Física - Ensino Médio - Exercícios - óptica - espelhos planos

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COLÉGIO RESSURREIÇÃO NOSSA SENHORA 
 Disciplina: 
Física 
Professor: 
DUDUNEGÃO 
Data: 
11/11 /2013 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS 
PROVA FINAL 
Série/Turma: 
2ª SÉRIE E.M. 
 
 
 
 
TÓPICO 01: ESPELHOS PLANOS 
 
01 – Um objeto é colocado entre dois espelhos 
planos, que tem suas faces refletoras se 
confrontando. O objeto está a igual distância 
dos dois espelhos. O ângulo formado entre os 
dois espelhos é de 45°. Qual o número de 
imagens deste objeto que podemos ver nos dois 
espelhos? 
 
02 – Um corpo encontra-se a 20cm da 
superfície refletora de um espelho plano. Qual a 
distância entre o corpo e a imagem conjugada 
por este espelho? 
 
03 – A figura a seguir mostra um objeto A 
colocado a 5m de um espelho plano, e um 
observador O, colocando a 7m deste mesmo 
espelho. 
Um raio de luz que parte de A e atinge o 
observador O por reflexão no espelho 
percorrerá, neste trajeto de A para O 
 
 
 
a) 9m 
b) 12m 
c) 15m 
d) 18m 
e) 21m 
 
04 – Um menino, parado em relação ao solo, vê 
sua imagem em um espelho plano E colocado à 
parede traseira de um ônibus. Se o ônibus se 
afasta do menino com velocidade de 2m/s, o 
módulo da velocidade da imagem, em relação 
ao solo, é: 
 
 
 
a) 4 m/s 
b) 3 m/s 
c) 2 m/s 
d) 1 m/s 
 
 
05 – Um raio de luz r incide sucessivamente em 
dois espelhos planos E e E‚, que formam entre 
si um ângulo de 60°, conforme representado no 
esquema a seguir. Nesse esquema o ângulo ‘, é 
igual a 
 
 
 
a) 80° 
b) 70° 
c) 60° 
d) 50° 
e) 40° 
 
06 – Observe a figura. 
 
 
 
Nessa figura, dois espelhos planos estão 
dispostos de modo a formar um ângulo de 30° 
entre eles. Um raio luminoso incide sobre um 
dos espelhos, formando um ângulo de 70° com 
a sua superfície. 
Esse raio, depois de se refletir nos dois 
espelhos, cruza o raio incidente formando um 
ângulo ‘ de 
a) 90° 
b) 100° 
c) 110° 
d) 120° 
e) 140° 
 
07 – A figura a seguir representa um espelho 
plano, um objeto, 0, sua imagem, I, e cinco 
observadores em posições distintas, A, B, C, D 
e E. 
 
 
Entre as posições indicadas, a única da qual o 
observador poderá ver a imagem I é a posição 
a) A. 
b) B. 
c) C. 
d) D. 
e) E. 
 
 
TÓPICO 02: ESPELHOS ESFÉRICOS 
 
01 – A imagem de um objeto forma-se a 40cm 
de um espelho côncavo com distância focal de 
30cm. A imagem formada situa-se sobre o eixo 
principal do espelho, é real, invertida e tem 3cm 
de altura. 
a) Determine a posição do objeto. 
b) Construa o esquema referente a questão 
representando objeto, imagem, espelho e raios 
utilizados e indicando as distâncias envolvidas. 
 
02 – A vigilância de uma loja utiliza um espelho 
convexo de modo a poder ter um ampla visão 
do seu interior. A imagem do interior dessa loja, 
vista através desse espelho, será: 
a) real e situada entre o foco e o centro da 
curvatura do espelho. 
b) real e situada entre o foco e o espelho. 
c) real e situada entre o centro e o espelho. 
d) virtual e situada entre o foco e o espelho. 
e) virtual e situada entre o foco e o centro de 
curvatura do espelho. 
 
