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中六物理练习卷：电磁学、光学与近代物理（12 题・100 分・75 分钟）
练习卷 · 中六物理・12 题・100 分・75 分钟
中六物理练习卷：12 题、100 分、75 分钟，涵盖库仑定律、点电荷电场、平行板电容与储能、载流导线磁力、带电粒子在磁场中的圆周运动、电磁感应、变压器、折射与全内反射、光电效应及双缝干涉。每题附完整计算步骤与评分要点。
卷面资料 年级：中六 ｜ 科目：物理 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：12
甲部：静电场与电容（第 1 至 4 题）
静电与电容题须先写出公式，再代入数值并换算单位（cm、mm、μF 须转为 SI），最后标明方向或单位；有效数字取三位。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 两个点电荷 +4.0 μC 与 +6.0 μC 相距 0.30 m。求两者之间的静电力大小。（k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C²） | 答案：2.40 N。F = kq1q2 ÷ r² = (8.99 × 10⁹)(4.0 × 10⁻⁶)(6.0 × 10⁻⁶) ÷ 0.30² = 2.40 N。两电荷同号，故为排斥力。评分要点：公式 2 分、代入 2 分、答案及单位 2 分、指出方向 2 分。 |
| 2 | 一个 +5.0 nC 的点电荷置于空气中。求距离它 0.20 m 处的电场强度。 | 答案：1.1 × 10³ N/C（1124 N/C），方向沿电荷向外。E = kQ ÷ r² = (8.99 × 10⁹)(5.0 × 10⁻⁹) ÷ 0.20² = 1.1 × 10³ N/C。评分要点：公式 3 分、代入 3 分、方向 2 分。 |
| 3 | 平行板电容器的板面积为 0.020 m²，两板相距 2.0 mm。求电容。（ε0 = 8.85 × 10⁻¹² F/m） | 答案：88.5 pF。C = ε0A ÷ d = (8.85 × 10⁻¹²)(0.020) ÷ 2.0 × 10⁻³ = 8.85 × 10⁻¹¹ F = 88.5 pF。评分要点：公式 3 分、单位换算 2 分、答案 3 分；板距须先由 mm 转为 m。 |
| 4 | 一个 100 μF 的电容器充电至 12 V。求它储存的能量。 | 答案：7.2 mJ。U = ½CV² = 0.5 × 100 × 10⁻⁶ × 12² = 7.2 × 10⁻³ J。评分要点：公式 3 分、电容单位换算 2 分、答案及单位 3 分。 |
乙部：磁场、感应与交流电（第 5 至 8 题）
电磁题须指明所用定律（左手定则、法拉第定律或楞次定律），感应电流方向须说明；变压器题须以功率守恒求电流。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 一条 0.50 m 长的导线通有 3.0 A 电流，垂直置于 0.50 T 的均匀磁场中。求导线所受磁力的大小。 | 答案：0.75 N。F = BILsinθ = 0.50 × 3.0 × 0.50 × sin90° = 0.75 N，方向由左手定则决定、垂直于导线与磁场。评分要点：公式 3 分、代入 2 分、答案 2 分、方向 1 分。 |
| 6 | 一个电子以 2.0 × 10⁶ m/s 的速度垂直进入 0.010 T 的均匀磁场。求它作圆周运动的半径。（电子质量 9.11 × 10⁻³¹ kg，电荷 1.60 × 10⁻¹⁹ C） | 答案：1.1 mm。磁力提供向心力：evB = mv² ÷ r，故 r = mv ÷ (eB) = (9.11 × 10⁻³¹)(2.0 × 10⁶) ÷ (1.60 × 10⁻¹⁹ × 0.010) = 1.1 × 10⁻³ m。评分要点：向心力方程 3 分、重排 2 分、代入与答案 3 分。 |
| 7 | 一条 0.25 m 长的导体棒以 2.0 m/s 垂直切割 0.40 T 的磁场，电路总电阻为 0.50 Ω。求感应电动势及感应电流。 | 答案：0.20 V，0.40 A。ε = BLv = 0.40 × 0.25 × 2.0 = 0.20 V；I = ε ÷ R = 0.20 ÷ 0.50 = 0.40 A。评分要点：感应电动势公式 3 分、答案 2 分、欧姆定律 2 分、电流方向（楞次定律）1 分。 |
| 8 | 一个理想变压器的初级线圈有 1,000 匝，接上 220 V 电源；次级线圈有 50 匝。次级电流为 4.0 A。求次级电压及初级电流。 | 答案：次级电压 11 V，初级电流 0.20 A。Vs = Vp × Ns ÷ Np = 220 × 50 ÷ 1000 = 11 V；理想变压器功率相等，Ip = Is × Ns ÷ Np = 4.0 × 50 ÷ 1000 = 0.20 A。评分要点：电压比 3 分、功率守恒 3 分、答案 2 分。 |
丙部：光学与近代物理（第 9 至 12 题）
光学与近代物理题须列出所用公式及单位换算（nm 转 m、eV 与 J 的关系），角度答案取一位小数，并说明物理意义。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 一束光由空气以 40° 入射角射入水中（水的折射率为 1.33）。求折射角。 | 答案：28.9°。n1sinθ1 = n2sinθ2，故 sinθ2 = sin40° ÷ 1.33 = 0.483，θ2 = 28.9°，光线向法线偏折。评分要点：斯涅尔定律 3 分、代入 2 分、反三角计算 2 分、方向说明 1 分。 |
| 10 | 光由玻璃（折射率 1.50）射向空气。求发生全内反射的临界角。 | 答案：41.8°。临界角满足 sinC = n2 ÷ n1 = 1.00 ÷ 1.50 = 0.667，故 C = 41.8°；入射角大于 41.8° 时光线不再折射出去。评分要点：公式 4 分、计算 2 分、条件说明 2 分。 |
| 11 | 波长 400 nm 的光照射功函数为 2.10 eV 的金属表面。求放出光电子的最大动能。（hc = 1,240 eV·nm） | 答案：1.00 eV。光子能量 E = hc ÷ λ = 1,240 ÷ 400 = 3.10 eV；最大动能 = E − W = 3.10 − 2.10 = 1.00 eV。评分要点：光子能量 3 分、功函数相减 3 分、答案及单位 2 分。 |
| 12 | 双缝干涉实验中，双缝间距 0.20 mm，屏距 1.5 m，光的波长为 600 nm。求相邻亮纹的间距。 | 答案：4.5 mm。Δy = λD ÷ d = (600 × 10⁻⁹)(1.5) ÷ (0.20 × 10⁻³) = 4.5 × 10⁻³ m。评分要点：公式 3 分、单位换算 3 分、答案 2 分。 |
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