Giáo án bồi dưỡng HSG vật lý 7

CHƯƠNG I: QUANG HỌCCHỦ ĐỀ 1 NHẬN BIẾT ÁNH SÁNG – SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNGỨNG DỤNG ĐỊNH LUẬT TRUYỀN THẲNG CỦA ÁNH SÁNGI. Một số kiến thức cơ bản 1. Nhận biết ánh sáng – Nguồn sáng – Vật sáng Ta nhận biết được ánh sáng khi có ánh sáng truyền vào mắt ta. Ta nhìn thấy một vật khi có ánh sáng truyền từ vật đó vào mắt ta. Nguồn sáng là vật tự nó phát ra ánh sáng. Vật sáng gồm nguồn sáng và những vật hắt lại ánh sáng chiếu vào nó. 2. Sự truyền ánh sáng Định luật truyền thẳng của ánh sáng: Trong môi trường trong suốt và đồng tính, ánh sáng truyền đi theo đường thẳng.

GIÁO ÁN BỒI DƯỠNG HSG LÝ 7

CHƯƠNG I: QUANG HỌC

CHỦ ĐỀ 1

NHẬN BIẾT ÁNH SÁNG – SỰ TRUYỀN ÁNH SÁNG ỨNG DỤNG ĐỊNH LUẬT TRUYỀN THẲNG CỦA ÁNH SÁNG

I Một số kiến thức cơ bản

1 Nhận biết ánh sáng – Nguồn sáng – Vật sáng

- Ta nhận biết được ánh sáng khi có ánh sáng truyền vào mắt ta

- Ta nhìn thấy một vật khi có ánh sáng truyền từ vật đó vào mắt ta

- Nguồn sáng là vật tự nó phát ra ánh sáng Vật sáng gồm nguồn sáng và nhữngvật hắt lại ánh sáng chiếu vào nó

2 Sự truyền ánh sáng

- Định luật truyền thẳng của ánh sáng: Trong môi trường trong suốt và đồng tính,

ánh sáng truyền đi theo đường thẳng

- Đường truyền của tia sáng được biểu diễn bằng một đường thẳng có hướng

3 Ứng dụng định luật truyền thẳng của ánh sáng

a) Bóng tối nằm ở phía sau vật cản không nhận được ánh sáng từ nguồn sángtruyền tới

b) Bóng nửa tối nằm ở phía sau vật cản, nhận được ánh sáng từ một phần củanguồn sáng truyền tới

c) Nhật thực toàn phần (hay một phần) quan sát được ở chỗ có bóng tối (hay bóngnửa tối) của mặt trăng trên mặt đất

d) Nguyệt thực xảy ra khi mặt trăng bị trái đất che khuất không được mặt trờichiếu sáng

II Bài tập

1 Ví dụ

Bài tập 1:

Trong những trường hợp sau đây, trường hợp nào mắt ta nhận biết được có ánh sáng?

a) Ban ngày, mở mắt nhưng không thấy mặt trời

b) Ban đêm, trong phòng kín, mở mắt và không bật đèn

c) Ban đêm, trong phòng có ngọn nến đang cháy, mắt mở

d) Ban ngày, trời nắng không mở mắt

Hướng dẫn

a) Các trường hợp mắt nhận biết được ánh sáng:

+ Ban ngày, mở mắt nhưng không thấy mặt trời.Chú ý rằng không nhìn thấy mặt trờikhông có nghĩa là không có ánh sáng

+ Ban đêm, trong phòng có ngọn nến đang cháy, mắt mở

b) Các trường hợp mắt không nhận biết được ánh sáng

+ Ban đêm, trong phòng kín, mở mắt và không bật đèn

+ Ban ngày, trời nắng không mở mắt

Bài tập 2:

Trong những vật sau đây, những vật nào được xem là nguồn sáng và những vật nào

là vật được chiếu sáng: Mặt trời, mặt trăng, bóng đèn điện đang sáng, bóng đèn điện đangtắt, ngọn lửa, quyển sách, bông hoa, con đom đóm

Từ nhiều thế kỉ trước, có người quan niệm rằng: Sở dĩ mắt nhìn thấy mọi vật vì mắt

có thể phát ra một loại tia đặc biệt là “tia nhìn”, khi tia này đi đến đâu, gặp vật nào thì ta

có thể nhìn thấy vật đó Tất nhiên ngày nay, người ta đã xác nhận quan niệm như vậy làsai lầm

Em hãy lấy một ví dụ minh hoạ để khẳng định sự sai lầm đó

Hướng dẫn

Sở dĩ ta nhìn thấy một vật là do ánh sáng từ vật đó chiếu vào mắt Theo quan niệm về

“tia nhìn” thì lẽ ra trong đêm tối, không có ánh sáng ta vẫn có thể nhìn thấy các vật,vì lúc

đó vẫn tồn tại tia nhìn Tuy nhiên thực tế không cho thấy điều đó Khi bật điện ta mới cóthể nhìn thấy mọi vật, như vậy khái niệm về “tia nhìn” là một khái niệm sai lầm

Bài tập 4: Khi mua thước thẳng bằng gỗ, người ta thường đưa thước lên ngang tầm mắt

để ngắm Làm như vậy có tác dụng gì? Nguyên tắc của cách làm này đã dựa trên kiếnthức vật lí nào mà em đã học?

Hướng dẫn

Việc nâng thước lên để ngắm mục đích là để kiểm tra xem thước có thẳng haykhông Nguyên tắc của cách làm này dựa trên định luật truyền thẳng của ánh sáng

Bài tập 5: Vì sao ta không thể nhìn được các vật ở phía sau lưng nếu ta không quay mặt

lại? Hãy giải thích

Hướng dẫn

Ta chỉ có thể nhìn thấy một vật nếu có ánh sáng từ vật đó truyền vào mắt ta Nhữngvật ở phía sau lưng có thể là những vật tự phát sáng và cũng có thể là những vật nhậnđược ánh sáng từ các nguồn khác, nhưng ánh sáng này truyền trong không khí theođường thẳng nên không thể truyền tới mắt ta được do đó ta không thể nhìn thấy khi quaymặt lại, ánh sáng có thể truyền trực tiếp tới mắt ta làm cho mắt nhìn được vật

Bài tập 6: Ban đêm, trong phòng chỉ có một ngọn đèn Giơ bàn tay chắn giữa ngọn đèn

và bức tường, quan sát thấy trên bức tường xuất hiện một vùng tối hình bàn tay, xungquanh có viền mờ hơn Hãy giải thích hiện tượng đó?

