Bài tập Vật lí Lớp 11 - Chương 7: Mắt và các dụng cụ quang học - Chuyên đề 2: Thấu kính - Dạng 4: Dời vật hoặc thấu kính theo phương của trục chính (Có lời giải)

Nội dung text: Bài tập Vật lí Lớp 11 - Chương 7: Mắt và các dụng cụ quang học - Chuyên đề 2: Thấu kính - Dạng 4: Dời vật hoặc thấu kính theo phương của trục chính (Có lời giải)

1. CHƯƠNG VII. MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC CHUYÊN ĐỀ 2. THẤU KÍNH B. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI DẠNG 4. Dời vật hoặc thấu kính theo phương của trục chính 1. Phương pháp chung Thấu kính cố định: Khi thấu kính giữ cố định thì ảnh và vật luôn di chuyển cùng chiều. * Vật và ảnh dời cùng chiều 1 1 1 + Trước khi dời vật: f d d - Khi di chuyển vật hoặc ảnh thì d và d’ liên hệ với nhau bởi: d d2 d1 hoặc d d1 d2 1 1 1 + Dời vật một đoạn d thì ảnh dời một đoạn d thì: f d d d d 1 1 1 1 1 Hay f d d d 1 d1 1 d1 d d f f d k 1 1 d1 f d1 f d f f d k 2 2 d2 f d2 f STUDY TIP d f f Nếu bài toán cho độ phóng đại k1 và k2 , ta có thể giải như sau: . k1k2 d d2 f d1 f - Khi vật giữ cố định mà rời thấu kính thì khảo sát khoảng cách vật - ảnh để xác định chiều chuyển động của ảnh: L d d - Vật cố định, rời thấu kính thì ta phải tính khoảng cách từ vật đến ảnh trước và sau khi dời thấu kính để biết chiều dời của ảnh. 2. Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Một vật thật AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính. Ban đầu ảnh của vật qua thấu kính là ảnh ảo và bằng nửa vật. Giữ thấu kính cố định di chuyển vật dọc trục chính 100 cm. Ảnh của vật 1 vẫn là ảnh ảo và cao bằng vật. Xác định chiều dời của vật, vị trí ban đầu của vật và tiêu cự của thấu 3 kính? A. Vật ra xa thấu kính, f 100cm, d 100cm. B. Vật lại gần thấu kính, f 100cm, d 100cm. Trang 1
2. C. Vật ra xa thấu kính, f 50cm, d 50cm. D. Vật lại gần thấu kính, f 50cm, d 50cm. Lời giải + Vật thật qua thấu kính cho ảnh ảo nhỏ hơn vật nên thấu kính là thấu kính phân kì d1 1 2d1 f d1 2d1 d1 f d1 2 f d1 + Theo đề bài ra ta có: d 1 3d f 2 d 3d 2 d 2 f 2 2 2 d2 3 f d2 + Vì thấu kính là TKPK nên f 0 d2 d1 nên vật dịch ra xa thấu kính d2 d1 100 f 100 cm d1 100 cm Đáp án A. Ví dụ 2: Một vật thật AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính. Ban đầu ảnh của vật qua thấu kính A1B1 là ảnh thật. Giữ thấu kính cố định di chuyển vật dọc trục chính lại gần thấu kính 2cm thì thu được ảnh của vật là A2 B2 vẫn là ảnh