40 bài tập trắc nghiệm Tán sắc qua lăng kính chọn lọc, có đáp án (phần 2)



40 bài tập trắc nghiệm Tán sắc qua lăng kính chọn lọc, có đáp án (phần 2)

Bài 1: Sự phụ thuộc của chiết suất vào màu sắc của ánh sáng

A. xảy ra với mọi chất rắn, lỏng, khí.

B. chỉ xảy ra với chất rắn và chất lỏng

C. chỉ xảy ra với chất rắn.

D. là hiện tượng đặc trưng của lăng kính.

Chọn D.

Bài 2: Theo công thức về độ tụ của thấu kính: Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án thì đối với một thấu kính hội tụ, độ tụ đối với ánh sáng

A. đỏ lớn hơn so với ánh sáng lục.

B. lục lớn hơn so với ánh sáng chàm.

C. đỏ lớn hơn so với ánh sáng tím.

D. vàng nhỏ hơn so với ánh sáng lam.

Chọn D.

Chiết suất của thấu kính đối với ánh sáng vàng nhỏ hơn so với ánh sáng lam. Suy ra: Dv < dL.

Bài 3: Một thấu kính hai mặt lồi bằng thủy tinh có cùng bán kính R, tiêu cự 10cm và chiết suất nv = 1,5 đối với ánh sáng vàng. Bán kính R của thấu kính là

A. R = 10cm.        B. R = 20cm.

C. R = 40cm.       D. R = 60cm.

Chọn A.

Áp dụng công thức: Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Do R1 = R2 = Rt nên

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Bài 4: Một thấu kính hai mặt lồi bằng thủy tinh có cùng bán kính R, tiêu cự 10cm và chiết suất nv = 1,5 đối với ánh sáng vàng. Biết chiết suất của thủy tinh đối với ánh sáng đỏ và tím lần lượt là nđ = 1,495 và nt = 1,510. Khoảng cách giữa các tiêu điểm của thấu kính ứng với các ánh sáng đỏ và tím là

A. 1,278mm.       B. 2,971mm.

C. 5,942mm.       D. 4,984mm.

Chọn B.

Ta có: Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Đối với ánh sáng đỏ: Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

và đối với ánh sáng tím: Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Do đó, khoảng cách giữa hai tiêu điểm của thấu kính đối với hai ánh sáng trên sẽ là:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Bài 5: Tán sắc ánh sáng là hiện tượng

A. chùm sáng phức tạp bị phân tích thành nhiều màu đơn sắc khi đi qua lăng kính.

B. chùm tia sáng trắng bị lệch về phía đáy lăng kính khi truyền qua lăng kính.

C. tia sáng đơn sắc bị đổi màu khi đi qua lăng kính.

D. chùm sáng trắng bị phân tích thành bảy màu khi đi qua lăng kính.

Chọn A.

Bài 6: Chọn phát biểu sai.

Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng

A. có bước sóng xác định trong một môi trường nhất định.

B. qua lăng kính không bị tán sắc.

C. có tần số thay đổi theo môi trường.

D. có màu sắc xác định.

Chọn C.

Bài 7: Một chùm ánh sáng Mặt Trời hẹp rọi xuống mặt nước trọng một bể bơi và tạo ở đáy bể một vệt sáng

A. có màu trắng, dù chiếu xiên hay chiếu vuông góc.

B. có nhiều màu, khi chiếu xiên và có màu trắng khi chiếu vuông góc.

C. không có màu, dù chiếu thế nào.

D. có nhiều màu, dù chiếu xiên hay chiếu vuông góc.

Chọn B.

Bài 8: Để tạo một chùm ánh sáng trắng

A. chỉ cần tổng hợp ba chùm sáng đơn sắc có màu thích hợp.

B. phải tổng hợp rất nhiều chùm sáng. đơn sắc có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím.

C. phải tổng hợp bảy chùm sáng có đủ bảy màu của cầu vồng.

D. chỉ cần tổng hợp hai chùm sáng đơn sắc có màu phụ nhau.

Chọn B.

Bài 9: Chiếu một tia sáng trắng nằm trong một tiết diện thẳng của một lăng kính thủy tinh, vào lăng kính, theo phương vuông góc với mặt bên của lăng kính. Góc chiết quang của lăng kính bằng 30o. Biết chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là 1,5 và đối với tia tím là 1,6. Tính góc làm bởi tia ló màu đỏ và tia ló màu tím

A.4,54o.        B.12,23o.        C.2,34o.        D.9,16o.