Hướng dẫn

Bàn tay chắn giữa ngọn dền và bức tường đóng vai trò là vật chắn sáng, trên tường(đóng vai trò là màn) sẽ xuất hiện bóng tối và bóng nửa tối Hình dạng của bóng tối vàbóng nửa tối giống bàn tay là do các tia sáng truyền theo đường thẳng

Trong hiện tượng nguyệt thực: trái đất nằm trong khoảng giữa mặt trăng và mặttrời.

Bài tập 8:

Tại sao trong các lớp học, người ta lắp nhiều bóng đèn ở các vị trí khác nhau màkhông dùng một bóng đèn lớn (độ sáng của một bóng đèn lớn có thể bằng độ sáng củanhiều bóng đèn nhỏ hợp lại)? Hãy giải thích

Hướng dẫn

Việc lắp đặt bóng đèn thắp sáng trong các lớp học phải thoả mãn các yêu cầu: Phải

đủ độ sáng cần thiết, học sinh ngồi ở dưới không bị chói khi nhìn lên bảng đen, tránh cácbóng tối và bóng nửa tối trên trang giấy mà tay học sinh khi viết có thể tạo ra

Trong ba yêu cầu trên, nếu dùng một bóng đèn lớn chỉ có thể thoả mãn yêu cầu thứnhất mà không thoả mãn được hai yêu cầu còn lại, do vậy phải dùng nhiều bóng đèn lắp ởnhững vị trí thích hợp để thoả mãn được cả ba yêu cầu trên

Trong đêm tối, nếu ta bật một que diêm cháy sáng thì lập tức ta có thể nhìn thấy cácvật gần đó Vậy có phải ánh sáng đã truyền đi một cách tức thời không? Hãy tìm hiểu vàgiải thích?

Bài tập 6:

Khi ngồi trước bếp lửa, qua phần không khí bên trên ngọn lửa ta nhìn thấy nhữngvật ở phía sau, chúng có vẻ “lung linh” không được rõ nét Giải thích vì sao lại như vậy?

Bài tập 7: Vào mùa hè, khi đi ôtô trên mặt đường nhựa, nhìn phía xa trên mặt đường ta

có cảm giác như mặt đường có nước Em hãy giải thích hiện tượng trên?

Bài tập 8: Một học sinh cho rằng, khi xảy ra hiện tượng nhật thực, thì tất cả mọi người

đứng trên trái đất đều có thể quan sát được Theo em nói như thế có đúng không, tại sao?

HƯỚNG DẪN BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài tập 1:

HD:Vật màu đen là vật không tự phát ra ánh sáng được và nó cũng không hắt lại ánhsáng chiếu vào nó (ánh sáng khi chiếu vào nó bị nó hấp thụ) Sở dĩ ta nhận ra được vậtmàu đen vì nó được đặt bên cạnh những vật sáng khác

Bài tập 2:

HD: Không phải tất cả các vì sao trên bầu trời mà ta nhìn thấy vào ban đêm đều lànguồn sáng.Thực ra, trong muôn vàn vì sao đó chỉ có một số vì sao là tự phát sáng (giốngnhư mặt trời), những vì sao này được xem là nguồn sáng Số còn lại không tự phát sángđược, ta nhìn thấy chúng là do chúng nhận được ánh sáng từ một nguồn sáng khác (nhưmặt trời chẳng hạn)và hắt một phần ánh sáng vào mắt ta, chúng là những vật được chiếusáng Ta thường nói sao sáng trên trời chỉ là một cách nói quen thuộc thực ra, trong khoahọc “sao” dùng để chỉ những thiên thể tự phát sáng, những thiên thể không tự phát sángđược gọi là các hành tinh

Bài tập 3:

HD: Khi truyền qua các vật trong suốt, một phần ánh sáng bị hấp thụ, nếu chiều dàycủa vật trong suốt quá lớn, ánh sáng phát ra từ vật có thể bị hấp thụ hết, không truyền tớimắt ta được và mắt không thể nhìn thấy các vật đặt phía sau

Bài tập 4:

HD: Trong không khí có rất nhiều bụi Ánh sáng mặt trời chiếu xuống làm sáng cáchạt bụi và hắt vào mắt ta làm ta thấy rõ những chùm tia sáng chiếu qua lỗ tôn xuống nềnnhà

Bài tập 5:

HD: Ánh sáng truyền đi với một vận tốc nhất định nhưng rất lớn người ta chứng minhđược rằng trong chân không hay gần đúng trong không khí, vận tốc của ánh sáng là 300

000 km/s với vận tốc rất lớn này, trong một không gian hẹp (tức đường đi của ánh sáng

là ngắn) thì thời gian truyền ánh sáng là vô cùng nhỏ, chính vì vậy mà ta có cảm giác ánhsáng truyền đi tức thời

Bài tập 6:

HD: phần không khí phía trên ngọn lửa, tuy là môi trường trong suốt nhưng lại khôngđồng đều Sự không đồng đều này có được vì nhiều lí do chẳng hạn phần không khí phíatrên sát ngọn lửa bị ngọn lửa “nung nóng” nhiều hơn so với phần không khí ở trên nó Vì

lí do này mà ánh sáng truyền từ vật phía sau đến mắt ta không còn theo đường thẳng nữa

mà là những đường cong, những “tia sáng cong” này cũng không cố định mà luôn thayđổi, kết quả là vật phía sau mà mắt nhìn thấy có vẻ “lung linh”

Bài tập 7:

HD: Do trời nắng nóng lên lớp không khí càng gần với mặt đường càng nóng, càng lêncao độ nóng càng giảm, môi trường như vậy là không đồng đều, ánh sáng từ các đámmây, khi chiếu xuống mặt đường đều bị “bẻ cong” khi ánh sáng này tới mắt gây cho tahiện tượng ảo ảnh và cảm giác như có nước trên mặt đường ở phía xa

