Bài tập và câu hỏi trắc nghiệm chương Khúc xạ ánh sáng

1 Bài tập và câu hỏi trắc nghiệm chương Khúc xạ ánh sáng Tự 1. Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng thì A. góc khúc xạ luôn bé hơn góc tới B. góc khúc xạ luôn lớn hơn góc tới C. góc khúc xạ tỉ lệ thuận với góc tới D. khi góc tới tăng dần thì góc khúc xạ cũng tăng dần. 2. Vận tốc của ánh sáng truyền trong không khí gấp 1,5 lần trong thủy tinh. Gọi i là góc tới trong môi trường tới là không khí, r là góc khúc xạ trong môi trường thủy tinh. Biểu thức nào sau đây đúng ? A. sini = 1,5sinr B. 1,5 sini = sinr C. 3sini = 2sinr D. sini = sinr 3. Ánh sáng truyền trong môi trường có chiết suất n1 với vận tốc v1, trong môi trường có chiết suất n2 với vận tốc v2. Hệ thức liên hệ giữa chiết suất và vận tốc là A. B. nv nv 21 22 nv nv 12 11 C. D. nv nv 222 212 nv nv 11 12 4. Các tia sáng truyền từ không khí vào trong nước theo sơ đồ sau. Biểu thức nào đúng với định luật khúc xạ ánh sáng ? GV. Nguyễn Đức Hiệp 2 A. = B. a c sin a sin c  b d sin b sin d C. D. ac = bd sin a sin c  sin d sin b 5. Ánh sáng đi từ không khí (n1 = 1) vào thủy tinh (n2 = 1,52). Gọi i là góc tới, r là góc khúc xạ. Cặp giá trị các góc nào sau đây là phù hợp với định luật khúc xạ ánh sáng ? Góc tới i Góc khúc xạ r A. 60o 75o B. 50o 65o C. 30o 15o D. 20o 13o 6. Chiết suất tỉ đối giữa hai môi trường trong suốt khác nhau có trị số xác định bởi A. khối lượng riêng của hai môi trường. B. tỉ số giá trị hàm sin của góc tới và góc khúc xạ. C. tỉ số tốc độ của ánh sáng lan truyền trong hai môi trường đó. D. tính trong suốt và đẳng hướng của hai môi trường. 3 Bài tập và câu hỏi trắc nghiệm chương Khúc xạ ánh sáng 7. Ánh sáng đi từ không khí (n = 1) vào thủy tinh ( n’ = 1,5). Gọi i là góc tới, r là góc khúc xạ. Nếu i = 30o, góc khúc xạ là 19,5o. Nếu i = 60o thì góc khúc xạ là A. 70o B. 60o C. 39o D. 35o 8. Một chậu nước có thành cao 60 cm, đáy phẳng và độ cao mực nước trong chậu là 40 cm, chiết suất của nước là 4/3. Ánh nắng chiếu theo phương nghiêng góc 45o so với phương ngang. Độ dài phần bóng đen trên mặt nước và độ dài bóng đen tạo thành trên đáy chậu có bằng bao nhiêu ? Bóng trên mặt nước Bóng trên đáy chậu A. 10 cm 22,5 cm B. 20 cm 90 cm C. 10 cm 22,5 cm D. 20 cm 45 cm 9. Hình vẽ nào sau đây mô tả đúng đường đi của ánh sáng đi từ không khí vào bản thủy tinh có hai mặt song song ? Hình 1 Hình 2 Hình 3 Hình 4 GV. Nguyễn Đức Hiệp 4 A. Hình 1 B. Hình 2 C. Hình 3 D. Hình 4 10. Một bản hai mặt song song có bề dày 6 cm, chiết suất n = 1,5 được đặt trong không khí. Ảnh S’ của S qua bản mặt song song cách S một khoảng là A. 1 cm B. 2 cm C. 3 cm D. 4 cm 11. Tính góc tới của tia sáng đi từ không khí (n1 = 1) vào mặt tấm thủy tinh (n2 = 1,52) để có góc khúc xạ bằng phân nửa góc tới. A. 81o B. 