Bài tập thấu kính hội tụ lớp 9 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Bài tập thấu kính hội tụ lớp 9 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Bài tập thấu kính hội tụ.

Bài tập thấu kính hội tụ lớp 9 (cách giải + bài tập)

1. Phương pháp giải

Cách 1. Sử dụng các tam giác đồng dạng để lập các tỉ số sau đó giải bài toán.

Cách 2. Sử dụng công thức tính nhanh: $\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d\text{'}}$

Với f là tiêu cự của thấu kính hội tụ (f > 0); d là khoảng cách từ vật đến thấu kính; d’ là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính.

Khi vật cho ảnh thật thì d’ > 0; ảnh ảo thì d’ < 0; dựa vào tính chất này để thay số vào bài toán.

2. Ví dụ minh hoạ

Câu 1.

a) Một vật AB đặt trước một thấu kính hội tụ. Dùng một màn ảnh M, ta hứng được một ảnh cao 5 cm và đối xứng với vật qua quang tâm O. Kích thước của vật AB là bao nhiêu?

b) Khi vật đặt rất xa thấu kính hội tụ thì ảnh thật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng bao nhiêu lần tiêu cự?

c) Một vật AB cao 2 cm đặt trước một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 10 cm. Dùng một màn ành M, ta hứng được một ảnh A’B’ cao 4 cm như hình. Xác định khoảng cách từ màn đến thấu kính.

d) Đặt vật AB trước một thấu kính phân kì có tiêu cự f = 12 cm. Vật AB cách thấu kính khoảng d = 8 cm. A nằm trên trục chính, biết vật AB = 6 mm. Ảnh của vật AB cách thấu kính một đoạn bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

a) Ảnh đối xứng với vật qua quang tâm O thì kích thước của vật bằng kích thước của ảnh: AB = A’B’ = 5 cm.

b) Khi vật đặt rất xa thấu kính hội tụ thì ảnh thật có vị trí cách thấu kính một khoảng bằng bằng tiêu cự.

c) Ta có: $\Delta ABO~\Delta A\text{'}B\text{'}O$

Suy ra: $\frac{OB}{OB\text{'}}=\frac{AB}{A\text{'}B\text{'}}=\frac{2}{4}=\frac{1}{2}$$\Rightarrow OB\text{'}=2BO=2.10=20cm$

Vậy màn cách thấu kính một khoảng là 20 cm

d) Sử dụng công thức thấu kính phân kì ta có: $\frac{1}{f}=\frac{1}{d\text{'}}-\frac{1}{d}$

$\Rightarrow \frac{1}{d\text{'}}=\frac{1}{f}+\frac{1}{d}=\frac{1}{12}+\frac{1}{8}=\frac{5}{24}$$\Rightarrow d\text{'}=\frac{24}{5}=4,8cm$

Câu 2. Vật AB đặt thẳng góc trục chính thấu kính hội tụ, cách thấu kính nhỏ hơn khoảng tiêu cự, qua thấu kính cho ảnh

A. ảo, nhỏ hơn vật.                

B. ảo, lớn hơn vật                  

C. thật, nhỏ hơn vật.              

D. thật, lớn hơn vật.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là B

Khi vật cách thấu kính một khoảng d < f thì thấu kính hội tụ sẽ cho ảnh ảo, ảnh ảo cùng chiều với vật và lớn hơn vật.

3. Bài tập tự luyện

Câu 1. Đặt một vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 15 cm, A nằm trên trục chính cách thấu kính 10 cm. Ảnh của AB tạo bởi thấu kính có đặc điểm gì?

A. Ảnh ảo, cùng chiều, bé hơn vật.           

B. Ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật.

C. Ảnh thật, ngược chiều, lớn hơn vật.     

D. Ảnh thật, ngược chiều, bé hơn vật.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là B

Vì 10 cm < 15 cm nên vật AB nằm trong khoảng tiêu cự.

$\Rightarrow$ Ảnh tạo bởi thấu kính hội tụ là ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật.

Câu 2. Một vật phẳng nhỏ đặt vuông góc với trục chính trước một thấu kính hội tụ có tiêu cự 30 cm một khoảng bằng 60 cm. Ảnh của vật nằm

A. sau kính 60 cm               

B. trước kính 60 cm              

C. sau kính 20 cm           

D. trước kính 20 cm

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là A

Từ công thức thấu kính $\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d^{\text{'}}}\Rightarrow d^{\text{'}}=\frac{d.f}{d-f}=\frac{30.60}{60-30}=60cm.$

Nhận xét thấy d > 0 nên là ảnh thật, nằm sau thấu kính và cách thấu kính 1 khoảng 60 cm.

Câu 3. Vật AB đặt thẳng góc trục chính thấu kính hội tụ, cách thấu kính 20(cm). Thấu kính có tiêu cự 10(cm). Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính là

A. 20(cm).

B. 10(cm).

C. 30(cm).

D. 40(cm).

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là A

$\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d^{\text{'}}}\Rightarrow d^{\text{'}}=\frac{d.f}{d-f}=\frac{20.10}{20-10}=20\left(cm\right)$

Câu 4. Đặt vật trước thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12 cm, cách thấu kính một khoảng d = 8 cm thì ta thu được

A. ảnh ảo A’B’, cách thấu kính -24 cm .                          

B. ảnh ảo A’B’, cách thấu kính 20 cm .

C. ảnh ảo A’B’, cách thấu kính 24 cm .                           

D. ảnh ảo A’B’, cách thấu kính -20 cm .

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là C

Ta có: $d\text{'}=\frac{d.f}{d-f}=\frac{8.12}{8-12}=-24cm<0\Rightarrow$ ảnh ảo cách thấu kính 24 cm 

