Lớp 11 Vật Lí 11

Luyện tập Phản xạ toàn phần

Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Vận dụng cao
  • Bài kiểm tra này bao gồm 14 câu
  • Điểm số bài kiểm tra: 14 điểm
  • Xem lại kỹ lý thuyết trước khi làm bài
  • Chuẩn bị giấy và bút để nháp trước khi bắt đầu
Bắt đầu!!
00:00:00
  • Câu 1: Vận dụng
    Tính góc lệch D

    Một khối thủy tinh P có chiết suất n = 1,5 đặt trong nước có tiết diện thẳng là 1 tam giác ABC vuông tại B. Chiếu vuông góc tới mặt AB 1 chùm sáng song song SI. Tính góc lệch D? Biết chiết suất của nước là n’ = 1,33.

    Hướng dẫn:

     Hình vẽ minh họa

    Tính góc lệch D

    Ta có: 

    \begin{matrix} \sin {i_{gh}} = \dfrac{{{n_2}}}{{{n_1}}} = \dfrac{{1,33}}{{1,5}} = 0,887 \hfill \\ \Rightarrow {i_{gh}} = {62^0}27\prime \hfill \\ \end{matrix}

    Vì r' < i_{gh} nên AC là tia khúc xạ

    Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng ta có:

    \begin{matrix} n\sin r\prime = n\prime \sin i\prime \hfill \\ \Rightarrow i\prime = {52^0}53\prime \hfill \\ \Rightarrow D = i\prime - r\prime = {7^0}{53^\prime } \hfill \\ \end{matrix}

  • Câu 2: Vận dụng
    Tính góc giới hạn phản xạ

    Có ba môi trường trong suốt với cùng một góc tới:

    Nếu tia sáng truyền từ (1) vào (2) thì góc khúc xạ là 30o.

    Nếu tia sáng truyền từ (1) vào (3) thì góc khúc xạ là 40o.

    Góc giới hạn phản xạ toàn phần ở mặt phân cách (2) và (3) có giá trị như thế nào (tính tròn số)?

    Hướng dẫn:

    Khi truyền từ môi trường (1) vào môi trường (2)

    {n_1}\sin i = {n_2}\sin {r_{12}}\left( * ight)

    Khi truyền từ môi trường từ (1) vào môi trường (3)

    {n_1}\sin i = {n_3}\sin {r_{13}}\left( {**} ight)

    Trong đó: {r_{12}} = {30^0};{r_{13}} = {45^0}

    Từ (*) và (**) suy ra:

    \begin{matrix} {n_2}\sin {r_{12}} = {n_3}\sin {r_{13}} \hfill \\ \Rightarrow \dfrac{{{n_2}}}{{{n_3}}} = \dfrac{{\sin {r_{13}}}}{{\sin {r_{12}}}} = \dfrac{{\sin {{45}^0}}}{{\sin {{30}^0}}} = \sqrt 2 > 1 \hfill \\ \end{matrix}

    => Môi trường (2) chiết quang hơn môi tường (3)

    Góc giới hạn phản xạ toàn phần ở mặt phân cách (2) và (3) được tính khi truyền từ môi trường (2) sang môi trường (3).

    \begin{matrix} \sin {i_{gh23}} = \dfrac{{{n_3}}}{{{n_2}}} = \dfrac{1}{{\sqrt 2 }} \hfill \\ \Rightarrow {i_{gh23}} = {45^0} \hfill \\ \end{matrix}

  • Câu 3: Vận dụng
    Tính độ lớn góc tới

    Một tia sáng trong thủy tinh đến mặt phân cách giữa thủy tinh và không khí dưới góc tới i = 30o, tia phản xạ và tia khúc xạ vuông góc với nhau. Tính góc tới để không có tia sáng ló ra không khí.

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa

    Tính độ lớn góc tới

    Tại điểm I: r = {90^0} - i

    Áp dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng:

    \begin{matrix} {n_1}\sin i = {n_2}\sin r \hfill \\ \Rightarrow n.\sin i = \sin \left( {{{90}^0} - i} ight) = \cos i \hfill \\ \Rightarrow \tan i = \dfrac{1}{n} \Rightarrow n = \sqrt 3 \hfill \\ \end{matrix}

    Để không có tia ló ta không khí thì phải xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần:

    \begin{matrix} i \geqslant {i_{gh}},\sin {i_{gh}} = \dfrac{1}{{\sqrt 3 }} \Rightarrow i = {35^0}15\prime \hfill \\ \Rightarrow i' > {35^0}15\prime \hfill \\ \end{matrix}

  • Câu 4: Nhận biết
    Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần

    Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ thủy tinh sang không khí, từ nước sang không khí và từ thủy tinh sang nước. Biết chiết suất của thủy tinh là 1,5; của nước là 1,33.