03 – Um estudante colocou uma caneta a uma 
distância relativamente grande de uma colher 
bem polida e observou o tipo de imagem que 
aparecia na parte interna da colher. 
A imagem que ele viu, comparada com a 
caneta, era 
a) maior, direta e virtual. 
b) maior, invertida e real. 
c) menor, invertida e virtual. 
d) menor, direta e real. 
e) menor, invertida e real. 
 
04 – Um espelho usado por esteticistas permite 
que o cliente, bem próximo ao espelho, possa 
ver seu rosto ampliado e observar detalhes da 
pele. Este espelho é: 
a) côncavo. 
b) convexo. 
c) plano. 
d) anatômico. 
e) epidérmico. 
 
05 – Um espelho plano está colocado em frente 
de um espelho côncavo, perpendicularmente ao 
eixo principal. Uma fonte luminosa A, centrado 
no eixo principal entre os dois espelhos, emite 
raios que se refletem sucessivamente sobre os 
dois espelhos e formam sobre a própria fonte A, 
uma imagem real da mesma. O raio de 
curvatura do espelho é 40cm e a distância do 
centro da fonte A até o centro do espelho 
esférico é de 30cm. A distância d do espelho 
plano até o centro do espelho côncavo é, então: 
 
 
 
a) 20 cm 
b) 30 cm 
c) 40 cm 
d) 45 cm 
e) 50 cm 
 
06 – Um objeto real é colocado sobre o eixo 
principal de um espelho esférico côncavo a 4cm 
de seu vértice. A imagem conjugada desse 
objeto é real e está situada a 12cm do vértice do 
espelho, cujo raio de curvatura é: 
a) 2 cm. 
b) 3 cm. 
c) 4 cm. 
d) 5 cm. 
e) 6 cm. 
 
07 – Um objeto, de 2,0cm de altura, é colocado 
a 20cm de um espelho esférico. A imagem que 
se obtém é virtual e possui 4,0mm de altura. O 
espelho utilizando é 
a) côncavo, de raio de curvatura igual a 10cm. 
b) côncavo e a imagem se forma a 4,0cm de 
espelho. 
c) convexo e a imagem obtida é invertida. 
d) convexo, de distância focal igual a 5,0cm. 
e) convexo e a imagem se forma a 30cm do 
objeto. 
 
08 – O espelho esférico convexo de um 
retrovisor de automóvel tem raio de curvatura de 
80cm. Esse espelho conjuga, para certo objeto 
sobre o seu eixo principal, imagem 20 vezes 
menor. Nessas condições, a distância do objeto 
ao espelho, em metros, é de 
a) 1,9 
b) 3,8 
c) 7,6 
d) 9,5 
e) 12 
 
09 – Uma pessoa, a 1,0m de distância de um 
espelho, vê a sua imagem direita menor e 
distante 1,2m dela. Assinale a opção que 
apresenta corretamente o tipo de espelho e a 
sua distância focal: 
a) côncavo; f = 15 cm 
b) côncavo; f = 17 cm 
c) convexo; f = 25 cm 
d) convexo; f = 54 cm 
e) convexo; f = 20 cm 
 
10 – Um objeto situado a 20cm de um espelho 
côncavo forma uma imagem real de tamanho 
igual ao do objeto. Se o objeto for deslocado 
para 10cm do espelho, a nova imagem 
aparecerá a uma distância: 
a) 10 cm 
b) 15 cm 
c) 20 cm 
d) 30 cm 
e) infinita 
 
 
TÓPICO 03: REFRAÇÃO DA LUZ 
 
 
01 – A figura a seguir indica a trajetória de um 
raio de luz que passa de uma região 
semicircular que contém ar para outra de vidro, 
ambas de mesmo tamanho e perfeitamente 
justapostas. 
 
 
Determine, numericamente, o índice de refração 
do vidro em relação ao ar. 
 
02 – Uma pequena pedra repousa no fundo de 
um tanque de x m de profundidade. Determine o 
menor raio de uma cobertura circular, plana, 
paralela à superfície da água que, flutuando 
sobre a superfície da água diretamente acima 
da pedra, impeça completamente a visão desta 
por um observador ao lado do tanque, cuja vista 
se encontra no nível da água. Justifique. 
Dado: índice de refração da água n = (4/3). 
 
03 – Na questão a seguir julgue os itens e 
escreva nos parênteses (V) se for verdadeiro ou 
(F) se for falso. 
 
1 ( ) Os fenômenos de reflexão, refração e 
absorção ocorrem simultaneamente e nunca 
isoladamente. 
2 ( ) A passagem da luz incidente, na 
superfície de separação de dois meios, de 
um meio para outro, de modo ordenado, 
constitui o fenômeno da absorção regular. 
3 ( ) Um espelho côncavo só produz 
imagens reais para objetos reais. 
4 ( ) Uma pessoa, de dentro de uma 
piscina, observa o seu treinador fora dela. 
Sendo n(água) > n(ar), podemos afirmar que 
ela vê a imagem virtual de seu treinador 
acima da posição real. 
 
04 – Um raio luminoso propaga-se no ar com 
velocidade c=3.108m/s e com um ângulo de 30° 
em relação à superfície de um líquido. Ao 
passar para o líquido o ângulo muda para 60°. 
Qual é o índice de refração do líquido? 
 
 
 
a) 1/√3 
b) 1/√2 
c) (√3)/2 
d) 1,73 
e) 0,5 
 
05 – Suponha que exista um outro universo no 
qual há um planeta parecido com o nosso, com 
a diferença de que a luz visível que o ilumina é 
monocromática. Um fenômeno ótico causado 
por esta luz, que não seria observado neste 
planeta, seria: 
a) a refração. 
b) a reflexão. 
c) a difração.d) o arco-íris. 
e) a sombra. 
 
06 – Um feixe de luz monocromática, que se 
propaga no meio 1 com velocidade de 3.108m/s, 
incide na superfície S de separação com o meio 
2, formando com a superfície um ângulo de 30°. 
A velocidade do feixe no meio 2 é √(3.108)m/s. o 
ângulo que o feixe forma com a superfície no 
meio 2 vale 
a) 60° 
b) 45° 
c) 30° 
d) 10° 
e) 0° 
 
 
 
 
07 – Um pincel de luz emerge de um bloco de 
vidro comum para o ar na direção e sentido 
indicados na figura a seguir. Assinale a 
alternativa que melhor representa o percurso da 
luz no interior do vidro. 
 
 
 
a) A 
b) B 
c) C 
d) D 
e) E 
 
08 – O ângulo de reflexão total entre os dois 
meios é 60°. A razão entre os índices de 
refração é de aproximadamente: 
a) 1; 
b) 2; 
c) 3; 
d) 4; 
e) 5. 
 
09 – Um raio de luz se propaga do meio (1), 
cujo índice de refração vale √2, para outro meio 
(2) seguindo a trajetória indicada na figura a 
seguir. 
 
 
 
Dados: 
sen 30° = 1/2 
sen 45° = √2/2 
sen 60° = √3/2 
O ângulo limite para esse par de meios vale 
a) 90° 
b) 60° 
c) 45° 
d) 30° 
e) zero. 
 
10 – O Sol é visível, mesmo quando se encontra 
abaixo da linha do horizonte, em decorrência da 
interação entre a luz e a atmosfera. O fenômeno 
envolvido no processo é a: 
a) difração. 
b) reflexão. 
c) absorção. 
d) interferência. 
e) refração. 
 
11 – O fundo de uma piscina, para quem olha 
do lado de fora dela, parece mais próximo da 
superfície da água, devido à: 
a) dispersão 
b) difração 
c) refração 
d) interferência 
 
 
12 – Uma folha de papel, com um texto 
impresso, está protegida por uma espessa placa 
de vidro. O índice de refração do ar é 1,0 e o do 
vidro 1,5. Se a placa tiver 3cm de espessura, a 
distância do topo da placa à imagem de uma 
letra do texto, quando observada na vertical, é: 
 