thật và cách A1B1 một đoạn 30 cm. Biết ảnh sau và ảnh trước có A B 5 chiều dài lập theo tỉ số 2 2 . A1B1 3 a) Xác định loại thấu kính, chiều dịch chuyển của ảnh? A. Thấu kính hội tụ, ảnh dịch ra xa thấu kính.B. Thấu kính hội tụ, ảnh dịch lại gần thấu kính. C. Thấu kính phân kì, ảnh dịch ra xa thấu kính.D. Thấu kính phân kì, ảnh dịch lại gần thấu kính. b) Xác định tiêu cự của thấu kính? A. 25 cm.B. 30 cm.C. 15 cm. D. 10 cm. Lời giải a) Vật thật cho ảnh thật nên thấu kính là thấu kính hội tụ Vì vật dịch lại gần nên ảnh dịch ra xa Đáp án A. b) + Vật dịch lại gần 2cm d2 d1 2 d2 f d1 f d1 2 f + Ảnh dịch ra xa 30cm d2 d1 30 30 2 d2 f d1 f d1 2 f A2 B2 5 A2 B2 AB 5 1 5 + Lại có: . k2 . A1B1 3 AB A1B1 3 k1 3 k1 0 k 5 Vì ảnh trước và ảnh sau đều là thật nên 2 k2 0 k1 3 f d1 5 f d1 d1 f 5 , thay vào (2) ta được f d2 3 f d1 2 Trang 2
3. f 3 f f 5 f 30 2 f 2 30.15 f 15 cm 3 5 Đáp án C. Ví dụ 3: Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính. Qua thấu kính cho ảnh A1B1 cùng chiều và nhỏ hơn vật. Nếu tịnh tiến vật dọc trục chính một đoạn 30 cm thì ảnh tịnh tiến 1 cm. Biết ảnh lúc đàu bằng 1,2 lần ảnh lúc sau. Tìm tiêu cực của thấu kính? A. 25 cm.B. 30 cm.C. 15 cm. D. 10 cm. Lời giải + Thấu kính cho ảnh cùng chiều và nhỏ hơn vật nên thấu kính là TKPK + Tịnh tiến vật dọc theo trục chính đoạn 30 cm thì ảnh tịnh tiến 1 cm d2 d1 30 d f d f d1 30 f 2 1 1 d2 d1 1 d2 f d1 f d1 30 f A2 B2 A1B1 AB 1 + . k1 . A1B1 AB A2 B2 k2 k1 0 k 6 Vì ảnh trước và ảnh sau đều là thật nên 1 k2 0 k2 5 f d 6 f d 30 6 2 1 f 30 cm . f d1 5 f d1 5 Đáp án B. Ví dụ 4: Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 30 cm. Qua thấu kính cho ảnh A1B1 thu được trên màn sau thấu kính. Nếu tịnh tiến vật dọc trục chính lại gần thấu kính một đoạn 10 cm thì phải dịch chuyển màn ra xa thấu kính để lại thu được ảnh A2 B2 . Biết ảnh lúc sau bằng 2 lần ảnh lúc đầu. a) Tìm tiêu cự của thấu kính? A. 10 cm.B. 20 cm.C. 15 cm. D. 30 cm. b) Tìm độ phóng đại ảnh lúc đầu và lúc sau? A. 0,5 và 1.B. 1 và 0,5.C. 0,25 và 0,5. D. 0,5 và 0,25. Lời giải a) + Qua thấu kính cho ảnh thu được trên màn nên ảnh là ảnh thật + Vì vật dịch lại gần 10 cm d2 30 10 20 cm A2 B2 A2 B2 AB 1 + Lại có: 2 . 2 k2 . 2 A1B1 AB A1B1 k1 k1 0 k Vì ảnh trước và ảnh sau đều là thật nên 2 2 k2 0 k1 Trang 3
