Tải bản đầy đủ (.doc) (7 trang)

Bài tập nâng cao phần Quang học

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (113.81 KB, 7 trang )

Bài tập Quang học
Bài 1:
Một điểm sáng S cách màn một khoảng SH = 1m. Tại trung điểm M của SH người ta
đặt tấm bìa hình tròn vuông góc với SH.
a) Tìm bán kính vùng tối trên màn nếu bán kính tấm bìa là R = 10cm.
b) Thay điểm sáng S bằng một nguồn sáng hình cầu có bán kính r = 2cm. Tìm
bán kính vùng tối và vùng nửa tối.
Bài 2:
M’
(M)
S’ M
Cho 2 gương phẳng (M), (M’) đặt song song và có mặt phản
xạ quay vào nhau, cách nhau một khoảng AB = d = 30cm.
Giữa 2 gương có một điểm sáng S nằm trên đường thẳng
AB, cách (M) 10cm. Một điểm S’ nằm trên đường thẳng đi
qua S và song song với 2 gương, cách S là 60cm.
a) Trình bày cách vẽ tia sáng phát xuất từ S đến S’ trong
2 trường hợp:
 Đến (M) tại I rồi phản xạ đến S’.
 Phản xạ lần lượt trên (M) tại J, trên (M’) tại K rồi
truyền đến S’.
S A
B
b) Tính khoảng cách từ I, J, K đến AB.
Bài 3:
Hai gương phẳng (M) và (M’) có các mặt phản xạ quay vào nhau và tạo với nhau
một góc  (anpha). Chiếu một tia sáng SI đến (M) phản xạ theo phương IJ đến (M’),
rồi phản xạ tiếp theo phương IR. Tìm góc  (bêta) hợp bởi hai tia SI và JR trong các
trường hợp:
a)  là góc nhọn.
b)  là góc tù.


c)  = 900
Bài 4:
Hai gương phẳng (M) và (M’) có các mặt phản xạ quay vào nhau và tạo với nhau
một góc  (anpha). Hai điểm A và B nằm trong khoảng 2 gương.
a) Hãy trình bày cách vẽ đường đi của tia sáng từ A đến gương (M) tại I, phản xạ
đến gương (M’) tại J rồi truyền đến B trong hai trường hợp:
  là góc nhọn.
  là góc tù.
b) Nêu điều kiện để phép vẽ thực hiện được.
Bài 5:
Một người cao 1,7m đứng soi gương, gương treo sát tường, thẳng đứng và gương có
dạng hình chữ nhật. Hỏi:
a) Thành dưới của gương phải cách mặt đất nhiều nhất là bao nhiêu để người soi
gương nhìn thấy chân của mình qua gương.
b) Thành trên của gương phải cách mặt đất ít nhất là bao nhiêu để người soi
gương nhìn thấy đỉnh đầu của mình qua gương.
Giáo viên Đặng Hữu Tuý – THCS Phú Dương – Phú Vang

1


Bài tập Quang học
Biết mắt cách đỉnh đầu 10cm.
Bài 6:
Một người cao 1,7m đứng soi gương, gương treo sát tường, thẳng đứng và gương có
dạng hình chữ nhật. Khi thành dưới của gương cách mặt đất từ 0,6m đến 0,8m thì
người soi gương đều đồng thời nhìn thấy chân và đỉnh đầu của mình qua gương.
Tính:
a) Chiều cao của gương (khoảng cách từ mép trên đến mép dưới của gương) ?
b) Khoảng cách từ mắt đến chân người đó ?

Bài 7:
Chiếu một tia sáng vào một gương phẳng. Nếu cho
gương quay một góc  quanh một trục bất kỳ nằm
trên mặt gương và vuông góc với tia tới (trục đi
qua O và vuông góc với trang giấy) thì tia phản xạ O
sẽ quay một góc bao nhiêu, theo chiều nào ?
Bài 8:
A
Cho 3 gương phẳng tạo thành một tam giác đều cạnh a.
Tại trung điểm O của BC có một lỗ nhỏ. Chiếu một tia
sáng qua O, đến gương AB, phản xạ đến gương AC,
phản xạ rồi truyền qua O.
a) Đường đi của tia sáng là hình gì ?
b) Tính độ dài đường đi của tia sáng ?
B
C
O
Bài 9:
Hai em A và B đứng trước gương phẳng MN. Cho biết:
MO = ON = 0,5m; NP = 1m; OA và PB đều vuông góc với gương và bằng 1m.
a) Hãy xét xem hai em có thấy nhau qua
M
O
N
P
gương không ?
b) Nếu cả hai đều chuyển động đến gương
với vận tốc như nhau theo phương vuông
góc với gương thì chúng có trông thấy
nhau qua gương không ?