Chọn A.

Sử dụng công thức: sini1 = n.sinr1 ; sini2 = n.sinr2; A = r1 + r2

Theo đề bài "phương vuông góc với mặt bên của lăng kính" nên r1 = 0

Bấm máy nhanh shift sin(nt.sin30) - shift sin(nd.sin30) = 4,54o.

Bài 10: Một lăng kính thủy tinh có góc chiết quang A = 6o, có chiết suất đối với tia đỏ là nđ = 1,54 và đối với tia tím là nt = 1,58. Cho một chùm tia sáng trắng hẹp, chiếu vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang, vào mặt bên của lăng kính . Tính góc giữa tia đỏ và tia tím khi ló ra khỏi lăng kính.

A.0,87o.        B.0,24o.        C.1,22o.        D.0,72o.

Chọn B.

Góc nhỏ nên áp dụng D = (n-1)A ; Bấm máy nhanh: 0,58x6 – 0,54x6 = 0,24.

Bài 11: Một thấu kính có hai mặt lồi cùng bán kính R = 30 cm được làm bằng thủy tinh. Chiết suất của thủy tinh đối với bức xạ màu đỏ là n1 = 1,5140 và đối với bức xạ màu tím là n2 = 1,5318. Tính khoảng cách giữa tiêu điểm của thấu kính đối với ánh sáng đỏ và tiêu điểm của thấu kính đối với ánh sáng tím.

A.3cm.        B.1,5 cm.

C.0,97 cm.        D.0,56cm.

Áp dụng công thức: D = 1/f = (n-1).(1/R1 + 1/R2)

Bấm máy: (1.514÷15)-1 - (1.5318÷15)-1 = 0,976... (Lưu ý do có 2 mặt lồi cùng bán kính, ta có thể nhẩm 2/30 = 1/15 nên bấm chia 15 cho nhanh và bớt sai sót)

Bài 12: Một lăng kính thủy tinh có tiết diện thẳng là tam giác đều ABC. Chiếu một tia sáng trắng vào mặt bên AB của lăng kính dưới góc tới i. Biết chiết suất lăng kính đối ánh sáng đỏ và ánh sáng tím lần lượt nđ = 1,643, nt = 1,685. Để có tán sắc của tia sáng trắng qua lăng kính thì góc tới i phải thỏa mãn điều kiện

A. 32,96o < i < 41,27o       B. 0 < i < 15,52o

C. 0 < i < 32,96o       D. 42,42o < i < 90o

Chọn D

Tính góc giới hạn của phản xạ toàn phần của tia đỏ và tím là

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Để có tán sắc ánh sáng thì không xảy ra phản xạ toàn phần

+ Tia đỏ: r’< i mà r + r’ = A → r > A-i = 60-37,49 = 22,51

Góc tới là sinit > nđsin22,51 → it > 38,9o(1)

+ Tia tím : r > 60- 36,4 = 23,6 ; sinit > nt.sin23,6 → it > 42,42o

Bài 13: Một lăng kính có góc chiết quang A = 6o (coi là góc nhỏ) được đặt trong không khí. Chiếu một chùm ánh sáng trắng song song, hẹp vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang, rất gần cạnh của lăng kính. Đặt một màn ảnh E sau lăng kính, vuông góc với phương của chùm tia tới và cách mặt phẳng phân giác của góc chiết quang 1,2 m. Chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng đỏ là nđ = 1,642 và đối với ánh sáng tím là nt = 1,685. Độ rộng từ màu đỏ đến màu tím của quang phổ liên tục quan sát được trên màn là

A. 5,4 mm.        B. 36,9 mm.

C. 4,5 mm.       D. 10,1 mm.

Chọn A.

Sử dụng công thức gần đúng góc ló lệch của lăng kính: D = (n-1)A

Ta có: Dt = (1,685-1)6; Dđ = (1,642-1)6

Nhập máy tính lưu ý đơn vị của góc là độ (Máy Fx570ES chọn SHITF MODE 3)

Bề rộng quang phổ: l = d(tagDt - tagDđ) = 1200(tan(0,685x6) -tan(0,642x6) )

l = d(tagDt - tagDđ ) = 5,429719457 (mm) = 5,4mm.

