Góc Tới Giới Hạn Của ánh Sáng đi Từ Không Khí Vào Một Môi Trường ...

Trắc nghiệm Vật Lí 11 Bài 27: Phản xạ toàn phần

Bài giảng Trắc nghiệm Vật Lí 11 Bài 27: Phản xạ toàn phần

Câu 1. Trong các câu sau đây, câu nào sai? Khi một tia sáng đi từ môi trường có chiết suất n1, tới mặt phân cách với một môi trường có chiết suất n2 < n1 thì

A. có tia khúc xạ đối với mọi phương của tia tới.

B. góc khúc xạ r lớn hơn góc tới i.

C. tỉ số giữa sin i và sin r là không đổi khi cho góc tới thay đổi.

D. góc khúc xạ thay đổi từ 0 tới 90° khi góc tới i biến thiên.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Khi một tia sáng đi từ môi trường có chiết suất n1, tới mặt phân cách với một môi trường có chiết suất n2 < n1 thì có:

+ góc khúc xạ r lớn hơn góc tới i.

+ tỉ số giữa sin i và sinr là không đổi khi cho góc tới thay đổi.

+ góc khúc xạ thay đổi từ 0 tới 90° khi góc tới i biến thiên.

+ khi góc tới đạt đến giá trị giới hạn sẽ xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần, khi đó không có tia khúc xạ.

Câu 2. Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn thì

A. không thể có hiện tượng phản xạ toàn phần

B. có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần

C. hiện tượng phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới lớn nhất

D. luôn luôn xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Khi ánh sáng truyền từ môi trường chiết suất lớn sang môi trường có chiết suất nhỏ hơn thì có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần nếu góc tới thỏa mãn điều kiện lớn hơn hoặc bằng góc tới giới hạn.

Câu 3. Lúc trưa nắng, mặt đường nhựa khô ráo, nhưng nhìn từ xa có vẻ như ướt nước. Đó là vì các tia sáng phản xạ

A. toàn phần trên lớp không khí sát mặt đường và đi vào mắt.

B. toàn phần trên mặt đường và đi vào mắt.

C. toàn phần trên lớp không khí ngang tầm mắt và đi vào mắt.

D. một phần trên lớp không khí ngang tầm mắt và đi vào mắt.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Do xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần ở các lớp không khí (mỗi lớp không khí có 1 chiết suất khác nhau) sát bề mặt đường nhựa.

Câu 4. Một chùm tia sáng hẹp truyền từ môi trường (1) chiết suất n1 tới mặt phẳng phân cách với môi trường (2) chiết suất n2. Cho biết n1 < n2 và i có giá trị thay đổi. Trường hợp nào sau đây có hiện tượng phản xạ toàn phần

A. Chùm tia sáng gần như sát mặt phẳng phân cách.

B. Góc tới i thoả mãn điều kiện sini>n1n2.

C. Góc tới i thoả mãn điều kiện sini<n1n2.

D. Không thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Do ánh sáng đi từ môi trường kém chiết quang hơn sang môi trường chiết quang hơn (n1 < n2) nên không thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

Câu 5. Một chùm tia sáng hẹp truyền từ môi trường (1) chiết suất n1 tới mặt phẳng phân cách với môi trường (2) chiết suất n2 (n1 > n2). Nếu tia khúc xạ truyền gần sát mặt phân cách hai môi trường trong suốt thì có thể kết luận

A. góc tới bằng góc tới giới hạn phản xạ toàn phần

B. góc tới lớn hơn góc phản xạ toàn phần

C. không còn tia phản xạ

D. chùm tia phản xạ rất mờ

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Tia sáng truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường kém chiết quang hơn thì có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần nếu góc tới thỏa mãn điều kiện i≥igh. Nếu tia khúc xạ truyền gần sát mặt phân cách hai môi trường trong suốt thì góc tới bằng góc tới giới hạn phản xạ toàn phần.