Bài tập 8: HD: Nói như vậy là không đúng Trong khi xảy ra hiện tượng nhật thực,chỉ có

những người đứng trong vùng bóng tối của mặt trăng trên trái đất và những người đứngtrong vùng lân cận (vùng bóng nửa tối) mới có thể quan sát được hiện tượng nhữngngười không đứng trong vùng này thì không thể quan sát được hiện tượng nhật thực

CHỦ ĐỀ 2

ĐỊNH LUẬT PHẢN XẠ ÁNH SÁNG ẢNH CỦA MỘT VẬT TẠO BỞI GƯƠNG PHẲNG I Một số kiến thức cơ bản 1 Gương phẳng - Gương phẳng là một phần của mặt phẳng, nhẵn bóng có thể soi ảnh của các vật - Hình ảnh cuả một vật soi được trong gương gọi là ảnh của vật tạo bởi gương 2 Sự phản xạ ánh sáng trên gương phẳng - Khi tia sáng truyền tới gương bị hắt lại theo một hướng xác định Hiện tượng đó gọi là hiện tượng phản xạ ánh sáng - Tia sáng truyền tới gương gọi là tia tới - Tia sáng bị gương hắt lại gọi là tia phản xạ 3 Định luật phản xạ ánh sáng. - Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và đường pháp tuyến với gương tại điểm tới

- Góc phản xạ bằng góc tới (i’ = i)

S N R

I Hình 2.1 4 Ảnh của mộtvật qua gương phẳng

- Ảnh ảo tạo bởi gương phẳng không hứng được trên màn chắn và lớn bằng vật - Khoảng cách từ một điểm của vật đến gương phẳng bằng khoảng cách từ ảnh của điểm đó đến gương - Các tia sáng từ điểm sáng S tới gương phẳng cho tia phản xạ có đường kéo dài đi qua ảnh ảo S’ II Bài tập 1 Ví dụ

Bài tập 1: S R Trên hình vẽ 2.2, SI là tia tới, IR là tia phản xạ i i’

N

Biết rằng hai tia SI và IR vuông góc với nhau

Hãy cho biết góc giữa tia tới và pháp tuyến tại điểm

tới là bao nhiêu? Hình 2.2

Hướng dẫn

Gọi i là góc tới, i’ là góc phản xạ Vì tia tới và tia phản xạ vuông góc với nhau tức là

i + i’ = 900 nên góc tới bằng góc phản xạ và bằng 450

phản xạ bằng góc tới nên tia phản M M’

xạ đối xứng với tia tới qua pháp tuyến ở điểm tới

Cách vẽ như sau: Chọn một

điểm M nằm trên tia tới, xác định a) I b) I

điểm M’ đối xứng với M qua pháp Hình 2.4

tuyến IN rồi vẽ tia IM’ chính là tia phản xạ

Bài tập 3: Một tia sáng chiếu theo phương nằm ngang Một HS muốn “bẻ” tia sáng này

chiếu thẳng đứng xuống dưới Hãy tìm một phương án đơn giản để thực hiện việc đó

Hướng dẫn

Có thể thực hiện một cách dễ dàng nhờ gương phẳng

Đặt gương phẳng hợp vớí phương nằm ngang một góc 450

Khi đó tia sáng nằm ngang đóng vai trò là tia tới với góc tới 450,

Tia này phản xạ trên gương phẳng cho tia phản xạ với góc phản

xạ cũng bằng 450 ( Hình 2.5) khi đó tia tới và tia phản xạ vuông

góc với nhau, tia phản xạ sẽ hướng thẳng đứng xuống dưới

I

Điểm S’ nằm trên đường kéo dài của tia phản xạ IR

Thật vậy, SI đối xứng với IR qua pháp tuyến IN và S đối xứng với S’ qua gương nênS’ nằm trên đường kéo dài của tia phản xạ IR

là quá trình tạo ảnh qua gương phẳng

Bài tập 6:

Trên hình vẽ 2.7 là một gương phẳng và hai điểm M,N

Hãy tìm cách vẽ tia tới và tia phản xạ của nó sao cho tia ló

Đi qua điểm M còn tia phản xạ đi qua điểm N

Hướng dẫn

Vì các tia sáng tới gương đều cho tia phản xạ có đường kéo

dài đi qua ảnh của nó nên ta có cách vẽ như sau:

a) Lấy điểm M’ đối xứng với M qua gương phẳng

b) Nối M’ với N cắt gương tại I, khi đó I là điểm tới

Tia MI chính là tia tới và tia IN là tia phản xạ cần vẽ

Một học sinh khẳng định rằng, đặc điểm của chùm tia phản xạ qua gương phẳng phụthuộc vào chùm tia tới: Nếu chùm tia chiếu tới gương phẳng là chùm tia hội tụ hoặc phân

kì thì chùm tia phản xạ cũng là chùm tia hội tụ hoặc phân kì Theo em điều khẳng địnhtrên có đúng không? Nếu đúng hãy dùng hình vẽ để minh hoạ

Bài tập 2:

Trong một số phòng học có đèn chiếu sáng Khi bật đèn học sinh ngồi dưới thường

bị chói khi nhìn vào một số vị trí nhất định trên bảng Vì sao lại như vậy? hãy suy nghĩmột phương án để có thể khắc phục hiện tượng này

Bài tập 3:

Tại sao khi chiếu một chùm sáng hẹp lên một tờ giấy thì hầu như không thấy cóchùm tia phản xạ và ta lại có thể quan sát thấy rất rõ vệt sáng trên mặt giấy Hãy giảithích vì sao lại như vậy?

Bài tập 4: Trong các tiệm cắt tóc người ta thường bố trí hai cái gương: Một cái treo

trước mặt người cắt tóc và một các treo hơi cao ở phía sau lưng ghế ngồi Hai gương này

có tác dụng gì? Hãy giải thích

Bài tập 5:

Một người muốn mua một cái gương để có thể soi được toàn bộ cơ thể mình Theo

em chỉ cần mua một cái gương cao khoảng bao nhiêu? Đặt như thế nào?

