Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 18 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Nội dung
Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên Vật lí – TËp – TrÞnh Minh HiƯp 15 cm dọc theo trục thu ảnh ảo A2B2 cao 2,4cm Xác định khoảng cách từ vật đến thấu kính trước dịch chuyển Tìm độ cao vật Bài : Vật sáng AB có độ cao h đặt vng góc với trục thấu kính phân kì có tiêu điểm F, điểm A nằm trục có vị trí tiêu điểm F’ thấu kính ( hình vẽ) a) Dựng ảnh A’B’ AB qua thấu kính Nêu rõ chiều, độ lớn, tính chất ảnh so với vật b) Bằng hình học, xác định độ cao ảnh khoảng cách từ ảnh đến thấu kính Biết h= 3cm, f = 14 cm Bài : Một vật sáng AB đặt cách chắn khoảng L = 90 cm Trong khoảng vật sáng chắn đặt thấu kính hội tụ có tiêu cự f cho trục thấu kính vng góc với vật AB Khoảng cách vị trí đặt thấu kính ảnh rõ nét l= 30 cm Tính tiêu cự thấu kính hội tụ 1 Cho biết : f = d + d ' với d khoảng cách từ vật đến thấu kính, d’ khoảng cách từ ảnh đến thấu kính Bài 10 : Đặt vật AB trước thấu kính hội tụ L, có tiêu cự f hình vẽ Qua thấu kính, người ta thấy AB cho ảnh ngược chiều cao gấp lần vật Giữ nguyên vị trí thấu kính L, dịch chuyển vật sáng dọc theo trục lại gần thấu kính đoạn 10 cm ảnh vật AB lúc cao gấp lần vật Hỏi ảnh AB trường hợp ảnh ? Tính tiêu cự f vẽ hình minh họa ? Bài 11 : Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f= 24 cm Hai điểm sáng S1 S2 đặt trục thấu kính bên thấu kính, cho khoảng cách d1, d2 từ chúng đến thấu kính thỏa mãn điều kiện d1= 4d2 Xác định khoảng cách d1, d2 biết hai ảnh điểm sáng S1 1 S2 trùng Cho biết : f = d + d ' với d vị trí từ vật đến thấu kính, d’ vị trí từ ảnh đến thấu kính ; ảnh thật : d’> 0, ảnh ảo d’< Bài 12 : Một nguồn sáng điểm S đăth trục thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12 cm, cách thấu kính 18 cm Cho điểm sáng S dịch chuyển theo phương vng góc với trục với vận tốc m/s Hỏi ảnh nguồn sáng dịch chuyển với vận tốc thấu kính 1 giữ cố định Cho biết : f = d + d ' với d khoảng cách từ vật đến thấu kính, d’ khoảng cách từ ảnh đến thấu kính Bài 13 : Một điểm sáng S cách trục thấu kính khoảng h = (cm) chuyển động theo phương trục từ khoảng cách 2f đến 1,5f thấu kính với vận tốc v = cm/s, người ta thấy vận tốc trung bình ảnh S’ v’=4 (cm/s) Tính tiêu cự f 1 thấu kính Cho biết : f = d + d ' với d khoảng cách từ vật đến thấu kính, d’ khoảng cách từ ảnh đến thấu kính Bài 14 : Vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm tạo ảnh A’B’ Nhãm Word hãa tµi liƯu – Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 Trang ChiÕn th¾ng kú thi vào 10 chuyên Vật lí Tập Trịnh Minh HiÖp ’ ’ a) Biết A B = 4AB Vẽ hình tính khoảng cách từ vật tới thấu kính ( xét trường hợp : ảnh thật ảnh ảo) b) Cho vật AB di chuyển dọc theo trục thấu kính Tính khoảng cách ngắn vật ảnh thật Bài 15 : Một vật sáng AB đặt vị trí trước thấu kính hội tụ, cho AB vng góc với trục thấu kính, A nằm trục chính, ta thu ảnh thật lớn gấp lần vật Sau đó, giữu ngun vị trí vật AB dịch chuyển thấu kính dọc theo trục chính, theo chiều xa vật đoạn 15 cm, thấy ảnh dịch chuyển đoạn 15 cm