Đề kiểm tra 1 tiết chương 6: Khúc xạ ánh sáng - Đề số 2Đề bài
Câu 1 :
Trong các ứng dụng sau đây, ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần là:
Câu 2 :
Chọn phương án đúng Khi tia sáng đi từ môi trường trong suốt n1 tới mặt phân cách với môi trường trong suốt n2 (với n2 > n1)
Câu 3 :
Khi xảy ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng thì quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ tuân theo quy luật:
Câu 4 :
Chiết suất tỉ đối giữa môi trường khúc xạ đối với môi trường tới :
Câu 5 :
Phát biểu nào sau đây là đúng?
Câu 6 :
Chiếu một chùm tia sáng tới mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. Khi xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần thì:
Câu 7 :
Góc giới hạn được xác định bởi biểu thức:
Câu 8 :
Hiện tượng khúc xạ là hiện tượng
Câu 9 :
Với một tia sáng đơn sắc, chiết suất tuyệt đối của nước là \({n_1}\), của thủy tinh là \({n_2}\). Chiết suất tỉ đối khi tia sáng đó truyền từ nước sang thủy tinh là:
Câu 10 :
Khi có hiện tượng phản xạ thì tia tới và tia phản xạ
Câu 11 :
Trong trường hợp sau đây, tia sáng không truyền thẳng khi
Câu 12 :
Khi ánh sáng truyền từ môi trường 1 sang môi trường 2 thì ta sẽ nói môi trường 2 kém chiết quang hơn môi trường 1 nếu chiết suất tỉ đối:
Câu 13 :
Cho chiết suất của nước bằng 4/3, của benzen bằng 1,5; của thủy tinh flin là 1,8. Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra khi chiếu ánh sáng từ:
Câu 14 :
Một tia sáng đi từ không nước có chiết suất \({n_1} = \dfrac{4}{3}\) vào thạch anh có chiết suất \({n_2} = 1,55\) dưới góc tới \(i = {30^0}\). Góc khúc xạ có giá trị bằng:
Câu 15 :
Một bản mặt song song có bề dày d = 10cm, chiết suất n = 1,5 đặt trong không khí. Chiếu tới bản một tia tới SI có góc tới 450. Khoảng cách giữa tia tới và tia ló:
Câu 16 :
Bể chứa nước có thành cao 80cm và đáy phẳng dài 120cm. Độ cao mực nước trong bể là 60cm, chiết suất của nước là 4/3. Ánh nắng chiếu theo phương nghiêng một góc 300 so với phương ngang. Độ dài của bóng đen tạo thành dưới đáy bể là:
Câu 17 :
Một người ngồi trên bờ hồ nhúng chân vào nước trong suốt. Biết chiết suất của nước là 4/3. Khoảng cách thực từ bàn chân người đó đến mặt nước là 36cm. Người đó cảm thấy bàn chân cách mặt nước bao nhiêu?
Câu 18 :
Một khối thủy tinh P có chiết suất n đặt trong không khí. Tiết diện thẳng là một tam giác cân ABC vuông tại B. Chiếu vuông góc tới mặt AB một chùm sáng song song SI thì tia sáng đi là là mặt AC. Xác định chiết suất n của khối chất P
Câu 19 :
Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ từ nước sang không khí . Biết chiết suất của nước là \(\frac{4}{3}\).
Câu 20 :
Một tia sáng truyền từ không khí tới bề mặt một môi trường trong suốt sao cho tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc nhau. Khi đó góc tới và góc khúc xạ liên hệ với nhau qua hệ thức :
Câu 21 :
Một tia sáng truyền từ không khí tới bề mặt môi trường trong suốt chiết suất \(n = \sqrt 3 \) sao cho tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc nhau. Khi đó góc tới \(i\) có giá trị là:
Câu 22 :
Nếu tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau, mặt khác góc tới bằng \({60^0}\) thì chiết suất tỉ đối giữa môi trường khúc xạ và môi trường tới là :
Câu 23 :
Một điểm sáng \(S\) nằm trong chất lỏng chiết suất n, cách mặt chất lỏng một khoảng \(12{\rm{ }}cm\), phát ra chùm sáng hẹp đến gặp mặt phân cách tại điểm \(I\) với góc tới rất nhỏ, tia ló truyền theo phương \(IR\). Đặt mắt trên phương \(IR\) nhìn thấy ảnh ảo \(S'\) của \(S\) dường như cách mặt chất lỏng một khoảng \(10{\rm{ }}cm\). Chiết suất của chất lỏng đó là:
Câu 24 :
Một tia sáng được chiếu đến điểm chính giữa của mặt trên một khối lập phương trong suốt, chiết suất n = 1,5. Xác định góc tới lớn nhất để tia khúc xạ còn gặp mặt đáy của khối lập phương?
