斯蒂模型;弧长;数列与级数(含泰勒级数)
适合对象高中一年修完微积分、目标医科/商科/生命科学已完成 AB 或数学基础较强、目标工程/物理/数学/计算机
难度定位相等于大学第一学期微积分相等于大学第一、二学期微积分

选科建议:校内只开一科微积分,而学生打算读工程或物理,直接选 BC;若时间紧迫、或只需要一张 Calculus 成绩用于商科/医科前置要求,AB 的分数通常更容易做高。切勿为“考多一张”而在同一年同时报考 AB 与 BC(官方不允许)。

03

本卷设计与版权说明

本模拟卷由 TutorZone 导师团队依据 College Board 公开的 AP Calculus AB 与 AP Calculus BC 课程与考试说明(含考制、时间、占分与计算机政策)自行编写,并非 AP 官方试题、样本试卷或过往试题。AP® 及相关课程文件版权属 College Board,本卷不转载任何官方试题或课程文件内容。题目、详解与评分要点均为本卷原创,所有数值答案已逐题核算。为方便自学,本卷把官方 42 题选择题缩短为 18 题代表题(Part A 12 题、Part B 6 题),自由作答题则完整 6 题,另加一题 BC 加考题;各题分数分配为本卷自订。

04

Section I 模拟选择题

Part A(12 题,不可使用计算机)——每题选一个最佳答案,须显示运算过程以便自我检查。

1. 求 limx→3 (x² − 9)/(x − 3)。(1 分)

2. 求 d/dx [x³ ln x]。(1 分)

3. 求 ∫ (3x² − 2x + 1) dx。(1 分)

4. 已知 f(x) = x³ − 6x² + 9x,求 f 的所有临界点(critical points)的 x 值。(1 分)

5. 求 limx→0 (1 − cos x)/x²。(1 分)

6. 曲线 y = sin 2x 在 x = π/6 处的切线斜率是多少?(1 分)

7. 求 ∫₀² (4 − x²) dx。(1 分)

8. 求 f(x) = x² 在区间 [1, 4] 上的平均变化率。(1 分)

9. 把 limn→∞ Σi=1n (i/n)² (1/n) 写成定积分并求值。(1 分)

10. 已知 f″(x) = (x − 2)(x + 1),求 f 的图像向下凹(concave down)的区间。(1 分)

11. 已知 f(2) = 5 且 f′(2) = 3,求 (f⁻¹)′(5)。(1 分)

12. 曲线 2x² + 3y² = 30 上点 (3, 2) 处的 dy/dx 是多少?(1 分)

Part B(6 题,可使用图形计算机,数值取 3 位小数或 3 位有效数字)

13. 求 f(x) = x³ 在区间 [0, 2] 上的平均值。(1 分)

14. 求曲线 y = x² 与直线 y = 2x 所围成区域的面积。(1 分)

15. 质点的速率为 v(t) = 6t − 4(m/s),已知 s(1) = 3,求 s(3)。(1 分)

16. 曲线 y = √x 在 x = 0 至 x = 4 之间绕 x 轴旋转,求旋转体体积。(1 分)

17. 某量以 y = 100e0.05t 增长,求 y 增至 200 所需的 t。(1 分)

18. 账户余额 A(t) = 500(1.02)t(元),求 A′(10),即第 10 年时的瞬时增长率。(1 分)

05

Section II 模拟自由作答题(6 题,另加 1 题 BC 加考)

Part A(第 1–2 题,须使用图形计算机)

1. 区域 R 由曲线 y = x² 与直线 y = 2x + 3 所围成。
(a) 求两者的交点。(3 分)
(b) 求 R 的面积。(3 分)
(c) R 绕 x 轴旋转,求旋转体体积(以 π 表示)。(3 分)

2. 一个球形气球的体积以 100 cm³/s 的速率增加。
(a) 当半径 r = 5 cm 时,求半径的增长率 dr/dt。(5 分)
(b) 此时表面积 S = 4πr² 的增长率 dS/dt 是多少?(4 分)

