Giải bài tập SBT Vật lý 7 Bài 5: Ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng

Nói về tính chất ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng, tính chất nào dưới đây là đúng?

A. Hứng được trên màn hình và lớn bằng vật.

B. Không hứng được trên màn và bé hơn vật

C. Không hứng được trên màn và lớn bằng vật

D. Hứng được được trên màn và lớn hơn vật.

Phương pháp giải

Để chọn đáp án đúng cần nắm tính chất của ảnh tạo bởi gương phẳng:

- Là ảnh ảo, không hứng được trên màn chắn

- Lớn bằng vật

Hướng dẫn giải

Ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng:

- Là ảnh ảo, không hứng được trên màn chắn

- Lớn bằng vật

Chọn C

Cho một điểm sáng S đặt trước một gương phẳng, cách gương 5cm.

1. Hãy vẽ ảnh của S tạo bởi gương theo hai cách

a. Áp dụng tính chất ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng

b. Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng

2. Ảnh vẽ theo hai cách trên có trùng nhau không?

Phương pháp giải

1. Dựa vào tính chất của ảnh tạo bởi gương phẳng, định luật phản xạ ánh sáng để vẽ ảnh

2. Ảnh vẽ theo hai cách trên trùng nhau

Hướng dẫn giải

1. Vẽ ảnh của S theo 2 cách:

a) Áp dụng tính chất ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng

Vì ảnh S’ và S đối xứng nhau qua mặt gương nên ta vẽ ảnh S’ như sau:

- Từ S vẽ tia SH vuông góc với mặt gương tại H.

- Trên tia đối của tia HS ta lấy điểm S’ sao cho S’H = SH. S’ chính là ảnh của S qua gương cần vẽ.

b) Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng

- Vẽ hai tia tới SI, SK và các pháp tuyến IN1 và KN2

- Sau đó vẽ hai tia phản xạ IR và KR’ dựa vào tính chất góc tới bằng góc phản xạ.

- Kéo dài hai tia phản xạ IR và KR’ gặp nhau ở đúng điểm S’ mà ta đã vẽ trong cách a.

2. Ảnh vẽ theo hai cách trên trùng nhau.

Một vật sáng AB đặt trước một gương phẳng (hình 5.1). Góc tạo bởi vật và mặt phẳng gương bằng 60^o. Hãy vẽ ảnh của một vật tạo bởi gương và tìm góc tạo bởi ảnh và mặt gương.

Phương pháp giải

- Cần nắm được cách dựng và tính chất ảnh tạo bởi gương phẳng để vẽ ảnh của một vật tạo bởi gương

- Góc tạo bởi ảnh A’B’ và mặt gương bằng 60^o

Hướng dẫn giải

Vẽ hình như hình 5.1a

Vì ảnh và vật đối xứng nhau qua gương nên ta xác định ảnh của vật AB bằng cách sau:

- Xác định ảnh A’ của A bằng cách dựng AH vuông góc với gương, trên tia đối của tia HA lấy điểm A’ sao cho A’H = HA. Vậy A’ là ảnh của A qua gương cần vẽ.

- Tương tự ta xác định được ảnh B’ của B qua gương.

- Nối A’B’ ta được ảnh A’B’ của AB qua gương phẳng. A’B’ là ảnh ảo nên vẽ bằng nét đứt để phân biệt với vật sáng.

Góc tạo bởi ảnh A’B’ và mặt gương bằng 60^o. Không cần chứng minh bằng hình học, chỉ cần vẽ chính xác 60^o.

Cho một điểm sáng S đặt trước gương phẳng

a. Vẽ ảnh S’ của S tạo bởi gương (dựa vào tính chất của ảnh).

b. Vẽ một tia tới SI cho một tia phản xạ đi qua một điểm A ở trước gương (hình 5.2).

 

Phương pháp giải

Vận dụng lí thuyết tính chất ảnh qua gương phẳng và phản xạ ánh sáng để vẽ:

- Ảnh S’ của S tạo bởi gương (dựa vào tính chất của ảnh).

- Tia tới SI cho một tia phản xạ đi qua một điểm A

Hướng dẫn giải

a. Vẽ như hình bên: SS’ ⊥ gương cắt gương tại H sao cho SH = S’H

b. Các tia phản xạ kéo dài đều đi qua ảnh S’. Vẽ S’A cắt gương ở I. SI là tia tới cho tia phản xạ IR đi qua A.

Ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng không có tính chất nào dưới đây?

