Giải bài tập SGK Bài 29 Vật lý 11 Cơ bản & Nâng cao

Thấu kính là gì? Kể các loại thấu kính.

Nêu tính chất quang tâm, tiêu điểm ảnh, tiêu điểm vật. Minh họa bằng đường truyền của tia sáng cho mỗi trường hợp.

Tiêu cự, độ tụ của thấu kính là gì? Đơn vị của tiêu cự và độ tụ?

Chọn phát biểu đúng với vật đặt trước thấu kính.

A. Thấu kính hội tụ luôn tạo chùm tia ló hội tụ.

B. Thấu kính phân kì luôn tạo chùm tia ló phân kì.

C. Ảnh của vật tạo bởi thấu kính không thể bằng vật.

D. Cả ba phát biểu A, B, C đếu sai.

Một vật sáng đặt trước một thấu kính, trên trục chính. Ảnh của vật tạo bởi thấu kính bằng ba lần vật. Dời vật lại gần thấu kính một đoạn. Ảnh của vật ở vị trí mới vẫn bằng ba lần vật.

Có thể kết luận gì về loại thấu kính ?

A. Thấu kính hội tụ.

B. Thấu kính phân kỳ.

C. Hai loại thấu kính đều phù hợp.

D. Không thể kết luận được, vì giả thiết hai ảnh bằng nhau là vô lý.

Tiếp câu 5

Cho biết đoạn dời vật là 12cm.

Tiêu cự của thấu kính là bao nhiêu ?

A. -8 cm

B. 18 cm

C. -20 cm

D. Một giá trị khác A, B, C.

Xét thấu kính hội tụ. Lấy trên trục chính các điểm I và I' sao cho OI = 2OF, OI' = 2OF' (Hình 29.17). Vẽ ảnh của vật AB và nhận xét về đặc điểm của ảnh trong mỗi trường hợp sau:

- Vật thật ở ngoài đoạn OI.

- Vật thật tại I.

- Vật thật trong đoạn FI.

- Vật thật trong đoạn OF.

Người ta dùng một thấu kính hội tụ có độ tụ 1 dp để thu ảnh của Mặt trăng.

a) Vẽ ảnh.

b) Tính đường kính của ảnh. Cho góc trông Mặt Trăng là 33'. Lấy \(1' \approx 3.10^{-4}\) rad.

Vật sáng AB được đặt song song với màn và cách màn một khoảng cố định a. Một thấu kính hội tụ có trục chính qua điểm A và vuông góc với màn, được di chuyển giữa vật và màn.

a) Người ta thấy có một vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét của vật trên màn, ảnh lớn hơn vật. Hãy chứng tỏ rằng, có một vị trí thứ hai của thấu kính ở trong khoảng giữa vật và màn cũng cho ảnh rõ nét của vật trên màn.

b) Đặt l là khoảng cách giữa hai vị trí trên của thấu kính. Hãy lập công thức của tiêu cự thấu kính f theo a và l. Suy ra một phương pháp đo tiêu cự của thấu kính hội tụ.

Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm. Vật sáng AB được đặt trước thấu kính và có ảnh A'B'. Tìm vị trí của vật, cho biết khoảng cách vật - ảnh là:

a) 125 cm

b) 45 cm.

Một thấu kính phân kỳ có độ tụ - 5dp.

a) Tính tiêu cự của kính.

b) Nếu vật cách kính 30 cm thì ảnh hiện ra ở đâu và có số phóng đại bao nhiêu?

Trong hình 29.18, xy là trục chính của thấu kính L, A là vật điểm thật, A' là ảnh của A tạo bởi thấu kính.

Với mỗi trường hợp, hãy xác định:

a) A' là ảnh hật hay ảnh ảo.

b) Loại thấu kính.

c) Các tiêu điểm chính (bằng phép vẽ).

Chọn câu đúng

Nhìn qua một thấu kính hội tụ, ta thấy ảnh của vật thì ảnh đó

A. luôn nhỏ hơn vật.  

B. luôn lớn hơn vật.

C. có thể lớn hơn hay nhỏ hơn vật.

D. ngược chiều với vật. 

Chọn câu đúng

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. 

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. 

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 

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 

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 

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. 

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 

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 

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. 

Cho hai thấu kính hội tụ L1, L2 lần lượt có tiêu cự 20cm và 25cm, đồng trục, cách nhau ruột khoảng a = 80cm. Vật AB= 2cm, vuông góc với trục, ở trước hệ hai thấu kính và cách L1 là 30cm (L1 ở trước L2).

      a) Hãy xác định các ảnh cho bởi hệ.

      b) Làm lại câu trên nếu đưa L2 sát với L1 

Cho thấu kính L1 độ tụ D1 = 4 điôp, thấu kính L2, độ tụ D2 = -4 điôp, ghép đồng trục, cách nhau 60cm.

a) Điểm sáng S ở trên trục của hệ, cách L1 là 50cm. Ánh sáng qua L1 rồi qua L2. Xác định vị trí, tính chất của ảnh cho bởi hệ.

b) Tìm khoảng cách giữa L1 và L2 để chùm tia ló ra khỏi hệ là chùm tia song song. 

