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AP Calculus AB/BC 模擬試題(3 小時 10 分、1–5 分制)+完整詳解、評分要點與考制解讀

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 與 BC 兩卷,結構完全相同:全長 3 小時 10 分,Section I 選擇題 42 題/1 小時 40 分/佔 50%(Part A 29 題、62 分鐘,不可用圖形計算機,佔 35%;Part B 13 題、38 分鐘,須用圖形計算機,佔 15%),Section II 自由作答 6 題/1 小時 30 分/佔 50%(Part A 2 題、30 分鐘,須用計算機,佔 16.7%;Part B 4 題、60 分鐘,不可用計算機,佔 33.3%)。考試為混合數位模式:選擇題與題目在 Bluebook 應用程式作答,自由作答題手寫在紙本答題簿。成績以 1–5 分報告,不設校本評核;AB 與 BC 同一年不可同時報考。BC 卷覆蓋 AB 全部內容,另加參數/極坐標/向量函數、級數、分部積分等課題。

AP Calculus AB/BC 模擬試題:y = x² 與 y = 2x + 3 之間的面積與旋轉體體積
本卷自由作答第 1 題的圖形:兩曲線在 x = −1 與 x = 3 相交,面積 32/3、繞 x 軸旋轉體體積 1088π/15。
01

考制速覽:AP Calculus AB 與 BC(2027 年 5 月)

部分題數時間計算機佔分
Section I A(選擇題)29 題62 分鐘不可使用圖形計算機35%
Section I B(選擇題)13 題38 分鐘須使用圖形計算機15%
Section I 合計——42 題/1 小時 40 分50%
Section II A(自由作答)2 題30 分鐘須使用圖形計算機16.7%
Section II B(自由作答)4 題60 分鐘不可使用計算機33.3%
Section II 合計——6 題/1 小時 30 分50%

考試總時長 3 小時 10 分;選擇題與自由作答題的題目在 Bluebook 測試應用程式中呈現,自由作答題則手寫在紙本答題簿上,答題簿回收後由官方評分。計算機必須是 AP 認可型號(圖形計算機),詳見 College Board 的計算機政策。成績報告為 1–5 分,沒有校本評核或課程作業。

四條要記住的規則:① AB 與 BC 同一年不可同時報考(同一考生一年只可考其中一卷);② 兩卷的卷制、時間與佔分完全一樣,分別在於課題範圍;③ Section I Part A 與 Section II Part B 是不可使用計算機的部分,佔全卷 68.3%(35% + 33.3%),手算能力直接影響成績;④ 成績為 1–5 級,不少大學對 Calculus 給予學分或豁免,實際要求以各大學公布為準。

02

AB 與 BC 的分別與選科策略

項目AP Calculus ABAP Calculus BC
卷制、時間、佔分完全相同(見上表)
課題範圍極限與連續、微分、積分、微分方程(分離變數)、面積與體積包含 AB 全部內容,另加:參數方程、極坐標與向量函數;分部積分、部分分式、瑕積分;歐拉方法與邏輯斯蒂模型;弧長;數列與級數(含泰勒級數)
適合對象高中一年修完微積分、目標醫科/商科/生命科學已完成 AB 或數學基礎較強、目標工程/物理/數學/計算機
難度定位相等於大學第一學期微積分相等於大學第一、二學期微積分

選科建議:校內只開一科微積分,而學生打算讀工程或物理,直接選 BC;若時間緊迫、或只需要一張 Calculus 成績用於商科/醫科前置要求,AB 的分數通常更容易做高。切勿為「考多一張」而在同一年同時報考 AB 與 BC(官方不允許)。

03

本卷設計與版權說明

本模擬卷由 TutorZone 導師團隊依據 College Board 公開的 AP Calculus AB 與 AP Calculus BC 課程與考試說明(含考制、時間、佔分與計算機政策)自行編寫,並非 AP 官方試題、樣本試卷或過往試題。AP® 及相關課程文件版權屬 College Board,本卷不轉載任何官方試題或課程文件內容。題目、詳解與評分要點均為本卷原創,所有數值答案已逐題核算。為方便自學,本卷把官方 42 題選擇題縮短為 18 題代表題(Part A 12 題、Part B 6 題),自由作答題則完整 6 題,另加一題 BC 加考題;各題分數分配為本卷自訂。

04

Section I 模擬選擇題

Part A(12 題,不可使用計算機)——每題選一個最佳答案,須顯示運算過程以便自我檢查。

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 的所有臨界點(critical points)的 x 值。(1 分)

5. 求 limx→0 (1 − cos x)/x²。(1 分)

6. 曲線 y = sin 2x 在 x = π/6 處的切線斜率是多少?(1 分)

7. 求 ∫₀² (4 − x²) dx。(1 分)

8. 求 f(x) = x² 在區間 [1, 4] 上的平均變化率。(1 分)

9. 把 limn→∞ Σi=1n (i/n)² (1/n) 寫成定積分並求值。(1 分)