    Hướng dẫn:

    Ta có: 

    \begin{matrix} \sin {i_{gh}} = \dfrac{{{n_2}}}{{{n_1}}} = \sin {53^0} \hfill \\ \Rightarrow {i_{gh}} = {53^0} \hfill \\ \end{matrix}

  • Câu 5: Nhận biết
    Tìm phát biểu không đúng

    Phát biểu nào sau đây là không đúng?

    Hướng dẫn:

    Góc giới hạn phản xạ toàn phần được xác định theo công thức \sin {i_{gh}} = \frac{1}{n}

  • Câu 6: Nhận biết
    Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần

    Một tia sáng đi từ nước đến mặt phân cách với không khí. Biết chiết suất của nước là \frac{4}{3}, chiết suất của không khí là 1. Góc giới hạn của tia sáng phản xạ toàn phần khi đó là

    Hướng dẫn:

    Ta có: 

    \sin {i_{gh}} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}} = \frac{3}{4} \Rightarrow {i_{gh}} = {48^0}35'

  • Câu 7: Nhận biết
    Chọn phát biểu sai

    Khi nói về hiện tượng phản xạ toàn phần. Phát biểu nào sau đây sai?

    Hướng dẫn:

    Điều kiện xảy ra phản xạ toàn phần là:

    + Ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường chiết quang kém.

    + Góc tới i phải lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn. 

    Góc giới hạn phản xạ toàn phần thỏa mãn:

    \sin {i_{gh}} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}},\left( {{n_2} < {n_1}} ight)

  • Câu 8: Nhận biết
    Chọn khẳng định đúng

    Điều kiện cần để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần nào sau đây là đúng?

    Hướng dẫn:

    Điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần:

    + Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn: {{n_2} < {n_1}}

    + Góc lớn hơn hoặc bằng góc giới hạn i \geqslant {i_{gh}}

    Vậy đáp án đúng là: "Tia sáng tới đi từ môi trường có chiết suất lớn hơn đến mặt phân cách với môi trường có chiết suất nhỏ hơn."

  • Câu 9: Thông hiểu
    Tìm điều kiện góc tới

    Một tia sáng đi từ thuỷ tinh đến mặt phân cách với nước. Biết chiết suất của thuỷ tinh là 1,5; chiết suất của nước là \frac{4}{3}. Để có tia sáng đi vào nước thì góc tới (i) phải thoả mãn điều kiện nào dưới đây?

    Hướng dẫn:

    Ta có: 

    \begin{matrix} \sin {i_{gh}} = \dfrac{{{n_2}}}{{{n_1}}} = \dfrac{4}{{3.1,5}} \hfill \\ \Rightarrow {i_{gh}} = {62^0}44\prime \hfill \\ \end{matrix}

    Để có tia ló đi vào nước thì góc tới là:

    i < {i_{gh}} \Rightarrow i < {62^0}44'

  • Câu 10: Thông hiểu
    Tìm điều kiện của chiết suất n

    Một tia sáng hẹp truyền từ môi trường có chiết suất \sqrt 3 đến mặt phân cách với môi trường khác có chiết suất n. Để tia sáng tới gặp mặt phân cách hai môi trường dưới góc i ≥ 60o sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần thì chiết suất n phải thoả mãn điều kiện:

    Hướng dẫn:

    Ta có:

    \begin{matrix} \sin {i_{gh}} = \sin {60^0} = \dfrac{{{n_2}}}{{{n_1}}} = \dfrac{n}{{\sqrt 3 }} \hfill \\ \Rightarrow n = \sqrt 3 .\sin {60^0} = 1,5 \hfill \\ \end{matrix}

    Để góc tới i \geqslant {60^0} luôn có phản xạ toàn phần thì n \leqslant 1,5.

  • Câu 11: Nhận biết
    Kết quả hiện tượng phản xạ toàn phần

    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

    Hướng dẫn:

    Khi xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần thì cường độ ánh sáng của chùm tia phản xạ gần bằng cường độ sáng của chùm tới.

