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中四物理：光學 章節練習（第四份）
中四物理：光學 章節練習（第四份）
第四份由 55° 反射、折射率與 1.8 m 鏡距熱身，中段練入射角與鏡面夾角、40° 入玻璃的折射、n = 1.6 臨界角及 15 cm 焦距成像，後段反求折射率與放大率，最後一題處理水入空氣的全反射。
快速答案 55°、n = 2.0、3.6 m、60°、25.4°、38.7°、22.5 cm 與 0.5、1.49 與 2.01×10⁸ m/s、30 cm 與 2、全反射。
01 本卷資料（做完才看答案）
| 項目 | 內容 |
|---|---|
| 題數 | 10 題 |
| 建議時間 | 25 分鐘 |
| 難度分佈 | 基礎 4 · 進階 3 · 挑戰 2 · 錯題重練 1 |
| 對應章節 | 所屬章節：中四物理：光學 備課指引 |
| 適用年級 | S4 |
02 題目（10 題）
- 基礎一條光線以 55° 入射角射到平面鏡，反射角是多少？
- 基礎光在某介質中的速率是 1.5 × 10⁸ m/s，該介質的折射率是多少？
- 基礎一個人站在平面鏡前 1.8 m，他與鏡中影像相距多遠？
- 基礎光線以 30° 入射角射到平面鏡，反射線與鏡面的夾角是多少？
- 進階光由空氣以 40° 射入玻璃（n = 1.5），折射角是多少？
- 進階某介質的折射率是 1.6，光由該介質射向空氣的臨界角是多少？
- 進階凸透鏡焦距 15 cm，物體放在鏡前 45 cm，像距及放大率是多少？
- 挑戰某介質的臨界角是 42°，求它的折射率及光在其中的速率。
- 挑戰凸透鏡焦距 10 cm，物體放在鏡前 15 cm，像距及放大率是多少？
- 錯題重練光由水（n = 1.33）射向空氣，入射角 60°。求折射角。常見錯誤答 49.6°，錯在哪裡？
03 答案與一句解說
| 題號 | 答案 | 一句解說 |
|---|---|---|
| 1 | 55°（反射角等於入射角） | 兩個角都由法線量起，數值相同。 |
| 2 | n = 2.0（3 × 10⁸ ÷ 1.5 × 10⁸） | 折射率是真空光速與介質光速之比。 |
| 3 | 3.6 m（物距等於像距） | 平面鏡的像在鏡後同樣距離，總距是兩倍。 |
| 4 | 60°（90° − 30°） | 入射角由法線量，與鏡面的角要用 90° 減。 |
| 5 | 25.4°（sin r = sin 40° ÷ 1.5） | 斯涅爾定律：n₁sin θ₁ = n₂sin θ₂，空氣 n 取 1。 |
| 6 | 38.7°（sin c = 1 ÷ 1.6） | 臨界角時折射角剛好 90°，所以右邊取 1。 |
| 7 | 像距 22.5 cm，放大率 0.5（倒立縮小實像） | 用 1/f = 1/u + 1/v，再以 v ÷ u 求放大率。 |
| 8 | n ≈ 1.49，速率 ≈ 2.01 × 10⁸ m/s | 由 sin c = 1/n 反求 n，再用真空光速相除。 |
| 9 | 像距 30 cm，放大率 2（倒立放大實像） | 物距在 f 與 2f 之間，像在 2f 以外並放大。 |
| 10 | 沒有折射線：1.33 × sin 60° ≈ 1.15 已大於 1，發生全反射 | 由密到疏要先算 sin r 是否大於 1；大於 1 即無解。 |
04 做完之後怎樣跟進
- 對完答案，只重做錯的那幾題，並在錯題旁寫出錯在哪一步（公式、單位還是抄錯數）。
- 同一題隔兩日再做一次；兩次都對才可以移到下一份練習。
- 家長只需看答案欄與解說欄，不必逐題講解。
本卷題目與答案由 TutorZone 團隊原創編寫，並非任何學校、出版社或考試局的試題；數值與答案均以程式核算。