40,5o C. 19o D. 20,25o 12. Tia sáng đi từ không khí (n1 = 1) tới mặt thủy tinh (n2 = 1,5) với góc 45o sẽ lệch bao nhiêu độ so với hướng ban đầu ? A. 28o B. 45o C. 17o D. 73o 13. Một người lặn dưới nước (n1 = 4/3) nhìn thấy tia sáng mặt Trời nghiêng 60o so với mặt nước. Tính độ cao góc của Mặt Trời (góc hợp bởi tia sáng mặt trời với mặt nước). A. 30o B. 45o C. 41,7o D. 48,3o. 14. Tính góc tới của tia sáng đi từ không khí (n1 = 1) tới mặt nước, biết nó lớn hơn góc khúc xạ 10o. 5 Bài tập và câu hỏi trắc nghiệm chương Khúc xạ ánh sáng A. 20o B. 25,5o C. 45o D. 36,5o. 15. Có hai tia sáng đi theo phương vuông góc với nhau trong không khí đến đập vào mặt một chất lỏng rồi bị khúc xạ với những góc 45o và 30o. Tìm chiết suất của chất lỏng. A. 1,15 B. 1,5 C. 1,73 D. 1,6 Vượt 1. Một người quan sát một hòn sỏi như điểm sáng A ở đáy của bể nước có chiều sâu h, theo phương gần vuông góc với mặt nước. Người ấy thấy hình như hòn sỏi được nâng lên gần mặt nước, theo phương thẳng đứng đến A’. Biết khoảng cách từ A’ đến mặt nước là 60 cm. Tính chiều sâu của bể nước, cho nước có chiết suất là 4/3. 2. Đáy của một cốc thủy tinh là một bản mặt song song chiết suất n = 1,5. Đặt cốc lên một trang sách rồi nhìn qua đáy cốc theo phương gần thẳng đứng thì thấy dòng chữ trên trang sách dường như nằm trong thủy tinh, cách mặt trong của đáy 6 cm. a) Tính bề dày của đáy cốc. b) Đổ nước vào đầy cốc rồi lại nhìn qua lớp nước theo phương thẳng đứng thì thấy dòng chữ trên trang sách dường như nằm trong nước, cách mặt nước 10,2 cm. Cho chiết suất của nước là GV. Nguyễn Đức Hiệp 6 n = 4/3. Tính chiều cao của lớp nước trong cốc và chiều cao của cốc. 3. Một chậu nước có đáy phẳng tráng bạc. Lớp nước trong chậu dày 10 cm. Chiết suất của nước là 4/3. Chiếu vào chậu một tia sáng nghiêng 45o so với mặt nước. Tính khoảng cách từ điểm ló ra của tia khúc xạ ra khỏi mặt nước. 4. Ở đáy một chậu nước, cách mặt nước 10 cm người ta đặt một nguồn sáng điểm S. Chiết suất của nước là 4/3. a) Vẽ đường đi của tia sáng xuất phát từ S, nghiêng một góc 60o với phương nằm ngang. b) Đặt một đĩa gỗ tròn trên mặt nước, tâm của đĩa nằm trên đường thẳng đứng đi qua S. Tìm bán kính tối thiểu của đĩa để toàn bộ ánh sáng phát ra từ nguồn không ra khỏi mặt nước được. 5. Em bé định dùng đầu gậy chạm một vật nằm sâu dưới nước 40 cm. Em cầm gậy nghiêng 45o trên mặt nước, đầu gậy hướng vào vật rồi thọc gậy vào nước. Hỏi đầu gậy chạm đáy nước tại điểm cách vật bao xa ? 