4. f d f 30 1 2 f 10 cm f d2 f 20 Đáp án A. d1 f 30.10 d1 1 d1 15 cm k1 d1 f 30 10 d1 2 b) d f 20.10 d d 2 20 cm k 2 1 2 2 d2 f 20 10 d2 Vậy độ phóng đại ảnh của ảnh lúc đầu và lúc sau lần lượt là 0,5 và 1. Đáp án A. Ví dụ 5: Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 20cm. Qua thấu kính cho ảnh thật A1B1 . Nếu tịnh tiến vật dọc trục chính ra xa thấu kính một đoạn 4 cm lại thu được 1 ảnh A B . Biết ảnh lúc sau bằng lần ảnh lúc đầu. 2 2 3 a) Tìm tiêu cự của thấu kính? A. 9 cm.B. 18 cm.C. 24 cm. D. 12 cm. b) Tìm độ phóng đại ảnh lúc đầu và lúc sau? A. 9 và 2.B. 2 và 9.C. 9 và 3. D. 3 và 9. Lời giải a) + Vì vật dịch ra xa thấu kính 1 đoạn 4cm d2 d1 4 24 cm A2 B2 1 A2 B2 AB 1 1 1 + Lại có: . k2 . A1B1 3 AB A1B1 3 k1 3 k1 0 k 1 Vì ảnh trước và ảnh sau đều là thật nên 2 k2 0 k1 3 f d 1 f 20 1 f 18 cm f d2 3 f 24 Đáp án B. d1 f 20.18 d1 d1 180 cm k1 9 d1 f 20 18 d1 b) d f 24.18 d d 2 72 cm k 2 3 2 2 d2 f 24 18 d2 Vậy độ phóng đại ảnh của ảnh lúc đầu và lúc sau lần lượt là 9 và 3. Đáp án C. Ví dụ 6: Một thấu kính phân kì có tiêu cự 10 cm. đặt vật AB vuông góc với trục chính cho ảnh ảo A1B1 . Dịch chuyển vật sáng lại gần thấu kính 15 cm thì ảnh dịch chuyển 1,5 cm. Xác định vị trí vật và ảnh trước khi di chuyển vật? Trang 4
5. A. d 7,5 cm; d 30 cm. B. d 25 cm; d 9 cm. C. d 9 cm; d 25 cm. D. d 30 cm; d 7,5 cm. Lời giải + Vì thấu kính là thấu kính phân kì nên f 0 10 cm d2 d1 15 + Vì vật và ảnh dịch chuyển cùng chiều nên: d2 d1 1,5 d f d f 10 d1 15 10d d1 30 cm 2 1 1,5 1 1,5 d2 f d1 f d1 5 d1 10 d1 7,5 cm Vậy vật cách thấu kính 30cm và ảnh cách thấu kính 7,5 cm Đáp án D. Ví dụ 7: Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính một khoảng nào đó cho ảnh thật gấp 4 lần vật. Nếu tịnh tiến vật dọc trục chính lại gần thấu kính một đoạn 4cm thì ảnh thu được trên màn bằng với ảnh khi ta dịch chuyển vật từ vị trí ban đầu đến gần thấu kính 6cm. Tìm khoảng cách ban đầu của vật. A. 5 cm.B. 15 cm.C. 20 cm. D. 10 cm. Lời giải + Ảnh thật gấp 4 lần vật d 4a d d k 4 1 f 1 1 0,8a d a 1 d1 d1 + Kết hợp với giả thiết đề bài A3B3 A3B3 AB 1 Lại có: 1 . 1 k3 . 1 A2 B2 AB A2 B2 k2 k2 0 k Vì ảnh trước và ảnh sau đều là thật nên 2 1 k3 0 k3 f d 4 0,8a a 4 1 1 a 10 cm f 6 0,8a 6 Vậy khoảng cách ban đầu của vật là 10cm. Đáp án D. Ví dụ 8: Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ. Qua thấu kính cho ảnh A1B1 thu được trên màn sau thấu kính, lớn hơn vật và cao 4 cm. Giữ vật cố định, tịnh tiến thấu kính dọc trục chính 5cm về phía màn thì phải dịch chuyển màn dọc trục chính 35 cm lại thu được ảnh A2 B2 cao 2cm. Tính tiêu cự của thấu kính và chiều cao của vật? A. f 20cm; h 1cm. B. f 20cm; h 0,5cm. C. f 10cm; h 1cm. D. f 10cm; h 0,5cm. Trang 5