Part B(第 3–6 题,不可使用计算机)

3. 已知 f(x) = 2x³ − 3x² − 12x + 4。
(a) 求 f′(x)。(2 分)
(b) 求所有临界点,并判定各点为极大或极小。(4 分)
(c) 求 f 在 x = 0 处的切线方程。(2 分)
(d) 求 f 递减的区间。(1 分)

4. 曲线的方程为 x² + xy + y² = 7。
(a) 以隐函数微分求 dy/dx。(4 分)
(b) 求点 (1, 2) 处的 dy/dx。(2 分)
(c) 求该点处的切线方程。(2 分)
(d) 求曲线上切线为铅直线(vertical tangent)的两点。(1 分)

5. 定义 F(x) = ∫₁x (t² − 4) dt。
(a) 求 F′(x)。(2 分)
(b) 求 F 的极值点位置并判定性质。(3 分)
(c) 求 F(2)。(2 分)
(d) 在 [1, 5] 上,方程 F(x) = 0 有多少个解?说明理由。(2 分)

6. (a) 解微分方程 dy/dx = 2xy,已知 y(0) = 3。(6 分)
(b) 求 y(0.5)。(3 分)

BC 加考题(选考,1 题)

7. (BC) (a) 写出 f(x) = e−x² 的麦克劳林级数首四项。(4 分)
(b) 用 (a) 的级数估算 ∫₀0.5 e−x² dx,取 4 位小数。(3 分)
(c) 判断级数 Σn=1∞ 1/(n·3n) 是否收敛,并说明所用检验法。(2 分)

06

Section I 答案(第 1–18 题)

1. 约去分母:原式 = lim (x + 3) = 6。

2. 乘积法则:3x²·ln x + x³·(1/x) = x²(3 ln x + 1)。

3. x³ − x² + x + C(每一项各自积分)。

4. f′(x) = 3x² − 12x + 9 = 3(x − 1)(x − 3) ⇒ x = 1 或 x = 3。

5. 用 1 − cos x ≈ x²/2(或洛必达法则两次)⇒ 极限 = 1/2。

6. y′ = 2cos 2x ⇒ y′(π/6) = 2cos(π/3) = 1。

7. [4x − x³/3]₀² = 8 − 8/3 = 16/3 ≈ 5.333。

8. 平均变化率 = (f(4) − f(1))/(4 − 1) = (16 − 1)/3 = 5。

9. 黎曼和对应 ∫₀¹ x² dx = 1/3。

10. f″ < 0 ⇒ (x − 2)(x + 1) < 0 ⇒ −1 < x < 2。

11. (f⁻¹)′(5) = 1/f′(2) = 1/3。

12. 隐函数微分:4x + 6y·y′ = 0 ⇒ y′ = −2x/(3y) ⇒ 在 (3, 2) 得 −1。

13. 平均值 = (1/(2 − 0))∫₀² x³ dx = (1/2)(4) = 2。

14. 交点 x = 0、2;面积 = ∫₀² (2x − x²) dx = 4 − 8/3 = 4/3 ≈ 1.333。

15. s(3) = 3 + ∫₁³ (6t − 4) dt = 3 + [3t² − 4t]₁³ = 3 + (15 + 1) = 19。

16. V = π∫₀⁴ (√x)² dx = π[x²/2]₀⁴ = 8π ≈ 25.133。

17. 100e0.05t = 200 ⇒ t = ln 2 / 0.05 = 约 13.863。

18. A′(t) = 500(1.02)t ln 1.02 ⇒ A′(10) = 约 12.070(元/年)。

07

Section II 答案与评分要点(第 1–7 题)