 
 
a) 1 cm 
b) 2 cm 
c) 3 cm 
d) 4 cm 
 
 
13 – Um banhista deixa os óculos de mergulho 
caírem no fundo de uma piscina, na qual a 
profundidade da água é de 2,6 m. O banhista, 
de fora d'água, vê os óculos segundo uma 
direção perpendicular ao fundo da piscina. 
A profundidade aparente em que os óculos se 
encontram, em metros, é: 
a) 0,65 
b) 1,30 
c) 1,95 
d) 2,60 
 
 
15 – Um professor pediu a seus alunos que 
explicassem por que um lápis, dentro de um 
copo com água, parece estar quebrado, como 
mostrado nesta figura: 
 
 
 
Bruno respondeu: "Isso ocorre, porque a 
velocidade da luz na água é menor que a 
velocidade da luz no ar". 
Tomás explicou: "Esse fenômeno está 
relacionado com a alteração da frequência da 
luz quando esta muda de meio". 
 
Considerando-se essas duas respostas, é 
CORRETO afirmar que 
a) apenas a de Bruno está certa. 
b) apenas a de Tomás está certa. 
c) as duas estão certas. 
d) nenhuma das duas está certa. 
 
 
16 – Um cão está diante de uma mesa, 
observando um 
peixinho dentro do aquário, conforme 
representado na figura. Ao mesmo tempo, o 
peixinho também observa o cão. Em relação à 
parede P do aquário e às distâncias reais, 
podemos afirmar que as imagens observadas 
por cada um dos animais obedecem às 
seguintes relações: 
 
 
 
a) O cão observa o olho do peixinho mais 
próximo da parede P, enquanto o peixinho 
observa o olho do cão mais distante do aquário. 
b) O cão observa o olho do peixinho mais 
distante da parede P, enquanto o peixinho 
observa o olho do cão mais próximo do aquário. 
c) O cão observa o olho do peixinho mais 
próximo da parede P, enquanto o peixinho 
observa o olho do cão mais próximo do aquário. 
d) O cão observa o olho do peixinho mais 
distante da parede P, enquanto o peixinho 
observa o olho do cão também mais distante do 
aquário. 
e) O cão e o peixinho observam o olho um do 
outro, em relação à parede P, em distâncias 
iguais às distâncias reais que eles ocupam na 
figura. 
 
TÓPICO 04: LENTES DELGADAS 
 
01 – Um objeto de 3,0cm de altura é colocado 
perpendicularmente ao eixo de uma lente 
convergente, de distância focal 18,0cm. A 
distância do objeto à lente é de 12cm. Calcule o 
tamanho da imagem, em centímetros, fornecida 
pela lente. 
 
02 – Um sistema de lentes produz a imagem 
real de um objeto, conforme a figura a seguir. 
Calcule a distância focal e localize a posição de 
uma lente delgada que produza o mesmo efeito. 
 
 
 
 
03 – Uma certa pessoa não pode ver 
claramente objetos mais próximos do que 60cm 
de seus olhos. Qual deve ser a maior distância 
focal, em centímetros, das lentes de seus 
óculos, que lhe possibilitará ver claramente 
objetos colocados a uma distância de 20cm? 
 
04 – Uma pessoa apresenta deficiência visual, 
conseguindo ler somente se o livro estiver a 
uma distância de 75cm. Qual deve ser a 
distância focal dos óculos apropriados para que 
ele consiga ler, com o livro colocado a 25cm de 
distância? Esquematize numa figura o traçado 
dos raios. 
 
05 – Uma pessoa apresenta deficiência visual, 
conseguindo ler somente se o livro estiver a 
uma distância de 75cm. Qual deve ser a 
distância focal dos óculos apropriados para que 
ela consiga ler, com o livro colocado a 25cm de 
distância? 
 
06 – A imagem de um objeto real, fornecida por 
uma lente divergente, é 
a) real, invertida e maior que o objeto 
b) real, direita e menor que o objeto. 
c) virtual, direita e maior que o objeto. 
d) real, invertida e menor que o objeto. 
e) virtual, direita e menor que o objeto. 
 
07 – Observe o diagrama. 
 
