Xem toàn bộ tài liệu Lớp 11: tại đây

Bài 1. Một điểm sáng S nằm ở đáy chậu đựng chất lỏng có chiết suất n, độ sâu là 12cm. Quan sát S theo phương vuông góc với mặt chất lỏng, thấy ảnh của nó cách mặt thoáng của chất lỏng một khoảng 10cm. Chiết suất n của chắt lỏng bằng

A. 1,12

B. 1,2

C. 1,33

D. 1,4

Đáp án: B

Tương tự câu 6:

Bài 2. Một bể chứa nước có thành cao 80cm, đáy phẳng dài 120mm. Độ cao mực nước trong bể là 60cm và có chiết suất là 4/3. Ánh nắng chiếu theo phương nghiêng 30^o so với mặt nước trong bể. Độ dài bóng đen tạo thành ở trên mặt nước và trên đáy bể là

A. 11,5cm và 63,7cm

B. 34,6cm và 85,9cm

C. 34,6cm và 51,6cm

D. 34,6cm và 44,4cm

Đáp án: B

Theo đề bài HI = 60cm. AM = 80 – 60 = 20cm

Ta có: sini = nsinr với i = 90 – 30 = 60^o (hình vẽ)

Ta có:

Suy ra chiều dài bóng đen tạo thành trên mặt nước là: IM = 20√3 cm = 35,6cm

Bóng của thành bể tạo thành dưới đáy bể là:

CR = CH + HR = 85,9cm

Bài 3. Một ngọn đèn nhỏ S đặt ở đáy một bể nước, độ cao mực nước là 60cm. Đặt trên mặt nước tấm gỗ tròn tâm O, bán kính R sao cho OC vuông góc với mặt nước. Biết chiết suất của nước là 4/3. Để không có tia sáng từ S đi trực tiếp ra khỏi mặt nước thì R có giá trị nhỏ nhất là

A. 49cm

B. 68cm

C. 55cm

D. 51cm

Đáp án: B

Để tia sáng đi từ đáy bể không truyền ra ngoài không khí thì lúc này tia sáng đi đến rìa của tấm gỗ thì xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần. (hình vẽ)

Ta thấy góc tới i của tia sáng phát ra từ A đến mặt nước tăng dần khi vị trí tới di chuyển từ điểm I của mép miếng gỗ ra xa tâm O. Để không có bất kỳ tia khúc xạ nào lọt ra ngoài không khí thì tia tới AI phải có góc tới thỏa mãn điều kiện:

i ≥ i_gh ↔ sini ≥ sini_gh = 1/n

Ta có:

Bài 4. Chiếu một chùm tia sáng song song trong không khí tới mặt nước với góc tời là 45^o. Biết chiết suất của nước là 4/3. Góc hợp bởi tia khúc xạ và tia tới là

A. 70^o32’

B. 45^o

C. 25^o32’

D. 12^o58’

Đáp án: D

Gọi α là góc cần tìm:

Ta có:

Mặt khác:

Bài 5. Một cái chậu đặt trên một mặt phẳng nằm ngang, chứa một lớp nước dày 20cm, chiết suất là 4/3. Đáy chậu là một gương phẳng. Mắt người quan sát đặt cách mặt nước 30cm, nhìn theo phương vuông góc với đáy chậu và mặt nước. Khoảng cách từ ảnh của mắt tới mặt nước là

A. 30cm

B. 45cm

C. 60cm

D. 70cm

Đáp án: C

Sơ đồ tạo ảnh:

Từ hình vẽ ta có:

* Đối với cặp lưỡng chất không khí – chất lỏng n:

Xét 2 tam giác vuông MII₁ và M’II₁ ta có:

II₁ = MI.tani₁ = M’I.tanr₁ (do góc IM’I₁ = r₁)

Vì ta đang xét góc tới i₁ rất nhỏ nên r₁ cũng rất nhỏ → tani₁ ≈ sini₁ và tanr₁ ≈ sinr₁

Đặt MI = d

(theo định luật khúc xạ tại I₁: sini₁ = n.sinr₁)

* Đối với gương phẳng:

M’J = JM’₂ = M’I + IJ = 40 + e = 40 + 20 = 60cm → M’₂I = 60 + 20 = 80cm

* Đối với cặp lưỡng chất lỏng n – không khí:

Tương tự ta tìm được II₂ = M’₂I.tani3 = M’₃I.tanr3

(theo định luật khúc xạ tại I₂: n.sini₃ = sinr₃)

Vậy ảnh cuối cùng cách mặt nước 60 cm.