so với vị trí ảnh ban đầu.Tính tiêu cự f thấu kính ( khơng sử dụng trực tiếp cơng thức thấu kính) Bài 16 : Một vật phẳng nhỏ AB đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ, cho điểm A nằm trục cahs quang tâm thấu kính khoảng OA = a Nhận thấy dịch chuyển vật lại gần xa thấu kính khoảng b = cm thu ảnh có độ cao lần vật, có ảnh chiều ảnh ngược chiều với vật Hãy xác định khoảng cách a vị trí tiêu điểm thấu kính Bài 17 : Một vật phẳng nhỏ AB đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ có tiêu cự f cho ảnh thật A’B’ hứng E đặt song song với thấu kính Màn E cách vật AB khoảng L, khoảng cách từ thấu kính tới vật d, từ thấu kính tới d’ 1 a) Chứng minh công thức : f = d + d ' b) Giữ vật cố định, cho thấu kính di chuyển vật cho thấu kính ln song song với vị trí trục khơng thay đổi Gọi l khoảng cách vị trí thấu kính cho ảnh rõ nét E Lập biểu thức tính f theo L l Bài 18: (THPT Chuyên Quốc học Huế năm 2010) Cho vật sáng AB đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ (A nằm trục chính) Khi vật vị trí thứ A 1B1 cho ảnh thật A'1 B '1 cách thấu kính 120cm Di chuyển vật đến vị trí thứ hai A 2B2 (cùng phía với vị trí thứ so với thấu kính) cho ảnh ảo A'2 B '2 có chiều cao ảnh thật ( A'1 B '1=A '2 B'2) cách thấu kính 60cm a) Nêu cách vẽ thấu kính b) Xác định khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm thấu kính hai vị trí vật Bài 19: Một bìa có kht lỗ trịn có đường kính AB = 6cm Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm đặt vừa khít che kín lỗ trịn, có quang tâm trùng với tâm lỗ trịn, trục vng góc với mặt phẳng bìa Sau bìa đặt ảnh song song với bìa cách bìa khoảng 40cm Một điểm sáng S đặt tren trục thấu kính, phía trước thấu kính (phía khơng có ảnh) cách thấu kính khoảng 30cm Khi ta thu vệt sáng trịn a) Gọi S’ ảnh S qua thấu kính, phép vẽ xác định vị trí S’ Tính đường kính vệt sáng trịn b) Cố định vị trí thấu kính Phải di chuyển điểm sáng S dọc theo trục đoạn bao nhiêu, theo chiều để vệt sáng có kích thước cũ Bài 20: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm Đặt vật phẳng nhỏ AB vng góc với trục thấu kính cho điểm A nằm trục chính, qua thấu kính thu ảnh thật A’B’ Nhãm Word hóa tài liệu Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 Trang Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên Vật lí Tập – TrÞnh Minh HiƯp a) Biết A’B’ có chiều cao gấp bốn lần AB Vẽ hình từ tính khoảng cách từ AB đến thấu kính b) Đặt ảnh P vng góc với trục thấu kính cách AB đoạn khơng đổi 90cm Di chuyển thấu kính vật cho trục thấu kính khơng đổi, ta thấy có hai vị trí thấu kính cho ảnh rõ nét vật Dựa vào hình vẽ câu a tính khoảng cách từ hai vị trí đến vật Bài 21: Một thấu kính mỏng lắp ống nhựa rỗng hai đầu, cách hai đầu ống khoảng 8cm Rọi vào đầu ống chùm sáng song song với trục thấu kính cho bề rộng chùm sáng cách trục Sau qua thấu kính, chùm sáng ló hồn tồn đầu ống Đặt hứng chùm sáng đầu ống, vng góc với trục thấu kính, người ta thấy: + Nếu hứng sát đầu ống đường kính vệt sáng trịn 2cm + Nếu mà hứng cách đầu ống 8cm đường kính vệt sáng trịn 3cm Em xác định loại thấu kính tiêu cự