  • Câu 12: Vận dụng
    Tìm giá trị nhỏ nhất của n

    Cho một khối thuỷ tinh hình hộp chữ nhật có tiết diện thẳng ABCD đặt trong không khí. Để mọi tia sáng tới mặt có cạnh AB đều phản xạ toàn phần ở mặt có cạnh BC thì chiết suất n của thuỷ tinh có giá trị nhỏ nhất là:

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa

    Tìm giá trị nhỏ nhất của n

    Ta có: 

    \begin{matrix} \left\{ \begin{gathered} \sin i = n.\sin r \hfill \\ \sin {i_1} \geqslant \sin {i_{gh}} = \dfrac{1}{n} \hfill \\ {i_1} + r = {90^0} \hfill \\ \end{gathered} ight. \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}} {\sin \left( {{{90}^0} - r} ight) = \cos r} \\ {\cos r \geqslant \dfrac{1}{n}} \end{array}} ight. \hfill \\ \Rightarrow \sqrt {1 - {{\sin }^2}r} \geqslant \dfrac{1}{n} \hfill \\ \Rightarrow 1 - {\sin ^2}r \geqslant \dfrac{1}{{{n^2}}} \hfill \\ \end{matrix}

    Mà {\sin ^2}r = \frac{{{{\sin }^2}i}}{{{n^2}}}

    \begin{matrix} \Rightarrow 1 - \dfrac{{{{\sin }^2}i}}{{{n^2}}} \geqslant \dfrac{1}{{{n^2}}} \hfill \\ \Rightarrow {n^2} \geqslant {\sin ^2}i + 1 \hfill \\ \end{matrix}

    Mặt khác {\sin ^2}i \geqslant 1 \Rightarrow {n^2} \geqslant 2 \Rightarrow n \geqslant \sqrt 2

  • Câu 13: Vận dụng
    Giá trị nhỏ nhất của bán kính r

    Một bể chứa nước có độ sau là 60cm. Ở mặt nước, đặt một tấm gỗ có bán kính r. Một nguồn sáng S đặt dưới đáy bể và trên đường thẳng đi qua tâm của tấm gỗ. Biết chiết suất của nước là \frac{4}{3}. Để tia sáng từ S không truyền ra ngoài không khí thì r có giá trị nhỏ nhất là:

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa:

    Giá trị nhỏ nhất của bán kính r

    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.

    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 \geqslant {i_{gh}} \Leftrightarrow \sin i \geqslant \sin {i_{gh}} = \frac{1}{n}

    Ta có:

    \begin{matrix} \sin i = \sin \widehat {OSI} = \dfrac{R}{{\sqrt {S{O^2} + {R^2}} }} \geqslant \dfrac{1}{n} \hfill \\ \Leftrightarrow \sqrt {A{O^2} + {R^2}} \leqslant R.n \hfill \\ \Leftrightarrow R \geqslant \dfrac{{SO}}{{\sqrt {{n^2} - 1} }} = \dfrac{{60}}{{\sqrt {1,{{33}^2} - 1} }} = 68,03\left( {cm} ight) \hfill \\ \end{matrix}

  • Câu 14: Thông hiểu
    Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần

    Một khối thuỷ tinh hình bán cầu tâm O bán kính 20cm, chiết suất n = 1,414. Chiếu chùm tia sáng song song vào toàn bộ mặt phẳng của hình bán cầu theo phương vuông góc với mặt phẳng đó. Góc giới hạn phản xạ toàn phần đối với tia sáng từ thuỷ tinh ra không khí là:

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa:

    Tính góc giới hạn phản xạ toàn phần

    Ta có:

    \begin{matrix} \sin {i_{gh}} = \dfrac{1}{n} = \dfrac{1}{{1,1414}} \hfill \\ \Rightarrow {i_{gh}} = {45^0} \hfill \\ \end{matrix}

0/14
14 câu:
Kiểm tra Kiểm tra lại Bỏ qua Nộp bài

Chúc mừng Bạn đã hoàn thành bài!

Kết quả làm bài:
  • Nhận biết (43%):
    2/3
  • Thông hiểu (21%):
    2/3
  • Vận dụng (36%):
    2/3
  • Thời gian làm bài: 00:00:00
  • Số câu làm đúng: 0
  • Số câu làm sai: 0
  • Điểm số: 0
Làm lại
  • 327 lượt xem

Nội dung cùng chủ đề

Sắp xếp theo
🖼️
Xóa Gửi bình luận

Vật Lí 11 (sách cũ)

Đăng nhập