A. Hứng được trên màn và lớn bằng vật.

B. Không hứng được trên màn

c. Không hứng được trên màn và lớn bằng vật

D. Cách gương một khoảng bằng khoảng cách từ vật đến gương.

Phương pháp giải

Cần nắm tính chất ảnh qua gương phẳng:

- Là ảnh ảo, không hứng được trên màn chắn

- Lớn bằng vật

Hướng dẫn giải

- Ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng:

+ Là ảnh ảo, không hứng được trên màn chắn

+ Lớn bằng vật

- Khoảng cách từ một điểm của vật đến gương phẳng bằng khoảng cách từ ảnh của điểm đó đến gương

=> Phương án A - sai vì ảnh của vật tạo bởi gương phẳng không hứng được trên màn.

Chọn A

Một điểm sáng S đặt trước một gương phẳng một khoảng d cho một ảnh S’ cách gương một khoảng d’. So sánh d và d’.

A. d = d’

B. d > d’

C. d < d’

D. không so sánh được vì ảnh là ảnh ảo, vật là thật

Phương pháp giải

Để chọn đáp án đung cần ghi nhớ: Khoảng cách từ một điểm của vật đến gương phẳng bằng khoảng cách từ ảnh của điểm đó đến gương

Hướng dẫn giải

- Ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng:

+ Là ảnh ảo, không hứng được trên màn chắn

+ Lớn bằng vật

- Khoảng cách từ một điểm của vật đến gương phẳng bằng khoảng cách từ ảnh của điểm đó đến gương

Chọn A

Hai quả cầu nhỏ A và B được đặt trước một gương phẳng như ở hình 5.3. Đặt mắt ở vị trí nào thì nhìn thấy ảnh của quả cầu này che khuất ảnh của quả cầu kia? Vẽ hình.

Phương pháp giải

Sử dụng lí thuyết về tạo ảnh qua gương phẳng và phản xạ ánh sáng:

- Hai tia tới xuất phát từ hai điểm sáng A, B phải cho hai tia phản xạ trùng lên nhau

- Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng ở I (i = r), vẽ tia phản xạ chung IR

Hướng dẫn giải

- Muốn cho ảnh của hai quả cầu che lấp nhau thì hai tia tới xuất phát từ hai điểm sáng A, B phải cho hai tia phản xạ trùng lên nhau. Như vậy hai tia tới cũng phải trùng lên nhau. Hai tia tới duy nhất có thể trùng lên nhau là hai tia nằm trên đường thẳng AB, cắt mặt gương ở I.

- Áp dụng định luật phản xạ ánh sáng ở I (i = r), ta vẽ được tia phản xạ chung IR. Để mắt trên đường truyền của IR, ta sẽ nhìn thấy ảnh của quả cầu này che khuất ảnh của quả cầu kia.

Đặt một gương phẳng trước một vật như thế nào thì nhìn thấy ảnh của vật lộn ngược so với vật? Vẽ hình.

Phương pháp giải

Để nhìn thấy ảnh của vật lộn ngược so với vật thì ảnh và vật nằm trên một đường thẳng vuông góc với gương

Hướng dẫn giải

- Ảnh A’B’ của vật AB qua gương phẳng lộn ngược so với vật, có nghĩa là AB và A’B’ cùng nằm trên một đường thẳng.

- Các tia tới xuất phát từ A và B vuông góc với mặt gương (góc tới i = 0^o) sẽ cho hai tia phản xạ đi qua A’ và B’ cùng vuông góc với mặt gương.

Vậy AB và A’B’ đều nằm trên đường thẳng AI vuông góc với gương. Có nghĩa là phải đặt vật AB vuông góc với mặt gương.

Hãy vẽ ảnh của chữ ÁT đặt trước gương phẳng như hình 5.4. Ảnh thu được là chữ gì?

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất  ảnh của một điểm sáng tạo bởi gương phẳng, vẽ ảnh của từng điểm trên chữ ÁT, ta thu được ảnh

Hướng dẫn giải

Áp dụng tính chất ảnh của một điểm sáng tạo bởi gương phẳng (cách gương một khoảng bằng khoảng cách từ vật đến gương), ta lần lượt vẽ ảnh của từng điểm trên chữ ÁT, ta thu được ảnh là chữ TÀ.

Một điểm sáng S đặt trước một gương phẳng OM (hình 5.5). Khi cho gương quay một góc 30^o quanh O thì ảnh của S di chuyển trên đường nào? Đoạn thẳng OS’ quay được một góc bằng bao nhiêu?