Câu 25 :
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 0,6cm. Bề dày của đáy cốc là:
Lời giải và đáp án
Câu 1 :
Trong các ứng dụng sau đây, ứng dụng của hiện tượng phản xạ toàn phần là:
Đáp án : D Lời giải chi tiết :
Hiện tượng phản xạ toàn phần được ứng dụng làm cáp quang để để truyền tín hiệu trong thông tin và để nội soi trong y học
Câu 2 :
Chọn phương án đúng Khi tia sáng đi từ môi trường trong suốt n1 tới mặt phân cách với môi trường trong suốt n2 (với n2 > n1)
Đáp án : D Lời giải chi tiết :
A – sai vì: tia truyền thẳng không bị gãy khúc B – sai vì: tia khúc xạ thuộc mặt phẳng tới và ở bên kia so với pháp tuyến C – sai vì: góc khúc xạ nhỏ hơn góc tới D – đúng
Câu 3 :
Khi xảy ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng thì quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ tuân theo quy luật:
Đáp án : D Phương pháp giải :
Sử dụng lí thuyết về hiện tượng khúc xạ ánh sáng - Biểu thức định luật định luật khúc xạ ánh sáng: \(\dfrac{{{\rm{sin i}}}}{{{\rm{sin r}}}}{\rm{ = }}{{\rm{n}}_{{\rm{21}}}}{\rm{ = }}\dfrac{{{{\rm{n}}_{\rm{2}}}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}}\) Suy ra là hàm sin Lời giải chi tiết :
Khi xảy ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng thì quan hệ giữa góc tới và góc khúc xạ tuân theo qui luật hàm sin
Câu 4 :
Chiết suất tỉ đối giữa môi trường khúc xạ đối với môi trường tới :
Đáp án : D Lời giải chi tiết :
Chiết suất tỉ đối giữa môi trường khúc xạ đối với môi trường tới có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn 1
Câu 5 :
Phát biểu nào sau đây là đúng?
Đáp án : C Phương pháp giải :
Sử dụng lí thuyết về chiết suất tuyệt đối và chiết suất tỉ đối + Chiết suất tuyệt đối: - Chiết suất tuyệt đối (thường gọi tắt là chiết suất) của một môi trường là chiết suất tỉ đối của môi trường đó đối với chân không. - Chiết suất tuyệt đối của chân không là 1, của mọi môi trường trong suốt khác đều lớn hơn 1. + Chiết suất tỉ đối: - Chiết suất tỉ đối giữa 2 môi trường là tỉ số giữa 2 chiết suất tuyệt đối của 2 môi trường đó: \({{\rm{n}}_{{\rm{21}}}}{\rm{ = }}\dfrac{{{{\rm{n}}_2}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}}\) + \({{\rm{n}}_{{\rm{21}}}}{\rm{ > 1 = > }}\dfrac{{{{\rm{n}}_2}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}} > 1 = > {{\rm{n}}_{\rm{2}}} > {{\rm{n}}_1}\) + \({{\rm{n}}_{{\rm{21}}}}{\rm{ < 1 = > }}\dfrac{{{{\rm{n}}_2}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}} < 1 = > {{\rm{n}}_{\rm{2}}}{\rm{ < }}{{\rm{n}}_1}\)
Lời giải chi tiết :
A, D – sai vì chiết suất tỉ đối giữa 2 môi trường là tỉ số giữa 2 chiết suất tuyệt đối của 2 môi trường đó: \({{\rm{n}}_{{\rm{21}}}}{\rm{ = }}\dfrac{{{{\rm{n}}_2}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}}\)nếu \({{\rm{n}}_{{\rm{21}}}}{\rm{ > 1 = > }}\dfrac{{{{\rm{n}}_2}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}} > 1 = > {{\rm{n}}_{\rm{2}}} > {{\rm{n}}_1}\) ; \(\) B - sai vì chiết suất tuyệt đối của chân không là 1, của mọi môi trường trong suốt khác đều lớn hơn 1. C - đúng vì chiết suất tỉ đối giữa 2 môi trường là tỉ số giữa 2 chiết suất tuyệt đối của 2 môi trường đó: \({{\rm{n}}_{{\rm{21}}}}{\rm{ = }}\dfrac{{{{\rm{n}}_2}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}}\)
Câu 6 :
Chiếu một chùm tia sáng tới mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. Khi xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần thì:
Đáp án : D Lời giải chi tiết :
Khi xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần thì không còn tia khúc xạ (hay tia khúc xạ bị triệt tiêu) và cường độ của chùm tia phản xạ bằng cường độ chùm tia tới.