1. (a) 3 分:x² = 2x + 3 ⇒ x² − 2x − 3 = 0 ⇒ (x − 3)(x + 1) = 0 ⇒ x = −1 与 x = 3(交点 (−1, 1) 与 (3, 9))。(b) 3 分:面积 = ∫₋₁³ (2x + 3 − x²) dx = [x² + 3x − x³/3]₋₁³ = 9 − (−5/3) = 32/3 ≈ 10.667。(c) 3 分:V = π∫₋₁³ [(2x + 3)² − (x²)²] dx = π(364/3 − 244/5) = 1088π/15 ≈ 227.87。必须写出 V = π∫(外半径² − 内半径²) dx 才给方法分。

2. (a) 5 分:V = (4/3)πr³ ⇒ dV/dt = 4πr²·(dr/dt)(3 分);100 = 4π(25)(dr/dt) ⇒ dr/dt = 1/π ≈ 0.318 cm/s(2 分)。(b) 4 分:S = 4πr² ⇒ dS/dt = 8πr·(dr/dt)(2 分)= 8π(5)(1/π) = 40 cm²/s(2 分)。

3. (a) 2 分:f′(x) = 6x² − 6x − 12。(b) 4 分:6x² − 6x − 12 = 0 ⇒ 6(x − 2)(x + 1) = 0 ⇒ x = 2 或 −1(2 分);f″(x) = 12x − 6:x = −1 时 f″ = −18 < 0 ⇒ (−1, 11) 为极大点;x = 2 时 f″ = 18 > 0 ⇒ (2, −16) 为极小点(2 分)。(c) 2 分:f(0) = 4、f′(0) = −12 ⇒ 切线 y = −12x + 4。(d) 1 分:f′ < 0 ⇒ −1 < x < 2 为递减区间。

4. (a) 4 分:2x + y + xy′ + 2yy′ = 0(3 分)⇒ y′ = −(2x + y)/(x + 2y)(1 分)。(b) 2 分:代入 (1, 2):−(2 + 2)/(1 + 4) = −4/5。(c) 2 分:y − 2 = −(4/5)(x − 1) ⇒ y = −(4/5)x + 14/5。(d) 1 分:铅直切线须 x + 2y = 0,代入原式得 3y² = 7 ⇒ y = ±√(7/3),两点为 (−2√(7/3), √(7/3)) 与 (2√(7/3), −√(7/3))(约 (−3.055, 1.528) 与 (3.055, −1.528))。

5. (a) 2 分:微积分基本定理 ⇒ F′(x) = x² − 4。(b) 3 分:F′ = 0 ⇒ x = ±2;x = −2 为极大(F′ 由正转负)、x = 2 为极小(由负转正)。(注意 −2 不在本题 [1, 5] 的讨论范围内。)(c) 2 分:F(2) = [t³/3 − 4t]₁² = (8/3 − 8) − (1/3 − 4) = −5/3 ≈ −1.667。(d) 2 分:2 个解——x = 1 时 F = 0;F 在 (1, 2) 上由 0 降至 −5/3 后回升,而 F(5) = [t³/3 − 4t]₁⁵ = 76/3 > 0,故在 (2, 5) 内另有一解。

6. (a) 6 分:分离变数 dy/y = 2x dx(2 分);ln|y| = x² + C(2 分);y = 3ex²(代入 y(0) = 3 求 C,2 分)。(b) 3 分:y(0.5) = 3e0.25 = 约 3.852。

7. (BC) (a) 4 分:eu = 1 + u + u²/2 + u³/6 + …,令 u = −x² ⇒ 1 − x² + x⁴/2 − x⁶/6。(b) 3 分:逐项积分 ⇒ 0.5 − 0.5³/3 + 0.5⁵/10 − 0.5⁷/42 = 约 0.4613。(c) 2 分:收敛——比值检验法:an+1/an = n/(3(n + 1)) → 1/3 < 1。另可用与收敛的 Σ1/3n 作比较检验(n·3n ≥ 3n)。