thấu kính lắp ống Bài 22: Một thấu kính hội tụ mỏng đặt cố định Người ta đặt vật sáng AB phẳng mỏng cho AB vng góc với trục A ảnh AB ảnh thật A'1 B '1 Sau di chuyển AB xa thấu kính thêm đoạn 10cm, cho A trục AB vng góc với trục thấy ảnh AB di chuyển đoạn 5cm đến vị trí A'2 B '2 Biết ảnh trước có chiều cao gấp hai lần ảnh sau Tìm khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm thấu kính (Khơng sử dụng cơng thức liên hệ vị trí vật, ảnh tiêu cự thấu kính) Bài 23: Cho thấu kính L, Biết vị trí tiêu điểm F, F’; quang tâm O; trục xx’; ảnh S’ chiều truyền ánh sáng theo chiều mũi tên (hính vẽ) a) Dùng phép vẽ xác định vị trí vật sáng b) Biết tiêu cự f thấu kính L có độ lớn 12cm khoảng cách từ S’ đến thấu kính 6cm Hãy xác định khoảng cách từ vật đến thấu kính L Bài 24: Cho hệ thấu kính-gương phẳng Thấu kính (L) có tiêu cự f = 20cm, gương phẳng (G) đặt cách thấu kính khoảng OI = 15cm hình Chiếu chùm sáng có độ rộng d1 = 8cm song song với trục thấu kính ta thấy khoảng thấu kính gương có điểm sáng a) Vẽ đường truyền tia sáng (không vẽ tia sáng qua thấu kính lần thứ hai), giải thích tính khoảng cách từ điểm sáng đén thấu kính b) Quay gương quanh I cho hợp với trục góc α thấy điểm sáng nói nằm cách thấu kính khoảng a = 15cm cách trục b = 5cm Vẽ hình giải thích cách vẽ Suy góc α c) Người ta đặt thấu kính phân kì thay cho gương phẳng cho chùm sáng ló khỏi hệ thống chùm sáng song song với trục có độ rộng d = 3cm Vẽ hình xác định tiêu cự thấu kính Bài 25: Một vật sáng nhỏ AB đặt vng góc với trục thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm, A thuộc trục Dịch chuyển AB dọc theo trục Hỏi khoảng cách vật AB ảnh thật nhỏ vật cách thấu kính bao nhiêu? Khi ảnh cao lần vật? Khơng dùng cơng thức thấu kính Nhãm Word hãa tµi liƯu – Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 Trang ChiÕn thắng kỳ thi vào 10 chuyên Vật lí TËp – TrÞnh Minh HiƯp Bài 26: Cho hai thấu kính L1, L2 có trục trùng nhau, cách 40 cm Vật sáng nhỏ AB đặt vng góc với trục chính, A thuộc trục chính, trước L1 (theo thứ tự AB; L1; L2) Khi dịch chuyển AB dọc theo trục ảnh A' B' tạo hệ thấu kính khơng thay đổi độ lớn ln cao gấp lần vật AB Tính tiêu cự hai thấu kính Bài 27: Hai điểm sáng S1 , S đặt hai bên thấu kính cách 16cm trục thấu kính có tiêu cự f =6 cm Ảnh tạo thấu kính S1 S2trùng điểm S' 1) Thấu kính thấu kính gì? Tại sao? Vẽ hình 2) Từ hình vẽ tính khoảng cách từ S' tới thấu kính Bài 28: Đặt vật sáng AB vng góc với trục ảnh thấu kính hội tụ có tiêu cự f, A nằm trục chính, cách thấu kính đoạn d 1ta ảnh A1 B 1cao nửa vật Dịch chuyển vật dọc theo trục lại gần thấu kính đoạn 20 cm ta thấy ảnh A2 B 2là ảnh thật cách A1 B 1một đoạn 10cm a) Tính f d b) Giữ vật AB cố định, di chuyển thấu kính lại gần vật từ vị trí cách vật đoạn d 1đến vị trí cách vật đoạn 0,5 d Tính quãng đường ảnh di chuyển Bài 29: Đặt vật sáng AB=2 cm, vng góc với trục ∆ thấu kính hội tụ có quang tâm O, tiêu điểm F; A nằm trục Qua thấu kính vật AB cho ảnh A' B' chiều cao gấp lần vật a) Vẽ ảnh A' B' AB qua thấu kính Dựa vào hình vẽ 1 Khi AB chứng minh công thức sau: OF = OA − O