Bài 6. Một người nhìn hòn sỏi nằm dưới đáy bể chứa nước theo phương gần vuông góc với mặt chất lỏng. Đặt viên sỏi ở đáy bể, khi độ cao của nước trong bể là d₁ và d₂ = 2d₁ thì ảnh của chúng quan sát được cách mặt thoáng của chất lỏng tương ứng là h₁ và h₂ và cách xa nhau 15cm. Biết chiết suất của nước là 4/3. Khoảng cách từ ảnh của viên sỏi đến đáy bể trong trường hợp độ sâu của nước là d₁ và d₂ lần lượt là

A. 5cm và 10cm

B. 10cm và 5cm

C. 15cm và 30cm

D. 7,5cm và 15cm

Đáp án: A

Ta có:

Theo bài ra: h₂ – h₁ = 15cm (2)

Giải (1) và (2) ⇒ h₁ = 15cm; h₂ = 30cm

Vậy khoảng cách từ ảnh của viên sỏi đến đáy bể trong trường hợp độ sâu của nước là d₁ và d₂ lần lượt là:

d₁ – h₁ = 5cm; d₂ – h₂ = 10cm.

Bài 7. Nước và thuỷ tinh có chiết suất lần lượt là n₁ và n₂. Chiết suất tỉ đối giữa môi trường nước và thuỷ tinh là

C. n₂₁ = n₂ – n₁

D. n₂₁ = n₁ – n₂

Đáp án: A

Chiết suất tỉ đối giữa môi trường nước và thuỷ tinh là:

Bài 8. Một chiếc thước dài 1m được đánh dấu 100 vạch, hai vạch liên tiếp cách nhau 1cm. Quan sát thước theo phương gần như vuông góc với mặt nước thì thấy ảnh của vạch 84 ngoài không khí trùng với vạch số 0 trong nước. Biết chiết suất của nước là 4/3. Độ sâu của nước trong bể là:

A. 54cm

B. 48cm

C. 42cm

D. 36cm

Đáp án: B

Theo hình vẽ ta có: ảnh A’ của A trùng với ảnh S’ của S

Suy ra: HA = HA’ = HS’ (vì ảnh của A đối xứng với A qua mặt nước)

Mà: SA = SH + HA = SH + HS’ = 84cm (1)

Mặt khác, ta có:

Từ (1) và (2) ⇒

Suy ra độ sâu của nước trong bể:

Bài 9. Một tia sáng đi từ thuỷ tinh đến mặt phân cách với nước. Biết chiết suất của thuỷ tinh là √3, chiết suất của nước là 4/3. Góc giới hạn phản xạ toàn phần bằng

A. 50^o20’

B. 62^o44’

C. 65^o48’

D. 48^o35’

Đáp án: A

Bài 10. Một tia sáng đi từ nước đến mặt phân cách với không khí có góc tới i. Biết chiết suất của nước là 4/3. Tia sáng tới mặt phân cách này thì xảy ra phản xạ toàn phần. Góc tới i có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 40^o

B. 30^o

C. 45^o

D. 50^o

Đáp án: D

Bài 11. Một miếng gỗ hình tròn, bán kính 4cm. Ở tâm O, cắm một chiếc đinh OA dài 6cm, vuông góc với miếng gỗ, thả miếng gỗ nổi trong một chậu nước có chiết suất 1,33 (đỉnh OA ở trong nước). Mắt đặt trong không khí sẽ thấy đầu A cách mặt nước một khoảng lớn nhất là

A. 3,64cm

B. 4,39cm

C. 6cm

D. 8,74cm

Đáp án: A

Mắt nhìn thấy A một khoảng xa mặt nước nhất có nghĩa là tia sáng ló ra ngoài phải có góc khúc xạ nhỏ nhất ⇒ Tia tới ngay vị trí rìa của tấm gỗ (hình vẽ)

Ta có:

Góc khúc xạ: sinr = n.sini ⇒ r = 47,8^o

Suy ra: OA’ = R.tan(90 – r) = 3,64cm

Bài 12. Một miếng gỗ hình tròn, bán kính 4cm. Ở tâm O, cắm một chiếc chiếc đinh OA dài h cm, vuông góc với miếng gỗ, thả miếng gỗ nổi trong một chậu nước có chiết suất 1,33 (đỉnh OA ở trong nước). Mắt đặt trong không khí sẽ không thấy đầu A của đinh. Giá trị lớn nhất của h là

A. 3,25cm

B. 3,51cm

C. 4,54cm

D. 5,37cm

Đáp án: B

Điều kiện để mắt ở đâu cũng không thấy đầu A của đinh là: Tia sáng từ A phát ra truyền tới mặt nước thì không cho tia khúc xạ ra ngoài không khí.

Ta thấy góc tới i của tia sáng phát ra từ A đến mặt nước tăng dần khi vị trí tới di chuyển từ điểm I của mép miếng gỗ ra xa tâm O. Để không có bất kỳ tia khúc xạ nào lọt ra ngoài không khí thì tia tới AI phải có góc tới thỏa mãn điều kiện:

i ≥ i_gh ↔ sini ≥ sini_gh = 1/n

Ta có: