Контрольная работа № 4 Тема «Световые явления» 8 кл Вариант 1. І уровень. Выполните тесты: 1..(16) Какой из нижеперечисленных источников света является естественным? а) экран телевизора; б) полярное сияние; в) электрическая лампочка, г) молния, д) Луна, ж)звезды 2..(16) Выберите законы для явления отражения света: а) угол падения равен углу отражения; 6) угол падения равен углу преломления в) отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред; г) лучи, падающий и отраженный, лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведенным к границе раздела двух сред в точке падения луча. 3..(16) Угол падения равен 20°, чему равен угол отражения? a) 10°; 6) 20°; в) 40°. 4. .(16) Если непрозрачный предмет отдалять от точечного источника света, то его тень на экране а) уменьшается, б) увеличивается, П уровень. в) не меняет своих размеров 5. (1,56) Угол падения луча света на поверхность плоского зеркала составляет 30°. Чему равна угол между падающим и отраженным лучами? Сделать чертеж. 6. (1,56) Человек приближается к плоскому зеркалу со скоростью 2 м/с. С какой скоростью приближается человеке свему изображенно? 7. (1,56) Фокусное расстояние линзы, равно 250 см./ 8. .(1,56) Какова оптическая сила линзы? Каким будет изображение в собирающей линзе, если предмет находится между линзой и ее фокусом? Докажите построением. ІШ уровень. Выполните Ізадачу на выбор. 9. (26) На какой высоте висит фонарь, если тень от вертикально поставленной палки высотой 0,9м составляет емулирасстояние от малки к основанию столба, на котором висит фонарь, равна 3 м? 10. (26) Определить угол преломления луча в воде, если угол падения равен 35°. 11. (26) Луч переходит из воды в стекло. Угол падения равен 60°, Найдите угол преломления. Показатели преломления: вода 1,3; стекло 1,6.

Задание 1. Естественные источники света

Правильный ответ: б) полярное сияние, г) молния, д) Луна, ж) звезды

Объяснение: Естественные источники света — это те, которые светятся сами по себе, а не созданы человеком. Полярное сияние, молния, Луна (отражает солнечный свет) и звезды являются естественными источниками света. Экран телевизора и электрическая лампочка — искусственные.

Задание 2. Законы отражения света

Правильные ответы:

• а) угол падения равен углу отражения;
• г) лучи, падающий и отраженный, лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведенным к границе раздела двух сред в точке падения луча.

Объяснение: Эти два пункта являются основными законами отражения света.

Задание 3. Угол падения и угол отражения

Правильный ответ: б) 20°

Объяснение: Согласно закону отражения света, угол падения равен углу отражения. Если угол падения равен 20°, то и угол отражения будет 20°.

Задание 4. Тень от предмета

Правильный ответ: б) увеличивается

Объяснение: Когда непрозрачный предмет отдаляется от точечного источника света, размер его тени на экране увеличивается. Это происходит потому, что лучи света, идущие от источника, расходятся, и при увеличении расстояния они проходят мимо предмета под большим углом.

Задание 5. Угол между падающим и отраженным лучами

Решение:

По закону отражения света, угол падения равен углу отражения. Угол падения — это угол между падающим лучом и нормалью (перпендикуляром) к поверхности зеркала. Угол отражения — это угол между отраженным лучом и нормалью.

Если угол падения равен 30°, то угол отражения также равен 30°.

Угол между падающим и отраженным лучами равен сумме угла падения и угла отражения:

Угол = Угол падения + Угол отражения

\[ Угол = 30^\circ + 30^\circ = 60^\circ \]

Чертеж:

Ответ: угол между падающим и отраженным лучами составляет 60°.

Задание 6. Скорость приближения к зеркалу

Ответ: 4 м/с

Объяснение: Человек приближается к плоскому зеркалу со скоростью 2 м/с. Изображение в плоском зеркале движется с той же скоростью, что и сам объект, но навстречу ему. Поэтому относительно человека, который тоже движется, его изображение приближается в два раза быстрее, то есть со скоростью 2 м/с + 2 м/с = 4 м/с.

Задание 7. Фокусное расстояние линзы

Данные: Фокусное расстояние линзы, F = 250 см.

Задание 8. Оптическая сила линзы и изображение

Решение:

1. Оптическая сила линзы (D):

Оптическая сила линзы измеряется в диоптриях (дптр) и вычисляется как величина, обратная фокусному расстоянию, выраженному в метрах.

Сначала переведем фокусное расстояние из сантиметров в метры:

\[ F = 250 \text{ см} = 2.5 \text{ м} \]

Теперь вычислим оптическую силу:

\[ D = \frac{1}{F} = \frac{1}{2.5 \text{ м}} = 0.4 \text{ дптр} \]

2. Изображение в собирающей линзе:

Если предмет находится между линзой и её фокусом (то есть расстояние до предмета d меньше фокусного расстояния F), то в собирающей линзе получается мнимое, прямое и увеличенное изображение.

Доказательство построением:

Объяснение построения:

1. Из верхней точки предмета проведен луч параллельно главной оптической оси. После прохождения через линзу он преломляется и идет через фокус F'.
2. Из той же точки проведен луч, идущий через оптический центр линзы O. Он проходит прямо, не преломляясь.
3. Продлив назад (влево) преломленный луч и луч, прошедший через оптический центр, мы видим, что они пересекаются. Точка пересечения дает нам верхнюю точку мнимого изображения.
4. Изображение получилось мнимым (так как построено на пересечении продленных лучей), прямым (ориентировано так же, как предмет) и увеличенным (больше предмета).

Ответ: Оптическая сила линзы 0.4 дптр. Изображение будет мнимым, прямым и увеличенным.

Задание 9. Высота фонаря

Дано:

• Высота палки: \( h_{палки} = 0.9 \) м.
• Расстояние от палки до столба (основания фонаря): \( L = 3 \) м.

Найти: Высоту фонаря \( H \).

Решение:

Это задача на подобие треугольников. У нас есть два подобных прямоугольных треугольника:

1. Большой треугольник, образованный столбом с фонарем (высота H), землей (расстояние L) и лучом света от фонаря до конца тени палки.
2. Малый треугольник, образованный палкой (высота 0.9 м) и ее тенью (длина тени, которую мы обозначим x).

Тень от палки падает на землю. Если палка стоит вертикально, то ее тень (x) равна расстоянию от палки до конца тени. Важно понимать, что расстояние от палки до столба (L=3м) — это не длина тени палки, а расстояние от основания столба до палки.

Пусть расстояние от основания столба до конца тени палки равно 3 + x (если тень падает от столба в сторону от палки).

Из подобия треугольников имеем:

\[ \frac{H}{L + x} = \frac{h_{палки}}{x} \]

Но в условии сказано: «тень от вертикально поставленной палки высотой 0,9м составляет ему [фонарю] расстояние от малки к основанию столба, на котором висит фонарь, равна 3 м».

Эта формулировка немного запутанная. Скорее всего, имеется в виду, что расстояние от палки до столба (3 м) равно длине тени, которую отбрасывает палка, то есть x = 3 м. Это значит, что конец тени палки находится на расстоянии 3 м от палки. Поскольку палка находится на расстоянии 3 м от столба, то конец тени палки совпадает с основанием столба.

Тогда отношение высот равно отношению оснований:

\[ \frac{H}{3 \text{ м}} = \frac{h_{палки}}{x} \]

Подставляем известные значения (предполагая, что x=3 м, то есть расстояние от палки до конца ее тени равно расстоянию от палки до столба):

\[ \frac{H}{3 \text{ м}} = \frac{0.9 \text{ м}}{3 \text{ м}} \]

\[ H = \frac{0.9 \text{ м} \cdot 3 \text{ м}}{3 \text{ м}} = 0.9 \text{ м} \]

Этот результат выглядит нелогичным, так как фонарь должен быть выше палки. Давайте перечитаем условие: «тень от вертикально поставленной палки высотой 0,9м составляет ему [фонарю] расстояние от палки к основанию столба, на котором висит фонарь, равна 3 м».

Скорее всего, имеется в виду, что длина тени палки равна 3 м. Тогда:

\[ x = 3 \text{ м} \]

Расстояние от палки до столба — это 3 м. Значит, расстояние от основания столба до конца тени палки будет 3 м (до палки) + 3 м (тень) = 6 м.

Теперь применим подобие треугольников:

\[ \frac{H}{6 \text{ м}} = \frac{0.9 \text{ м}}{3 \text{ м}} \]

\[ H = \frac{0.9 \text{ м} \cdot 6 \text{ м}}{3 \text{ м}} = 0.9 \text{ м} \cdot 2 = 1.8 \text{ м} \]

Это более логичный результат.

Ответ: Высота фонаря 1.8 м.

Задание 10. Угол преломления луча в воде

Дано:

• Угол падения в воздухе: \( \alpha = 35^\circ \)
• Показатель преломления воды: \( n_{воды} = 1.33 \) (примем стандартное значение, если не указано иное)
• Показатель преломления воздуха: \( n_{воздуха} \approx 1 \)

Найти: Угол преломления в воде \( \beta \).

Решение:

Используем закон Снеллиуса:

\[ n_{воздуха} \cdot \sin(\alpha) = n_{воды} \cdot \sin(\beta) \]

\[ 1 \cdot \sin(35^\circ) = 1.33 \cdot \sin(\beta) \]

\[ \sin(\beta) = \frac{\sin(35^\circ)}{1.33} \]

Найдем значение \( \sin(35^\circ) \approx 0.5736 \)

\[ \sin(\beta) = \frac{0.5736}{1.33} \approx 0.4313 \]

Теперь найдем угол \( \beta \), взяв арксинус:

\[ \beta = \arcsin(0.4313) \approx 25.55^\circ \]

Округлим до десятых:

\[ \beta \approx 25.6^\circ \]

Ответ: Угол преломления луча в воде примерно 25.6°.

Задание 11. Угол преломления при переходе из воды в стекло

Дано:

• Показатель преломления воды: \( n_{воды} = 1.3 \)
• Показатель преломления стекла: \( n_{стекла} = 1.6 \)
• Угол падения из воды в стекло: \( \alpha = 60^\circ \)

Найти: Угол преломления в стекле \( \beta \).

Решение:

Используем закон Снеллиуса:

\[ n_{воды} \cdot \sin(\alpha) = n_{стекла} \cdot \sin(\beta) \]

\[ 1.3 \cdot \sin(60^\circ) = 1.6 \cdot \sin(\beta) \]

Значение \( \sin(60^\circ) = \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 0.866 \)

\[ 1.3 \cdot 0.866 = 1.6 \cdot \sin(\beta) \]

\[ 1.1258 = 1.6 \cdot \sin(\beta) \]

\[ \sin(\beta) = \frac{1.1258}{1.6} \approx 0.7036 \]

Теперь найдем угол \( \beta \), взяв арксинус:

\[ \beta = \arcsin(0.7036) \approx 44.72^\circ \]

Округлим до десятых:

\[ \beta \approx 44.7^\circ \]

Ответ: Угол преломления в стекле примерно 44.7°.