c) Nếu một trong hai em đi dần đến gương
A
B
theo phương vuông góc với gương thì khi
nào hai em thấy nhau qua gương ?
C
M
Bài 10:
Một thanh AB thẳng đứng cao 1m, đặt cách bức
tường OC một khoảng 2m. Một gương phẳng OM B
đặt sát vào chân tường và nghiêng một góc  =
600 đối với sàn nhà.

a) Tính độ dốc của ảnh sàn nhà nhìn thấy trong
A
O
gương.

Giáo viên Đặng Hữu Tuý – THCS Phú Dương – Phú Vang

2


Bài tập Quang học
b) Xác định ảnh A’B’ của AB qua gương. Định độ dốc của ảnh A’B’ đối với sàn
nhà.
Bài 11:
Trong các hình vẽ sau, xy là trục chính của thấu kính, S là điểm sáng, S’ là ảnh của
S. Hãy xác định:
a) Quang tâm, tiêu điểm bằng phép vẽ. Nêu cách vẽ.

b) Thấu kính loại gì, tính chất của ảnh (thật hay ảo).
S.

S.

S’ .

.S
x

y

S’.

x

y

x

y

. S’
Bài 12:
Cho AB, A’B’ lần lượt là vật thật, ảnh thật qua thấu kính.
Trình bày cách xác định quang tâm, loại thấu kính, trục
chính, tiêu điểm.

Bài 13:
Biết xy là trục chính của thấu kính. Cho đường đi của tia

sáng (1) qua thấu kính. Hãy trình bày cách vẽ đường đi
tiếp của tia sáng (2).

B

A’
B’

A

(1)
O

x

y

(2)

Bài 14:
Cho thấu kính hội tụ có quang tâm O, tiêu điểm F. Một vật AB (A trên trục chính)
vuông góc với trục chính, cách thấu kính một đoạn d. Ảnh A’B’ của AB cách thấu
kính một đoạn d’. Đặt OF = f (f gọi là tiêu cự). Chứng minh rằng ta luôn luôn có:
1
f

 d1  d1'




A 'B '
AB

 dd '

Bài 15:
Một vật sáng AB cao 3cm đặt cách màn một khoảng L = 160cm. Trong khoảng giữa
vật sáng và màn có một thấu kính hội tụ, tiêu cự f = 30cm sao cho trục chính của
thấu kính vuông góc với vật AB.
a) Định vị trí đặt thấu kính để ta có được ảnh rõ nét của vật trên màn.
b) Tính độ lớn của ảnh ?

Giáo viên Đặng Hữu Tuý – THCS Phú Dương – Phú Vang

3


Bài tập Quang học
Bài 16:
Một chùm sáng song song hình trụ tròn đường kính D chiếu vuông góc tới một thấu
kính hội tụ. Trục của chùm sáng trùng với trục chính thấu kính. Phía sau thấu kính
có một màn chắn sáng đặt vuông góc với trục chính, trên màn có một vệt sáng tròn.
Di chuyển màn theo trục chính ta thấy có 2 vị trí của màn để có 2 vệt sáng đường
kính bằng nhau và bằng d = D/4. Hai vị trí đó cách nhau một khoảng L. Tìm tiêu cự
của thấu kính?
Bài 17:
Một hộp đen có bề dày a = 12cm đựng 2 thấu
kính đặt đối diện nhau (xem thấu kính đặt sát
thành hộp). Chiếu tới bằng chùm tia sáng
song song có bề rộng d, chùm tia ló ra khỏi

hộp cũng là chùm song song có bề rộng 2d.
Xác định loại và tiêu cự các thấu kính trong
hộp ?