7 Bài tập và câu hỏi trắc nghiệm chương Khúc xạ ánh sáng Nhìn Trong một số môi trường không đồng nhất, chiết suất thay đổi chậm từø điểm này đến điểm khác. Ánh sáng hay bức xạ điện từ di chuyển trong môi trường như vậy sẽ đi theo đường cong, hoặc bị hội tụ hay phân kì. Ví dụ như không khí bị nung nóng tại gần mặt đất ở sa mạc có thể tạo ảo ảnh quang học nhờ bẻ cong tia sáng đến từ mây trời. Hiệu ứng này có thể được dùng để làm thấu kính, một số sợi quang học hoặc các thiết bị quang học khác. HƯỚNG DẪN Tự  Đáp án 1D 2A 3A 4B 5D 6C 7D 8D 9C 10B 11A 12C 13D 14D 15A GV. Nguyễn Đức Hiệp 8  Hướng dẫn 1. Áp dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng ta sini n 2 sinr n 1 thấy khi i tăng thì r cũng tăng. 2. n1sini = n2sinr với n1 = 1 và n2 = 1,5 4. = với n - chiết suất nước, n0 - chiết suất không sin a sin c  n sin b sin d n 0 khí. 5. Cách 1 : Dùng phương pháp loại suy : n2 > n1, do đó góc khúc xạ phải nhỏ hơn góc tới, vì vậy loại A và B. : loại C. sin i sin 30o  1, 93  1,5 sin r sin15o Cách 2 : sin 20o 0, 342 1,52 sin13o 0, 225 7. Cách 1 : (Loại suy) Góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới, vì vậy loại A và B. Góc tới tăng gấp đôi thì góc khúc xạ không thể tăng gấp đôi, vì vậy loại C. Cách 2 : o sin r sin19,5 o  r  35 sin 60oo sin 30 8. – Độ dài bóng đèn tạo thành trên mặt nước là 20tan45o = 20 cm. – Độ dài phần bóng đèn trên đáy bể là L = 20 + 40tanr 9 Bài tập và câu hỏi trắc nghiệm chương Khúc xạ ánh sáng trong đó r được tính = n r = 32o sini  sinr L = 20 + 40tanr = 20 + 40 × 0,625 = 45 cm 10. = 6(1-2/3) = 2 cm 1 AA' e 1 n 11. 1.sini = 1,52.sinr cos = 0,76 i = 81o  i  2 o o o 12. 1.sin45 = 1,5.sinr  sinr = 0,47  i = 28  D = i – r = 17 o o o o 13. 1.sini = 1,33.sin30 = 0,655  i = 41,7  D = 90 - 41,7 = 48,3o o 14. 1.sini = 1,33.sinr = 1,33.sin(i-10)  i = 36,5 o o o 15. 1.sini1 = n.sin45 ; 1.cosi1 = n.sin30  i = 54,74  n = 1,15 Vượt 1. ĐS: 80 cm 2. ĐS: a) 0,9 cm; b) 12,8 cm; 13,7 cm a) HS e HS' e nHS' 0, 9 cm nn     b) Xem cách giải bài tập 5, dạng 1. Chiều cao lớp nước là 12,8 cm; chiều cốc là 13,7 cm. GV. Nguyễn Đức Hiệp 10 Cách giải khác : a) Coi đáy cốc thủy tinh là một bản mặt song song có độ dày là h1, ảnh của điểm A qua bản mặt song song thủy tinh là A1. Sử dụng công thức của bản mặt song song ta tính được độ dịch chuyển ảnh: AA1 = h1 h1 – 6 = h1 = 0,9 cm 1  h  1 1  n 3  b) Ảnh A1 của A tạo bởi bản mặt song song là thủy tinh là vật đối với bản mặt song song là lớp nước có độ dày là h2, qua bản mặt song song là nước ta thu được ảnh A2. Sử dụng công thức của bản mặt song song ta tính được độ dịch chuyển ảnh: A1A2 = h2 = (1) 1 h 1 2  n 4 n mà ta có: A1A2 = h2 – 10,2 + 0,6 = h2 – 9,6, thay vào (1) ta có: h2 - 9,6 = 3h2 = 38,4 h2 = 12,8 cm h   2 4 Vậy chiều cao của cốc là h = h1 + h2 = 12,8 + 0,9 = 13,7 cm. 3. ĐS: 12,5 cm. sinr = r = 32o sin i sin 45o  0,53 n 4 / 3 Do tính thuận nghịch của chiều truyền tia sáng, góc ló là : i’ = i = 45o 11 Bài tập và câu hỏi trắc nghiệm chương Khúc xạ ánh sáng Tam giác IKJ là tam giác cân nên : o IJ = 2h.tanr = 2 × 10 × tan32  12,5 cm. 4. R = 11,4 cm 5. 14 cm