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Bài 14: Góc chiết quang của một lăng kính bằng 6o. Chiếu một tia sáng trắng vào mặt bên của lăng kính theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang. Đặt một màn quan sát sau lăng kính, song song với mặt phân giác của góc chiết quang và cách mặt này 2m. Chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là nđ = 1,50 và đối với tia tím là nt = 1,56. Độ rộng của quang phổ liên tục trên màn quan sát bằng

A. 6,28mm.        B. 12,60 mm.

C. 9,30 mm.        D. 15,42 mm.

Chọn B.

Góc lệch của tia đỏ và tia tím qua LK

Dđ = (nđ – 1)A = 3o

Dt = (nt – 1)A = 3,36o

Độ rộng của quang phổ liên tục trên màn quan sát

a = ĐT = OT – OĐ

OT = dtanDđ=t ≈ dDt

OĐ = dtanDđ ≈ dDđ

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Bài 15: Lăng kính có tiết diện là tam giác cân ABC, góc chiết quang A = 120o, chiết suất của lăng kính đối với mọi loại ánh sáng đều lớn hơn √2. Chiếu tia sáng trắng tới mặt bên AB của lăng kính theo phương song song với BC sao cho toàn bộ chùm khúc xạ ở mặt AB truyền xuống BC. Tại BC chùm sáng sẽ:

A. Một phần phần chùm sáng phản xạ và một phần khúc xạ.

B. Phản xạ toàn phần lên AC rồi ló ra ngoài theo phương song song BC.

C. Ló ra ngoài theo phương song song AB.

D. Ló ra ngoài theo phương song song AC.

Chọn B.

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Xét một tia sáng bất kì, tại mặt bên A góc tới i = 60o

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

→ góc tới tại mặt BC i’ > igh → tia sáng phản xạ toàn phần ở mặt BC tới gặp AC và ló ra khỏi AC theo phương song song với BC.

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Bài 16: Chiếu một chùm tia sáng trắng song song có bề rộng 5cm từ không khí đến mặt khối thủy tinh nằm ngang dưới góc tới 60o. Cho chiết suất của thủy tinh đối với tia tím và tia đỏ lần lượt là √3 và √2 thì tỉ số giữa bề rộng chùm khúc xạ tím và đỏ trong thủy tinh là:

A. 1,58.        B. 0,91        C. 1,73.        D. 1,10

Chọn D.

Theo ĐL khúc xạ ta có sinr = sini/n

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Gọi ht và hđ là bề rộng của chùm tia khúc xạ tím và đỏ trong thủy tinh.

Xét các tam giác vuông I1I2T và I1I2Đ;

Góc I1I2T bằng rt; Góc I1I2Đ bằng rđ

ht = I1I2cosrt.

hđ = I1I2cosrđ.

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Bài 17: Một lăng kính có góc chiết quang A = 45o. Chiếu chùm tia sáng hẹp đa sắc SI gồm 4 ánh sáng đơn sắc: đỏ, vàng, lục và tím đến gặp mặt bên AB theo phương vuông góc, biết chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng màu lam là √2 . Tia ló ra khỏi mặt bên AC gồm các ánh sáng đơn sắc

A. đỏ, vàng và lục.

B. đỏ, lục và tím.

C. đỏ, vàng, lục và tím.

D. đỏ, vàng và tím.

Chọn A.

+ Khi chiếu tia màu lam đến gặp mặt bên AB theo phương vuông góc thì:

i1 = r1 = 90o → r2 = 45o → sin i2 = nlam.sin r2 = √2 .sin45o = 1 → i2 = 90o

⇒ Tia lam là mặt bên AC.

+ Do ntím > nlam nên tia tím bị phản xạ toàn phần tại mặt bên AC ⇒ Có ba tia đỏ, vàng, lục ló ra khỏi mặt bên AC.

