Cách giải bài tập xác định vị trí của ảnh qua thấu kính cực hay

Bài viết Cách giải bài tập xác định vị trí của ảnh qua thấu kính với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Cách giải bài tập xác định vị trí của ảnh qua thấu kính.

Cách giải bài tập xác định vị trí của ảnh qua thấu kính cực hay

Phương pháp giải:

Học sinh cần nắm được kiến thức về định lí Ta – lét và công thức thấu kính.

Công thức thấu kính

1. Thấu kính hội tụ

- Ảnh thật

- Ảnh ảo

2. Thấu kính phân kì

Trong đó: d là khoảng cách từ vật đến thấu kính

d’ là khoảng cách từ ảnh đến thấu kính

f là tiêu cự của thấu kính

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1.Vật sáng AB được đặt vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì L, điểm A nằm trên trục chính. Ảnh của vật qua thấu kính là A’B’. Kết luận nào dưới đây là chính xác?

A. Ảnh A’B’ và vật nằm về hai phía khác nhau so với thấu kính

B. ảnh nằm trong khoảng giữa tiêu điểm và thấu kính

C. ảnh nằm trong khoảng giữa vật và tiêu điểm thấu kính

D. ảnh ở xa thấu kính hơn vật

Lời giải:

Đáp án: B

ảnh của vật qua thấu kính phân kì luôn nằm trong khoảng từ tiêu điểm đến thấu kính. Và ở gần thấu kính hơn vật.

Ví dụ 2.Một vật sáng dạng mũi tên được đặt đúng tiêu điểm của thấu kính phân kì như trên hình vẽ. Ảnh của vật qua thấu kính ở vị trí nào?

A. vị trí F’

B. trung điểm của OF

C. vị trí O

D. Không có ảnh

Lời giải:

Đáp án: B

Áp dụng công thức thấu kính phân kì với d = f

=> ảnh ở trung điểm của OF

Ví dụ 3.Thấu kính hội tụ L có tiêu cự là 15cm, quang tâm O. Điểm sáng S được đặt trên trục chính của thấu kính và SO = 30cm. Phía sau thấu kính người ta đặt một màn chắn. Hỏi khoảng cách từ thấu kính đến màn chắn là bao nhiêu để có thể thu được rõ nét ảnh của S trên màn?

Lời giải:

Đáp án: B

Áp dụng công thức thấu kính hội tụ với trường hợp ảnh thật

=> d’ = 30cm

ảnh cách thấu kính 30cm nên để thu được ảnh trên màn thì màn chắn phải được đặt cách thấu kính 30cm

Bài tập trắc nghiệm

Câu 1. Vật sáng AB được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì tiêu cự f = 16,5cm. Điểm A nằm trên trục chính và cách thấu kính 33cm. Khoảng cách d' từ ảnh đến thấu kính là:

A. 16,5cm

B. 14,2cm

C. 11cm

D. 10cm

Lời giải:

Đáp án: C

Áp dụng công thức thấu kính phân kì

=> d' = 11 cm

Câu 2. Một vật sáng nhỏ được đặt trước thấu kính phân kì L và cách thấu kính 20cm. Biết tiêu cự của thấu kính là 24cm. Khoảng cách từ vật đến ảnh của nó là:

A. 9,1cm

B. 4,5cm

C. 7,8cm

D. 10,2cm

Lời giải:

Đáp án: A

Áp dụng công thức thấu kính phân kì

khoảng cách từ vật đến ảnh là: 20 – 10,9 = 9,1 (cm)

Câu 3. Vật một chiếc bút có chiều dài 12cm được đặt vuông góc trước một thấu kính hội tụ tiêu cự 10cm. Một đầu của bút nằm trên trục chính cách thấu kính một khoảng 20cm. Ảnh của chiếc bút cách thấu kính bao nhiêu xen ti mét?

