17 KÌ BÀI TẬP ÔN THI OLYMPIC

17 KÌ BÀI TẬP ÔN THI OLYMPIC............................................................................................................................................................................................................................................................................................

ABSTRACT CÁC BÀI TẬP HỖ TRỢ ÔN THI OLYMPIC truongquoctuanps@yahoo.com PHẦN QUANG HỌC & VẬT LÝ HẠT NHÂN 2016 truongquoctuanps@yahoo.com KÌ 1: QUANG H ÌNH I Câu hỏi trắc nghiệm: Câu Một tia sáng chiếu tới hệ tạo hai gương phẳng đặt vuông góc với Tia tới tạo với gương thứ góc 22° Tia sáng phản xạ gương thứ hai tạo với mặt gương góc α bao nhiêu? α 22° S a 22° d 68° c 44° d Cả ba phương án sai Câu Nguyên nhân hiệu ứng nhà kín bầu khí quyển: a Trong suốt ánh sáng nhìn thấy không suốt đới với ánh sáng hồng ngoại b Trong suốt ánh sáng nhìn thấy ánh sáng hồng ngoại c Không suốt ánh sáng nhìn thấy ánh sáng hồng ngoại d Không có phương án II Câu hỏi tự luận: Câu Một ống mao dẫn thủy tinh, chiết suất n=1.732, đường kính D = 3.464mm, đường kính d = 2,00mm chứa thủy ngân Vỏ truongquoctuanps@yahoo.com ống có khắc vạch chia, dài 1mm cách 1mm Ống quan sát từ phía bên đặt đủ xa mắt để tia sáng từ điểm ống tới mắt coi gần tia song song a Hãy xác định giá trị đường kính d' ảnh cột thủy ngân mà mắt nhìn thấy b xác định chất, vị trí, chiều độ lớn ảnh vạch chia khoảng cách chúng Giải: A’ I r R α i A O Mắt M B n Xét mặt phẳng tiết diện ngang P ống, chứa tầm nhìn OM ngang mắt Kí hiệu AB đường kính cột thủy ngân Theo đề bài, ta có tia sáng từ nọi điểm cột thủy ngân tới mắt nằm mặt phẳng P song song với Xét tia sáng AI, ló theo phương IR, góc r Tia IR song song với OM có đường kéo dài vuông góc với AB A' OA' ảnh bán kính OA cột thủy ngân mà mắt nhìn thấy Trong tam giác OAI ta có: OA OI OI   sin i sin  cos(r  i ) (1) với sin r =n sin i (2) truongquoctuanps@yahoo.com Độ phóng đại ảnh là: k d ' OA' OI sin r OI n sin i     n cos(r  i) d OA OA OA Từ (1) ta lại có: OA.cos(r-i)=OI.sin i  sin r  sin i  n sin i  Với: D sin i d (3) D 3.464   1.732  n thay vào (3) ta được: d  2n sin i  (2n  1) sin i   (1  sin i )( 2n sin i  sin i  1)  Vì sin i ≠1nên phương trình có nghiệm: sin i1  1 sin i2   (loại) sin i1  1.732 => i=30° sinr = n.sini=   r  60 2 Vậy: d’= kd = d.n.cos( r- i )=1.5d = 3mm b Kí hiệu r bán kính cột thủy ngân R bán kính ống Theo phương ngang, cột tác dụng gương cầu lồi, tiêu cự f   r Vạch chia đặt trước gương, cách gương khoảng d1  R  r gương cho ảnh ảo cách gương: d1'  d1 f ( R  r )r  d1  f 2R  r Ảnh dùng làm vật cho lưỡng chất cầu R, cách lưỡng chất cầu đoạn d2 d  d  (r - R)  - 2R(R - r) 2R - r : truongquoctuanps@yahoo.com Áp dụng công thức lưỡng chất cầu, vật cho ảnh cách lưỡng chất cầu đoạn d3 cho: n n 1   d2 d3 R Suy