ФИПИ тапсырмаларының шешімдері ОГЭ по физикаға: «Геометрическая оптика» — жауаптарымен

Высота крана по тени

От подъёмного крана, освещаемого Солнцем, падает тень длиной 60 м. В это же время тень от ёлки высотой 2 м равна 3 м. Какова высота крана?

1. 1
   В одно и то же время солнечные лучи падают под одним углом, поэтому треугольники, образованные предметами и их тенями, подобны.$$\dfrac{H}{60} = \dfrac{2}{3}$$
2. 2
   Найдём высоту крана:$$H = 60 \cdot \dfrac{2}{3} = 40\ \text{м}$$

Расстояние до плоского зеркала

Предмет, расположенный перед плоским зеркалом, приблизили к нему так, что расстояние между предметом и его изображением уменьшилось в 2 раза. Во сколько раз уменьшилось расстояние между предметом и…

1. 1
   В плоском зеркале изображение находится на таком же расстоянии за зеркалом, как предмет перед зеркалом. Поэтому расстояние между предметом и изображением равно удвоенному расстоянию от предмета до зеркала.$$L = 2d$$
2. 2
   При уменьшении расстояния между предметом и изображением в 2 раза расстояние до зеркала также уменьшается в 2 раза.$$\dfrac{L_2}{L_1} = \dfrac{1}{2} \Rightarrow \dfrac{d_2}{d_1} = \dfrac{1}{2}$$

Скорость света в пластинках

На рисунке представлен ход светового луча через четыре прозрачные пластинки 1–4, сложенные стопкой. В какой пластинке свет имеет наибольшую скорость распространения?

1. 1
   Скорость света в прозрачной среде связана с показателем преломления соотношением:$$v = \dfrac{c}{n}$$
2. 2
   При переходе из пластинки 1 в пластинку 2 луч приближается к нормали, значит показатель преломления пластинки 2 больше показателя преломления пластинки 1.

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Изменение изображения линзой

С помощью собирающей линзы получено изображение $A_1B_1$ предмета $AB$ (см. рисунок). Как изменятся размер и яркость изображения, если закрыть чёрной бумагой верхнюю половину линзы?

1. 1
   Закрытие верхней половины линзы не изменяет её фокусное расстояние и не меняет положения предмета и экрана, поэтому размер изображения остаётся прежним.$$h_{\text{изобр.}} = \text{const}$$
2. 2
   Через оставшуюся половину линзы проходит меньше световых лучей, поэтому изображение становится менее ярким.$$I_{\text{изобр.}} \text{ уменьшается}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Расстояние до линзы

Тонкая линза, фокусное расстояние которой равно 5 см, даёт действительное изображение предмета такого же размера, что и предмет. На каком расстоянии от линзы находится предмет?

1. 1
   Для собирающей линзы действительное изображение, равное предмету по размеру, получается, когда предмет находится на расстоянии двух фокусных расстояний.$$d = 2F$$
2. 2
   Вычислим расстояние от пәннің до линзы:$$d = 2 \cdot 5\ \text{см} = 10\ \text{см}$$

Аккомодация хрусталика глаза

Человек переводит взгляд с экрана мобильного телефона на птицу, летящую высоко в небе. Как при этом меняются фокусное расстояние и оптическая сила хрусталика глаза человека?

1. 1
   Экран мобильного телефона находится ближе, чем птица в небе. При переводе взгляда на далёкий предмет глаз уменьшает кривизну хрусталика: хрусталик становится более плоским.
2. 2
   У более плоского хрусталика фокусное расстояние увеличивается.

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Ход луча в линзе

На рисунке изображён ход луча, падающего на собирающую линзу с фокусным расстоянием $F$. Какая из линий правильно указывает направление распространения этого луча после его преломления в линзе?

1. 1
   Для тонкой линзы луч, проходящий через её оптический центр, после преломления распространяется без изменения направления.
2. 2
   На рисунке продолжение направления падающего луча после линзы совпадает с линией 4.

Размер изображения свечи

Свеча длиной 10 см находится на расстоянии 12 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 6 см. Определите размер изображения свечи.

1. 1
   По формуле тонкой линзы найдём расстояние от линзы до изображения.$$\dfrac{1}{F} = \dfrac{1}{d} + \dfrac{1}{f}$$
2. 2
   Подставим значения фокусного расстояния и расстояния до пәннің.$$\dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{6} - \dfrac{1}{12} = \dfrac{1}{12},\quad f = 12\ \text{см}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Аккомодация глаза

Человек переводит взгляд с самолёта, летящего высоко в небе, на стрелки часов на руке. Как при этом меняются фокусное расстояние и оптическая сила хрусталика глаза человека?

1. 1
   Самолёт находится далеко, а стрелки часов — близко. При переводе взгляда на близкий предмет хрусталик становится более выпуклым, чтобы сильнее преломлять свет.
2. 2
   Оптическая сила линзы обратно пропорциональна её фокусному расстоянию.$$D = \dfrac{1}{f}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Размер изображения свечи

Свеча длиной 12 см находится на расстоянии 30 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 15 см. Определите размер изображения свечи.

1. 1
   По формуле тонкой линзы найдём расстояние от линзы до изображения:$$\frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}$$
2. 2
   Подставим значения:$$\frac{1}{15} = \frac{1}{30} + \frac{1}{f},\quad f = 30\ \text{см}$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде

Изображение в плоском зеркале

Предмет придвинули к плоскому зеркалу. Как изменились при этом размер изображения и расстояние от зеркала до изображения?