Câu 6. Phản xạ toàn phần và phản xạ thông thường giống nhau ở tính chất là:

A. cả hai hiện tượng đều tuân theo định luật phản xạ ánh sáng

B. cả hai hiện tượng đều tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng

C. cường độ chùm tia phản xạ gần bằng cường độ chùm tới

D. cường độ chùm phản xạ rất nhỏ so với cường độ chùm tới

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Cả hai hiện tượng đều tuân theo định luật phản xạ ánh sáng.

Câu 7. Nếu có phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ môi trường (1) vào môi trường (2) thì:

A. vẫn có thể có phản xạ toàn phần khi ánh sáng từ môi trường (2) vào môi trường (1).

B. không thể có phản xạ toàn phần khi ánh sáng từ môi trường (2) vào môi trường (1).

C. không thể có khúc xạ khi ánh sáng từ môi trường (2) vào môi trường (1).

D. không có thể có phản xạ khi ánh sáng từ môi trường (2) vào môi trường (1).

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Nếu có phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ môi trường (1) vào môi trường (2) thì chiết suất môi trường (1) lớn hơn chiết suất môi trường (2). Khi đó ánh sáng đi từ môi trường 2 (môi trường chiết quang kém) sang môi trường 1 (môi trường chiết quang hơn) thì không thể có phản xạ toàn phần.

Câu 8. Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn và góc tới lớn hơn góc giới hạn là điều kiện để có

A. phản xạ thông thường.

B. khúc xạ.

C. phản xạ toàn phần.

D. tia phản xạ vuông góc với tia khúc xạ.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Ánh sáng truyền từ một môi trường tới môi trường chiết quang kém hơn và góc tới lớn hơn góc giới hạn là điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

Câu 9. Một học sinh phát biểu: phản xạ toàn phần là phản xạ ánh sáng khi không có khúc xạ. Trong ba trường hợp truyền ánh sáng như hình vẽ, trường hợp nào có hiện tượng phản xạ toàn phần

A. Trường hợp (1)

B. Trường hợp (2)

C. Trường hợp (3)

D. Cả (1), (2) và (3) đều không

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

- Trường hợp 2 và 3 vẫn có tia sáng đi vào trong môi trường 2

- Trường hợp 1 vẫn có thể có tia khúc xạ vì chưa đủ điều kiện để khẳng định có hiện tượng phản xạ toàn phần (do chưa biết chiết suất của 2 môi trường)

Câu 10. Có tia sáng truyền từ không khí vào ba môi trường (1), (2), (3) hình vẽ. Phản xạ toàn phần có thể xảy ra khi ánh sáng truyền trong cặp môi trường nào sau đây?

A. Từ (2) tới (1).

B. Từ (3) tới (1).

C. Từ (3) tới (2).

D. Từ (1) tới (2).

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

- Do 3 góc tới ở 3 hình vẽ là như nhau, kết hợp điều kiện r1<r2<r3 thì khẳng định được n1>n2>n3

- Khi đó ánh sáng đi từ môi trường chiết quang sang môi trường kém chiết quang hơn sẽ có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

Câu 11. Có tia sáng truyền từ không khí vào ba môi trường (1), (2), (3) hình vẽ. Phản xạ toàn phần không thể xảy ra khi ánh sáng truyền trong cặp môi trường nào sau đây?

A. Từ (1) tới (2).

B. Từ (2) tới (3).

C. Từ (1) tới (3).

D. Từ (3) tới (1).

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

- Do 3 góc tới ở 3 hình vẽ là như nhau, kết hợp điều kiện r1<r2<r3 thì khẳng định được n1>n2>n3

- Khi đó ánh sáng đi từ môi trường kém chiết quang sang môi trường chiết quang hơn sẽ không thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần.

Câu 12. Một tia sáng truyền trong hai môi trường theo đường truyền như hình vẽ. Chỉ ra câu sai.

