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中六物理練習卷：電磁學、光學與近代物理（12 題・100 分・75 分鐘）
練習卷 · 中六物理・12 題・100 分・75 分鐘
中六物理練習卷：12 題、100 分、75 分鐘，涵蓋庫侖定律、點電荷電場、平行板電容與儲能、載流導線磁力、帶電粒子在磁場中的圓周運動、電磁感應、變壓器、折射與全內反射、光電效應及雙縫干涉。每題附完整計算步驟與評分要點。
卷面資料 年級：中六 ｜ 科目：物理 ｜ 時限：75 分鐘 ｜ 總分：100 分 ｜ 題數：12
甲部：靜電場與電容（第 1 至 4 題）
靜電與電容題須先寫出公式，再代入數值並換算單位（cm、mm、μF 須轉為 SI），最後標明方向或單位；有效數字取三位。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 1 | 兩個點電荷 +4.0 μC 與 +6.0 μC 相距 0.30 m。求兩者之間的靜電力大小。（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。兩電荷同號，故為排斥力。評分要點：公式 2 分、代入 2 分、答案及單位 2 分、指出方向 2 分。 |
| 2 | 一個 +5.0 nC 的點電荷置於空氣中。求距離它 0.20 m 處的電場強度。 | 答案：1.1 × 10³ N/C（1124 N/C），方向沿電荷向外。E = kQ ÷ r² = (8.99 × 10⁹)(5.0 × 10⁻⁹) ÷ 0.20² = 1.1 × 10³ N/C。評分要點：公式 3 分、代入 3 分、方向 2 分。 |
| 3 | 平行板電容器的板面積為 0.020 m²，兩板相距 2.0 mm。求電容。（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。評分要點：公式 3 分、單位換算 2 分、答案 3 分；板距須先由 mm 轉為 m。 |
| 4 | 一個 100 μF 的電容器充電至 12 V。求它儲存的能量。 | 答案：7.2 mJ。U = ½CV² = 0.5 × 100 × 10⁻⁶ × 12² = 7.2 × 10⁻³ J。評分要點：公式 3 分、電容單位換算 2 分、答案及單位 3 分。 |
乙部：磁場、感應與交流電（第 5 至 8 題）
電磁題須指明所用定律（左手定則、法拉第定律或楞次定律），感應電流方向須說明；變壓器題須以功率守恆求電流。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 5 | 一條 0.50 m 長的導線通有 3.0 A 電流，垂直置於 0.50 T 的均勻磁場中。求導線所受磁力的大小。 | 答案：0.75 N。F = BILsinθ = 0.50 × 3.0 × 0.50 × sin90° = 0.75 N，方向由左手定則決定、垂直於導線與磁場。評分要點：公式 3 分、代入 2 分、答案 2 分、方向 1 分。 |
| 6 | 一個電子以 2.0 × 10⁶ m/s 的速度垂直進入 0.010 T 的均勻磁場。求它作圓周運動的半徑。（電子質量 9.11 × 10⁻³¹ kg，電荷 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。評分要點：向心力方程 3 分、重排 2 分、代入與答案 3 分。 |
| 7 | 一條 0.25 m 長的導體棒以 2.0 m/s 垂直切割 0.40 T 的磁場，電路總電阻為 0.50 Ω。求感應電動勢及感應電流。 | 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。評分要點：感應電動勢公式 3 分、答案 2 分、歐姆定律 2 分、電流方向（楞次定律）1 分。 |
| 8 | 一個理想變壓器的初級線圈有 1,000 匝，接上 220 V 電源；次級線圈有 50 匝。次級電流為 4.0 A。求次級電壓及初級電流。 | 答案：次級電壓 11 V，初級電流 0.20 A。Vs = Vp × Ns ÷ Np = 220 × 50 ÷ 1000 = 11 V；理想變壓器功率相等，Ip = Is × Ns ÷ Np = 4.0 × 50 ÷ 1000 = 0.20 A。評分要點：電壓比 3 分、功率守恆 3 分、答案 2 分。 |
丙部：光學與近代物理（第 9 至 12 題）
光學與近代物理題須列出所用公式及單位換算（nm 轉 m、eV 與 J 的關係），角度答案取一位小數，並說明物理意義。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 9 | 一束光由空氣以 40° 入射角射入水中（水的折射率為 1.33）。求折射角。 | 答案：28.9°。n1sinθ1 = n2sinθ2，故 sinθ2 = sin40° ÷ 1.33 = 0.483，θ2 = 28.9°，光線向法線偏折。評分要點：斯涅爾定律 3 分、代入 2 分、反三角計算 2 分、方向說明 1 分。 |
| 10 | 光由玻璃（折射率 1.50）射向空氣。求發生全內反射的臨界角。 | 答案：41.8°。臨界角滿足 sinC = n2 ÷ n1 = 1.00 ÷ 1.50 = 0.667，故 C = 41.8°；入射角大於 41.8° 時光線不再折射出去。評分要點：公式 4 分、計算 2 分、條件說明 2 分。 |
| 11 | 波長 400 nm 的光照射功函數為 2.10 eV 的金屬表面。求放出光電子的最大動能。（hc = 1,240 eV·nm） | 答案：1.00 eV。光子能量 E = hc ÷ λ = 1,240 ÷ 400 = 3.10 eV；最大動能 = E − W = 3.10 − 2.10 = 1.00 eV。評分要點：光子能量 3 分、功函數相減 3 分、答案及單位 2 分。 |
| 12 | 雙縫干涉實驗中，雙縫間距 0.20 mm，屏距 1.5 m，光的波長為 600 nm。求相鄰亮紋的間距。 | 答案：4.5 mm。Δy = λD ÷ d = (600 × 10⁻⁹)(1.5) ÷ (0.20 × 10⁻³) = 4.5 × 10⁻³ m。評分要點：公式 3 分、單位換算 3 分、答案 2 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。