1. 1
   В плоском зеркале изображение имеет такой же размер, как и предмет, поэтому размер изображения не изменился.$$h' = h$$
2. 2
   Изображение находится за зеркалом на таком же расстоянии, на каком предмет находится перед зеркалом. При приближении предмета это расстояние уменьшилось.$$d' = d$$

Ход луча в линзе

На рисунке изображён ход луча, падающего на тонкую собирающую линзу с фокусным расстоянием $F$. Какая из линий соответствует ходу прошедшего через линзу луча?

1. 1
   Падающий луч направлен в оптический центр тонкой собирающей линзы.
2. 2
   Луч, проходящий через оптический центр тонкой линзы, практически не преломляется и продолжает распространяться прямолинейно.

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Изменение параметров линзы

С помощью собирающей линзы получено изображение $A_1B_1$ предмета $AB$ (см. рисунок). Как изменится фокусное расстояние линзы, а также яркость изображения, если закрыть чёрной бумагой нижнюю…

1. 1
   Фокусное расстояние собирающей линзы определяется её оптическими свойствами и не зависит от того, какая часть линзы открыта.$$f = \frac{1}{D}$$
2. 2
   После закрытия нижней половины линзы свет проходит через меньшую площадь, поэтому на изображение попадает меньше света. Положение и размеры изображения при этом сохраняются, а его яркость уменьшается.

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Ход луча в линзе

На рисунке изображён ход луча, падающего на тонкую собирающую линзу с фокусным расстоянием $F$. Какая из линий соответствует ходу прошедшего через линзу луча?

1. 1
   Падающий луч идёт параллельно главной оптической оси собирающей линзы.
2. 2
   Луч, падающий на собирающую линзу параллельно главной оптической оси, после преломления проходит через главный фокус линзы.

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Изображение в собирающей линзе

На рисунке изображены четыре предмета: 1, 2, 3 и 4. Изображение какого предмета в тонкой собирающей линзе с фокусным расстоянием $F$ будет уменьшенным, перевёрнутым и действительным?

1. 1
   У собирающей линзы предмет, расположенный дальше двойного фокуса $2F$, даёт действительное, перевёрнутое и уменьшенное изображение.$$a > 2F$$
2. 2
   На рисунке за точкой $2F$ находится пән 3.

Изменение положения изображения

Предмет, находящийся за двойным фокусным расстоянием линзы, переместили ближе к двойному фокусному расстоянию. Как при этом изменились расстояние между линзой и изображением предмета и оптическая…

1. 1
   Предмет расположен дальше двойного фокусного расстояния и перемещается ближе к точке $2F$. Для собирающей линзы изображение при этом удаляется от линзы и приближается к своему двойному фокусному расстоянию.$$d \to 2F \Rightarrow f' \text{ увеличивается}$$
2. 2
   Оптическая сила линзы зависит только от её фокусного расстояния. Поскольку линзу не заменяют и её фокусное расстояние не изменяется, оптическая сила остаётся прежней.$$D = \dfrac{1}{F} = \text{const}$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Изображение в собирающей линзе

В какой из точек находится изображение точечного источника $S$, создаваемое собирающей линзой с фокусным расстоянием $F$?

1. 1
   Источник $S$ расположен между собирающей линзой и её фокусом $F$, то есть на расстоянии, меньшем фокусного.$$d < f$$
2. 2
   Если предмет находится внутри фокусного расстояния собирающей линзы, изображение является мнимым, прямым и увеличенным и располагается по ту же сторону линзы, что и предмет.

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Оптическая сила линзы

На рисунке показаны оптический центр и оптическая ось тонкой собирающей линзы, а также дано построение четырёх лучей 1–4 в линзе. Чему равна оптическая сила линзы?

1. 1
   Луч 2 падает на линзу параллельно оптической оси и после преломления проходит через фокус.$$f = 4\ \text{см} = 0{,}04\ \text{м}$$
2. 2
   Оптическая сила линзы равна величине, обратной фокусному расстоянию, выраженному в метрах.$$D = \dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{0{,}04} = 25\ \text{дптр}$$

Изменение изображения в линзе

Предмет, находящийся между фокусным и двойным фокусным расстоянием линзы, переместили ближе к двойному фокусному расстоянию. Как при этом изменились расстояние между линзой и изображением предмета и…

1. 1
   Предмет расположен между фокусом и двойным фокусом собирающей линзы, поэтому его действительное изображение находится за двойным фокусом и является увеличенным.
2. 2
   При перемещении предмета ближе к двойному фокусному расстоянию изображение перемещается ближе к двойному фокусу. Поэтому расстояние между линзой и изображением уменьшается.

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Изменение изображения в линзе

Предмет, находящийся на расстоянии $4F$ от собирающей линзы, приближают к линзе на расстояние $2F$ ($F$ — фокусное расстояние линзы). Как при этом изменяются фокусное расстояние линзы и расстояние…

1. 1
   Фокусное расстояние является характеристикой самой линзы и не зависит от положения пәннің.$$F=\text{const}$$
2. 2
   Для начального положения пәннің $a_1=4F$. По формуле тонкой линзы:$$\frac{1}{F}=\frac{1}{4F}+\frac{1}{b_1},\quad b_1=\frac{4F}{3}$$

Ещё 2 қадам — толық шешімде