6. Lời giải + Ảnh lúc sau bằng nửa lúc đầu và cả 2 ảnh đều là ảnh thật k 1 f d 2 1 1 k1 2 f d2 + Ảnh và vật dịch chuyển cùng chiều nên khi thấu kính dịch lại gần màn 5cm thì màn sẽ dịch lại gần thấu kính 35cm d d 5 2 2 1 d1 5 f d f 1 40 4 d 5 f d f d2 d1 40 3 1 1 f d1 1 + Thay (2) vào (1) f d1 5 (5) f d1 5 2 f 10 f f 5 f + Thay (5) vào (4) 40 f 2 400 f 20 cm. 10 5 f f A B + k1 4 AB 1 cm . f d1 5 4 Đáp án A. Ví dụ 9: Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ. Qua thấu kính cho ảnh thật A1B1 Nếu tịnh tiến vật dọc trục chính lại gần thấu kính thêm một đoạn 30 cm lại thu được ảnh A2 B2 vẫn là ảnh thật và cách vật AB một khoảng như cũ. Biết ảnh lúc sau bằng 4 lần ảnh lúc đầu. a) Tìm tiêu cự của thấu kính và vị trí ban đầu? A. f 20cm; d1 40cm. B. f 20cm; d1 60cm. C. f 10cm; d1 50cm. D. f 10cm; d1 30cm. b) Để ảnh cao bằng vật thì phải dịch chuyển vật từ vị trí ban đầu một khoảng bằng bao nhiêu Lời giải a) + Vì vật dịch lại gần 30 cm nên d2 d1 30 + Vì ảnh lúc trước và lúc sau đều là ảnh thật và cách vật 1 khoảng như nhau nên d f d f d 30 f 1 2 1 L d1 d1 d2 d2 d1 d2 d1 30 1 d1 f d2 f d1 30 f A2 B2 A2 B2 AB 1 + Lại có: 4 . 4 k2 . 4 A1B1 AB A1B1 k1 k1 0 k Vì ảnh trước và ảnh sau đều là thật nên 2 4 k2 0 k1 f d1 f d1 4 d1 f 40 2 f d2 f d1 30 + Thay (2) vào (1) Trang 6
7. f 40 2 f 10 2 f 40 2 f 10 f 20 cm 40 10 Đáp án B. b) + d1 20 40 60 cm d2 f + Ảnh lúc sau cao bằng vật nên k2 1 d2 d2 ' d2 f d2 2 f 40 cm d1 60 cm Vậy vật phải dịch lại gần 20 cm nữa. Ví dụ 10: Đặt một điểm sáng S trên trục chính của một thấu kính phân kỳ (tiêu cự bằng l0cm) ta thu được ảnh S . Di chuyển S một khoảng 15cm lại gần thấu kính ta thấy ảnh S di chuyển một khoảng l,5cm. Tìm vị trí của vật và ảnh lúc đầu và lúc sau khi di chuyển. d1 45 cm d2 30cm A. Lúc đầu , lúc sau . d1 9 cm d2 7,5 cm d1 45 cm d2 30cm B. Lúc đầu , lúc sau . d1 9 cm d2 7,5 cm d2 30cm d1 45 cm C. Lúc đầu , lúc sau . d2 7,5 cm d1 9 cm d2 30cm d1 45 cm D. Lúc đầu , lúc sau . d2 7,5 cm d1 9 cm Lời giải + Vì thấu kính là TKPK nên f 10 cm d2 d1 15 + Vật và ảnh dịch chuyển cùng chiều nên: d2 d1 1,5 d f d f 10 d 15 10d 2 1 1,5 1 1 1,5 0 d2 f d1 f d1 5 d1 5 d1 45 cm, d1 9 cm d2 30 cm, d2 7,5 cm Đáp án A. Ví dụ 11: Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 36cm (A nằm trên trục chính) ta thu được ảnh A1B1 trên màn E đặt vuông góc với trục chính. Tịnh tiến AB về phía thấu kính 6cm theo phương vuông góc với trục chính thì phải dịch chuyển màn E như thế nào để thu được ảnh A2 B2 ? Cho biết A2 B2 1,6A1B1 . Tính tiêu cự của thấu kính? Trang 7
