Bài tập thấu kính phân kì lớp 9 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Bài tập thấu kính phân kì 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 phân kì.

Bài tập thấu kính phân kì 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.

Với thấu kính phân kì thì luôn cho ảnh ảo nên d’ < 0; dựa vào tính chất này để thay số vào bài toán.

2. Ví dụ minh hoạ

Câu 1. Một người quan sát vật AB qua một thấu kính phân kì, đặt cách mắt 8 cm thì thấy ảnh của mọi vật ở xa, gần đều hiện lên cách mắt trong khoảng 64 cm trở lại. Tiêu cự của thấu kính phân kì là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Vì ảnh của tất cả các vật nằm trước thấu kính phân kì đều là ảnh ảo nằm trong khoảng từ tiêu điểm đến quang tâm của thấu kính, nên tiêu cự của thấu kính phân kì này là: 64 cm – 8 cm = 56 cm.

Câu 2. Một vật sáng AB cao 6 cm đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì có tiêu cự bằng 20 cm, A nằm trên trục chính và cách quang tâm của thấu kính 20 cm.

a) Ảnh A’B’ là ảnh thật hay ảnh ảo?

b) Xác định khoảng cách từ ảnh A’B’ đến thấu kính.

c) Xác định khoảng cách từ vật đến ảnh A’B’.

d) Xác định chiều cao ảnh.

Hướng dẫn giải

a) Thấu kính là thấu kính phân kì nên ảnh A’B’ là ảnh ảo.

b)

Xét các tam giác đồng dạng $\left\{\begin{array}{l}\Delta OAB~\Delta O{A}^{\text{'}}{B}^{\text{'}}\Rightarrow \frac{OA}{O{A}^{\text{'}}}=\frac{AB}{A^{\text{'}}{B}^{\text{'}}}\left(1\right)\\ \Delta A{A}^{\text{'}}{B}^{\text{'}}~\Delta AOI\Rightarrow \frac{A{A}^{\text{'}}}{AO}=\frac{A^{\text{'}}{B}^{\text{'}}}{OI}\left(2\right)\end{array}\right.$

Lại có $AB=OI,$ kết hợp với (1) và (2) ta được

$\frac{OA}{O{A}^{\text{'}}}=\frac{AB}{A^{\text{'}}{B}^{\text{'}}}=\frac{OI}{A^{\text{'}}{B}^{\text{'}}}=\frac{OA}{A{A}^{\text{'}}}\Rightarrow \frac{OA}{O{A}^{\text{'}}}=\frac{OA}{A{A}^{\text{'}}}\Rightarrow O{A}^{\text{'}}=A{A}^{\text{'}}$

Lại có $O{A}^{\text{'}}+A{A}^{\text{'}}=OA\Rightarrow 2.O{A}^{\text{'}}=OA\Rightarrow O{A}^{\text{'}}=\frac{OA}{2}=\frac{20}{2}=10\text{ cm.}$

Vậy ảnh cách thấu kính 10 cm.

c) Khoảng cách từ vật đến ảnh A’B’ là: 20 – 10 = 10 cm

d) Từ (1) suy ra $A^{\text{'}}{B}^{\text{'}}=AB.\frac{O{A}^{\text{'}}}{OA}=6.\frac{10}{20}=3\text{ cm.}$

Câu 3. Trên hình vẽ cho biết vật AB  đặt vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì có tiêu cự f = 12cm, điểm A nằm trên trục chính và cách quang tâm O một khoảng OA = 36cm. Tính khoảng cách từ ảnh A'B' đến thấu kính.

Hướng dẫn giải

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}{36}=\frac{1}{9}$

$\Rightarrow d\text{'}=9cm$ hay OA’ = 9 cm.