Câu 5. Ảnh của một vật thật qua một thấu kính ngược chiều với vật, cách vật 100 cm và cách kính 20 cm. Đây là một thấu kính

A. hội tụ có tiêu cự 100/3 cm.                                          

B. phân kì có tiêu cự 100/3 cm.

C. hội tụ có tiêu cự 18,75 cm.                                        

D. phân kì có tiêu cự 18,75 cm.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là C

Ảnh ngược chiều với vật nên đây là TKHT có vật thật, ảnh thật nên $\text{L = d + d'}\Rightarrow \text{d = 75 cm.}$

$\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d\text{'}}\iff \frac{1}{f}=\frac{1}{75}+\frac{1}{25}=\frac{4}{75}\Rightarrow f=18,75\left(cm\right).$

Câu 6. Vật sáng AB đặt trước thấu kính hội tụ có tiêu cự $12\left(\text{cm}\right)$ cho ảnh thật cách AB 75(cm). Khoảng cách từ vật đến thấu kính là

A. 60(cm).

B. 15(cm).                      

C. 20(cm).

D. 60(cm) và 15(cm).

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là D

Ta có: $\left\{\begin{array}{l}\text{L = d + d' = 75}\left(\text{cm}\right)\\ \frac{\text{1}}{\text{f}}\text{ = }\frac{\text{1}}{\text{d}}\text{+}\frac{\text{1}}{\text{d'}}\text{ = }\frac{\text{1}}{\text{12}}\end{array}\right.\Rightarrow \left[\begin{array}{l}\text{d = 15}\left(\text{cm}\right)\\ \text{d = 60}\left(\text{cm}\right)\end{array}\right.$

Câu 7: Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12 cm. Để ảnh của vật có độ cao vằng vật thì phải đặt vật cách thấu kính 1 khoảng bằng:

A. 6cm

B. 12cm

C. 24cm

D. 48cm

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là C

Để ảnh cao bằng vật ta có $\left|k\right|=\frac{d^{\text{'}}}{d}=\frac{A^{\text{'}}{B}^{\text{'}}}{AB}=1=>d^{\text{'}}=d$

Áp dụng công thức thấu kính ta có: $\frac{1}{d}+\frac{1}{d^{\text{'}}}=\frac{1}{f}\Rightarrow \frac{1}{d}+\frac{1}{d}=\frac{1}{f}\Rightarrow \frac{2}{d}=\frac{1}{f}=d=2f=24cm$

Câu 8: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 30cm. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính. Ảnh của vật tạo bởi thấu kính là ảnh ảo và cách vật 40cm. Khoảng cách từ AB đến thấu kính có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 10cm .        

B. 60cm .       

C. 43cm .       

D. 26cm .

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là D

Ta có, vật AB qua thấu kính hội tụ cho ảnh ảo

Do ảnh thu được là ảnh ảo, nên ta có: $\frac{1}{f}=\frac{1}{d}-\frac{1}{d^{\text{'}}}$ (1)

Theo đầu bài, ta có: $\left\{\begin{array}{c}f=30cm\\ d\text{'}-d=40cm\end{array}\right.$

Thay vào (1), ta được:

$\frac{1}{30}=\frac{1}{d}-\frac{1}{d+40}\leftrightarrow d\left(d+40\right)=30\left(d+40\right)-30d\leftrightarrow d^2+40d-1200=0\to \left[\begin{array}{c}d=20cm\\ d=-60cm\end{array}\right.$

Câu 9: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm. Một vật thật AB cách thấu kính 40 cm. Ảnh thu được cách thấu kính bao nhiêu cm?

Hướng dẫn giải

Ta có: f = 20cm; d = 40cm

Vật đặt tại d = 2f = 40cm ⇒ ảnh thu được là ảnh thật ngược chiều với vật và bằng vật.

+ Áp dụng biểu thức: $\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d\text{'}}$

Ta suy ra: d′ = $\frac{d.f}{d-f}=\frac{20.40}{40-20}$ = 40cm

⇒ Ảnh thu được là ảnh thật ngược chiều với vật, cách thấu kính một khoảng 40cm và cao bằng vật.

Câu 10: Một vật AB cao 2cm đặt trước một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 10cm. Dùng một màn ảnh M, ta hứng được một ảnh A’B’ cao 4cm như hình vẽ.

Màn cách thấu kính một khoảng bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Tia tới qua quang tâm O cho tia ló truyền thẳng ⇒ A và A’ nằm trên cùng đường thẳng qua O ⇒ ∆ABO∾ ∆A’B’O ⇒ $\frac{OB}{OB\text{'}}=\frac{AB}{A\text{'}B\text{'}}=\frac{2}{4}=\frac{1}{2}$ ⇒ OB’ = 2.BO = 2.10 = 20 cm

Vậy màn cách thấu kính một khoảng OB’ = 20 cm.

Xem thêm các dạng bài tập Khoa học tự nhiên 9 phần Vật Lí hay, chi tiết khác:

• Bài tập thấu kính phân kì
• Bài tập kính lúp
• Tính điện trở của vật dẫn phụ thuộc vào các yếu tố
• Định luật Ohm
• Đoạn mạch mắc nối tiếp

Xem thêm các loạt bài Để học tốt Vật Lí lớp 9 hay khác:

• Giải bài tập Vật lý 9
• Giải sách bài tập Vật Lí 9
• Giải VBT Vật Lí 9
• Đề thi Vật Lí 9

• Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 9 có đáp án

---