A' dịch chuyển dọc theo trục lại gần thấu kính ảnh dịch chuyển theo chiều nào? Giải thích? b) Bây giờ đặt vật AB nằm dọc theo trục thấu kính, đầu A làm vị trí cũ, đầu B hướng thẳng quan tâm O Nhìn qua thấu kính thấy ảnh AB nằm dọc theo trục có chiều dài 30cm Hãy tính tiêu cự thấu kính Bài 30: Đặt vật sáng AB vng góc với trục thấu kính tiêu cự f, thấu kính cho ảnh thật A1 B Dịch chuyển vật lại gần thấu kính 10cm thấy ảnh bị dịch chuyển 20cm Biết hai ảnh tính chất ảnh sau cao gấp lần ảnh trước Tìm tiêu cự thấu kính Bài 31: Hai tia sáng đối xứng qua trục thấu kính phân kì có tiêu cự 5cm Giao điểm chúng cắt trục thấu kính A (hình 2), biết OA=d=20 cm α =50 a) Trình bày cách vẽ tia khúc xạ hai tia sáng qua thấu kính b) Xác định độ lớn góc β tạo tia khúc xạ Bài 32: Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự 10 cm Một vật sáng đoạn thẳng AB = 5cm đặt vng góc với trục thấu kính (A nằm trục thấu kính) Vật sáng AB qua thấu kính cho ảnh A' B' =1cm cách AB đoạn L a) Khơng dùng cơng thức thấu kính Hãy tính giá trị L b) Cố định vị trí thấu kính, di chuyển vật dọc theo trục thấu kính cho ảnh vật qua thấu kính ln ảnh thật Khi khoảng cách L thay đổi theo khoảng cách từ vật đến thấu kính OA = x cho đồ thị Từ đồ thị tính giá trị x , x L0 Nhãm Word hãa tµi liƯu – Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 Trang Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên Vật lÝ – TËp – TrÞnh Minh HiƯp HƯỚNG DẪN GIẢI Bài 1: a) Xác định vị trí đặt vật AB phép vẽ Phân tích: + Khi AB dịch chuyển lại gần hay xa thấu kính quỹ tích điểm B nằm đường thẳng cố định xy ⫽ trục chính, cách thấu kính khoảng: OI = AB = h = không đổi + Nếu ảnh AB thật A' B' ngược chiều với AB B' nằm đường thẳng x y ⫽ trục chính, khác phía với xy cách trục khoảng: h1=O I 1= A' B' =3 h + Nếu ảnh AB ảo A' ' B' 'cùng chiều với AB nằm đường thẳng x y ⫽ trục chính, phía với xy cách trục khoảng: h2 =O I 2= A' ' B' ' =3 h * Nhận thấy xy ≡tia tới ⫽ với trục x y ≡tia ló ứng với tia tới qua F x y ≡tia ló ứng với tia tới có đường kéo dài qua F * Từ suy cách dựng: xy; x1 y1 ; x y // với trục Đường thẳng xy cách trục xy x y khoảng h cắt thấu kính I đường thẳng 1 2 cách trục 3h , cắt thấu kính điểm I1 I ( h - xem hình vẽ) + Dựng đường thẳng IF IF + Nối kéo dài cắt xy B (1); nối kéo dài cắt xy B (2) + Dựng AB (1) (2) cách từ điểm B hạ đường vng với trục xy x y + Nối IF' kéo dài phía cắt 1 2 B' B'' , ta dựng ảnh tương ứng A'B' thật (ứng với AB ngồi F ) A"B" ảo (ứng với AB F ) b) Tính khoảng cách a: có khoản cách a FOI1 ” FAB (1): + Xét FA 1 AB 1 OA 1 FO OA 1 16( cm) FO OI1 FO FOI1 ” FAB (2): + Xét FA AB FO OA OA 8( cm) FO OI FO Nhãm Word hãa tµi liƯu – Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 Trang ChiÕn th¾ng kú thi vào 10 chuyên Vật lí Tập TrÞnh Minh HiƯp Vậy AB 1 đặt cách thấu kính đoạn 16 cm , AB đặt cách thấu kính đoạn 8cm Bài 2: a) Dựng ảnh thật S ' S cách sử dụng hai tia tới: + Tia SI //xx' qua thấu kính cho tia ló qua tiêu điểm F ' + Tia SO qua quang tâm O thấu kính truyền thẳng + Dựng SH S'H' xx' S H OH ' ' OH (1) + Xét tam giác vuông đồng dạng SOH S OH