Cách giải bài tập xác định vị trí của ảnh qua thấu kính cực hay
Cách giải bài tập xác định vị trí của ảnh qua thấu kính cực hay
Với Cách giải bài tập xác định vị trí của ảnh qua thấu kính cực hay Vật Lí lớp 9 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí 9.
Phương pháp giải:
Học sinh cần nắm được kiến thức về định lí Ta – lét và công thức thấu kính.
Công thức thấu kính
1. Thấu kính hội tụ
- Ảnh thật
- Ảnh ảo
2. Thấu kính phân kì
Trong đó: d là khoảng cách từ vật đến thấu kính
d’ là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính
f là tiêu cự của thấu kính
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1.Vật sáng AB được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì L, điểm A nằm trên trục chính. Ảnh của vật qua thấu kính là A’B’. Kết luận nào dưới đây là chính xác?
A. Ảnh A’B’ và vật nằm về hai phía khác nhau so với thấu kính
B. ảnh nằm trong khoảng giữa tiêu điểm và thấu kính
C. ảnh nằm trong khoảng giữa vật và tiêu điểm thấu kính
D. ảnh ở xa thấu kính hơn vật
Hướng dẫn giải:
Đáp án: B
ảnh của vật qua thấu kính phân kì luôn nằm trong khoảng từ tiêu điểm đến thấu kính. Và ở gần thấu kính hơn vật.
Ví dụ 2.Một vật sáng dạng mũi tên được đặt đúng tiêu điểm của thấu kính phân kì như trên hình vẽ. Ảnh của vật qua thấu kính ở vị trí nào?
A. vị trí F’
B. trung điểm của OF
C. vị trí O
D. Không có ảnh
Hướng dẫn giải:
Đáp án: B
Áp dụng công thức thấu kính phân kì với d = f
=> ảnh ở trung điểm của OF
Ví dụ 3.Thấu kính hội tụ L có tiêu cự là 15cm, quang tâm O. Điểm sáng S được đặt trên trục chính của thấu kính và SO = 30cm. Phía sau thấu kính người ta đặt một màn chắn. Hỏi khoảng cách từ thấu kính đến màn chắn là bao nhiêu để có thể thu được rõ nét ảnh của S trên màn?
Hướng dẫn giải:
Đáp án: B
Áp dụng công thức thấu kính hội tụ với trường hợp ảnh thật
=> d’ = 30cm
ảnh cách thấu kính 30cm nên để thu được ảnh trên màn thì màn chắn phải được đặt cách thấu kính 30cm
Bài tập trắc nghiệm tự luyện
Câu 1. Vật sáng AB được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì tiêu cự f = 16,5cm. Điểm A nằm trên trục chính và cách thấu kính 33cm. Khoảng cách d' từ ảnh đến thấu kính là:
A. 16,5cm
B. 14,2cm
C. 11cm
D. 10cm
Đáp án: C
Áp dụng công thức thấu kính phân kì
=> d' = 11 cm
Câu 2. Một vật sáng nhỏ được đặt trước thấu kính phân kì L và cách thấu kính 20cm. Biết tiêu cự của thấu kính là 24cm. Khoảng cách từ vật đến ảnh của nó là:
A. 9,1cm
B. 4,5cm
C. 7,8cm
D. 10,2cm
Đáp án: A
Áp dụng công thức thấu kính phân kì
khoảng cách từ vật đến ảnh là: 20 – 10,9 = 9,1 (cm)
Câu 3. Vật một chiếc bút có chiều dài 12cm được đặt vuông góc trước một thấu kính hội tụ tiêu cự 10cm. Một đầu của bút nằm trên trục chính cách thấu kính một khoảng 20cm. Ảnh của chiếc bút cách thấu kính bao nhiêu xen ti mét?
