Bài 48: Thấu kính mỏng - Giải BT Vật Lí 11 nâng cao
Bài 48: Thấu kính mỏng
Câu c1 (trang 239 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Quan sát một vật qua một thấu kính. Di chuyển thấu kính ra xa hay lại gần vật, ta thấy ảnh luôn luôn nhỏ hơn vật. đây là thấu kính loại gì?
Hướng dẫn giải:Di chuyển thấu kính ra xa hay lại gần vật, ta thấy ảnh luôn luôn nhỏ hơn vât. Đây là ảnh ảo, nhỏ hơn vật => thấu kính phân kì
Câu c2 (trang 240 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Cho hai thấu kính hai mặt lồi, làm bằng thủy tinh Có cùng chiết suất. Các thấu kính phồng, dẹp khác nhau. Thấu kính nào có khả năng làm hội tụ chùm tia sáng đi qua mạnh hơn?
Hướng dẫn giải:Thấu kính nào càng phồng (tức là có mặt cong càng cong) thì có khả năng làm hội tụ chùm tia sáng đi qua mạnh hơn.
Câu 1 (trang 242 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Người ta có thể tạo ra lửa với một thấu kính. Khẳng định này đúng không? Nếu đúng, hãy trình bày cách tạo ra lửa bằng cách sử dụng một thấu kính
Hướng dẫn giải:Người ta có thể tạo ra lửa với một thấu kính. Khẳng định này là đúng
Để tạo ra lửa ta hướng trục chính của một thấu kính hội tụ về phía mặt trời
Khi đó chùm tia sáng từ mặt trời tới là chùm tia song song. Chùm tia ló qua thấu kính sẽ hội tụ tại tiêu điểm ảnh chính F’ của thấu kính. Do đó nếu đặt tại điểm này các vật dễ cháy như giấy vụn, ta sẽ thu được lửa.
Câu 2 (trang 242 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Độ tụ cho biết đặc trưng gì của thấu kính?
Hướng dẫn giải:* Độ tụ D của thấu kính là đại lượng đặc trưng cho khả năng hội tụ chùm tia sáng của thấu kính. Thấu kính có độ tụ càng lớn thì khả năng hội tụ chùm tia sáng càng mạnh. Độ tụ được tính bằng nghịch đảo của tiêu cự f.
D=1/f
Thấu kính hội tụ: D > 0: thấu kính phân kì: D < 0
* Đơn vị trong hệ SI
f tính bằng mét (m): D tính bằng điốp (đp)
Bài 1 (trang 242 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Nhìn qua một thấu kính hội tụ, ta thấy ảnh của một thật thì ảnh đó
A. Nhỏ hơn vật
B. Lớn hơn vật
C. Có thể lớn hơn hay nhỏ hơn vật
D. Ngược chiều với vật
Hướng dẫn giải:Nhìn qua một thấu kính hội tụ, ta thấy ảnh của một vật thì ảnh đó là ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật
Đáp án đúng là: B
Bài 2 (trang 242 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Quan sát ảnh của một vật qua một thấu kính phân kì.
A. Ta thấy ảnh lớn hơn vật
B. Ta thấy ảnh nhỏ hơn vật
C. ảnh ngược chiều với vật
D. không thể nhìn thấy ảnh của vật
Hướng dẫn giải:Quan sát ảnh của một vật qua một thấu kính phân kì ta thấy ảnh ảo, cùng chiều và nhỏ hơn vật
Đáp án đúng là: B
Bài 3 (trang 242 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Chọn câu đúng