ta có: SH ' ' SH FH ' ' ' F O (2) + Tương tự xét ΔOF'ΔHFOF'I ” ΔOF'ΔHFH F S ta có: IO OH F H d d f OH F O d f + Từ (1) (2) suy ra: + Biến đổi : d f d.d f.d d.d f.d f.d d.d ' f + Chia hai vế (3) cho tích 1 l f d d' (3) (4) (đpcm) b) + Dựng ảnh thật A'B' AB AB cách sử dụng hai tia tới: + Qua O kẻ trục phụ song song với AB Từ F ' kẻ vng góc kẻ vng góc với trục cắt F' trục phụ p F' + Kẻ tia ABI trùng vào AB , tia khúc xạ qua tiêu điểm phụ p trùng vào A'B' cắt trục điểm A' IF' p + Tia xuất phát từ B qua quang tâm O truyền thẳng cắt tia B' A'B' ảnh cần dựng Nhãm Word hãa tµi liƯu – Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 Trang Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên VËt lÝ – TËp – TrÞnh Minh HiƯp + Để tính độ lớn A'B' , trước tiên ta dựng BH B'H' xx' 1 d f 60.40 OA d 60 cm, mà OA d 120( cm) f d d d f 60 40 + Do + Lại có: AH cos 60 AB 4 cm OH OA AH 56( cm) 1 OH.f 56.40 OH 140( cm) f OH OH OH f 56 40 + Ta có: + Mà A ' H ' OH ' OA ' 140 120 20( cm ) + Từ hình ta có: OI tan OA tan OA OA 60 tan tan 3 tan OA OA 120 tan OI OA H B H B tan AH 20 10 3( cm) AH Mà: Theo đinh lý pitago ta có: tan AB A H H B 202 10 10 7( cm) 26, 46( cm) Bài 3: Dựng ảnh thật S ' S cách sử dụng tia tới: + Tia SI//xx qua thấu kính cho tia ló qua qua tiêu điểm F' + Tia SO qua quang tâm O thấu kính truyền thẳng + Dựng SH S'H' xx ' S'H' OH' OH (1) + Xét tam giác vuông đồng dạng SOH SOH' ta có: SH S' H' F'H' OF'I ” H'F'S' ta có: IO F'O + Tương tự xét (2) OH' F'H' d' d ' f = = OH F'O d f + Từ (1) (2) suy ra: + Biến đổi: d ' f d d ' f d d d ' f d ' f d 1 f d d' + Chia hai vế (3) cho tích d d' f (3) (4) (đpcm) Xác định bán kính chum ló a) Khi thấu kính cách S khoảng d 20 cm + Ta có: d f 20 cm nên S nằm tiêu điểm F thấu kính, qua thấu kính Nhãm Word hãa tµi liƯu – Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 Trang ChiÕn th¾ng kú thi vào 10 chuyên Vật lí Tập TrÞnh Minh HiƯp kính ta chùm tia ló song song Vệt sáng tròn M chùm tia ló tạo thành, độ lớn bán kình vết sáng giới hạn tia qua mép thấu kính (hình vẽ) + Vì chùm ló song song nên R = r = 4cm b) Khi thấu kình di chuyển cho kích thước vết sáng nhỏ Khi dịch thấu kính bên phải, chùm ló trở thành hội tụ S / ảnh thật S, gọi r/ bán kính vết sáng màn, z khoảng cách từ ảnh S/ đến M (hình vẽ) + Xét tam giác vng S/GE S/PO, ta có tỉ số đồng dạng : GE S / E r/ z d d/ L / / P0 S O r d d/ r/ L d 45 d 1 r / 4 / r d d/ (1) 45 d d 20 1 df 20 d / d/ r / 4 d f d 20 20d + Theo đề f d d d 45 45 d 45 r / 4 r / min min 20 d 20 20 d d 45 d 45 45 2 2 3 20 d 20 Theo bất đẳng thức cơ-si ta có : 20 d Nhãm Word hãa tµi liƯu – Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 Trang Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên Vật lí – TËp – TrÞnh Minh HiƯp 45 d 45 / min 3 r 4 3 cm 20 d 20 Do Khi d 45 d 45 d 45 3 3 d 30 cm min 20 d 20 d 20 d Vậy : bán kính nhỏ vết sáng đạt 3cm vị trí thấu kính cách điểm sáng S đoạn d = 30cm Bài 4: 1 / a) Chứng minh công thức : f d d A/ B / OA/ OA B OAB AB OA + Ta có : / F / A/ B / F / OI + Từ (1) (2) (1) / A/ B / A/ B / A/ F / OA/ OF / OI AB OF / OF / (2) OA/ OA/ OF / OA OF / (3) d/ d/ f d Thay OA = d; OA/ = d/; OF = f vào (3) ta được: d (*) d / f d d / d f d d / d / f d f Chia hai vế (*) cho tích d d / f 1 f d d/ (4) (đpcm) b) Tìm mối liên hệ L; d; d/ 1 df / d/ d f Ta có: L = d +d/ mà f d d / d d / L.d / L f 0 df L d/ / d f d f Nên (*) 2 Ta có: b 4a.c L Lf L( L f ) - Để có ảnh rõ nét phương trình (*) có nghiệm Do đó: L( L f ) 0 L f - Để có ảnh rõ nét phương trình (*) có nghiệm Do đó: 0 L( L f ) 0 L 4 f Nhãm Word hãa tµi liƯu – Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 Trang Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên Vật lí Tập Trịnh Minh Hiệp - Để khơng có ảnh rõ nét phương trình (*) có vơ nghiệm Do đó: L( L f ) L f Bài 5: 1 / a) Chứng minh công thức f d d + Ta có : OA/ B / OAB F / A/ B / F / OI + Từ (1) (2) A/ B / OA/ AB OA (1) A/ B / A/ B / A/ F / OA/ OF / OI AB OF / OF / (2) OA/ OA/ OF / OA OF / (3) d/ d/ f d Thay OA = d; OA/ = d/; OF = f vào (3) ta được: d (*) d / f d d / d f d d / d / f d f Chia hai vế (*) cho tích d d / f 1 f d d/ (4) (đpcm) * Tìm mối liên hệ L; d; d/ 1 df / d/ d f Ta có: L = d +d/ mà f d d / d d / L.d / L f 0 df L d/ / d f d f Nên (*) 2 Ta có: b 4a.c L Lf L( L f ) Điều kiện để có ảnh rõ nét phương trình (*) có nghiệm Do đó: 0 L( L f ) 0 L 4 f b) Gọi O1 O2 cách A đoạn d1 d2 hai vị trí thấu kính cho ảnh ró nét / + Từ công thức (4) ta thấy d d/ có vai trị nên d d1 d1 phải d 2/ / / + Ta có: L d1 d d1 (d l ) 2d1 l Nhãm Word hãa tµi liƯu – Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 Trang 10 ChiÕn thắng kỳ thi vào 10 chuyên Vật lí TËp – TrÞnh Minh HiƯp L f 150 30 60(cm) 2 d1' (d 2' ) d1 60 30 90(cm) d1 Do : d1d1' 60.90 f 36(cm) ' d1 d1 60 90 c) Vì ta có: L 4 f Lmin 4 f 4.36 144cm Bài 6: Hình vẽ: a) Chứng minh cơng thức Ta có: Và p.q f FAB FOK OK OF A' B' OF AB AF AB AF F ' A' B ' F 'OI ' ' ' ' ' ' (1) ' ' AB AF AB AF ' OI OF AB ' OF ' ' (2) ' OF A F AF A' F ' OF ' + Từ (1) (2) suy ra: AF OF ' ' Thay AF p; A F q;OF=f ta được: p.q = f2 (vì OF = OF’) ' ' b) Khi AB nằm dọc trục ảnh thật A B nằm dọc trục Nếu cho A di chuyển lại gần kính ' ' A di chuyển xa kính ngược lại, B nằm gần thấu kính A B nằm xa thấu ' kính A ngược lại + Xét điểm A theo chứng minh ta có: p.q=f2 (1) + Tương tự áp dụng cho điểm B ta có: 2 * Khi ngã gần kính: ( p 4)(q 6) f p.q p 4q 24 f (2) 2 * Khi ngã xa kính: ( p 4)(q 3) f p.q p 4q 12 f 6 p 4q 24 p 4q 12 + Thay (1) vào (2) (3) rút gọn ta được: Giải hệ phương trình ta p = q = 12cm Vậy f p.q 12cm Nhãm Word hãa tµi liƯu – Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 Trang 11 Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên Vật lí Tập Trịnh Minh HiƯp ' ' c) Vì tia tới qua quang tâm O thấu kính truyền thẳng nên nối AA BB cắt O, O quang tâm thấu kính (1) ' ' + Vì A B ảnh AB qua thấu kính nên AB nằm tia tới A' B ' nằm tia ló Vậy kéo ' ' dài AB A B cắt nau I I thuộc thấu kính (2) + Từ (1) (2) suy OI trùng với thấu kính + Dựng đường thẳng xy qua O vng góc với OI xy trục thấu kính + Vẽ tia sáng BK song song xy, khúc xạ qua ' B cắt xy F ' , F ' tiêu điểm thứ thấu kính ' + Lấy F đối xứng với F qua O