HƯỚNG DẪN BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài tập 1:

HD: Khẳng định như trên là đúng, xem hình vẽ 2.9

Hình a) Chùm tia tới là chùm hội tụ cho chùm tia phản xạ cũng là chùm tia hội tụ

Hình b) Chùm tia tới là chùm phân kì cho chùm tia phản xạ cũng là chùm tia phân kì

a) b)

Hình: 2.9

Bài tập 2:

HD: Ánh sáng từ những ngọn đèn chiếu lên mặt bảng tạo ra các chùm ánh sáng phản

xạ từ bảng trở lại Nếu ánh sáng phản xạ tại một số vị trí trên bảng chiếu vào mắt họcsinh thì học sinh sẽ có cảm giác bị chói khi nhìn những dòng chữ ở những vị trí đó

Cách khắc phục: Treo những bóng đèn ở gần bảng hơn hoặc dùng máng chụp bóng đèn

để tránh các tia phản xạ đi trực tiếp vào mắt học sinh

Bài tập 3:

HD: Khi chùm sáng hẹp chiếu lên một tờ giấy trắng, do hiện tượng tán xạ mà ánh sáng

bị hắt lại theo mọi hướng, do đó hầu như không có chùm tia phản xạ và mắt sẽ nhìn rõvệt sáng trên giấy

Bài tập 4:

HD: Gương phía trước dùng để người cắt tóc có thể nhìn thấy mặt và phần tóc phíatrước của mình trong gương Gương treo phía sau có tác dụng tạo ảnh của mái tóc phíasau gáy, ảnh này được gương phía trước phản chiếu trở lạivà người cắt tóc có thể quansát được đồng thời ảnh của mái tóc phía trước lẫn phía sau khi nhìn vào gương trước mặtmình

Bài tập 5:

HD: Trên hình vẽ 2.10 là sơ đồ tạo ảnh của người Đ K Đ’qua gương Qui ước: Đ là đầu, M là mắt và C là chân M M’của học sinh Các ảnh tương ứng trong gương là Đ’, H

M’ và C’ Quan sát hình vẽ ta thấy chỉ cần mua một

cái gương có chiều cao bằng đoạn KH ta có thể quan C I C’sát được toàn bộ ảnh của mình trong gương

Gương phải treo thẳng đứng cách mặt đất một đoạn Hình: 2.10

bằng HI

CHỦ ĐỀ 3

GƯƠNG CẦU LỒI – GƯƠNG CẦU LÕM

I Một số kiến thức cơ bản.

1 Gương cầu lồi:

- Gương có mặt phản xạ là mặt ngoài của một phần mặt cầu gọi là gương cầu lồi

- Ảnh của một vật tạo bởi gương cầu lồi là ảnh ảo, không hứng được trên màn chắn,luôn nhỏ hơn vật

-Vùng nhìn thấy của gương cầu lồi rộng hơn vùng nhìn thấy của gương phẳng cócùng kích thước

2 Gương cầu lõm:

- Gương có mặt phản xạ là mặt trong của một phần mặt cầu gọi là gương cầu lõm

- Ảnh của vật tạo bởi gương cầu lõm là ảnh ảo, không hứng được trên màn chắn, luônlớn hơn vật

- Gương cầu lõm có tác dụng biến đổi một chùm tia tới song song thành một chùm tiaphản xạ hội tụ vào một điểm và ngược lại, biến đổi một chùm tia tới phân kì thích hợpthành một chùm tia phản xạ song song

* Mở rộng :

+ Đối với gương cầu nói chung, người ta đưa ra những qui ước sau:

- Đường thẳng nối tâm C của gương với đỉnh O của gương gọi là trục chính

- Đường nối từ tâm C tới điểm tới gọi là pháp tuyến

- Điểm F (trung điểm của đoạn OC) gọi là tiêu điểm của gương

+ Dựa vào kết quả thực nghiệm người ta rút ra được những kết luận sau về tia tới và tia

Một tia sáng khi đến gặp gương cầu sẽ bị phản xạ trở lại và tuân theo định luật phản

xạ ánh sáng Trên hình 3.1 qui ước: O là tâm của mặt cầu (gọi là tâm của gương), SI1 và

SI2 là các tia tới, Hãy trình bày cách vẽ và vẽ các tia phản xạ?

Cách vẽ : Từ tâm O kẻ đường thẳng OI1 và nối dài ta được pháp tuyến I1N (tại điểm tới

I1) Góc i1 hợp bởi SI1 và pháp tuyến I1N gọi là góc tới Tia phản xạ I1R1 hợp với pháptuyến I1N một góc i’1 bằng góc i Vì tia SI2 vuông góc với mặt gương nên tia phản xạ I2R2

bật ngược trở lại Tia phản xạ I1R1 và I2R2 được biểu diễn trên

R1

S0

I1

N

R2I2

Hình 3.2

Bài tập 2:

Vận dụng kiến thức về định luật phản xạ ánh sáng, tìm hiểu đặc điểm của các tiaphản xạ khi các tia sáng sau đây đến gặp gương cầu lồi và vẽ các tia phản xạ đó:

- Tia tới (1) có đường kéo dài đi qua tâm C của gương

- Tia tới (2) đến đỉnh O của gương

- Tia tới (3) song song với trục chính của gương

Hướng dẫn

(3)

(2) (1)

0 F

C

Hình 3.3

Gọi F là trung điểm của đoạn OC

- Tia tới (1) có đường kéo dài đi qua tâm C của gương cho tia phản xạ bật ngượctrở lại, khi đó tia phản xạ trùng với tia tới

- Tia tới (2) đến đỉnh O của gương cho tia phản xạ đối xứng với tia tới qua trụcchính của gương (tức góc phản xạ và góc tới bằng nhau)

- Tia tới (3) song song với trục chính của gương cho tia phản xạ có đường kéo dài

đi qua tiêu điểm F Trên hình 3.3 là đường đi của các tia sáng

Bài tập 3:

Trên hình 3.4 là một gương cầu lõm, C là tâm của phần mặt cầu, SI là một tia sángtới gương Hãy dùng định luật phản xạ của ánh sáng trình bày cách vẽ và vẽtiếp tia phản xạ

R

IC

Hướng dẫn

Gương cầu lõm có tác dụng biến một chùm tia song song thành một chùm tia hội

tụ nhưng nó không thể biến chùm tia hội tụ thành chùm tia song song được Để tạo chùmtia song song thì chùm tia tới phải là chùm tia phân kì thích hợp như hình vẽ

I2

I1 F C

Bài tập 2:

Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sự tạo ảnh của một vật qua gương cầu lồi?