A. 12cm
B. 20cm
C. 30cm
D. 32cm
Đáp án: C
Vì d > f nên ảnh qua thấu kính hội tụ là ảnh thật
Áp dụng công thức:
=> d = 30cm
Câu 4. Thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm. Vật AB trên trục chính, vuông góc với trục chính và cách thấu kính 15cm. Vị trí của ảnh A’B’ là:
A. Cách thấu kính 40cm, cùng một phía với vật so với thấu kính
B. Cách thấu kính 60cm, cùng một phía với vật so với thấu kính
C. Cách thấu kính 40cm, khác phía với vật so với thấu kính
D. Cách thấu kính 60cm, khác phía với vật so với thấu kính
Đáp án: B
Vì d < f nên ảnh này là ảnh ảo, nằm cùng phía với vật so với thấu kính
Áp dụng công thức thấu kính hội tụ với ảnh ảo
=> d = 60 cm
Câu 5. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì có tiêu cự là 25cm. Ảnh ảo A’B’ của vật qua thấu kính có kích thước bằng 
lần vật. Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính là:
A. 23,64cm
B. 21,72cm
C. 19,5cm
D. 18,75cm
Đáp án: D
ảnh cao có kích thước bằng lần vật nên khoảng cách từ ảnh đến thấu kính bằng lần khoảng cách từ vật đến thấu kính.
=> d = 4 . d'
Áp dụng công thức thấu kính phân kì ta có
Câu 6. Một chiếc thước (AB) đặt vuông góc trục chính của thấu kính phân kỳ và cách thấu kính 80cm (như hình vẽ). Thấu kính có tiêu cự 30 cm. Dựng ảnh của vật qua thấu kính và sử dụng các phép biến đổi hình học để tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính.
Đáp án: D
mà OI = AB
Từ (1) và (2)
=> 3. OA' = 8 . (30 - OA')
=> 11. OA' = 240
Câu 7. Một vật sáng dạng đoạn thẳng được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 15 cm. Vật sáng được đặt cách thấu kính 10cm. Vẽ ảnh của vật qua thấu kính và tính khoảng cách từ ảnh đến vật.
Đáp án: D
Vật sáng được đặt trong khoảng tiêu cự của thấu kính nên ảnh qua thấu kính là ảnh ảo
Áp dụng công thức thấu kính ta có
=> d' = 30cm
Khoảng cách từ vật đến ảnh là: AA’ = 30 − 10 = 20cm
Đáp số: 20cm.
Câu 8. Một cây nến cao 8cm đặt vuông góc trục chính của thấu kính hội tụ, cách thấu kính 20cm. Thấu kính có tiêu cự 30 cm. Xác định vị trí và kích thước của ảnh
Đáp án: D
Mà OI = AB
Thế vào (2)
Vậy ảnh cao 24cm và cách thấu kính 60cm
Câu 9. Điểm sáng S nằm phía bên trên trục chính của thấu kính hội tụ. S cách thấu kính 20cm, cách trục chính 15cm. Thấu kính có tiêu cự 10cm. Tính khoảng cách từ S đến ảnh S’, khoảng cách từ S’ đến thấu kính.
Đáp án: D
Lấy các điểm A, B, C như hình vẽ
=> OA = SB= 15cm; SA = OB = 20cm
=> SO = √(SB2 + OB2) = √(225 + 400) = √625 = 25 (cm)
OF’ // SA
=> 2.S’O = SS’
=> O là trung điểm SS’ => SS’ = 2.SO = 50 (cm)
ΔOCS’ = ΔOBS (cạnh huyền – góc nhọn)
=> OC = OB = 20 (cm)
S’ cách thấu kính 20cm, và cách điểm sáng S 50cm
Câu 10. Một thấu kính hội tụ L đặt trong không khí. Một vật sáng AB đặt vuông góc trục chính trước thấu kính, A trên trục chính, ảnh A’B’ của AB qua thấu kính là ảnh thật. Thấu kính có tiêu cự là 20cm, khoảng cách AA’ = 90cm. Dựa vào hình vẽ và các phép tính hình học, em hãy tính khoảng cách OA’.
Đáp án: D
AB//A’B’. Áp dụng định lí Ta-lét ta có:
OI//A’B’. Áp dụng định lí Ta-lét ta có:
Từ (1) và (2) suy ra
OA2 − 90. OA + 1800 = 0
=> OA = 60 cm hoặc OA = 30 cm
Suy ra OA’ = 30cm hoặc OA’ = 60cm