10. 已知 f″(x) = (x − 2)(x + 1),求 f 的圖像向下凹(concave down)的區間。(1 分)

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

12. 曲線 2x² + 3y² = 30 上點 (3, 2) 處的 dy/dx 是多少?(1 分)

Part B(6 題,可使用圖形計算機,數值取 3 位小數或 3 位有效數字)

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

14. 求曲線 y = x² 與直線 y = 2x 所圍成區域的面積。(1 分)

15. 質點的速率為 v(t) = 6t − 4(m/s),已知 s(1) = 3,求 s(3)。(1 分)

16. 曲線 y = √x 在 x = 0 至 x = 4 之間繞 x 軸旋轉,求旋轉體體積。(1 分)

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

18. 帳戶餘額 A(t) = 500(1.02)t(元),求 A′(10),即第 10 年時的瞬時增長率。(1 分)

05

Section II 模擬自由作答題(6 題,另加 1 題 BC 加考)

Part A(第 1–2 題,須使用圖形計算機)

1. 區域 R 由曲線 y = x² 與直線 y = 2x + 3 所圍成。
(a) 求兩者的交點。(3 分)
(b) 求 R 的面積。(3 分)
(c) R 繞 x 軸旋轉,求旋轉體體積(以 π 表示)。(3 分)

2. 一個球形氣球的體積以 100 cm³/s 的速率增加。
(a) 當半徑 r = 5 cm 時,求半徑的增長率 dr/dt。(5 分)
(b) 此時表面積 S = 4πr² 的增長率 dS/dt 是多少?(4 分)

Part B(第 3–6 題,不可使用計算機)

3. 已知 f(x) = 2x³ − 3x² − 12x + 4。
(a) 求 f′(x)。(2 分)
(b) 求所有臨界點,並判定各點為極大或極小。(4 分)
(c) 求 f 在 x = 0 處的切線方程。(2 分)
(d) 求 f 遞減的區間。(1 分)

4. 曲線的方程為 x² + xy + y² = 7。
(a) 以隱函數微分求 dy/dx。(4 分)
(b) 求點 (1, 2) 處的 dy/dx。(2 分)
(c) 求該點處的切線方程。(2 分)
(d) 求曲線上切線為鉛直線(vertical tangent)的兩點。(1 分)

5. 定義 F(x) = ∫₁x (t² − 4) dt。
(a) 求 F′(x)。(2 分)
(b) 求 F 的極值點位置並判定性質。(3 分)
(c) 求 F(2)。(2 分)
(d) 在 [1, 5] 上,方程 F(x) = 0 有多少個解?說明理由。(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 加考題(選考,1 題)

7. (BC) (a) 寫出 f(x) = e−x² 的麥克勞林級數首四項。(4 分)
(b) 用 (a) 的級數估算 ∫₀0.5 e−x² dx,取 4 位小數。(3 分)
(c) 判斷級數 Σn=1∞ 1/(n·3n) 是否收斂,並說明所用檢驗法。(2 分)

06

Section I 答案(第 1–18 題)

1. 約去分母:原式 = lim (x + 3) = 6。

2. 乘積法則:3x²·ln x + x³·(1/x) = x²(3 ln x + 1)。

3. x³ − x² + x + C(每一項各自積分)。

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

5. 用 1 − cos x ≈ x²/2(或洛必達法則兩次)⇒ 極限 = 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. 平均變化率 = (f(4) − f(1))/(4 − 1) = (16 − 1)/3 = 5。

9. 黎曼和對應 ∫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. 隱函數微分: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. 交點 x = 0、2;面積 = ∫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 = 約 13.863。

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

07

Section II 答案與評分要點(第 1–7 題)

1. (a) 3 分:x² = 2x + 3 ⇒ x² − 2x − 3 = 0 ⇒ (x − 3)(x + 1) = 0 ⇒ x = −1 與 x = 3(交點 (−1, 1) 與 (3, 9))。(b) 3 分:面積 = ∫₋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。必須寫出 V = π∫(外半徑² − 內半徑²) dx 才給方法分。

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 時 f″ = −18 < 0 ⇒ (−1, 11) 為極大點;x = 2 時 f″ = 18 > 0 ⇒ (2, −16) 為極小點(2 分)。(c) 2 分:f(0) = 4、f′(0) = −12 ⇒ 切線 y = −12x + 4。(d) 1 分:f′ < 0 ⇒ −1 < x < 2 為遞減區間。

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:鉛直切線須 x + 2y = 0,代入原式得 3y² = 7 ⇒ y = ±√(7/3),兩點為 (−2√(7/3), √(7/3)) 與 (2√(7/3), −√(7/3))(約 (−3.055, 1.528) 與 (3.055, −1.528))。