A Ảnh luôn là ảo

B Ảnh luôn là thật

C Ảnh có thể là thật hay ảo, phụ thuộc vào vị trí đặt vật trước gương

D Có thể thu được ảnh này bằng cách đặt một màn ảnh ở một vị trí thích hợp trướcgương

Bài tập 3:

Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về mối quan hệ giữa tia sáng tới và tia phản

xạ của nó qua gương cầu lõm?

A Tia tới và tia phản xạ luôn tuân theo định luật phản xạ ánh sáng

B Tia tới và tia phản xạ luôn song song nhau

C Tia tới và tia phản xạ luôn vuông góc nhau

D Tia tới và tia phản xạ luôn hợp với nhau một góc nhọn

B Vì ảnh của các vật qua gương lớn hơn vật

C Vì ảnh của các vật qua gương không đối xứng với vật qua gương

D Vì Gương cầu lõm không đẹp bằng gương cầu lồi

b) Bài tập tự luận

Bài tập1:

Ở những chỗ đường gấp khúc có vật cản che khuất (như những đoạn đường ngoằnnghèo trên đèo chẳng hạn) người ta thường đặt những gương cầu lồi lớn Hỏi gương này

có tác dụng gì cho người lái xe?

Hãy vẽ ảnh của điểm sáng S trên hình 3.8a và 3.8b

của vật AB cho trên hình vẽ Có nhận xét gì về kích thước của ảnh và vật trong trườnghợp này?

Bài tập 2:

HD: Từ S ta vẽ hai tia SI song song với trục chính và SO đến đỉnh gương

- Tia SI cho tia phản xạ IR có đường kéo dài đi qua tiêu điểm F

- Tia SO cho tia phản xạ OK đối xứng với nó qua trục chính

Hai tia IR và Ok có đường kéo dài cắt nhau tại S’ Khi đó S’ là ảnh của S qua gương nhưhình vẽ 3.10 ảnh S’ là ảnh ảo

S'

S 0

K

R I

Hình: 3.10

Bài tập 3: HD: Ảnh S’ được biểu diễn như hình vẽ:

I S

0 F

C

a) b)

Hình: 3.11

Bài tập 4: HD: Ảnh A’B’ của AB được biểu diễn như hình vẽ 3.12:

Trên hình vẽ ta thấy ảnh A’B’ nhỏ hơn vật AB đây là ảnh thật (hứng được trên màn)

B'A'

CHƯƠNG II: ÂM HỌC

CHỦ ĐỀ 4

NGUỒN ÂM - ĐỘ CAO - ĐỘ TO CỦA ÂM

I Một số kiến thức cơ bản

1 Nguồn âm:

- Những vật phát ra âm gọi là nguồn âm.

- Vật dao động phát ra âm thanh

2 Độ cao của âm

- Số dao động trong một dây gọi là tần số Đơn vị tần số là Hec (Hz)

- Âm phát ra càng cao (càng bổng) khi vật dao động càng nhanh tức là tần số daođộng càng lớn

- Âm phát ra càng thấp (càng trầm) khi vật dao động càng chậm tức là tần số daođộng càng nhỏ

- Thông thường tai người nghe được những âm có tần số trong khoảng từ 20Hz đến

20 000Hz

3 Độ to của âm

- Biên độ dao động càng lớn âm càng to

- Độ to của âm được đo bằng đơn vị đêxiben (dB)

- Trong một giới hạn nhất định, khi độ to của âm càng lớn thì ta nghe âm càng rõ,tuy nhiên khi độ to của âm vào khoảng 70dB và thời gian kéo dài thì âm thanh ta ngheđược không còn êm ái, dễ chịu nữa Người ta gọi độ to của âm ở mức 70dB là giớihạn về ô nhiễm tiếng ồn

- Khi độ to của âm lên đến 130dB trở lên, âm thanh làm cho tai nhức nhối, khó chịu

và thậm chí có thể làm điếc tai người ta gọi độ to của âm ở mức 130dB là ngưỡngđau có thể làm điếc tai

II Bài tập.

1 Ví dụ:

Bài tập 1: Khi đánh trống, người ta thường gõ dùi trống vào mặt trống một cách dứt

khoát sao cho thời gian dùi trống chạm vào mặt trống là rất ngắn Dựa vào kiến thức vật

lí đã học, hãy giải thích tại sao?

Hướng dẫn

Thời gian dùi trống chạm vào mặt trống là rất ngắn, mặt trống có thể dao độngngay và tạo ra âm thanh Nếu khi đánh trống mà để dùi trống tiếp xúc lâu với mặt trốngthì mặt trống không dao động được, khi đó ta chỉ nghe thấy một tiếng “bụp” khi dùi trốngchạm mặt trống chứ không thể nghe được âm vang của tiếng trống.

- Khi màng nhĩ rung động yếu, ta nghe thấy âm nhỏ

- Khi màng nhĩ rung động mạnh, ta nghe thấy âm to

Bài tập 5:

Dân gian có câu: “thùng rỗng kêu to” Điều này có đúng về mặt kiến thức vật líkhông? Hãy cho biết ý kiến của em

Hướng dẫn

Câu nói “thùng rỗng kêu to” thường dùng để châm biếm những người làm việc thìchẳng ra gì, nhưng nói khoe khoang thành tích thì giỏi.

Tuy nhiên, câu nói trên về mặt vật lí lại rất đúng: Khi gõ vào chiếc thùng rỗng bêntrong, phần thùng bị gõ có khả năng dao động mạnh tạo ra âm thanh lớn

2 Bài tập áp dụng

a) Bài tập trắc nghiệm

Bài tập 1:

Khi nghe đài, âm thanh phát ra từ đâu?