ra: R(r  R)  0.5145 mm nr  2( R  r ) Khoảng cách ảnh vạch khoảng cách vật, tức 1mm Còn chiều ngang (độ lớn) ảnh vạch chia bằng: l '  l k1k đó: l = 1mm; k1  d1' r  ; d1 R  r k1  n d3 n( R  r )  d2 nr  2( R  r ) Vậy: l '  nr 1(mm)  0.542 mm nr  2( R  r ) Câu 2: Một lăng kính thủy tinh có chiết suất n>1 đặt không khí có góc lệch cực tiểu Dmin nửa góc chiết quang Xác định góc chiết quang A lăng kính Giá trị chiết suất n phải thỏa mãn điều kiện gì? Giải:  Theo đề bài: Dmin  D A A A  imin   A rmin  2 Suy ra: sin imin  n sin rmin  sin Đặt   3A A  n sin A ta có: n.sin 2α = sin 3α = sin (α+2α)  2n sin  cos  sìn cos 2  cos sin 2  2n cos  cos2   cos2   2n cos   truongquoctuanps@yahoo.com Ta có nghiệm: n  n2  cos  Vì  A       A   nên cos  4 Do phương trình có nghiệm dương: cos  n  n2  4 Từ ta tìm được:  n  n2    A  4  arccos      Điều kiện n: 0     cos  2 n  n2   1   n  1,5  KÌ I Câu hỏi trắc nghiệm: Câu Hiện tượng sau ứng dụng để đo bước sóng ánh sáng? a Hiện tượng giao thoa b Hiện tượng tán sắc c Hiện tượng quang điện d Hiện tượng quang-phát quang Câu Dùng thuyết lượng tử ánh sáng không giải thích được: a Hiện tượng quang – phát quang b Hiện tượng giao thoa ánh c Nguyên tắc hoạt động pin quang điện d Hiện tượng quang điện sáng truongquoctuanps@yahoo.com II Câu hỏi tự luận: Bài 1: Một sợi cáp quang hình trụ dài, hai đáy S phẳng vuông góc với trục sợi cáp, cáp làm thủy tinh có chiết suất n1 Bao quanh sợi cáp lớp vỏ Trục a hình trụ đồng trục làm thủy tinh có I chiết suất n2 (n2[...]... Gọi F là quang thông chiếu đến một lớp không khí cắt vuông góc với phương Ox có chiều dày dx Sau khi đi qua lớp không khí này, một phần quang thông dF sẽ mất mát do bị hấp thụ Cho biểu thức của dF là dF = - Fdx;  phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng và được gọi là hệ số hấp thụ của không khí đối với một bước sóng 1) Biết rằng quang thông ứng với bước sóng  = 0,6m khi đi qua lớp không khí dầy 1km thì... trong phần b) Hình với giả thi t rằng mắt của anh đang ở độ cao 1,60 m 1 so với mặt dất, và khoảng cách từ anh tới nước bằng bằng 250 mét Chiết suất của không khí ở nhiệt độ 15°C là 1,000276 Ở độ cao lớn hơn 1 mét so với mặt đất thì nhiệt độ của không khí là 30°C Áp suất không khí bằng áp suất chuẩn Gọi chiết suất không khí là n và giả thi t rằng n-1 tỉ lệ với khối lượng của không khí Ước lượng độ chính... truongquoctuanps@yahoo.com II Bài tập tự luận: Câu 1: a) Xét một bản mặt song song trong suốt có chiết suất n biến thi n theo khoảng cách z từ dưới mặt của bản (Hình 1) Chứng minh rằng: n A sin   n B sin  b) Giả sử anh đang đứng trong một sa mạc rộng và phẳng Anh thấy ở đằng xa hình như có “mặt nước” Nhưng khi anh lại gần thì “nước” lại lùi ra xa sao cho khoảng cách từ anh đến “nước” luôn luôn không đổi Giải thích... 