A. 12cm

B. 20cm

C. 30cm

D. 32cm

Lời giải:

Đáp án: C

Vì d > f nên ảnh qua thấu kính hội tụ là ảnh thật

Áp dụng công thức:

=> d = 30cm

Câu 4. Thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm. Vật AB trên trục chính, vuông góc với trục chính và cách thấu kính 15cm. Vị trí của ảnh A’B’ là:

A. Cách thấu kính 40cm, cùng một phía với vật so với thấu kính

B. Cách thấu kính 60cm, cùng một phía với vật so với thấu kính

C. Cách thấu kính 40cm, khác phía với vật so với thấu kính

D. Cách thấu kính 60cm, khác phía với vật so với thấu kính

Lời giải:

Đáp án: B

Vì d < f nên ảnh này là ảnh ảo, nằm cùng phía với vật so với thấu kính

Áp dụng công thức thấu kính hội tụ với ảnh ảo

=> d = 60 cm

Câu 5. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì có tiêu cự là 25cm. Ảnh ảo A’B’ của vật qua thấu kính có kích thước bằng lần vật. Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính là:

A. 23,64cm

B. 21,72cm

C. 19,5cm

D. 18,75cm

Lời giải:

Đáp án: D

ảnh cao có kích thước bằng lần vật nên khoảng cách từ ảnh đến thấu kính bằng lần khoảng cách từ vật đến thấu kính.

=> d = 4 . d'

Áp dụng công thức thấu kính phân kì ta có

Câu 6. Một chiếc thước (AB) đặt vuông góc trục chính của thấu kính phân kỳ và cách thấu kính 80cm (như hình vẽ). Thấu kính có tiêu cự 30 cm. Dựng ảnh của vật qua thấu kính và sử dụng các phép biến đổi hình học để tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính.

Lời giải:

Đáp án: D

mà OI = AB

Từ (1) và (2)

=> 3. OA' = 8 . (30 - OA')

=> 11. OA' = 240

Câu 7. Một vật sáng dạng đoạn thẳng được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 15 cm. Vật sáng được đặt cách thấu kính 10cm. Vẽ ảnh của vật qua thấu kính và tính khoảng cách từ ảnh đến vật.

Lời giải:

Đáp án: D

Vật sáng được đặt trong khoảng tiêu cự của thấu kính nên ảnh qua thấu kính là ảnh ảo

Áp dụng công thức thấu kính ta có

=> d' = 30cm

Khoảng cách từ vật đến ảnh là: AA’ = 30 − 10 = 20cm

Đáp số: 20cm.

Câu 8. Một cây nến cao 8cm đặt vuông góc trục chính của thấu kính hội tụ, cách thấu kính 20cm. Thấu kính có tiêu cự 30 cm. Xác định vị trí và kích thước của ảnh

Lời giải:

Đáp án: D

Mà OI = AB

Thế vào (2)

Vậy ảnh cao 24cm và cách thấu kính 60cm

Câu 9. Điểm sáng S nằm phía bên trên trục chính của thấu kính hội tụ. S cách thấu kính 20cm, cách trục chính 15cm. Thấu kính có tiêu cự 10cm. Tính khoảng cách từ S đến ảnh S’, khoảng cách từ S’ đến thấu kính.

Lời giải:

Đáp án: D

Lấy các điểm A, B, C như hình vẽ

=> OA = SB= 15cm; SA = OB = 20cm

=> SO = √(SB² + OB²) = √(225 + 400) = √625 = 25 (cm)

OF’ // SA

=> 2.S’O = SS’

=> O là trung điểm SS’ => SS’ = 2.SO = 50 (cm)

ΔOCS’ = ΔOBS (cạnh huyền – góc nhọn)

=> OC = OB = 20 (cm)

S’ cách thấu kính 20cm, và cách điểm sáng S 50cm

Câu 10. Một thấu kính hội tụ L đặt trong không khí. Một vật sáng AB đặt vuông góc trục chính trước thấu kính, A trên trục chính, ảnh A’B’ của AB qua thấu kính là ảnh thật. Thấu kính có tiêu cự là 20cm, khoảng cách AA’ = 90cm. Dựa vào hình vẽ và các phép tính hình học, em hãy tính khoảng cách OA’.