A Từ cái núm chỉnh âm thanh

B Từ phát thanh viên đọc ở đài phát thanh

C Từ màng loa đang dao động

D Từ vỏ kim loại của chiếc đài

Bài tập 2:

Trong 20 giây, một lá thép thực hiện được 5 000 dao động Hỏi tần số dao động của

lá thép có thể nhận giá trị nào trong các giá trị sau:

A Tai con người có thể nghe được các âm có tần số từ 20Hz đến 20 000Hz

B Những âm có tần số dưới 20Hz gọi là hạ âm

C Những âm có tần số trên 20 000Hz gọi là siêu âm

D Tai con người có thể nghe bất kì loại âm nào, không phụ thuộc vào tần số của âm

Âm thanh phát ra từ một cái trống khi ta gõ vào nó (sẽ to hay nhỏ), phụ thuộc vào yếu

tố nào trong các yếu tố sau:

A Kích thước của mặt trống

B Độ căng của mặt trống

C Biên độ dao động của mặt trống.

D Kích thước của dùi trống

Bài tập 5:

Một học sinh cho rằng khi gảy đàn ghi ta, dây đàn rung và phát ra âm thanh Âmthanh do dây đàn phát ra sẽ trầm hơn nếu người ta làm cho dây đàn càng căng

Theo em ý kiến như vậy có đúng không? Tại sao?

Bài tập 6: Vì sao trên chiếc đàn ghi ta và một số loại đàn khác, khi bấm ở những vị trí

khác nhau ta có thể nghe được những âm trầm hoặc bổng khác nhau?

Bài tập 3:

HD: Khi thổi còi, nhờ có luồng khí xoáy bên trong còi mà viên bi bên trong chuyểnđộng, sự dao động luồng khí bên trong càng mạnh, kết hợp với sự thay đổi áp suất bêntrong của nó, chính nguyên nhân này đã tạo ra âm thanh lanh lảnh rất to.

Bài tập 5: HD: Ý kiến như vậy là không đúng.

Người ta chứng minh được rằng, tần số âm thanh do dây đàn phát ra tỉ lệ với sức căngcủa dây: Dây càng căng thì tần số càng lớn do đó âm do nó phát ra cũng càng cao (tức âmcàng bổng)

Bài tập 6: HD : Người ta chứng minh được rằng, tần số âm thanh do dây đàn phát ra tỉ lệ

nghịch với chiều dài của dây: Chiều dài của dây càng ngắn thì âm phát ra có tần số càngcao tức là âm càng bổng

CHỦ ĐỀ 5

MÔI TRƯỜNG TRUYỀN ÂM - PHẢN XẠ ÂM

CHỐNG Ô NHIỄM TIẾNG ỒN

I Một số kiến thức cơ bản

1 Môi trường truyền âm.

- Chất rắn, lỏng, khí là những môi trường có thể truyền được âm

- Chân không không thể truyền được âm

- Nói chungvận tốc truyền âm trong chất rắn lớn hơn trong chất lỏng, trong chất lỏnglớn hơn trong chất khí

- Khi truyền trong các môi trường âm bị hấp thụ dần, nên càng xa nguồn phát âm thì

âm càng nhỏ rồi tắt hẳn

- Vận tốc truyền âm trong các môi trường khác nhau là khác nhau

2 Phản xạ âm - tiếng vang

- Âm gặp mặt chắn đều bị phản xạ nhiều hay ít Tiếng vang là âm phản xạ nghe đượccách âm trực tiếp ít nhất là 1/15 giây

- Các vật mềm có bề mặt gồ ghề phản xạ âm kém (hấp thụ âm tốt) Các vật cứng có

bề mặt nhẵn, phản xạ âm tốt (hấp thụ âm kém)

3 Chống ô nhiễm tiếng ồn.

- Ô nhiễm tiếng ồn xảy ra khi tiếng ồn to, kéo dài, gây ảnh hưởng sấu đến sức khoẻ

và hoạt động bình thường của con người

- Để chống ô nhiễm tiếng ồn cần làm giảm độ to của tiếng ồn phát ra, ngăn chặnđường truyền âm, làm cho âm truyền theo hướng khác

- Những vật liệu được dùng để làm giảm tiếng ồn truyền đến tai gọi là những vật liệucách âm

II Bài tập

1 Ví dụ.

Bài tập 1: Hãy tưởng tượng, nếu các nhà du hành vũ trụ làm việc trên mặt trăng, khi đó

họ nói chuyện được với nhau có bình thường như khi nói chuyện trên mặt đất không? Tạisao?

Hướng dẫn:

Ở trên mặt trăng không có khí quyển, nghĩa là không có môi trường truyền âm, do

đó các nhà du hành vũ trụ không thể nói chuyện được với nhau như khi họ đứng trên bềmặt trái đất

Bài tập2:

Một người gõ mạnh búa xuống đường ray xe lửa tại điểm M làm âm truyền đếnđiểm N cách M 1 590m Hỏi thời gian truyền âm từ M đến N là bao lâu nếu:

a) Âm truyền qua đường ray

b) Âm truyền trong không khí

Cho vận tốc truyền âm trong đường ray là 5 300m/s, vận tốc truyền âm trongkhông khí là 340m/s

Với cùng một độ to của âm như nhau, trong phòng họp kín ta sẽ nghe âm to hơn.

Vì khi nói trong phòng kín, âm thanh bị phản xạ trên các bức tường xung quanh tạo racác âm vang, các âm vang này đến tai gần như cùng một lúc so với âm phát ra (vì phònghọp thường không quá rộng) làm cho ta có cảm giác như âm phát ra lớn hơn

Khi nói ngoài trời, âm phát ra hầu như không có phản xạ, hơn nữa lại bị nhiều vậthấp thụ làm âm nghe nhỏ hơn

Bài tập 4: Một người đứng cách một vách đá 10m và la to Hỏi người ấy có thể nghe được tiếng

vang của âm không? Tại sao? Cho vận tốc truyền âm trong không khí là 340m/s

gian kể từ lúc âm phát ra đến khi cảm nhận được âm phản xạ là

17

1 34

1 34

Bài tập 5:

Giả sử nhà em ở sát mặt đường, nơi thường xuyên có các loại xe ôtô, xe máy hoạt động

Em hãy nêu một số biện pháp làm giảm tiếng ồn cho nhà mình

Hướng dẫn

Có thể thực hiện một số biện pháp sau:

- Cửa sổ và cửa đi có lắp kính và thường xuyên đóng

- Trồng cây xanh trước nhà để tiếng ồn phản xạ theo nhiều hướng khác nhau

- Làm tường phủ dạ, che cửa sổ, cửa ra vào bằng vải, nhung…

2 Bài tập áp dụng

a) Bài tập trắc nghệm

Bài tập 1:

Khi tìm hiểu về sự truyền âm thanh, người ta đã đưa ra các ý kiến sau:

A Khi truyền âm trong không khí, nếu không khí càng loãng thì sự truyền âm càng kém

B Trong những điều kiện như nhau, chất rắn truyền âm tốt hơn chất lỏng

C Khi đứng trong phòng kính kín, thì khó có thể nghe được âm thanh từ bên ngoài, vìchất rắn (kính) truyền âm rất kém

D Trong những điều kiện như nhau, chất khí truyền âm kém nhất (so với chất lỏng vàchất rắn

Ý kiến nào trên đây là sai?