Câu 7 :
Góc giới hạn được xác định bởi biểu thức:
Đáp án : C Lời giải chi tiết :
Góc giới hạn được xác định bởi biểu thức: \(\sin {i_{gh}} = \dfrac{{{n_2}}}{{{n_1}}}\)
Câu 8 :
Hiện tượng khúc xạ là hiện tượng
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
Khúc xạ là hiện tượng chùm tia sáng bị đổi phương đột ngột khi đi qua mặt phân cách hai môi trường truyền ánh sáng.
Câu 9 :
Với một tia sáng đơn sắc, chiết suất tuyệt đối của nước là \({n_1}\), của thủy tinh là \({n_2}\). Chiết suất tỉ đối khi tia sáng đó truyền từ nước sang thủy tinh là:
Đáp án : B Phương pháp giải :
Sử dụng lí thuyết về chiết suất tỉ đối - Chiết suất tỉ đối giữa 2 môi trường là tỉ số giữa 2 chiết suất tuyệt đối của 2 môi trường đó: \({{\rm{n}}_{{\rm{21}}}}{\rm{ = }}\dfrac{{{{\rm{n}}_2}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}}\) Lời giải chi tiết :
- Chiết suất tỉ đối khi tia sáng truyền từ nước sang thủy tinh là: \({{\rm{n}}_{{\rm{21}}}}{\rm{ = }}\dfrac{{{{\rm{n}}_2}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}}\)
Câu 10 :
Khi có hiện tượng phản xạ thì tia tới và tia phản xạ
Đáp án : D Phương pháp giải :
Sử dụng lí thuyết về hiện tượng phản xạ ánh sáng - Tia tới và tia phản xạ cùng nằm trong một môi trường truyền sáng - Góc tới và góc phản xạ bằng nhau Lời giải chi tiết :
- Tia tới và tia phản xạ cùng nằm trong một môi trường truyền sáng
Câu 11 :
Trong trường hợp sau đây, tia sáng không truyền thẳng khi
Đáp án : D Lời giải chi tiết :
Trong các trường hợp trên, tia sáng không truyền thẳng khi truyền xiên góc từ không khí vào kim cương.