Phương pháp giải

Dựa vào định luật phản xạ và lí thuyết ảnh tạo bởi gương phẳng:

- Khi gương quay được một góc \(\widehat {MOM'} = \alpha \) thì ảnh quay được một góc \(\beta = \widehat {S'OS''}\) với S^' và S^'' là ảnh của S và khi gương ở OM và OM^'

- Đường nối ảnh với O quay được một góc β = 2α. 

Hướng dẫn giải

- Khi gương ở vị trí OM thì cho ảnh S là S’, ta có SI = IS’ và hai góc bằng nhau 

- Cũng như thế, khi gương quay quanh điểm O đến vị trí OM’ cho ảnh S’’, ta có: SK = KS’’ và \(\widehat {SOK} = \widehat {KOS''}\)

Như vậy khi gương quay được một góc \(\widehat {MOM'} = \alpha \) thì ảnh quay được một góc \(\beta = \widehat {S'OS''}\)

Theo hình vẽ ta có:

\(\beta = \widehat {S'OS''} = \widehat {S'OK} + \widehat {KOS''}\)

Do đó:

\( \begin{array}{l}\beta = \alpha - \widehat {IOS} + \widehat {KOS''} = \alpha + (\widehat {KOS} - \widehat {IOS})\\ = \alpha + \widehat {MOM'} = \alpha + \alpha = 2\alpha \end{array}\)

Vậy khi gương quay được một góc α thì đường nối ảnh với O quay được một góc β = 2α.

Vì OS = OS' = OS" nên ảnh di chuyển trên một cung tròn có bán kính OS' = OS.

Một người đứng trước một gương thẳng đặt mắt tại M để quan sát ảnh của một bức tường song song với gương ở phía sau lưng (hình 5.6)

a. Dùng hình vẽ xác định khoảng cách PQ trên tường mà người ấy quan sát được trong gương. Nói rõ cách vẽ.

b. Nếu người ấy tiến lại gần gương hơn thì khoảng cách PQ sẽ biến đổi như thế nào?

Phương pháp giải

a. Sử dụng tính chất ảnh qua gương phẳng và phản xạ ánh sáng để vẽ và xác định khoảng cách PQ trên tường

b. Để xác định khoảng cách PQ cần ghi nhớ: người tiến lại gần gương thì ảnh M’ cũng tiến lại gần gương, góc KM’I to ra

Sử dụng lí thuyết về phản xạ ánh sáng.

Hướng dẫn giải

a. M’ là ảnh của mắt M cho bởi gương GI.

Trong các tia sáng đi từ tường tới gương, hai tia ngoài cùng cho tia phản xạ lọt vào mắt của KM và IM, ứng với 2 tia tới PK và QI. Hai tia tới PG và QI đều có đường kéo dài đi qua M’.

Cách vẽ PQ:

+ Đầu tiên vẽ ảnh M’ của M (MM’ ⊥ KI và M’H = MH), sau đó nối M’K và kéo dài cắt tưởng ở P và M’I cắt tường ở Q. PQ là khoảng tường quan sát được trong gương.

b. Nếu người tiến lại gần gương thì ảnh M’ cũng tiến lại gần gương, góc KM’I to ra nên khoảng PQ cũng to ra hơn.

Một nguồn sáng S được đặt trước một gương phẳng (hình 5.7)

b. Nếu đưa S lại gần gương hơn thì khoảng không gian này sẽ biến đổi như thế nào?

Phương pháp giải

a. Để xác định khoảng không gian cần đặt mắt để có thể quan sát thấy ảnh của S cần nắm được: Muốn nhìn thấy ảnh S’ thì mắt phải đặt trong chùm tia phản xạ ứng với chùm tia tới xuất phát từ S tới gương

b. Để xác định sự thay đổi khoảng không gian này cần ghi nhớ: nếu đưa S lại gần gương hơn thì ảnh S’ cũng ở gần gương hơn

Hướng dẫn giải

a. Muốn nhìn thấy ảnh S’ thì mắt phải đặt trong chùm tia phản xạ ứng với chùm tia tới xuất phát từ S tới gương. Hai tia phản xạ ngoài cùng trên gương ứng với hai tia tới ngoài cùng trên gương là SI và SK. Vùng quan sát được thể hiện như hình vẽ sau:

b. Nếu đưa S lại gần gương hơn thì ảnh S’ cũng ở gần gương hơn, góc IS’K sẽ tăng lên và khoảng không gian cần đặt để nhìn thấy S’ cũng tăng lên.