2d

d

a

Bài 18:
Một chùm sáng song song với trục chính của một thấu kính hội tụ tiêu cự 20cm. Phía
sau thấu kính đặt một gương phẳng vuông góc với trục chính có mặt phản xạ quay
về phía thấu kính và cách thấu kính 15cm. Trong khoảng giữa thấu kính và gương
người ta quan sát thấy có một điểm sáng rất rõ.
a) Giải thích và tính khoảng cách từ điểm sáng tới thấu kính. Vẽ đường truyền
của tia sáng (không vẽ các tia sáng qua thấu kính lần thứ hai).
b) Quay gương đến vị trí hợp với trục chính một góc 45 0 . Vẽ đường truyền của
tia sáng và xác định vị trí của điểm sáng quan sát được lúc này.
Bài 19:
Một vật sáng AB cách màn một khoảng L. Khoảng giữa vật và màn có một thấu
kính hội tụ tiêu cự f (AB vuông góc với trục chính thấu kính, A trên trục chính).
a) Tìm điều kiện để có ảnh rõ nét trên màn.
b) Gọi k là khoảng cách giữa hai vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn.
Lập biểu thức của f theo L và k . Suy ra phương pháp đo tiêu cự của thấu
kính.
Bài 20:
Hai thấu kính hội tụ (L1); (L2) có trục chính trùng nhau, khoảng cách hai quang tâm
O1O2 = 90cm. Tiêu điểm F’1 của L1 trùng tiêu điểm F2 của L2. Trước L1 có nguồn
sáng song song bán kính R = 4cm, trục chính qua tâm của nguồn này. Phía sau L 2 có

một màn E. Ta thấy trên màn có vệt sáng tròn bán kính 8cm.
Giáo viên Đặng Hữu Tuý – THCS Phú Dương – Phú Vang

4


Bài tập Quang học
a) Vẽ đường truyền các tia sáng qua 2 thấu kính đến màn E. Vệt sáng có thay đổi
không khi ta dịch chuyển nguồn dọc theo trục chính?
b) Xác định tiêu cự của hai thấu kính ?
c) Nếu đổi vị trí nguồn sáng với màn. Tìm bán kính vệt sáng lúc này?
Bài 21:
Một nguồn sáng song song chiếu tới một thấu kính hội
tụ. Sau thấu kính người ta đặt một gương phẳng vuông
góc trục chính có mặt phản xạ quay vào thấu kính tại
tiêu điểm F’. Trước thấu kính phía dưới trục chính đặt
F’
một màn E.
O
a) Vẽ đường truyền của tia sáng sau khi ra khỏi
thấu kính đến gặp gương, phản xạ và qua thấu
E
kính lần thứ hai.
b) Xác định đường kính vệt sáng trên màn E.
c) Vệt sáng thay đổi ra sao khi ta di chuyển nguồn
sáng vuông góc với trục chính?
Bài 22:
Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ tiêu cự
40cm. Ảnh của AB qua thấu kính là ảnh thật, hứng được trên màn, ngược chiều và
cao gấp hai lần vật.

a) Xác định vị trí đặt vật và màn ?
b) Vẽ ảnh trong trường hợp này ?
Bài 23:
Người ta dự tính mắc 4 bóng đèn điện (loại đèn sợi đốt) ở 4 góc của một trần nhà
hình vuông cạnh 4m; và 1 quạt trần ở tâm của trần nhà. Quạt trần có sải cánh 0,8m
(khoảng cách từ trục quay đến đầu cánh). Biết từ sàn đến trần là 3,2m. Hãy tính toán
để treo quạt thấp nhất là bao nhiêu để khi quạt quay trên sàn nhà không có điểm nào
sáng loang loáng. (Tính khoảng cách từ trần đến cánh) ?
Bài 24:
A
D
Ở sát trần, góc trái D của một căn phòng có 1 lỗ nhỏ nên ánh
nắng có thể lọt vào thành một chùm sáng hẹp. Nhờ gương phẳng
MN cao 85cm treo thẳng đứng sát tường AB. Người ta nhận thấy
rằng mỗi khi mặt trời lên cao dần thì đột nhiên xuất hiện 1 chấm
sáng ở góc phòng C. Chấm sáng này dịch dần đến điểm E, trung
điểm của BC, thì đột ngột biến mất. Hãy xác định độ cao của trần
B
C
E
nhà
Bài 25:
Ba gương phẳng có mặt phản xạ hướng vào nhau và tạo thành
một tam giác cân ABC. Trên gương AC có một lỗ nhỏ S. Chiếu
một chùm tia sáng hẹp vuông góc với AC, qua lỗ S vào bên
trong, phản xạ lần lượt trên các gương, cuối cùng đi ra ngoài
Giáo viên Đặng Hữu Tuý – THCS Phú Dương – Phú Vang