Câu 12 :
Khi ánh sáng truyền từ môi trường 1 sang môi trường 2 thì ta sẽ nói môi trường 2 kém chiết quang hơn môi trường 1 nếu chiết suất tỉ đối:
Đáp án : B Phương pháp giải :
Sử dụng lí thuyết về chiết suất tỉ đối + chiết suất tỉ đối giữa 2 môi trường là tỉ số giữa 2 chiết suất tuyệt đối của 2 môi trường đó: \({{\rm{n}}_{{\rm{21}}}}{\rm{ = }}\dfrac{{{{\rm{n}}_2}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}}\) à môi trường 2 kém chiết quang hơn môi trường 1 \( \Leftrightarrow {{\rm{n}}_{\rm{2}}}{\rm{ < }}{{\rm{n}}_1}{\rm{ }} \Leftrightarrow \dfrac{{{{\rm{n}}_2}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}} < 1 \Leftrightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{21}}}}{\rm{ < 1}}\)
Lời giải chi tiết :
B – đúng vì môi trường 2 kém chiết quang hơn môi trường 1 \( \Leftrightarrow {{\rm{n}}_{\rm{2}}}{\rm{ < }}{{\rm{n}}_1}{\rm{ }} \Leftrightarrow \dfrac{{{{\rm{n}}_2}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}} < 1 \Leftrightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{21}}}}{\rm{ < 1}}\) A,C, D - sai
Câu 13 :
Cho chiết suất của nước bằng 4/3, của benzen bằng 1,5; của thủy tinh flin là 1,8. Hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra khi chiếu ánh sáng từ:
Đáp án : A Lời giải chi tiết :
Ta có, điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần là ánh sáng phải truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém (n1> n2) => Chọn A vì chiết suất của benzen > chiết suất của nước
Câu 14 :
Một tia sáng đi từ không nước có chiết suất \({n_1} = \dfrac{4}{3}\) vào thạch anh có chiết suất \({n_2} = 1,55\) dưới góc tới \(i = {30^0}\). Góc khúc xạ có giá trị bằng:
Đáp án : D Phương pháp giải :
Vận dụng biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng: \({n_1}\sin i = {n_2}{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}}\) Lời giải chi tiết :
 Ta có: \(\begin{array}{l}{n_1}\sin i = {n_2}{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}}\\ \Rightarrow {\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}} = \dfrac{{{n_1}\sin i}}{{{n_2}}} = \dfrac{{\dfrac{4}{3}.\sin {{30}^0}}}{{1,55}} = 0,43\\ \Rightarrow r = 25,{5^0}\end{array}\)
Câu 15 :
Một bản mặt song song có bề dày d = 10cm, chiết suất n = 1,5 đặt trong không khí. Chiếu tới bản một tia tới SI có góc tới 450. Khoảng cách giữa tia tới và tia ló:
Đáp án : C Phương pháp giải :
+ Dựng ảnh qua bản mặt song song + Vận dụng biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng: \({n_1}\sin i = {n_2}{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}}\) Lời giải chi tiết :
 Theo định luật luật khúc xạ ánh sáng, ta có: \(1.\sin {45^0} = 1,5.{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}} \to {\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}} = \dfrac{{\sqrt 2 }}{3} \to r = 28,{13^0}\) - Tia tới và tia ló qua bản mặt song song luôn song song: Từ hình, ta có: \(IJ = \sqrt {I{K^2} + J{K^2}} \) Lại có \(\left\{ \begin{array}{l}IK = d\\KJ = \tan r.IK = \tan r.d\end{array} \right.\) Suy ra: \(\begin{array}{l}IJ = \sqrt {I{K^2} + J{K^2}} = \sqrt {{d^2} + {{(d{\mathop{\rm t}\nolimits} {\rm{anr}})}^2}} \\ = \sqrt {{{10}^2} + {{\left( {10.\tan 28,{{13}^0}} \right)}^2}} = 11,34cm\end{array}\) Xét tam giác IJH, có: \(\sin \widehat {JIH} = \dfrac{{JH}}{{IJ}}\) Lại có \(\widehat {JIH} = i - r\) Ta suy ra: \(\sin \widehat {JIH} = \sin \left( {i - r} \right) = \dfrac{{JH}}{{IJ}}\) \( \Rightarrow JH = IJsin(i - r) = 11,34.sin({45^0} - 28,{13^0}) \approx 3,3cm\)
Câu 16 :
Bể chứa nước có thành cao 80cm và đáy phẳng dài 120cm. Độ cao mực nước trong bể là 60cm, chiết suất của nước là 4/3. Ánh nắng chiếu theo phương nghiêng một góc 300 so với phương ngang. Độ dài của bóng đen tạo thành dưới đáy bể là:
Đáp án : C Phương pháp giải :
+ Vẽ đường truyền tia sáng qua lưỡng chất phẳng + Sử dụng hệ thức lượng trong tam giác + Vận dụng biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng: \({n_1}\sin i = {n_2}{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}}\) Lời giải chi tiết :
Ta có, ánh nắng chiếu nghiêng một góc 300 so với phương ngang => i = 600  Từ hình vẽ ta có: \(\tan i = \frac{x}{{MA}} \to x = MAtan60 = 20\sqrt 3 cm\) \({\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}} = \frac{{HJ}}{{\sqrt {H{I^2} + H{J^2}} }}\) + Theo định luật khúc xạ ánh sáng, ta có: \(\begin{array}{l}\frac{{\sin i}}{{{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}}}} = n \leftrightarrow \frac{{\sin {{60}^0}}}{{\frac{{HJ}}{{\sqrt {H{I^2} + H{J^2}} }}}} = \frac{4}{3} \to \frac{{HJ}}{{\sqrt {H{I^2} + H{J^2}} }} = \frac{{3\sqrt 3 }}{8}\\ \leftrightarrow \frac{{H{J^2}}}{{H{I^2} + H{J^2}}} = \frac{{27}}{{64}} \to H{J^2} = \frac{{27}}{{37}}H{I^2} \to HJ = \sqrt {\frac{{27}}{{37}}} .60 = 51,25cm\end{array}\) Vậy vệt sáng ở dưới đáy bể là: \(y = x + HJ = 20\sqrt 3 + 51,25 = 85,9cm\)
Câu 17 :
Một người ngồi trên bờ hồ nhúng chân vào nước trong suốt. Biết chiết suất của nước là 4/3. Khoảng cách thực từ bàn chân người đó đến mặt nước là 36cm. Người đó cảm thấy bàn chân cách mặt nước bao nhiêu?