 
 
Nesse diagrama, estão representados um objeto 
AB e uma lente convergente L. F e F‚ são 
focos dessa lente. 
A imagem A'B' do objeto AB será 
a) direta, real e menor do que o objeto. 
b) direta, virtual e maior do que o objeto. 
c) direta, virtual e menor do que o objeto. 
d) invertida, real e maior do que o objeto. 
e) invertida, virtual e maior do que o objeto. 
 
08 – Um aquário esférico de paredes finas é 
mantido dentro de outro aquário que contém 
água. Dois raios de luz atravessam esse 
sistema da maneira mostrada na figura a seguir, 
que representa uma secção transversal do 
conjunto. 
 
 
Pode-se concluir que, nessa montagem, o 
aquário esférico desempenha a função de: 
a) espelho côncavo. 
b) espelho convexo. 
c) prisma. 
d) lente divergente. 
e) lente convergente. 
 
09 – Um raio luminoso, propagando-se no ar, 
atravessa uma lente de vidro plano-côncava, 
como está representado nas figuras a seguir. 
 
 
 
Dentre as configurações apresentadas, está(ão) 
correta(s): 
a) apenas a I. 
b) apenas a II. 
c) apenas I e a III. 
d) apenas I e a IV. 
e) apenas a II e a III. 
 
10 – A distância entre um objeto e uma tela é de 
80cm. O objeto é iluminado e, por meio de uma 
lente delgada posicionada adequadamente 
entre o objeto e a tela, uma imagem do objeto, 
nítida e ampliada 3 vezes, é obtida sobre a tela. 
Para que isto seja possível, a lente deve ser: 
a) convergente, com distância focal de 15cm, 
colocada a 20cm do objeto. 
b) convergente, com distância focal de 20cm, 
colocada a 20cm do objeto. 
c) convergente, com distância focal de 15cm, 
colocada a 60cm do objeto. 
d) divergente, com distância focal de 15cm, 
colocada a 60cm do objeto. 
e) divergente, com distância focal de 20cm, 
colocada a 20cm do objeto. 
 
11 – Um objeto real é disposto 
perpendicularmente ao eixo principal de uma 
lente convergente, de distância focal 30cm. A 
imagem obtida é direita e duas vezes maior que 
o objeto. Nessas condições, a distância entre o 
objeto e a imagem, em cm, vale 
a) 75 
b) 45 
c) 30 
d) 15 
e) 5 
 
12 – Um objeto real está situado a 12cm de uma 
lente. Sua imagem, formada pela lente, é real e 
tem uma altura igual à metade da altura do 
objeto. Tendo em vista essas condições, 
considere as afirmações a seguir. 
 
I - A lente é convergente. 
II - A distância focal da lente é 6cm. 
III - A distância da imagemà lente é 12cm. 
 
Quais delas estão corretas? 
a) Apenas I 
b) Apenas I e II 
c) Apenas I e III 
d) Apenas II e III 
e) I, II e III 
 
13 – Um olho hipermetrope tem o ponto próximo 
a 
 50 cm. Esse olho deveria utilizar lente de 
contato de x dioptrias para observar objetos a 
25 cm. Então, x vale 
a) -2,0 
b) -1,0 
c) 1,0 
d) 1,5 
e) 2,0 
 
14 – A lente utilizada nos óculos de uma pessoa 
hipermetrope possui vergência com 2 dioptrias. 
A distância focal dessa lente é, em metros: 
a) 1/4 
b) 1/2 
c) 2 
d) 4 
e) 6 
 
15 – Assinale a alternativa correta. 
a) Quando alguém se vê diante de um espelho 
plano, a imagem que observa é real e direita. 
b) A imagem formada sobre o filme, nas 
máquinas fotográficas, é virtual e invertida. 
c) A imagem que se vê quando se usa uma 
lente convergente como "lente de aumento" 
(lupa) é virtual e direita. 
d) A imagem projetada sobre uma tela por um 
projetor de slides é virtual e direita. 
e) A imagem de uma vela formada na retina de 
um olho humano é virtual e invertida.