Bài tập 2:

Âm có thể truyền qua các chất rắn, lỏng hoặc khí nhưng lại không thể truyền qua chânkhông Câu giải thích nào sau đây là đúng?

A Vì chân không không có khối lượng

B Vì chân không là môi trường không có hạt vật chất nào, khi các vật phát âm daođộng, không có hạt vật chất nào dao động theo nên âm không truyền đi được

C Vì chân không là môi trường chứa ít phân tử khí

D Vì không thể đặt nguồn âm trong môi trường chân không

Bài tập 3:

Trong các trường hợp sau đây, những trường hợp nào ta có thể nghe rõ tiếng vang

A Nói to trong những hang động lớn

B Nói to trong phòng học

C Nói to khi đứng trên chiếc tàu ngoài khơi

D Nói to trong phòng tắm đóng kín cửa

Bài tập 4:

Tại một nơi trên mặt biển mà thời gian kể từ lúc con tàu (trên mặt nước) phát ra siêu âmđến khi nhận siêu âm phản xạ là 1 giây Độ sâu của đáy biển nơi đó có thể nhận giá trị nào trongcác giá trị sau:

A 1 500m B 750m C 3 000m D Một giá trị khác

Biết vận tốc truyền siêu âm trong nước biển là 1 500m/s

Bài tập 5:

Khi phải làm việc trong điều kiện có ô nhiễm về tiếng ồn, để bảo vệ sức khoẻ cho công nhân,

có thể thực hiện biện pháp nào sau đây:

A Gắn hệ thống giảm âm vào các ống xả (chi tiết gây ra tiếng ồn)

B Tránh xa nơi có tiếng ồn

C Thay động cơ của máy nổ bằng loại động cơ tốt hơn

D Bịt tai thường xuyên

Bài tập 6:

Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào là đúng

A Siêu âm là âm thanh gây ra ô nhiễm tiếng ồn nhiều nhất vì siêu âm là âm có tần số rấtlớn

B Hạ âm là âm thanh gây ra ô nhiễm tiếng ồn ít nhất vì hạ âm là âm có tần số nhỏ

C Cả siêu âm và hạ âm đều gây ra ô nhiễm tiếng ồn

D Các phát biểu A, B, C đều sai

âm do đoàn tàu phát ra truyền đi bị không khí hấp thụ, âm thanh này yếu dần và không đến đượctai, làm cho học sinh này không thể nghe thấy tiếng của đoàn tàu.

Bài tập 2:

HD: Khi nói chuyện ở đâu thì âm thanh phát ra cũng đều có thể bị phản xạ

-Trong nhà âm thanh phản xạ trên tường và trở lại tai người nghe, lúc đó âm phát ra và âmphản xạ đến gặp nhau làm cho người nghe khó nghe hơn

- Trên bờ ao, hồ, âm phản xạ trên mặt nước hầu như không trở lại tai người nghe nên nghe rõ

đá là 2 , 5

340

850

 (giây), thời gian âm phản xạ về đến chỗ người đứng cũng là 2,5giây Vậy thời

gian kể từ lúc âm phát ra đến khi cảm nhận được âm phản xạ là 5(giây) >

15

1giây nên người ấy

có thể nghe được tiếng vang của âm

Bài tập 4: HD: Tường của các phòng thu thanh được xây hai lớp dày, chính giữa có một lớp xốp.

Các phòng thu thanh cần có không gian yên tĩnh, không có tiếng ồn Hai lớp tường và lớp xốpnày có tác dụng ngăn cản âm thanh từ bên ngoài, không cho chúng truyền vào trong phòng thu.Chú ý tường và xốp là những vật liệu cách âm rất tốt

Bài tập 5:

HD: Để chống ô nhiễm tiếng ồn ta có thể thực hiện những biện pháp sau đây:

- Làm giảm độ to của tiếng ồn phát ra bằng cách điều chỉnh độ to của âm

- Ngăn chặn đường truyền âm bằng cách dùng các vật liệu cách âm Chẳng hạn dùng cửakính, dùng rèm treo tường, cửa sổ và cửa ra vào …

- Hướng âm đi theo đường khác và hấp thụ âm hoặc bằng cách trồng nhiều cây xanh đểphản xạ bớt tiếng ồn…

- Có thể làm nhiễm điện nhiều vật bằng cách cọ sát

- Vật bị nhiễm điện (vật mang điện tích) có khả năng hút các vật khác hoặc phóng tia lửa điệnsang các vật khác

2 Hai loại điện tích.

- Có hai loại điện tích là điện tích dương và điện tích âm Các vật nhiễm điện cùng loại thìđẩy nhau, khác loại thì hút nhau

- Nguyên tử gồm hạt nhân mang điện tích dương và các êlêctrôn mang điện tích âm chuyểnđộng quanh hạt nhân tạo thành lớp vỏ của nguyên tử

- Tổng các điện tích âm của các êlêctrôn có trị số tuyệt đối bằng điện tích dương của hạt nhân,

do đó bình thường nguyên tử trung hoà về điện

- Một vật nhiễm điện âm nếu nhận thêm êlêctrôn, nhiễm điện dương nếu mất bớt êlêctrôn

Hướng dẫn

Hiểu như thế là không đúng Nam châm hút được sắt là một đặc tính hoàn toàn khác với

sự nhiễm điện, đặc tính đó chính là từ trường của nam châm

Bài tập 2:

Vào những ngày thời tiết hanh khô, khi chải đầu bằng lược nhựa, thấy nhiều sợi tóc bịlược kéo thẳng ra Hãy giải thích tại sao?