Lời giải:

Đáp án: D

AB//A’B’. Áp dụng định lí Ta-lét ta có:

OI//A’B’. Áp dụng định lí Ta-lét ta có:

Từ (1) và (2) suy ra

OA² − 90. OA + 1800 = 0

=> OA = 60 cm hoặc OA = 30 cm

Suy ra OA’ = 30cm hoặc OA’ = 60cm

Bài tập tự luyện

Bài 1: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cao gấp 2 lần vật. Xác định vị trí ảnh và vật.

Bài 2: AB là một vật sáng đặt trước thấu kính hội tụ. A’B’ là ảnh của AB qua thấu kính có chiều ngược với AB và nhỏ hơn AB. Cho AB cao 6 cm; AA’ = 100 cm, thấu kính có tiêu cự 16 cm. Tính chiều cao của ảnh.

Bài 3: Một vật sáng AB có dạng một đoạn thẳng vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ tại A và cách thấu kính 20 cm. Tiêu cự của thấu kính bằng 15 cm.

a, Dùng các tia sáng đặc biệt qua thấu kính vẽ ảnh A’B’ của AB theo đúng tỉ lệ.

b, Tính xem ảnh cao gấp bao nhiêu lần vật.

Bài 4: Người ta dùng một thấu kính hội tụ để thu ảnh của một ngọn nến trên một màn ảnh. Hỏi phải đặt ngọn nến cách thấu kính bao nhiêu và màn cách thấu kính bao nhiêu để có thể thu được ảnh của ngọn nến cao gấp 5 lần ngọn nến. Biết tiêu cự thấu kính là 10 cm, nến vuông góc với trục chính.

Bài 5: Cho thấu kính có tiêu cự 20 cm, vật AB đặt cách thấu kính 60 cm và có chiều cao h = 2 cm. Tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính.

Bài 6: Vật sáng AB dạng đoạn thẳng cao 12 cm được đặt trước thấu kính phân kì L có tiêu cự 18 cm. Ảnh của AB qua thấu kính có chiều cao là 4 cm. Không sử dụng công thức thấu kính hãy xác định khoảng cách từ vật đến thấu kính và vẽ hình.

Bài 7: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 (cm). Vật sáng AB cao 2 m cho ảnh cao 1 (cm). Xác định vị trí vật?

Bài 8: Một vật sáng AB đặt thẳng góc với trục chính của thấu kính phân kỳ có tiêu cự bằng 12 cm, cho ảnh cao bằng nửa vật. Tìm vị trí của vật và ảnh.

Bài 9: Một vật AB cao 1 cm đặt trước một thấu kính, ta thu được một ảnh cao 4 cm và ngược chiều với vật. Biết khoảng cách từ vật đến ảnh bằng 20 cm.

a, Xác định tính chất của ảnh.

b, Tính khoảng cách từ vật và từ ảnh đến thấu kính.

Bài 10: Vật AB có độ cao h được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì. Điểm A nằm trên trục chính và có vị trí tại tiêu điểm F. Ảnh A’B’ có độ cao là h’. Tính tỉ số $\frac{h\text{'}}{h}$?

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 9 có đáp án và lời giải chi tiết khác:

• Dạng 8: Cách vẽ ảnh của vật qua thấu kính phân kì cực hay
• Dạng 9: Phương pháp giải bài tập xác định tiêu cự của thấu kính cực hay
• Dạng 10: Cách giải bài tập xác định vị trí của vật đến thấu kính cực hay
• Dạng 12: Cách xác định hệ số phóng đại của ảnh qua thấu kính cực hay
• Dạng 13: Phương pháp giải bài tập về kính lúp cực hay
• Dạng 14: Cách xác định hệ số phóng đại của ảnh qua kính lúp cực hay
• Dạng 15: Phương pháp giải bài tập về máy ảnh cực hay
• Dạng 16: Cách giải bài tập về máy ảnh nâng cao cực hay

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

---