Bài 18: Một tia sáng trắng chiếu tới mặt bên của một lăng kính thuỷ tinh tam giác đều. Tia ló màu vàng qua lăng kính có góc lệch cực tiểu. Biết chiết suất của lăng kính đối với ánh sáng vàng, ánh sáng tím lần lượt là nv = 1,5 và nt = 1,52. Góc tạo bởi tia ló màu vàng và tia ló màu tím có giá trị xấp xỉ bằng:

A. 0,77º        B. 48,59º        C. 4,46º        D. 1,73º.

Tia vàng có góc lệch cực tiểu nên r1 = 30o

Nên sini = nv sin 30o → i = i’v = 48, 59o

Sinrt = sini/nt = sin 48,59o/1,52 = 0,493

rt = 29,57o → r’t = 60o – 29,57o = 30,43o

sini’t = 1,52.sin30,43o = 0,77 i’t = 50,34o

Góc tạo bởi tia ló màu vàng và tia ló màu tím có giá trị xấp xỉ bằng: 50,34 - 48,59 = 1,75o

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Bài 19: Một tia sáng trắng chiếu tới bản hai mặt song song với góc tới i = 60o. Biết chiết suất của bản mặt đối với tia tím và tia đỏ lần lượt là 1,732 và 1,70. Bề dày của bản mặt e = 2 cm. Độ rộng của chùm tia khi ra khỏi bản mặt là:

A. 0,146 cm.        B. 0,0146 m.

C. 0,0146 cm.        D. 0,292 cm.

Chọn A.

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Gọi h bề rộng của chùm tia ló;

a = TĐ là khoảng cách giữa 2 điểm ló của tia tím và tia đỏ:

a = e(tanrđ – tanrt) (cm)

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

a = e(tanrđ – tanrt) = 2(0,592 – 0,5774) = 0,0292 (cm)

→ h = asin(90o – i) = asin30o = a/2 = 0,0146 cm.

Bài 20: Chiếu một chùm ánh sáng trắng song song hẹp (coi như một tia sáng) từ không khí vào một bể nước với góc tới bằng 30o. Dưới đáy bể có một gương phẳng đặt song song với mặt nước và mặt phản xạ hướng lên. Chùm tia ló ra khỏi mặt nước sau khi phản xạ tại gương là

A. chùm sáng song song có màu cầu vồng, phương vuông góc với tia tới.

B. chùm sáng song song có màu cầu vồng, phương hợp với tia tới một góc 60o.

C. chùm sáng phân kì có màu cầu vồng, tia tím lệch nhiều nhất, tia đỏ lệch ít nhất.

D. chùm sáng phân kì có màu cầu vồng, tia tím lệch ít nhất, tia đỏ lệch nhiều nhất.

Chọn B.

Do tính chất đối xứng của tia tới và tia phản xạ ở gương phẳng ta có góc tới và góc ló của các tia đơn sắc bằng nhau và đều bằng 30o nên chùm tia ló là chùm song song, hợp với phương tới một góc 60o.

Mặt khác chùm tia khúc xạ của ánh sáng trắng truyền từ không khí vào nước có màu cầu vồng nên chùm tia ló có màu cầu vồng.

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Bài 21: Chiếu một chùm ánh sáng trắng song song, hẹp tới mặt nước của một bể nước với góc tới i = 30o. Biết chiết suất của nước với màu đỏ là λđ = 1,329; với màu tím là λt = 1,343. Bể nước sâu 2m. Bề rộng tối thiểu của chùm tia tới để vệt sáng ở đáy bể có một vạch sáng màu trắng là

A. 0,426 cm.        B. 1,816 cm.

C. 2,632 cm.        D. 0,866 cm.

Gọi h là chiều sâu của nước trong bể a = TĐ là bề rộng của vùng quang phổ trên đáy bể: TĐ = a = h (tanrđ – tanrt)

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

a = h (tanrđ – tanrt) = 2(0,406 – 0,401) = 0,01m = 1cm

Để có vệt sáng trắng trên đáy bể thì tại vị trí vệt đỏ trên đáy phải trùng vệt tím (T’ trùng Đ) . Vùng sáng tối thiểu trên mặt nước là a = TĐ = 1cm.

→ Bề rộng tối thiểu của chùm tia tới:

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại khoahoc.vietjack.com

KHÓA HỌC GIÚP TEEN 2002 ĐẠT 9-10 THI THPT QUỐC GIA

Tổng hợp các video dạy học từ các giáo viên giỏi nhất - CHỈ TỪ 399K tại khoahoc.vietjack.com


tan-sac-anh-sang.jsp


Các loạt bài lớp 12 khác
Khóa học 12