A. α là góc tới giới hạn.

B. Với i > α sẽ có phản xạ toàn phần.

C. Nếu ánh sáng truyền từ (2) tới (1) chỉ có phản xạ thông thường.

D. Nếu ánh sáng truyền từ (2) tới (1) không thể có phản xạ.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Từ hình vẽ ánh sáng truyền từ (1) tới (2) sẽ tương ứng với ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang hơn sang môi trường kém chiết quang hơn. Ngược lại nếu ánh sáng truyền từ (2) sang (1) thì sẽ không thể có hiện tượng phản xạ toàn phần.

Câu 13. Ba môi trường trong suốt là không khí và hai môi trường khác có các chiết suất tuyệt đối n1, n2 (với n2 > n1). Lần lượt cho ánh sáng truyền đến mặt phân cách của tất cả các cặp môi trường có thể tạo ra. Biểu thức nào kể sau không thể là sin của góc?

A. 1n1

B. 1n2

C. n1n2

D. n2n1

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Do n2 > n1 nên không thể có biểu thức sinn2n1

Câu 14. Khi tia sáng truyền xiên góc tới mặt phân cách hai môi trường trong suốt khác nhau mà không có tia khúc xạ thì chắc chắn

A. môi trường chứa tia tới là chân không

B. môi trường chứa tia tới là không khí

C. có phản xạ toàn phần

D. ánh sáng bị hấp thụ hoàn toàn

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Đáp án A, C không đúng, vì nếu môi trường tới là chân không hoặc không khí thì chiết suất của môi trường chân không và không khí là nhỏ nhất, nếu truyền sang môi trường khác (tức là môi trường có chiết suất lớn hơn môi trường tới) điều đó dẫn đến chắc chắn có tia khúc xạ.

Đáp án D – sai, vì hấp thụ ánh sáng là hiện tượng môi trường vật chất làm giảm cường độ chùm sáng truyền qua nó. Vì vậy vẫn có thể có hiện tượng khúc xạ ở môi trường đó nhưng cường độ chùm sáng giảm đi đáng kể.

Câu 15. Trong sợi quang chiết suất của phần lõi:

A. luôn bé hơn chiết suất của phần trong suốt xung quanh.

B. luôn bằng chiết suất của phần trong suốt xung quanh

C. luôn lớn hơn chiết suất của phần trong suốt xung quanh.

D. có thể bằng 1.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần trong lõi sợi quang thì chiết suất của phần lõi luôn lớn hơn chiết suất của phần trong suốt xung quanh.

Câu 16. Ánh sáng truyền trong môi trường có chiết suất n1, tới mặt phân cách với môi trường có chiết suất n2 với góc tới i ≠ 0. Xét các điều kiện sau:

(1) n2 > n1. (2) n2 < n1. (3) sini≥n2n1. (4) sini≤n2n1.

Nếu muốn luôn luôn có khúc xạ ánh sáng thì (các) điều kiện là:

A. (1).

B. (2).

C. (l) và (4).

D. (2) và (3).

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Để luôn luôn có tia khúc xạ thì tia sáng phải truyền từ môi trường có chiết suất nhỏ sang môi trường có chiết suất lớn hơn.

Câu 17. Chiếu một tia sáng đơn sắc từ trong nước tới mặt phân cách với không khí. Biết chiết suất của nước và của không khí đối với ánh sáng đơn sắc này lần lượt là 1,333 và 1. Góc giới hạn phản xạ toàn phần ở mặt phân cách giữa nước và không khí đối với ánh sáng đơn sắc này là

A. 41,40°.

B. 53,12°.

C. 36,88°.

D. 48,61°.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Ta có: sinigh=nnhonlon=11,333⇒igh=48.61o

Câu 18. Biết chiết suất của thủy tinh là 1,5; của nước là 43. Góc giới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ thủy tinh sang nước:

A. 46,80

B. 72,50

C. 62,70

D. 41,80

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Ta có: sinigh=nnhonlon=431,5⇒igh=62,7o

Câu 19. Một chùm tia sáng hẹp SI truyền trong mặt phẳng tiết diện vuông góc của một khối trong suốt, đặt trong không khí, tam giác ABC vuông tại A với AB = 1,2AC, như hình vẽ. Tia sáng phản xạ toàn phần ở mặt AC. Trong điều kiện đó, chiết suất n của khối trong suốt có giá trị như thế nào?