Hướng dẫn

Khi chải đầu bằng lược nhựa, lược cọ sát nhiều lần vào tóc (khô) làm cho cả lược nhựa

và tóc đều bị nhiễm điện, khi bị nhiễm điện chúng hút lẫn nhau nên nhiều sợi tóc bị lược nhựakéo thẳng ra

Bài tập 3:

Tại sao trên các cánh quạt (quạt điện ở nhà) thường bị bám bụi nhiều hơn so với các vậtdụng khác như bàn ghế, tủ chẳng hạn?

Dùng một đũa thuỷ tinh cọ xát vào một miếng lụa,

Sau đó đưa một đầu đũa lại gần một quả cầu nhẹ được

treo bằng sợi dây tơ, thấy quả cầu bị hút về đũa thuỷ tinh,

dây treo quả cầu bị lệch như hình 6.1

Hãy dự đoán về sự nhiễm điện của quả cầu và giải thích Hình 6.1

A Quả cầu vẫn đứng yên.

B Quả cầu bị đẩy ra xa

C Quả cầu bị hút về phía thanh thuỷ tinh Hình 6.2

D Quả cầu quay tại chỗ làm cho dây treo bị xoắn lại

Bài tập 2:

Lấy một thanh êbônit cọ xát vào một miếng len.Kết quả nào trong những kết quả nào sauđây là đúng?

A Chỉ có thanh êbônit bị nhiễm điện, còn miếng len thì không bị nhiễm điện

B Chỉ có miếng len bị nhiễm điện, còn thanh êbônit thì không bị nhiễm điện

C Cả thanh êbônit và miếng len đều không bị nhiễm điện

D Không có vật nào bị nhiễm điện

Bài tập 3:

Cọ xát thanh thuỷ tinh vào miếng lụa, cọ xát mảnh pôliêtilen vào len, sau đó đưa thanhthuỷ tinh lại gần mảnh pôliêtilen Hiện tượng gì sẽ xảy ra? Chọn phương án trả lời đúng nhấttrong các phương án sau:

A Thanh thuỷ tinh và mảnh pôliêtilen hút nhau

B Thanh thuỷ tinh và mảnh pôliêtilen đẩy nhau

C Thanh thuỷ tinh và mảnh pôliêtilen không hút, cũng không đẩy nhau

D Lúc đầu thanh thuỷ tinh đẩy mảnh pôliêtilen, sau đó thì hút

Bài tập 4:

Hai chiếc thước nhựa cùng bị nhiễm điện âm, khi đưa chúng lại gần nhau thì hiện tượngxảy ra như thế nào? Chọn phương án trả lời đúng

A Hút nhau B Đẩy nhau

C Vừa hút, vừa đẩy D Không hút và không đẩy

Bài tập 5:

Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về cấu tạo nguyên tử?

A Nguyên tử có một hạt nhân ở chính giữa mang điện tích dương

B Xung quanh hạt nhân có các êlêctrôn mang điện tích âm chuyển động tạo thành lớp vỏcủa nguyên tử

C Ở trạng thái bình thường, nguyên tử trung hoà về điện

D.Các phát biểu A, B, C đều đúng

Bài tập 3: Vào những ngày hanh khô, không nên lau cửa kính, màn hình ti vi, màn hình máy vi

tính bằng khăn khô, chỉ nên làm vệ sinh bằng cách dùng chổi bông quét nhé ̣ lên bề mặt kính haymàn hình mà thôi, vì như thế thì ngay hôm sau sẽ lại có bụi bám lên chúng, thậm chí còn nhiềuhơn Lời khuyên này dựa trên cơ sở nào?

Bài tập 4:

Một ống nhôm nhẹ được treo bằng một sợi chỉ tơ, trong tay em chỉ có một thanh êbônit

đã nhiễm điện âm và một đũa thủy tinh đã nhiễm điện dương Trình bày một phương án để xácđịnh xem ống nhôm đã nhiễm điện hay chưa và nhiễm điện gì?

Bài tập 5:

Lấy một vật đã nhiễm điện âm đưa lại gần một quả cầu treo trên một sợi tơ mảnh Hãycho biết trong các trường hợp sau, quả cầu có bị nhiễm điện không? Nếu có thì nhiễm điện loạigì?

a) Quả cầu bị hút lại gần vật nhiễm điện

b) Quả cầu bị đẩy ra xa vật nhiễm điện

HD: Trong các xưởng dệt vải thường có bụi bông bay lơ lửng trong không khí, những bụi bông này có hại cho sức khoẻ của công nhân.

Để bảo vệ cho sức khỏe của công nhân khi làm việc, người ta treo những tấm kim loại nhiễmđiện trên cao, chúng có tác dụng hút các bụi bông lên bề mặt của chúng, làm cho không khíxưởng dệt ít bụi hơn

Bài tập 2:

HD: Khi hơi nước trong luồng không khí bốc lên cao, chúng cọ sát với nhau tạo thành cácđám mây giông điện tích Khi đó, giữa các đám mây giông điện tích với nhau hoặc giữa nhữngđám mây giông và mặt đất xuất hiện tia lửa điện phát ra ánh sáng chói lòa gọi là chớp Do nhiệt

độ cao của tia lửa điện, không khí giãn nở đột ngột, phát ra tiếng nổ

Đưa lần lượt thanh êbônit và đũa thủy tinh lại gần ống nhôm

- Nếu trong cả hai trường hợp ống nhôm đều bị hút thì ống nhôm chưa bị nhiễm điện

- Nếu một trong hai trường hợp trên, ống nhôm bị đẩy thì ống nhôm đã nhiễm điện cùng dấuvới điện tích của vật đã đẩy nó Chẳng hạn, ống nhôm bị đũa thủy tinh đẩy thì ống nhôm đãnhiễm điện dương

Bài tập 5:

HD: a) Khi quả cầu bị hút lại gần vật nhiễm điện, có hai trường hợp đều có thể xảy ra: Hoặc

là quả cầu không bị nhiễm điện , hoặc là quả cầu đã nhiễm điện dương

b) Khi quả cầu bị đẩy ra xa vật nhiễm điện, chắc chắn quả cầu bị nhiễm điện âm, vì lúc đó haivật nhiễm điện cùng dấu đã đẩy nhau