8. A. Dịch màn E ra xa 9 cm, f 20 cm. B. Dịch màn E lại gần 9 cm, f 20 cm. C. Dịch màn E ra xa 18 cm, f 10 cm. D. Dịch màn E lại gần 18 cm, f 10 cm. Lời giải A B k f d + Vì cả 2 ảnh đều là ảnh thật 2 2 2 1,6 1 A1B1 k1 f d2 f 36 1,6 f 20 cm f 36 6 f 20 5 d1 k1 f d1 20 36 4 d1 L1 d1 d1 36.1,25 36 81 cm + L2 d2 d2 30.2 30 90 cm f 20 d2 k2 2 f d2 20 30 d2 Vậy phải dịch chuyển màn E ra xa 9 cm Đáp án A. Ví dụ 12: Một vật phẳng nhỏ AB, đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kỳ và cách thấu kính khoảng d1 cho một ảnh A1B1 . Cho vật tiến lại gần thấu kính 40cm thì ảnh bây giờ là A2 B2 cách A1B1 5cm và có độ lớn A2 B2 2A1B1 . Xác định tiêu cự của thấu kính? A. 10 cm.B. 20 cm.C. 15 cm. D. 25 cm. Lời giải + Vì thấu kính là thấu kính phân kì nên f 0 và vật thật luôn cho ảnh ảo A B k f d 2 2 2 2 1 1 A1B1 k1 f d2 d2 d1 40 2 + Vật và ảnh di chuyển cùng chiều d2 d1 5 d 40 f d f 1 1 5 3 d1 40 f d1 f f d1 + Thay (2) vào (1) 2 d1 f 80 4 f d1 40 + Thay (4) vào (3) f 40 f f 80 f 5 2 f 2 80 f f 2 80 f 400 40 80 f 2 400 f 20 cm Đáp án B. Ví dụ 13: Đặt một vật phẳng nhỏ AB vuông góc vói trục chính của một thấu kính phẳng lồi bằng thuỷ tinh, chiết suất n1 1,5 , ta thu đuợc một ảnh thật nằm cách thấu kính 5cm. Khi nhúng cả vật và thấu kính Trang 8
9. 4 trong nước chiết suất n , ta vẫn thu đuợc ảnh thật, nhưng cách vị trí ảnh cũ 25cm ra xa thấu kính. 2 3 Khoảng cách giữa vật và thấu kính giữ không đổi. Tính bán kính mặt cầu của thấu kính và tiêu cự của nó khi đặt trong không khí và khi nhúng trong nước. Tính khoảng cách từ vật đến thấu kính A. 18 cm.B. 4,5 cm.C. 2,25 cm. D. 45 cm. Lời giải 1 1 1,5 1 f 2R + Khi thấu kính ở trong không khí: f R d1 5 cm 1 1,5 1 1 + Khi thấu kính ở trong nước: 1 f 8R 4 f R 8R 3 + Vì d không đổi nên khi f tăng thì d’ cũng tăng d2 d1 25 30 cm + Vì khoảng cách thấu kính không đổi nên d1 d2 d d f d 1 5 2Rd 1 5 d1 f d 2R 4 d 2R 6 d 20R d f 8Rd d 8R d 2 30 30 2 d2 f d 8R 2R.20R 5 R 2,25 cm 20R 2R + Tiêu cự của thấu kính trong không khí f 2R 4,5 cm + Tiêu cự của thấu kính trong nước là f 8R 18 cm + Khoảng cách từ vật đến thấu kính d 20R 45 cm Đáp án D. Ví dụ 14: Một thấu kính hội tụ cho ảnh thật S của điểm sáng S đặt trên trục chính. - Khi dời S gần thấu kính 5cm thì ảnh dời 10cm. - Khi dời S ra xa thấu kính 40cm thì ảnh dời 8cm. (kể từ vị trí đầu tiên) Tính tiêu cự của thấu kính? A. 10 cm.B. 20 cm.C. 15 cm. D. 25 cm. Lời giải 1 1 1 1 1 1 1 Ta có: f d d 5 d 40 1 d1 1 d1 10 1 d1 8 Trang 9