ta tiêu điểm thứ thấu kính AB Bài 7: Lúc đầu vật AB qua thấu kính cho ảnh thật 1 nên AB OF Lúc sau AB cho ảnh ảo A2 B2 nên AB phải OF vật AB phải dịch lại gần thấu kính + Gọi d1 d1' vị trí vật ảnh lúc đầu, d d 2' vị trí vật ảnh lức sau; h chiều cao AB * Trước lúc dịch chuyển: OA1 B1 OAB (1) có: + Xét AB (1) OA(1) h d 1, 2d1 1' d1' A1B1 OA1 1, d1 h ' (1) ' + Xét F OI F A1 B1 có: F 'O OI F 'O AB (1) 20 h ' ' ' F A1 A1 B1 OA1 OF A1B1 d1 20 1, (2) + Từ (1) (2) ta có: 20 h 20 1, 2d1 1, 1, 2d1 20h 1, h 24 20h 24 1, 2d1 20h d1 1, (3) * Sau dịch chuyển đến vị trí mới: OAB (2) OA B2 ta có: + Xét Nhãm Word hãa tài liệu Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 Trang 12 Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên Vật lí Tập – TrÞnh Minh HiƯp AB (2) 0A(2) h d 2, 4d 2' d 2' A2 B2 OA2 2, d h ' (4) ' FO OI FO AB(2) ' ' OA2 OF A2 B2 + Xét F OI F A2 B2 có: F A2 A2 B2 20 h 48 ' d 2' 20 d 20 2, h (5) 2, 4d 48 20 h h + Từ (4) (5) ta có: (6) d d1 15 Thay vào (6) ta có: + Vì dịch lại gần nên 2, 4(d1 15) 48 20 2, 4(d1 15) 48 20h h h 48 2, 4( d1 15) h 20 (*) 48 2, 4( d1 15) 24 20( ) 20 d1 1, Thay (*) vào (3) ta có: ' ' 1, 2d1 24 48 2, 4( d1 15) d1 30( cm) h 0, 6(cm) Bài 8: a) Dựng ảnh AB: Ảnh AB ảnh ảo, chiều với vật AB nhỏ vật b) Gọi chiều cao ảnh A’B’ Ta có tứ giác ABCO nên B’ trung điểm BO AC Mặt khác AB // A’B’ nên A’B’ đường trung bình tam giác ABO A' B ' AB h AO f 14 1,5 OA ' 7 2 2 2 cm (cm) Suy Vậy chiều cao ảnh 1,5 cm ảnh cách tâm thấu kính khoảng cm Bài 9: Gọi O1 O2 cách A đoạn d1 d2 hai vị trí thấu kính cho ảnh rõ nét 1 Theo đề ta có: f d d ' Nhãm Word hãa tµi liƯu – Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 (*) Trang 13 Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên Vật lí Tập Trịnh Minh Hiệp + Từ công thức (*) ta thấy d d’ có vai trị nên d = d1’ d1 phải d2’ + Ta có : L = d1 + d1’ = d1 + (d2’ + ) = 2d1 + L 90 30 30 d1 = 2 (cm) Do d1’ = (d2’ + ) = d1 + = 30 + 30 = 60 (cm) d1 d1' 30.60 20 ' f = d1 d1 30 60 (cm) ' ' Bài 10: Lúc đầu ảnh ngược chiều nên ảnh A1 B1 ảnh thật Lúc sau dịch chuyển AB lại gần thấu kính, ảnh độ lớn với ảnh lúc đầu nên ảnh lúc sau phải ảnh ảo *Trước lúc dịch chuyển: AB (1) OA(1) d 1' d1' 2d1 OA1 d1 + Xét OA1 B1 OAB (1) có: A1 B1 + Xét F ' OI F ' A1 B1 có: (1) F 'O OI F 'O AB (1) f ' F ' A1 A1 B1 OA1 OF ' A1 B1 d1 f (2) f 2d1 3 f d1 1,5 f Từ (1) (2) ta có: 2d1 f (3) *Sau dịch chuyển vị trí mới: AB(2) OA(2) d 2' d 2' 2d OA2 d2 + Xét OAB(2) OA2 B2 ta có: A2 B2 + Xét F ' OI F ' A2 B2 có: F 'O OI F 'O AB (2) f ' d 2' f F ' A2 A2 B2 OA2 OF ' A2 B2 d2 f f f 2d d Từ (4) (5) ta có: (4) (5) (6) + Vì dịch lại gần nên d2 = d1 – 10 Thay vào (6) ta có: d1 10 f f d1 10 2 (*) f 10 1,5 f f 10 Thay (*) vào (3) ta có: (cm) Bài 11: + Nếu hai điểm sáng S1 S2 cho ảnh thật ảnh ảo ảnh chúng sữ khơng thể trùng nhau, muốn trùng điểm cho ảnh thật cịn điểm cho ảnh ảo + Đặt OS2 d x OS1 d1 4 x Nhãm Word hãa tài liệu Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 Trang 14 Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên Vật lí Tập – TrÞnh Minh HiƯp d1 f x f 96 x ' d1 d f x f x 24 1 