5. (a) 2 分:微積分基本定理 ⇒ F′(x) = x² − 4。(b) 3 分:F′ = 0 ⇒ x = ±2;x = −2 為極大(F′ 由正轉負)、x = 2 為極小(由負轉正)。(注意 −2 不在本題 [1, 5] 的討論範圍內。)(c) 2 分:F(2) = [t³/3 − 4t]₁² = (8/3 − 8) − (1/3 − 4) = −5/3 ≈ −1.667。(d) 2 分:2 個解——x = 1 時 F = 0;F 在 (1, 2) 上由 0 降至 −5/3 後回升,而 F(5) = [t³/3 − 4t]₁⁵ = 76/3 > 0,故在 (2, 5) 內另有一解。

6. (a) 6 分:分離變數 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 = 約 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:逐項積分 ⇒ 0.5 − 0.5³/3 + 0.5⁵/10 − 0.5⁷/42 = 約 0.4613。(c) 2 分:收斂——比值檢驗法:an+1/an = n/(3(n + 1)) → 1/3 < 1。另可用與收斂的 Σ1/3n 作比較檢驗(n·3n ≥ 3n)。

08

課題範圍:AB 核心與 BC 加考

課題ABBC 額外內容
極限與連續極限定義、單側極限、連續性、夾擠定理洛必達法則處理不定型、瑕積分
微分定義、冪/乘積/商/鏈式法則、隱函數微分、相關變化率參數方程與向量函數的微分、弧長、極坐標曲線面積
微分的應用均值定理、極值與凹性、優化問題、率相關問題邏輯斯蒂增長模型、歐拉方法
積分黎曼和、微積分基本定理、換元法、定積分應用(面積、體積、累積變化量)分部積分、部分分式、瑕積分、弧長
微分方程分離變數、斜率場、指數增長與衰減邏輯斯蒂微分方程、歐拉方法近似解
數列與級數不考收斂與發散、比值/比較/積分/交錯級數檢驗、泰勒與麥克勞林級數、誤差界
09

最常見的失分位

10

12 週備考時間表

週次內容操練重點
1–2極限、連續、導數定義代數化簡求極限;不可使用計算機的極限題
3–4微分法則、隱函數微分每日 10 題純手算求導(含乘積與鏈式)
5微分的應用:極值、凹性、均值定理寫齊判定理由(一階變號或二階導數)
6相關變化率與優化問題先寫出關係式,再對時間求導
7–8黎曼和、微積分基本定理、換元法把極限形式的和式轉成定積分
9面積與體積、累積變化量畫圖定上下限;體積題寫 R² − r²
10微分方程與斜率場分離變數、指數增長模型
11限時操練:Section I Part A(62 分鐘)+Part B(38 分鐘)選擇題節奏:不可使用計算機部分約 2 分鐘/題
12限時操練:Section II 全套(1 小時 30 分,2+4 題)每題約 15 分鐘,先寫評分點公式再運算
BC 考生加 2 週級數收斂檢驗、泰勒級數、參數與極坐標比值/比較/交錯級數檢驗各 20 題
11

常見問題 FAQ

問:AB 與 BC 可以同年一起考嗎?
不可以。官方規定同一考生在同一年度不可同時報考 AP Calculus AB 與 AP Calculus BC;只能選其中一科。

問:BC 是不是「AB 加一科」?
BC 覆蓋 AB 的全部課題,再加參數方程、極坐標與向量函數、分部積分與部分分式、瑕積分、歐拉方法、弧長,以及數列與級數(含泰勒級數)。因此 BC 的備考時間通常比 AB 多三分之一左右。

問:考試用什麼計算機?
須使用 College Board 認可的圖形計算機(4 個功能部分中,2 個部分可用);不得使用手機、電腦或未經認可的型號。詳見官方 AP 計算機政策。

問:Free Response 是打字還是手寫?
自由作答題的題目在 Bluebook 應用程式中顯示,但答案手寫在紙本答題簿上,答題簿回收後由官方評分。

問:成績怎樣算?
選擇題與自由作答題各佔 50%,經統計程序合成後以 1–5 報告(5 為最佳)。各大學的學分或豁免政策不同,須以個別大學公布為準。

問:這份模擬卷與官方試題有何分別?
本卷是依官方公開考制與課題自行編寫的原創練習題,選擇題為代表題(官方 42 題中抽取 18 題形態),自由作答題共 6 題加 1 題 BC 加考題。建議配合官方歷年 Free Response 題目與評分指引一同使用。

12

官方資源對照表

資源用途
AP Calculus AB(College Board 官方課程頁)考制、題數、時間、佔分與考試日期
AP Calculus BC(College Board 官方課程頁)BC 加考課題與卷制
AP Central:Calculus AB 考試說明各部分題數、時間與計算機規則(官方原文)
AP Central:Calculus BC 考試說明BC 各部分題數、時間與計算機規則(官方原文)

延伸閱讀:A Level 數學 9709 Paper 1 模擬試題、IB 數學 AA SL 模擬試題、IGCSE 數學 0580 模擬試題、備考練習題總覽。想安排 AP Calculus 補習,可先看 學科的解釋,再配對合適導師。