A


S

C

B

5


Bài tập Quang học
cũng qua lỗ S và trùng với tia tới ban đầu. Hãy tính các góc A, B, C hợp bởi các
gương ?
Bài 26:
a) Hai gương phẳng G1 và G2 đặt vuông góc với nhau, mặt phản xạ quay vào nhau.
Một vật sáng A đặt trong khoảng giữa hai gương. Hỏi sẽ thu được bao nhiêu ảnh
của A qua hai gương?
b) Tổng quát, nếu góc hợp bởi hai gương là  và nếu (3600/) = m (với m là số
nguyên), thì số ảnh thu được là bao nhiêu?
Bài 27:
O
a) Hãy tính góc mở  nhỏ nhất của chụp đèn AOB (xem
như là các gương phẳng) sao cho các tia sáng phát xuất

từ đèn S (nằm ở trung điểm của AB) chỉ phản xạ một lần
bên trong chụp đèn.
S
A
B
b) Nếu đèn S treo cách mặt đất một đoạn L, SO = h. Xác
định kích thước vùng sáng nhất trên mặt đất.

Bài 28:
S
Cho điểm sáng S cố định nằm trong khoảng giữa hai
G2
gương phẳng G1, G2. Gương G1 quay quanh điểm I cố G1
I 
 J
định; gương G2 quay quanh điểm J cố định. Biết góc
SIJ =  và góc SJI = . Gọi ảnh của S qua G1 là S1;
qua G2 là S2. Tính góc  hợp bởi 2 gương sao cho

khoảng cách S1S2 là:
a) Nhỏ nhất
b) Lớn nhất
Bài 29:
Một căn buồng hình chữ nhật có
I2
B
tiết diện thẳng đứng ABCD, AB = A
5m, AD = 4,5m. Trên tường AD có
một lỗ nhỏ O1 cách sàn một
O2
khoảng h, trên tường BC có một lỗ
O1
nhỏ O2 cách sàn 3m. Trên sàn có
gương phẳng G1 đặt nằm ngang,
tâm I1 của gương cách chân tường D
C
M
I1

D là 1m. Trên trần có một gương
phẳng G2 treo nghiêng một cách thích hợp để ánh sáng mặt trời chiếu qua lỗ O 1, sau
khi phản xạ lần lượt trên G 1 và G2, ló ra khỏi O2 và tạo trên mặt đất một vệt sáng M,
cách tường BC là 4m. Tính h?
30. Cho hai gương phẳng đặt sao cho mặt phản xạ của chúng hợp với nhau một
góc 1200. Một điểm sáng S đặt tại mặt phẳng phân giác của góc hợp bởi mặt phản xạ
Giáo viên Đặng Hữu Tuý – THCS Phú Dương – Phú Vang

6


Bài tập Quang học
của hai gương, trước hai gương, cách giao tuyến của hai gương 10cm. Hãy xác định
số ảnh của S qua hệ hai gương, vẽ ảnh và tính khoảng cách giữa các ảnh.
31. Đặt một vật thật AB trên trục chính và vuông góc với trục chính của một thấu
kính hội tụ có tiêu cự f. Vật cách thấu kính một khoảng d. Dùng một màn chắn đặt
phía sau thấu kính ta hứng được ảnh của vật, ảnh này cao bằng 2 lần vật và cách vật
90cm.
a) Tìm tiêu cự f của thấu kính.
b) Vật AB đặt cách thấu kính một khoảng d = 40cm. Phía sau thấu kính đặt một
gương phẳng vuông góc với trục chính, mặt phản xạ hướng về phía thấu kính và
cách thấu kính một khoảng x. Tìm x để ảnh cuối cùng của vật trùng khít với chính
nó.
32. Thấu kính hội tụ có các tiêu điểm F và F’. Đặt một vật phẳng nhỏ AB vuông
góc với trục chính của thấu kính sao cho điểm A nằm trên trục chính và cách quang
tâm thấu kính một khoảng OA= a, qua thấu kính cho ảnh của AB cao gấp ba lần
AB.
a) Dùng cách vẽ đường đi của các tia sáng qua thấu kính, hãy xác định những vị trí
có thể đặt vật AB để thỏa mãn điều kiện của bài toán, từ đó hãy dựng vật và dựng
ảnh tương ứng với nó.

b) Bằng các phép tính hình học, hãy tính khoảng cách a; cho biết tiêu cự của thấu
kính f = 12cm

Giáo viên Đặng Hữu Tuý – THCS Phú Dương – Phú Vang

7



×