0,6m khi đi qua lớp không khí dầy 1km thì bị hấp thụ 1% Tính  ứng với bước sóng này và chiều dày của lớp không khí cần thi t để có thể làm cho quang thông sau khi ra khỏi lớp không khí đó chỉ còn bằng 10% quang thông ban đầu 2) Cho rằng  tỉ lệ với 1 Hãy tính trị số của  và chiều dày của lớp không khí nói 4 trong câu 1 ứng với bước sóng  = 0,4m 3) Sự hấp thụ ánh sáng của khí quyển là do sự tán xạ... tia sáng bất kì tới mặt phẳng ở giữa các điểm A1 và A2 sau khi khúc xạ sẽ không đi ra ngoài theo mặt cong 16 + Ta chọn tia sáng III sau khi ra tới mặt phẳng của vật và khúc xạ nó sẽ đi ra ngoài theo đường tiếp tuyến Ta tình được góc DOB3 = 15° , và φ3 = 165° Một tia sáng bất kì tới mặt phẳng ở giữa các điểm A1 và A2 sau khi khúc xạ sẽ không đi ra ngoài theo mặt cong => Một tia sáng bất kì tới mặt phẳng... phương QP N M P Q M' N' Q' P' truongquoctuanps@yahoo.com (hình vẽ) Gọi độ chói L của khối không khí theo phương PQ là quang thông tán xạ mà khối không khí gửi qua một đơn vị diện tích tại mặt MQQ'M' Tính tỉ số L theo R,  và l A Áp dụng bằng số l = 10km; R và  ứng với  = 0,6m ( Trích đề thi tuyển chọn đội tuyển Olympic Vật lớ Quốc tế năm 2005) Giải: Câu 1 dF = -  Fdx Ln   F =- x F0 dF = -   dx...  n 1 i n  n' Ta thấy i tăng theo một thừa số không phụ thuộc vào α, tức là tấm T không nhất thi t phải đặt song song với AA’(như mô tả trên Hình b) ii Để quan sát được vân giao thoa cần có điều kiện: i'  n 1 i  OO'  0,1mm n  n' nghĩa là phải có: n  n'  (n  1)i  0,1963  n'  1,3037 OO' 14 iii Với n = 1,42 ta có: i  5,89  0,25mm 24 Góc trông khoảng vân qua kính lúp là truongquoctuanps@yahoo.com... A truongquoctuanps@yahoo.com QUANG HỌC KÌ 5 ( Ngày 04/06/2011) I Câu hỏi trắc nghiệm: Câu 1: Chất Rađi 226 88 Ra xạ α để trở thành Rn từ trạng thái đứng yên, hạt α đi với tốc độ đều vào vùng giao thoa giữa một từ trường vuông góc với một điện trường Cho biết B=2,00.10-3 T, E = 2,22.104 V/m Hãy xác định vận tốc hạt nhân Ra sinh ra trong phản ứng? ( Trích đề thi Olympic Vật lý Thượng Hải, Trung Quốc năm... là nhiệt độ không khí ở độ cao lớn hơn 1 m, np là chiết suất của không khí ở sát mặt đất có nhiệt độ T cần xác định, np = n(T) sin 2   L2  L2  h 2 1 h 1   L 2  1 h2  L2 Thay số h = 1,6, L = 250m ta tính được: sin   0,99998 Công thức (1) cho n(303)=1,000262 Vậy n(T) = 1,000262.0,99998 = 1,000242 Đưa vào (1) ta suy ra T = 328°K = 56°C Câu 2 Một chùm ánh sáng hẹp tới đập vuông góc với một... sáng, trên bề mặt tiếp xúc cùa lõi và vỏ, các tia sáng bị phản xạ toàn phần ( Trích Tuyển tập đề thi Olympic 30 tháng 4, lần XII-2006, trang 272) 29 Giải: truongquoctuanps@yahoo.com L α A (M) βmax γmax βmax Hình a Sau khi khúc xạ trên mặt đầu trái của ống dẫn sáng (đối diện với nguồn A), các tia sáng sẽ phân kì ở dạng hình nón Tia sáng sẽ phản xạ toàn phần liên tiếp ở thành bên và sau cùng sẽ ló ra