A. n > l,4.

B. n < l,41.

C. l < n < l,42.

D. n > 1,3.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

+ tanα=ABAC=1,2⇒α=50,19o

+ Vì SI⊥BC nên tia sáng truyền thẳng đến AC với góc tới i = 50,190

+ Vì tại J phản xạ toàn phần nên: sini>sinigh=nnhonlon=1n

⇒n≥1sini=1sin50,19o=1,3

Câu 20. Một khối bán trụ trong suốt có chiết suất n = 1,414, đặt trong không khí. Một chùm tia sáng hẹp nằm trong một mặt phẳng của tiết diện vuông góc, chiếu tới khối bán trụ như hình vẽ. Chọn phương án đúng.

A. khi α = 60° thì tia khúc xạ ra ngoài không khí với góc khúc xạ 30°.

B. khi α = 45° thì tia khúc xạ ra ngoài không khí với góc khúc xạ 60°.

C. khi α = 60° thì tia khúc xạ đi là là trên mặt phân cách.

D. khi α = 30° thì xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần tại 0.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

+ sinisinr=n2n1⇒sinr=1,414sin(90o−α)

+ α=60o⇒44,99oα=45o⇒89o

+ α=30o => không có tia khúc xạ

Câu 21. Có ba môi trường trong suốt. Với cùng góc tới: Nếu tia sáng truyền từ (1) vào (2) thì góc khúc xạ là 300. Nếu tia sáng truyền từ (1) vào (3) thì góc khúc xạ là 450. Góc giới hạn phản xạ toàn phần ở mặt phân cách (2) và (3) gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 300

B. 420

C. 460

D. Không tính được

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Ta có:

+ n1sini=n2sinr2

+ n1sini=n3sinr3

⇒n2sinr2=n3sinr3⇒n3n2=sinr2sinr3=sin30osin45o=12

Khi tia sáng truyền từ môi trường (2) vào (3), để có phản xạ toàn phần sinigh=nnhonlon=n3n2=12⇒igh=45o

Câu 22. Một sợi quang hình trụ, lõi có chiết suất n1 = 1,50. Phần vỏ bọc có chiết suất n2 = 1,414. Chùm tia đi từ không khí tới hội tụ ở mặt trước của sợi với góc 2α như hình vẽ. Giá trị lớn nhất của α để các tia sáng của chùm truyền đi được trong lõi gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 26°.

B. 60°.

C. 30°.

D. 410.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

+ Để xảy ra phản xạ toàn phần tại I: sini≥sinigh mà i+r=90o⇒sini=cosr

⇔cosr≥nnhonlon⇔1−sin2r≥n2n1→sinα=n1sinr sinα≤n12−n22→n2=1,414n1=1,5α≤30o

Câu 23. Một cái đinh được cắm vuông góc vào tâm O một tấm gỗ hình tròn có bán kính R = 5cm. Tấm gỗ được thả nổi trên mặt thoáng của một chậu nước. Đầu A của đinh trong nước. Cho chiết suất của nước là n=43. Để mắt không còn nhìn thấy đầu A của đinh thì khoảng cách OA lớn nhất là:

A. 6,5cm

B. 7,2cm

C. 4,4cm

D. 5,6cm

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Xét tia sáng truyền từ trong nước ra ngoài không khí. Để không nhìn thấy đầu A của đinh thì tia khúc xạ sẽ đi là là ở mặt phân cách giữa 2 môi trường như hình vẽ

sinisinr=n2n1⇒sinisin90o=143⇒i=48,59o=ighOA=OItanigh=5tan48,59o=4,41(cm)

Câu 24. Thả nổi trên mặt nước một đĩa nhẹ, chắn sáng, hình tròn. Mắt người quan sát đặt trên mặt nước sẽ không thấy được vật sáng ở đáy chậu, khi bán kính đĩa không nhỏ hơn 20 cm. Biết rằng vật và tâm đĩa nằm trên đường thẳng đứng và chiết suất của nước là n=43. Chiều sâu của lớp nước trong chậu lớn nhất gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 22,5 cm