Đáp án : B Phương pháp giải :
+ Sử dụng các hệ thức lượng trong tam giác: + Vận dụng biểu thức của định luật khúc xạ ánh sáng: \({n_1}\sin i = {n_2}{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}}\) Lời giải chi tiết :
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{n_1} = \dfrac{4}{3}\\{n_2} =1 \end{array} \right.;HA = 36cm\) Người nhìn thấy bàn chân => tia sáng đi từ bàn chân đi vào mắt người Gọi: + A : là vị trí của bàn chân + A’: ảnh của bàn chân  => Để nhìn rõ thì góc r, i rất nhỏ \( \to \tan i \approx \sin i \approx i;{\rm{ }}{\mathop{\rm t}\nolimits} {\rm{anr}} \approx {\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}} \approx r\) Từ hình, ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}\tan i = \frac{{HI}}{{HA}}\\{\mathop{\rm t}\nolimits} {\rm{anr}} = \frac{{HI}}{{HA'}}\end{array} \right.\) Theo định luật khúc xạ ánh sáng, ta có: \(\begin{array}{l}\dfrac{{\sin i}}{{{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}}}} = \dfrac{{{n_2}}}{{{n_1}}} \approx \dfrac{{\tan i}}{{{\mathop{\rm t}\nolimits} {\rm{anr}}}} \leftrightarrow \dfrac{1}{{\dfrac{4}{3}}} = \dfrac{{\dfrac{{HI}}{{HA}}}}{{\dfrac{{HI}}{{HA'}}}} = \dfrac{{HA'}}{{HA}}\\ \to HA' = \dfrac{3}{4}HA = \dfrac{3}{4}.36 = 27cm\end{array}\) Người đó cảm thấy bàn chân cách mặt nước 27cm
Câu 18 :
Một khối thủy tinh P có chiết suất n đặt trong không khí. Tiết diện thẳng là một tam giác cân ABC vuông tại B. Chiếu vuông góc tới mặt AB một chùm sáng song song SI thì tia sáng đi là là mặt AC. Xác định chiết suất n của khối chất P
Đáp án : B Phương pháp giải :
+ Sử dụng hệ thức lượng giác trong tam giác + Vận dụng biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng: \({n_1}\sin i = {n_2}{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}}\) Lời giải chi tiết :
- Cách 1: Vì tia SI đi vuông góc với mặt AB nên đi thẳng tới mặt bên AC với góc tới i. + Tam giác ABC vuông và cân tại B nên: \(\widehat A = \widehat C = i = {45^0}\) + Tia ló đi là là mặt AC nên r = 900 Theo định luật khúc xạ ánh sáng, ta có: \(n\sin {45^0} = 1.\sin {90^0} \to n = \sqrt 2 \) - Cách 2: Vì tia SI đi vuông góc với mặt AB nên đi thẳng tới mặt bên AC với góc tới i. + Tam giác ABC vuông và cân tại B nên: \(\widehat A = \widehat C = i = {45^0}\) + Tia ló đi là là mặt AC=>góc tới i chính là góc giới hạn:\(\sin {i_{gh}} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}} \leftrightarrow \sin {45^0} = \frac{1}{n} \to n = \sqrt 2 \)
Câu 19 :
Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ từ nước sang không khí . Biết chiết suất của nước là \(\frac{4}{3}\).