d f d' d f f d d' d f 24 x d 2' d2 f x 24 + Ta có: ' ' + Khi hai ảnh trùng ảnh thật, ảnh ảo nên d1 d 96 x 24 x x 120 x 15 x 24 x 24 x 24 x 24 (cm) Bài 12: d ' OS ' d f 18.12 36 d f 18 12 (cm) + Vị trí ảnh S’ lúc đầu là: + Vì điểm vật, điểm ảnh, quang tâm O thẳng hàng nên S dịch chuyển đến S ảnh S’ dịch chuyển đến S1’ + Gọi v tốc độ dịch chuyển ảnh S’ Trong thời gian t vật dịch chuyển đoạn SS ảnh dịch chuyển đoạn S' S'1⇒¿ { SS1=1.t ¿ ¿¿ Nhãm Word hóa tài liệu Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 Trang 15 Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên Vật lí Tập – TrÞnh Minh HiƯp SS1 SO t 18 = ' = = ⇒ v=2( m/ s ) ' S S1 S O vt 36 + Từ hình vẽ ta có : Bài 13 : ' ' + Khi điểm sáng S di chuyển từ S1 đến S2 ảnh di chuyển từ S đến S + Quãng đường mà điểm sáng S thời gian t : S S =vt=|Δdd|=|d −d 1|=|1,5f −2f|=0,5f (1) + Độ dời ảnh theo phương trục : Δdd ' =d '2 −d '1= d2 f d f 1,5 f f 2f f − = − =f d −f d2 −f 1,5 f −f f −f ' Δdd f ⇔ v ' t= cosα cos α + Quãng đường mà ảnh : v =0,5 cos α ⇒ cos α= √ ⇒ α=300 ' + Từ (1) (2) ta có : v S '1 S '2 = tan α= (2) OI h √3 = ⇔ tan 30 = ⇒ f =3(cm ) f OF ' f + Từ hình ta có : Bài 14 : a) Vẽ hình tính khoảng cách : Trường hợp : Ảnh A’B’ ảnh thật : ' ' ' AB AO = + Ta có ∆A’OB’ ~ ∆AOB : AB AO ' + Ta có ∆OF’I ~ ∆A’F’B’ : ' ' ' ' A B F A OA −OF = = AB F ' O OF ' ' (1) (2) + Thay A’B’ = 4AB OF’ = 20 cm vào (1) (2), tính : Trường hợp : Ảnh A’B’ ảnh ảo: Nhãm Word hãa tµi liƯu – Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 {OA=25(cm) Trang 16 Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên Vật lí Tập Trịnh Minh HiÖp A ' B' A ' O = + Ta có ∆A’OB’ ~ ∆AOB : AB AO ' + Ta có ∆OF’I ~ ∆A’F’B’ : ' ' ' ' A B F A OA +OF = = AB F ' O OF ' ' (3) (4) + Thay A’B’ = 4AB OF’ = 20 cm vào (1) (2), tính : {OA=15(cm)¿¿¿¿ Đặt OA = d OA’ = L – d với L khoảng cách vật ảnh, thay vào (1) (2) ta A ' B' F' A ' OA ' −OF ' OA ' L−d −f L−d = ' = = ⇔ = ⇒ d −Ld+ Lf =0(∗) ' OA f d OF được: AB F O + Để phương trình (*) có nghiệm : Δd=L −4 Lf ≥0 ⇒ L≥4 f + Vậy Lmin = 4f = 80 (cm) Bài 15 : * Trước dịch chuyển : Ảnh A’B’ ảnh thật cao gấp lần vật AB + Gọi khoảng cách từ vật đến thấu kính d, Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính d’ Tìm mối quan hệ d, d’ f ' ' ' ' AB AO d ' ' Δd AOB ~ ΔdA OB ⇒ = = AB AO d + Ta có : (1) ' ' ' ' ' ' ' A B F A OA −OF d −f = = = AB F ' O f OF ' + Ta có ∆OF’I ~ ∆A’F’B’ : (2) ' ' 1 1 1 d d −f = − '⇒ = + ' = d f d f d d d f Từ (1) (2) ta có : Chia hai vế cho d’ ta : (*) ' ' ' 1 AB d ⇒ = + = = =2⇒ d ' =2 d f d 2d 2d + Theo đề ta có : AB d (3) * Sau dịch chuyển thấu kính : Nhãm Word hãa tµi liƯu – Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 Trang 17 Chiến thắng kỳ thi vào 10 chuyên VËt lÝ – TËp – TrÞnh Minh HiƯp '' '' + Từ (*) ta thấy d tăng d’giảm ảnh A B dịch chuyển phía gần vật Do '' ' ' ta có : OA =OA −15−15=OA −30 ' ' Hay : d =d −30=2 d−30 + Áp dụng (*) cho vị trí sau dịch chuyển ta có : 1 1 ⇒ = + '= + f d 2 d d +15 d−30 (4) + Giải hệ phương trình (3) (4) ta tìm : f = 30 (cm) Nhãm Word hãa tµi liƯu – Zalo: https://zalo.me/g/bfnlkf925 Trang 18