10. 1 2 1 1 1 1 1 d d 5 d d 5 1 1 d1 d1 10 1 d1 1 d1 10 Do đó: 1 1 1 1 5 1 2 d d 40 d d 40 1 d1 1 d1 8 1 1 d1 d1 8 2 d 8 d 40 1 Từ (1) và (2) 1 5 d 5 1 d1 10 1 1 1 1 9d d 90d 90d 0 d d 10d 10d f 10 cm 1 1 1 1 1 1 1 1 10 d f 1 d1 Đáp án A. Ví dụ 15: Một thấu kính hội tụ có f 12 cm. Điểm sáng A trên trục chính có ảnh A’. Dời A gần thấu kính thêm 6cm, A’ dời 2cm (không đổi tính chất). Định vị trí vật và ảnh lúc đầu. A. d1 36 cm; d1 18 cm. B. d1 36 cm; d1 9 cm. C. d1 18 cm; d1 36 cm. D. d1 9 cm; d1 36 cm. Lời giải d2 d1 6 + Ảnh và vật di chuyển cùng chiều nên d2 d1 2 d 6 12 d .12 1 1 2, sử dụng chức năng SHIFT SOLVE của máy tính cầm tay ta được: d1 18 d1 12 d f 36.12 1 d1 36 cm d1 18 cm d1 f 36 12 Đáp án A. Ví dụ 16: Thấu kính phân kỳ có f 10 cm. Vật AB trên trục chính, vuông góc với trục chính, có ảnh A B . Dịch chuyển AB lại gần thấu kính thêm 15cm thì ảnh dịch chuyển l,5cm. Định vị trí vật và ảnh lúc đầu. A. d1 7,5cm; d1 30 cm. B. d1 30cm; d1 7,5 cm. C. d1 30cm; d1 7,5 cm. D. d1 7,5cm; d1 30 cm. Lời giải d2 d1 15 + Ảnh và vật di chuyển cùng chiều nên d2 d1 1,5 10 d 15 10d 1 1 1,5, sử dụng chức năng shift solve của máy tính ta được: d1 5 d1 10 Trang 10
11. d f 30. 10 1 d1 30 cm d1 7,5 cm d1 f 30 10 + Vậy vật cách thấu kính 30 cm và ảnh cách thấu kính 7,5 cm. Đáp án C. Ví dụ 17: Vật đặt trước thấu kính, trên trục chính và vuông góc với trục chính, ảnh thật lớn bằng 3 lần vật. Dời vật xa thấu kính thêm 3cm thì ảnh vẫn thật và dời đi 18cm. Tính tiêu cự của thấu kính. A. 24 cm.B. 18 cm.C. 21 cm. D. 15 cm. Lời giải d d f 1 1 + k1 3 d1 3d1 3d1 f 0,75d1 d1 d1 f d2 d1 3 + Vật và ảnh di chuyển cùng chiều d2 d1 18 d 3 0,75d d .0,75d 1 1 1 1 18 , sử dụng chức năng SHIFT SOLVE của máy tính cầm tay ta được: d1 3 0,75d1 d1 0,75d1 d1 24 cm f 0,75d1 18 cm Đáp án B. Ví dụ 18: Vật AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có ảnh thật A1B1 cao 2cm. Dời AB lại gần thấu kính thêm 45cm thì ảnh thật A2 B2 cao 20cm và cách A1B1 đoạn 18cm. Hãy xác định: a) Tiêu cự của thấu kính. A. 10 cm.B. 20 cm.C. 30 cm. D. 40 cm. b) Vị trí ban đầu của vật. A. 50 cm.B. 18 cm.C. 60 cm. D. 40 cm. Lời giải a) k1 0 k 20 f d + Vì cả 2 đều là ảnh thật nên 2 10 1 1 k2 0 k1 2 f d2 d2 d1 45 2 + Ảnh và vật di chuyển cùng chiều d2 d1 18 d 45 f d f 1 1 18 3 d1 45 f d1 f f d1 + Thay (2) vào (1) ta được 10 d1 f 50 4 f d1 45 f 5 f f 50 f + Thay (4) vào (3) 18 5 50 Trang 11