08

课题范围:AB 核心与 BC 加考

课题ABBC 额外内容
极限与连续极限定义、单侧极限、连续性、夹挤定理洛必达法则处理不定型、瑕积分
微分定义、幂/乘积/商/链式法则、隐函数微分、相关变化率参数方程与向量函数的微分、弧长、极坐标曲线面积
微分的应用均值定理、极值与凹性、优化问题、率相关问题逻辑斯蒂增长模型、欧拉方法
积分黎曼和、微积分基本定理、换元法、定积分应用(面积、体积、累积变化量)分部积分、部分分式、瑕积分、弧长
微分方程分离变数、斜率场、指数增长与衰减逻辑斯蒂微分方程、欧拉方法近似解
数列与级数不考收敛与发散、比值/比较/积分/交错级数检验、泰勒与麦克劳林级数、误差界
09

最常见的失分位

10

12 周备考时间表

周次内容操练重点
1–2极限、连续、导数定义代数化简求极限;不可使用计算机的极限题
3–4微分法则、隐函数微分每日 10 题纯手算求导(含乘积与链式)
5微分的应用:极值、凹性、均值定理写齐判定理由(一阶变号或二阶导数)
6相关变化率与优化问题先写出关系式,再对时间求导
7–8黎曼和、微积分基本定理、换元法把极限形式的和式转成定积分
9面积与体积、累积变化量画图定上下限;体积题写 R² − r²
10微分方程与斜率场分离变数、指数增长模型
11限时操练:Section I Part A(62 分钟)+Part B(38 分钟)选择题节奏:不可使用计算机部分约 2 分钟/题
12限时操练:Section II 全套(1 小时 30 分,2+4 题)每题约 15 分钟,先写评分点公式再运算
BC 考生加 2 周级数收敛检验、泰勒级数、参数与极坐标比值/比较/交错级数检验各 20 题
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常见问题 FAQ

问:AB 与 BC 可以同年一起考吗?
不可以。官方规定同一考生在同一年度不可同时报考 AP Calculus AB 与 AP Calculus BC;只能选其中一科。

问:BC 是不是“AB 加一科”?
BC 覆盖 AB 的全部课题,再加参数方程、极坐标与向量函数、分部积分与部分分式、瑕积分、欧拉方法、弧长,以及数列与级数(含泰勒级数)。因此 BC 的备考时间通常比 AB 多三分之一左右。

问:考试用什么计算机?
须使用 College Board 认可的图形计算机(4 个功能部分中,2 个部分可用);不得使用手机、电脑或未经认可的型号。详见官方 AP 计算机政策。

问:Free Response 是打字还是手写?
自由作答题的题目在 Bluebook 应用程序中显示,但答案手写在纸本答题簿上,答题簿回收后由官方评分。

问:成绩怎样算?
选择题与自由作答题各占 50%,经统计程序合成后以 1–5 报告(5 为最佳)。各大学的学分或豁免政策不同,须以个别大学公布为准。

问:这份模拟卷与官方试题有何分别?
本卷是依官方公开考制与课题自行编写的原创练习题,选择题为代表题(官方 42 题中抽取 18 题形态),自由作答题共 6 题加 1 题 BC 加考题。建议配合官方历年 Free Response 题目与评分指引一同使用。

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官方资源对照表

资源用途
AP Calculus AB(College Board 官方课程页)考制、题数、时间、占分与考试日期
AP Calculus BC(College Board 官方课程页)BC 加考课题与卷制
AP Central:Calculus AB 考试说明各部分题数、时间与计算机规则(官方原文)
AP Central:Calculus BC 考试说明BC 各部分题数、时间与计算机规则(官方原文)

延伸阅读:A Level 数学 9709 Paper 1 模拟试题、IB 数学 AA SL 模拟试题、IGCSE 数学 0580 模拟试题、备考练习题总览。想安排 AP Calculus 补习,可先看 学科的解释,再配对合适导师。