3. Bài tập tự luyện

Câu 1. Đặt một vật phẳng nhỏ vuông góc trước một thấu kính phân kì tiêu cự 20 cm một khoảng 60 cm. Ảnh của vật nằm

A. trước kính 15 cm.

B. sau kính 15 cm.

C. trước kính 30 cm.

D. sau kính 30 cm.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là A

Từ công thức thấu kính $\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d^{\text{'}}}\Rightarrow d^{\text{'}}=\frac{d.f}{d-f}=\frac{(-20).60}{60-(-20)}=-15cm.$

Câu 2. Một vật đặt trước một thấu kính 40 cm cho một ảnh trước thấu kính 20 cm. Đây là thấu kính

A. hội tụ có tiêu cự 40 cm.

B. phân kì có tiêu cự 40 cm.

C. phân kì có tiêu cự 20 cm.

D. hội tụ có tiêu cự 20 cm.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là B

Vật thật cho ảnh ảo, ảnh gần thấu kính hơn vật nên đây là thấu kính phân kì.

$\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d\text{'}}\iff \frac{1}{f}=\frac{1}{40}+\frac{1}{-20}\Rightarrow f=-40\left(cm\right)$

Câu 3. Qua một thấu kính có tiêu cự 20 cm một vật thật thu được một ảnh cùng chiều, bé hơn vật cách kính 15 cm. Vật phải đặt

A. trước kính 90 cm.

B. trước kính 60 cm.

C. trước 45 cm.

D. trước kính 30 cm.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là B

Ảnh cùng chiều, bé hơn vật nên TK là TKPK nên $f=-20cm,d\text{'}=-15cm.$

Ta có $\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d\text{'}}\iff \frac{1}{-20}=\frac{1}{d}+\frac{1}{-15}\Rightarrow d=60\left(cm\right).$

Câu 4. Qua một thấu kính hội tụ tiêu cự 20 cm, một vật đặt trước kính 60 cm sẽ cho ảnh cách vật

A. 90 cm.

B. 30 cm.

C. 60 cm.

D. 80 cm.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là A

Thấu kính hội tụ nên $\text{f = 20 cm, d = 60cm}$ ta có: $\frac{1}{f}=\frac{1}{d}+\frac{1}{d\text{'}}\iff 20=\frac{1}{60}+\frac{1}{d\text{'}}\Rightarrow d\text{'}=30\left(cm\right).$

Khoảng cách giữa vật và ảnh là $L=\left|d+d\text{'}\right|=\left|60+30\right|=90\left(cm\right).$

Câu 5. Vật sáng AB đặt trước thấu kính phân kỳ có tiêu cự 60(cm) cho ảnh $\text{A'B'}$ cách AB 30(cm). Vị trí của vật và ảnh là

A. $\text{d = 75}\left(\text{cm}\right)\text{; d' = -45}\left(\text{cm}\right).$

B. $\text{d = 30}\left(\text{cm}\right)\text{; d' = 60}\left(\text{cm}\right).$

C. $\text{d = 50}\left(\text{cm}\right)\text{; d' = -20}\left(\text{cm}\right).$

D. $\text{d = 60}\left(\text{cm}\right)\text{; d' = -30}\left(\text{cm}\right).$

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là D

Ta có: $\left\{\begin{array}{l}\text{L = d + d' = 30}\left(\text{cm}\right)\\ \frac{\text{1}}{\text{f}}\text{ = }\frac{\text{1}}{\text{d}}\text{+}\frac{\text{1}}{\text{d'}}\text{ = }\frac{\text{1}}{\text{-60}}\end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\text{d = 60}\left(\text{cm}\right)\\ \text{d' = -30}\left(\text{cm}\right)\end{array}\right.$

Câu 6: Một vật đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ, cho ảnh ảo cao gấp 3 lần vật. Ảnh cách vật 32cm. Tiêu cự của thấu kính là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

+ Ảnh ảo cao gấp 3 lần vật, ta suy ra:$\frac{h}{h\text{'}}=\frac{d}{d\text{'}}=\frac{1}{3}\Rightarrow d\text{'}=3d$

+ Lại có: d' - d =32 ⇒ 3d - d = 32 ⇒ d = 16 (cm)

+ Do ảnh là ảnh ảo, sử dụng công thức thấu kính, ta có:

$\frac{1}{f}=\frac{1}{d}-\frac{1}{d\text{'}}$⇒ f = $\frac{d.d\text{'}}{d\text{'}-d}=\frac{3d.d}{3d-d}=\frac{3}{2}d=\frac{3}{2}.16$=  24 cm

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

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

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

---