12. 10 f 2 50 f f 2 50 f 900 0 f 2 100 f 10 cm. Đáp án A. b) d1 f 50 60cm, vậy ban đầu vật cách thấu kính 60cm. Đáp án C. Ví dụ 19: Vật cao 5cm. Thấu kính tạo ảnh cao 15cm trên màn. Giữ nguyên vị trí của thấu kính nhưng dời vật ra xa thấu kính thêm 1,5cm. Sau khi dời màn để hứng ảnh rõ của vật, ảnh có độ cao 10cm. Tính tiêu cự của thấu kính. A. 10 cm.B. 15 cm.C. 9 cm. D. 6 cm. Lời giải + Thấu kính tạo ảnh lớn hơn vật nên thấu kính là thấu kính hội tụ, ảnh hứng được trên màn là ảnh thật nên k1 0, k2 0 15 f k1 3 5 f d1 + 10 f k 2 2 5 f d2 d2 d1 1,5 + Vật và ảnh di chuyển cùng chiều nên d2 d1 a 4 d1 f 3 f 9 cm d1 1,5 f 1,5 Đáp án C. Ví dụ 20: Vật AB đặt cách thấu kính hội tụ một đoạn 30cm, ảnh A1B1 là ảnh thật. Dời vật đến vị trí khác, ảnh của vật là ảnh ảo cách thấu kính 20 cm. Hai ảnh có cùng độ lớn. Tính tiêu cự của thấu kính. A. 10 cm.B. 20 cm.C. 30 cm. D. 40 cm. Lời giải Vì ban đầu ảnh là ảnh thật, sau đó ảnh là ảnh thật nên k1 0, k2 0 d2 f 20 f f f k f d d f 20 f 1 1 2 2 k2 f d1 f d1 f 30 20 f 30 f f 20 f f 20 cm Đáp án B. Ví dụ 21: Thấu kính hội tụ có chiết suất n 1,5 ; R1 10 cm; R2 30 cm. Vật thật đặt trên trục chính và vuông góc với trục chính tại A, ảnh thật tạo bởi thấu kính hiện trên màn đặt cách vật một đoạn L 80cm, Trang 12
13. ảnh lớn hơn vật. Nếu giữ cố định vật và màn thì phải dịch chuyển thấu kính theo chiều nào một khoảng bao nhiêu, để thu được ảnh trên màn nhỏ hơn vật. A. Dịch chuyển thấu kính ra xa đoạn 40 cm.B. Dịch chuyển thấu kính lại gần đoạn 40 cm. C. Dịch chuyển thấu kính ra xa đoạn 80 cm.D. Dịch chuyển thấu kính lại gần đoạn 80 cm. Lời giải 1 1 1 20 + 0,5. f 15 cm f 0,1 0,3 3 + Vì ảnh hứng được trên màn nên là ảnh thật, ta có: L d1 d1 80 cm d1 f 15d1 2 d1 80 d1 80 d1 80d1 1200 0 d1 f d1 15 d1 60 cm d1 20 cm d1 20 cm d1 60 cm + Vì ảnh lớn hơn vật nên d1 d1 d1 20 cm, d1 60 cm + Để ảnh trên màn nhỏ hơn vật thì phải di chuyển thấu kính ra xa vật 1 đoạn d d2 d1 L d2 d2 80 cm d2 f 15d2 2 d2 80 d2 80 d2 80d2 1200 0 d2 f d2 15 d2 60 cm d2 20 cm d2 20 cm d2 60 cm + Vì ảnh nhỏ hơn vật nên d2 d2 d2 60 cm, d2 20 cm Vậy phải dịch chuyển thấu kính ra xa 1 