Đáp án : A Phương pháp giải :
Vận dụng biểu thức tính góc giới hạn:\(\sin {i_{gh}} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}}\) Lời giải chi tiết :
Ta có, góc giới hạn được xác định: \(\sin {i_{gh}} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}} = \frac{1}{{\frac{4}{3}}} = 0,75 \to {i_{gh}} = 48,{59^0}\)
Câu 20 :
Một tia sáng truyền từ không khí tới bề mặt một môi trường trong suốt sao cho tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc nhau. Khi đó góc tới và góc khúc xạ liên hệ với nhau qua hệ thức :
Đáp án : B Phương pháp giải :
Vẽ hình và sử dụng mối liên hệ giữa góc tới và góc phản xạ: góc tới = góc phản xạ (i = i')
Lời giải chi tiết :
Ta có: tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau \( \to \) \(i'{\rm{ + }}r{\rm{ = }}{90^0}\) Mà \(i'{\rm{ = i}}\)\( \to \) \(i{\rm{ + }}r{\rm{ = }}{90^0}\)
Câu 21 :
Một tia sáng truyền từ không khí tới bề mặt môi trường trong suốt chiết suất \(n = \sqrt 3 \) sao cho tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc nhau. Khi đó góc tới \(i\) có giá trị là:
Đáp án : B Phương pháp giải :
+ Sử dụng biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng: \(\dfrac{{\sin i}}{{{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}}}} = {n_{21}} = \dfrac{{{n_2}}}{{{n_1}}} = n\) + Sử dụng mối quan hệ lượng giác của hai góc phụ nhau: \(i + r = {90^0} \to {\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}} = c{\rm{osi}}\) Lời giải chi tiết :
Ta có: Tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau => \(i'{\rm{ + }}r{\rm{ = }}{90^0}\) Mà \(i'{\rm{ = i}}\)=> \(i{\rm{ + }}r{\rm{ = }}{90^0}\) + Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng, ta được: \(\dfrac{{{\rm{Sin i}}}}{{{\rm{Sin r}}}}{\rm{ = }}{{\rm{n}}_{{\rm{21}}}}{\rm{ = }}\dfrac{{{{\rm{n}}_{\rm{2}}}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}} = {\rm{n}}\) (1) + Mặt khác, ta có: \({\rm{i + r = 9}}{{\rm{0}}^{\rm{0}}} \to s{\rm{in r = ncos i}}\)(2) Từ (1) và (2), ta suy ra: \(tani = n = \sqrt 3 \to i = {60^0}\)
Câu 22 :
Nếu tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau, mặt khác góc tới bằng \({60^0}\) thì chiết suất tỉ đối giữa môi trường khúc xạ và môi trường tới là :
Đáp án : C Phương pháp giải :
+ Sử dụng biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng: \(\dfrac{{\sin i}}{{{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}}}} = {n_{21}} = \dfrac{{{n_2}}}{{{n_1}}} = n\) + Sử dụng mối quan hệ lượng giác của hai góc phụ nhau: \(i + r = {90^0} \to {\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}} = c{\rm{osi}}\)
Lời giải chi tiết :
Ta có: tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau => \(i'{\rm{ + }}r{\rm{ = }}{90^0}\) Mà \(i'{\rm{ = i}}\)=> \(i{\rm{ + }}r{\rm{ = }}{90^0}\) + Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng, ta được: \(\dfrac{{{\rm{Sin i}}}}{{{\rm{Sin r}}}}{\rm{ = }}{{\rm{n}}_{{\rm{21}}}}{\rm{ = }}\dfrac{{{{\rm{n}}_{\rm{2}}}}}{{{{\rm{n}}_{\rm{1}}}}} = {\rm{n}}\) (1) + Mặt khác, ta có: \({\rm{i + r = 9}}{{\rm{0}}^{\rm{0}}} \to s{\rm{in r = cos i}}\)(2) Từ (1) và (2), ta suy ra: \(tani = n \to n = \tan {60^0} \to n \sim 1,73\)