B. 23,5 cm

C. 17,6 cm

D. 15,8 cm

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Để mắt không nhìn thấy điểm sáng A thì tại I xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần:

sini≥sinigh⇔OIOI2+OA2≥nnhonlon

⇔20202+OA2≥143⇒OA≤17,64(cm)

Câu 25. Một khối bán trụ có chiết suất n = 1,41 ≈2 đặt trong không khí. Trong một mặt phẳng của tiết diện vuông góc, có hai tia song song tới gặp mặt phẳng của bán trụ với góc tới i = 45° ở A và O như hình vẽ. Tính góc lệch ứng với tia tới SO sau khi ánh sáng khúc xạ ra không khí.

A. 26°

B. 60°.

C. 30°.

D. 150

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

+ Tia SO có tia khúc xạ OJ theo phương bán kính. Do đó tại J, góc tới bằng 0. Tia sáng truyền thẳng ra không khí

+ Từ sinisinr=n2n1→n1=1,n2=2i=45or=30o⇒D=45o−r=15o

Câu 26. Biết chiết suất của thủy tinh là 1,5. Góc giới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ thủy tinh sang không khí.

A. 48,6o.

B. 7275°.

C. 62,7°.

D. 41,8°.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Ta có sinigh=11,5=23⇒igh=41,8o

Câu 27. Biết chiết suất của nước là 43. Góc giới hạn phản xạ toàn phần khi ánh sáng truyền từ nước sang không khí:

A. 48,60

B. 72,50

C. 62,70

D. 41,80

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

sinigh=143=34⇒igh=48,6o

Câu 28. Một chùm tia sáng hẹp SI truyền trong mặt phẳng tiết diện vuông góc của một khối trong suốt, đặt trong không khí, tam giác ABC vuông cân tại B, như hình vẽ. Tia sáng phản xạ toàn phần ở mặt BC. Trong điều kiện đó, chiết suất n của khối trong suốt có giá trị như thế nào?

A. n≥2.

B. n<2.

C. 1 < n < 2

D. Không xác định được.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Do tam giác ABC cân tại B nên góc tới tại mặt BC là 45o, khi đó để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần tại mặt BC thì i≥igh với igh=45o nên sinigh=sin45o=12

⇒n≥2

Câu 29. Có ba môi trường trong suốt với cùng góc tới. Nếu tia sáng truyền từ (1) vào (2) thì góc khúc xạ là 320. Nếu tia sáng truyền từ (1) vào (3) thì góc khúc xạ là 430. Góc giới hạn phản xạ toàn phần ở mặt phân cách (2) và (3) gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 300

B. 420

C. 460

D. 510

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Ta có:

n1sini=n2sin32o

n1sini=n3sin43o

⇒n2sin32o=n3sin43o⇒n3n2=sin32osin43o=0,78

Khi tia sáng truyền từ môi trường 2 sang môi trường 3 thì góc tới giới hạn

sinigh=n3n=0,78→igh=50,98o

Câu 30. Một khối thuỷ tinh có tiết diện thẳng như hình vẽ, đặt trong không khí (ABCD là hình vuông; CDE là tam giác vuông cân). Trong mặt phẳng của tiết diện thẳng, chiếu một chùm tia sáng đơn sắc hẹp SI vuông góc với DE (IE < ID). Chiết suất của thủy tinh là n = 1,5. Tính góc lệch ứng với tia tới SI sau khi ánh sáng khúc xạ ra không khí?

A. 90°.

B. 0°.

C. 180°.

D. 150

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

+ sinigh=nnhonlon→nnho=1;nlon−1,5igh=42o

+ Tia SI truyền thẳng đến J với góc 450 > igh nên sẽ bị phản xạ toàn phần, rồi truyền đến K cũng bị phản xạ toàn phần rồi truyền đến L, tiếp tục phản xạ toàn phần rồi truyền đến M và phản xạ toàn phần truyền ra không khí.

Như vậy tia ló ngược hướng với tia tới