đoạn d d2 d1 40 cm . Đáp án A. Ví dụ 22: A, B, C là 3 điểm thẳng hàng. Đặt vật ở A, một thấu kính ở B thì ảnh thật hiện ở C với độ phóng đại k1 3 . Dịch thấu kính ra xa vật đoạn l 64 cm thì ảnh của vật vẫn hiện ở C với độ phóng đại 1 k . Tính/và đoạn AC. 2 3 A. f 24 cm; AC 128 cm. B. f 24 cm; AC 32 cm. C. f 12 cm; AC 128 cm. D. f 12 cm; AC 32 cm. Lời giải + Lúc đầu ảnh thật nên k 3 d1 3d1 1 Trang 13
14. + Khi dịch thấu kính ra xa khỏi A thêm 64cm thì thấu kính sẽ lại gần ảnh thêm 64 cm (A và C cố định) d2 d1 64 d2 d2 64 1 d + Vì ảnh lúc sau vẫn ở trên màn nên ảnh là ảnh thật do đó k d 2 2 3 2 3 d2 d1 64 d2 d1 64 d 2 d1 64 d 3d 3.64 3 2 1 4.64 d 3d 4.64, thay (1) vào ta được: d 32 cm d 96 cm 1 1 1 8 1 d d 32.96 f 1 1 24 cm 32 96 d1 d1 + Khoảng cách AC chính là khoảng cách vật và ảnh AC L d1 d1 32 96 128 cm Đáp án A. Ví dụ 23: Vật sáng A trên trục chính và trước thấu kính phân kỳ, cách thấu kính 30cm cho ảnh ảo A . Di chuyển vật vào gần thấu kính thêm l0cm thì ảnh di chuyển thêm 2cm. Tính tiêu cự của thấu kính phân kỳ. A. 10 cm. B. 30 cm. C. 20 cm. D. 15 cm. Lời giải d2 d1 10 20 cm + Vì ảnh và vật di chuyển cùng chiều nên d2 d1 2 2 + Vì là thấu kính phân kì nên có tiêu cự f 0 d f d f 20 f 30 f + Từ (2) 2 1 2 2 , SHIFT SOLVE ta tìm được: d2 f d1 f 20 f 30 f f 20cm , vậy f 20cm f 7,5cm 1 Đáp án C. Ví dụ 24: Vật AB đặt trước thấu kính cho ảnh rõ nét trên màn. Dời vật 2cm lại gần thấu kính thì phải dời 5 màn đi 30cm thì mới thu được ảnh rõ nét. Ảnh này bằng ảnh trước. Cho biết thấu kính gì và tính tiêu 3 cự thấu kính. A. Thấu kính hội tụ, f 15 cm. B. Thấu kính phân kì, f 15 cm. C. Thấu kính hội tụ, f 25 cm. D. Thấu kính phân kì, f 25 cm. Lời giải Trang 14
15. k1 0 + Vì ảnh lúc trước và lúc sau đều là ảnh thật nên nên thấu kính là thấu kính hội tụ có k2 0 k 5 f d f 0 2 1 1 k1 3 f d2 d2 d1 2 2 + Vì vật và ảnh di chuyển cùng chiều nên d2 d1 30 d 2 f d f 1 1 30 3 d1 2 f d1 f f d1 5 + Thay (2) vào (1) ta được: d1 f 5 4 f d1 2 3 f 3 f f 5 f + Thay (4) vào (3) ta được: 30 3 5 5 f 2 15 f 3 f 2 15 f 30.15 0 f 15 cm Đáp án A. 1 Ví dụ 25: Vật thật qua thấu kính cho ảnh ảo bằng vật. Dời vật 100cm theo trục chính, ảnh vẫn ảo và 2 1 bằng lần vật. Tính tiêu cự của thấu kính. 3 A. 50 cm.B. 100 cm.C. 50 cm.D. 100 cm. Lời giải 1 f + Ban đầu: k1 2 f f d1 d1 f 1 2 f d1 1 f + Lúc sau: k2 3 f f d2 d2 2 f 2 3 f d2 + Dời vật xa thấu kính d2 d1 100 2 f f 100 f 100 cm Đáp án B. Trang 15