Câu 23 :
Một điểm sáng \(S\) nằm trong chất lỏng chiết suất n, cách mặt chất lỏng một khoảng \(12{\rm{ }}cm\), phát ra chùm sáng hẹp đến gặp mặt phân cách tại điểm \(I\) với góc tới rất nhỏ, tia ló truyền theo phương \(IR\). Đặt mắt trên phương \(IR\) nhìn thấy ảnh ảo \(S'\) của \(S\) dường như cách mặt chất lỏng một khoảng \(10{\rm{ }}cm\). Chiết suất của chất lỏng đó là:
Đáp án : B Phương pháp giải :
+ Sử dụng biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng: \(\dfrac{{\sin i}}{{{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}}}} = {n_{21}} = \dfrac{{{n_2}}}{{{n_1}}} = n\) + Sử dụng hệ thức lượng giác trong tam giác vuông: \(\tan \widehat {NSI} = \dfrac{{NI}}{{NS}}\); \(\tan \widehat {NS'I} = \dfrac{{NI}}{{NS'}}\) Lời giải chi tiết :
- Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng ta có: \(n.\sin i = \sin r\) - Vì i rất nhỏ nên r cũng rất nhỏ \( \to \sin i \sim i,{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}} \sim r \to n.i = r \to n = \frac{r}{i}(*)\) - Mặt khác, ta có: + \(\tan i = \tan \widehat {NSI} = \dfrac{{IN}}{{NS}} \to IN =NS.\tan i \sim NSi(1)\) + \({\mathop{\rm tanr}\nolimits} = \tan \widehat {NS'I} = \dfrac{{IN}}{{NS'}} \to IN = NS'.{\mathop{\rm tanr}\nolimits} \sim NS'r(2)\) Từ (1) và (2) \( \to NS.i = NS'.r \to \dfrac{i}{r} = \dfrac{{NS'}}{{NS}}\)(**) Từ (*) và (**) ta có \(n = \dfrac{r}{i} = \dfrac{{NS}}{{NS'}} = \dfrac{{12}}{{10}} = 1,2\)
Câu 24 :
Một tia sáng được chiếu đến điểm chính giữa của mặt trên một khối lập phương trong suốt, chiết suất n = 1,5. Xác định góc tới lớn nhất để tia khúc xạ còn gặp mặt đáy của khối lập phương?
Đáp án : A Phương pháp giải :
+ Vẽ đường truyền của tia sáng trong khối lập phương + Vận dụng biểu thức định luật khúc xạ ánh sáng: \({n_1}\sin i = {n_2}{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}}\) + Sử dụng hệ thức lượng giác Lời giải chi tiết :
Gọi độ dài cạnh hình lập phương là a Theo định luật khúc xạ ánh sáng, ta có: \(1.\sin i = n{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{inr}}\) Khi imax thì rmax Ta có, rmax khi tia khúc xạ đến một đỉnh ở đáy của khối lập phương.  Từ hình vẽ, ta có: \({\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{in}}{{\rm{r}}_{{\rm{max}}}} = \frac{{OA}}{{AI}} = \frac{{0,5{\rm{a}}\sqrt 2 }}{{\sqrt {{a^2} + {{(0,5{\rm{a}}\sqrt 2 )}^2}} }} = \frac{1}{{\sqrt 3 }}\) \( \to \sin {i_{{\rm{max}}}} = n{\mathop{\rm s}\nolimits} {\rm{in}}{{\rm{r}}_{{\rm{max}}}} = 1,5.\frac{1}{{\sqrt 3 }} \to {i_{{\rm{max}}}} = {60^0}\)
Câu 25 :
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 0,6cm. Bề dày của đáy cốc là:
Đáp án : B Phương pháp giải :
Vẽ ảnh của tia sáng qua bản mặt song song Lời giải chi tiết :
 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. Độ dịch chuyển ảnh A1 so với A là: \(A{A_1} = {h_1}\left( {1 - \frac{1}{n}} \right) = {h_1}\left( {1 - \frac{1}{{1,5}}} \right) = \frac{{h{}_1}}{3}\) Theo đề bài, ta có: ảnh A1 cách đáy trong đoạn 0,6cm \( \to A{A_1} = {h_1} - 0,6 \leftrightarrow \frac{{{h_1}}}{3} = {h_1} - 0,6 \to {h_1} = 0,9cm\) |