A. Ảnh cho bởi thấu kính hội tụ luôn lớn hơn vật.
B. Ảnh cho bởi thấu kính phân kì luôn lớn hơn vật.
C. Với thấu kính hội tụ, vật thật luôn cho ảnh thật.
D. Với thấu kính phân kì, vật thật luôn cho ảnh ảo.
Hướng dẫn giải:Với thấu kính phân kì, vật thật luôn cho ảnh ảo
Đáp án đúng là: D
Bài 4 (trang 242 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Với một thấu kính
A. độ phóng đại k > 1
B. độ phóng đại k < 1
C. độ phóng đại k ≥ 1
D. độ phóng đại k > 1 hoặc k < 1 hoặc k=1
Hướng dẫn giải:Với một thấu kính độ phóng đại k > 1 hoặc k < 1 hoặc k = 1
Đáp án đúng là: D
Bài 5 (trang 242 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Chọn câu đúng:
A. Với thấu kính hội tụ, độ tụ D < 0
B. Với thấu kính phân kì: D < 0
C. Với thấu kính hội tụ: D = 1
D. Với thấu kính phân kì: D ≤ 1
Hướng dẫn giải:Với thấu kính phân kì: D < 0
Đáp án đúng là: B
Bài 6 (trang 242 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Với thấu kính hội tụ
A. Độ tụ D càng lớn nếu hai mặt thấu kính càng cong
B. Độ tụ D càng lớn nếu hai mặt thấu kính càng ít cong
C. Độ tụ D = 1
D. Độ tụ D < 1
Hướng dẫn giải:Với thấu kính hội tụ D càng lớn nếu hai mặt thấu kính càng cong
Đáp án đúng là: A
Bài 7 (trang 243 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Với thấu kính hội tụ
A. Khi vật thật cách thấu kính là 2f (f là tiêu cự) thì ảnh cũng cách thấu kính 2f.
B. Vật cho ảnh ảo
C. Vật cho ảnh thật
D. ảnh và vật có độ lớn bằng nhau.
Hướng dẫn giải:Với thấu kính hội tụ khi vật thật cách thấu kính là 2f (f là tiêu cự) thì ảnh cũng cách thấu kính là 2f
Đáp án đúng là: A
Bài 8 (trang 243 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Chọn câu phát biểu không chính xác. Với thấu kính phân kì
A. vật thật cho ảnh thật
B. vật thật cho ảnh ảo
C. tiêu cự f < 0
D. độ tụ D < 0
Hướng dẫn giải:Với thấu kính phân kì vật thật luôn cho ảnh ảo nhỏ hơn vật ⇒ câu phát biểu không chính xác là A
Đáp án đúng là: A
Bài 9 (trang 243 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Cho một thấu kính L có độ tụ D = 5 điôp. Xác định vị trí, tính chất và độ lớn của một vật AB cao 2 cm, vuông góc với trục chính, trong các trường hợp sau:
a) AB là vật thật, cách L là 30 cm
b) AB là vật thật, cách L là 10 cm
Vẽ đường đi của tia sáng trong mỗi trường hợp
Hướng dẫn giải:Sơ đồ tạo ảnh
Tiêu cự của thấu kính: f = 1/D = 0,2m = 20cm
a) AB = 2cm; d = 30cm
→ Ảnh A'B' là ảnh thật hiện ra sau thấu kính và cách thấu kính 60 cm.
Số phóng đại ảnh:
Độ lớn của ảnh: A'B' = |k|. AB = 4cm
Hình vẽ:
b) AB = 2cm; d = 10 cm
Ta có:
→ Ảnh A'B' là ảnh ảo hiện ra trước thấu kính và cách thấu kính 20 cm
Số phóng đại ảnh:
Độ lớn của ảnh: A'B' = |k|. AB = 4 cm
Hình vẽ:
Bài 10 (trang 243 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Chiếu một chùm tia sáng hội tụ tới một thấu kính L. cho biết chùm tia ló song song với trục chính của L.
a) L là thấu kính loại gì?
b) Điểm hội tụ của chùm sáng tới là một điểm ở sau thấu kính, cách L là 25 cm. tìm tiêu cự và độ tụ của L.
c) Đặt vật AB = 2cm vuông góc với trục chính và cách L 40 cm. Xác định ảnh của AB.
Hướng dẫn giải:a) Chiếu một chùm tia sáng hội tụ một thấu kính L, chùm tia ló song song với trục chính của L ⇒ chùm tia ló phân kì so với chùm tia tới ⇒ L là thấu kính phân kì
b) Điểm hội tụ của chùm sáng tới là một điểm ở sau thấu kính và chính là tiêu điểm vật chính F của thấu kính ⇒ F cách L là 25 cm⇒ tiêu cự và độ tụ của L là:
f=-OF=-25cm
c) AB = 2cm; d = 40 cm. Ảnh A’B’ của AB được xác định bởi:
⇒ Ảnh A'B' là ảnh ảo hiện ra trước thấu kính và cách thấu kính 15,4 cm
Số phóng đại ảnh:
Độ lớn của ảnh: A’B’ = |k|. AB = 0,77 cm
Bài 11 (trang 243 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Cho hai thấu kính hội tụ L1 và L2 lần lượt có các tiêu cự 20 cm, và 25 cm đồng trục, cách nhau một khoảng a = 80 cm. Vật AB = 2cm, vuông góc với trục, ở trước hệ hai thấu kính và cách L1 là 30 cm (L1 ở trước L2).
a) Xác định các ảnh cho bởi hệ
b) Làm lại câu trên nếu để L2 sát với L1
Hướng dẫn giải:a) Sơ đồ tạo ảnh
Ta có:
f1 = 20cm; f2 = 25 cm; a = 80 cm; AB = 2 cm; d1 = 30 cm
⇒ Ảnh A1B1 là ảnh thật hiện ra sau thấu kính L1 và cách thấu kính L1 60 cm
⇒ Số phóng đại ảnh:
Độ lớn của ảnh A1B1: A1B1 = |k1|. AB = 4 cm
Ta có: d2 = a - d'1 ⇒ d2 = 80 - 60 = 20 cm
⇒ A2B2 là ảnh ảo, cùng chiều với A1B1, tức là ngược chiều với AB và cách thấu kính L2 100 cm
Số phóng đại ảnh A2B2 là:
Độ lớn của ảnh A2B2:
A2B2 = |k|. AB = 20 cm
b) Trường hợp L2 sát L1, tương đương với một thấu kính có độ tụ D và tiêu cự f: D = D1 + D2
Sơ đồ tạo ảnh:
Trong đó: d = 30 cm; f = 100/9 cm
⇒ A2B2 là ảnh thật ngược chiều với AB và cách hệ thấu kính 17,65 cm
Số phóng đại ảnh A2B2:
Độ lớn của ảnh: A2B2:
Đáp số: a) A1B1 ảnh thật, cách L1 60 cm và cao 4 cm; A2B2 ảnh ảo cách L2 100 cm và cao 20 cm;
b) A2B2 ảnh thật, cách hệ thấu kính 17,65 cm và cao 1,2 cm
Bài 12 (trang 243 sgk Vật Lý 11 nâng cao): Cho thấu kính L1 độ tụ D1 = 4 điôp, thấu kính L2, độ tụ D2 = -4 điôp, ghép đồng trục, cách nhau 60 cm.
a) Điểm sáng S ở trên trục của hệ, cách L1 là 50 cm. Ánh sáng qua L1 rồi qua L2. Xác định vị trí tính chất của ảnh cho bởi hệ.
b) Tính khoảng cách giữa L1 và L2 để chùm tia ló ra khỏi hệ là chùm tia song song.
Hướng dẫn giải:Tiêu cự của hai thấu kính là:
a) Sơ đồ tạo ảnh
Ta có d1 = 50 cm; a = 60 cm
→ S2 là ảnh ảo cách thấu kính L2 = 7,14 cm
b) Điều kiện để chùm tia ló ra khỏi hệ là chùm tia song song là ảnh S2 ở vô cực
→ d2' = ∞ ⇒ d2 = f2 = -25 cm
Khoảng cách L1L2 bằng: a = d1' + d2 = 50 - 25 = 25 cm
Đáp số: a) S2 ảnh ảo, cách L2 7,14 cm
b) a = 25 cm
Bài trước: Bài 47: Lăng kính - Giải BT Vật Lí 11 nâng cao