Thấu kính phân kì không thể có tác dụng nào dưới đây:

A. Biến một chùm tia hội tụ thành một chùm tia hội tụ khác

B. Biến một chùm tia hội tụ thành một chùm tia phân kì

C. Biến một chùm tia phân kì thành một chùm tia phân kì khác

D. Biến một chùm tia phân kì thành một chùm tia hội tụ 

Ghép mỗi nội dung ở cột bên tráivới nội dung tương ứng ở cột bên phải  để có một phát biểu đầy đủ và đúng.

Các thấu kính nào là thấu kính hội tụ ?

A. (1).               B. (4)    

C. (3) và (4).     D. (2) và (3) 

Các thấu kính nào là thấu kính phân kì ?

A. (2)               B. (3).

C. (l) và (2).     D. (1) và (4). 

Có một thấu kính hội tụ, trục chính là xy. Xét bốn tia sáng được ghi số như trên Hình 29.2.

Dùng các giả thiết trên Hình 29.2 để chọn đáp án đúng ở các câu : 29.5, 29.6, 29.7.

Bài 29.5 trang 80 Sách bài tập Vật Lí 11: Các tia sáng nào thể hiện tính chất quang học của quang tâm thấu kính ?

A. Tia(l).                    B. Tia (2).

C. Hai tia (1) và (2).    D. Không có. 

Tia nào thể hiện tính chất quang học của tiêu điểm ảnh ?

A. Tia (1).     B. Tia (2).

C. Tia (3).     D.Tia (4). 

Tia nào thể hiện tính chất quang học của tiêu điểm vật ?

A.Tia (1)        B. Tia (2).

C. Tia (3).    D. Tia (4). 

Có hai tia sáng truyền qua một thấu kính như Hình 29.3 (Tia (2) chỉ có phần ló). Chọn câu đúng.

A. Thấu kính là hội tụ ; A là ảnh thật.

B. Thấu kính là hội tụ ; A là vật ảo.

C. Thấu kính là phân kì ; A là ảnh thật.

D. Thấu kính là phân kì ; A là vật ảo 

* Cho thấu kính hội tụ với các điểm trên trục chính như Hình 29.4

Sử dụng các giả thiết đã cho để chọn đáp án đúng ở hai câu hỏi 29.9 và 29.10.

Bài 29.9 trang 81 Sách bài tập Vật Lí 11: Muốn có ảnh ảo thì vật thật phải có vị trí trong khoảng nào ?

A. Ngoài đoạn IO.

B. Trong đoạn IF.

C. Trong đoạn FO.

D. Không có khoảng nào thích hợp. 

Muốn có ảnh thật lớn hơn vật thì vật thật phải có vị trí trong khoảng nào ?

A. Ngoài đoạn IO.

B. Trong đoạn IF.

C. Trong đoạn FO.

D. Không có vị trí nào thích hợp. 

Một học sinh kết luận như sau về thấu kính. Tìm câu đúng.

A. Thấu kính hội tụ luôn tạo chùm tia ló hội tụ.

B. Thấu kính phân kì luôn tạo ảnh ảo nhỏ hơn vật thật.

C. Ảnh của vật tạo bởi cả hai loại thấu kính luôn có độ lớn khác với vật.

D. Ảnh và vật cùng tính chất (thật ; ảo) thì cùng chiều và ngược lại. 

Một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20cm. Tìm vị trí của vật trước thấu kính để ảnh của vật tạo bởi thấu kính gấp 4 lần vật.

Giải bài toán bằng hai phương pháp:

a) Tính toán.

b) Vẽ. 

Thấu kính hội tụ có tiêu cự f= 20 cm. Vật AB trên trục chính, vuông góc với trục chính có ảnh A'B' cách vật 18 cm.

a) Xác định vị trí của vật.

b) Xác định ảnh, vẽ ảnh. 

Thấu kính phân kì tạo ảnh ảo bằng 1/2 vật thật và cách vật 10 cm.

a) Tính tiêu cự của thấu kính.

b) Vẽ đường đi của một chùm tia sáng minh hoạ sự tạo ảnh.

Trả lời:

Vật phẳng nhỏ AB đặt trước và song song với một màn, cách màn khoảng L. Đặt một thấu kính hội tụ giữa vật và màn, song song với vật  sao cho điểm A của vật ở trên trục chính. Ta tìm được hai vị trí O₁;  O₂ của thấu kính tạo ảnh rõ nét của vật trên màn, ảnh này gấp k lần ảnh kia.

Tính tiêu cự của thấu kính.

Áp dụng bằng số : L = 100 cm ; k = 2,25 

Với cả hai loại thấu kính, khi giữ thấu kính cố định và dời vật theo phương trục chính, hãy :

a) Chứng tỏ ảnh của vật tạo bởi thấu kính luôn luôn chuyển động cùnd chiều với vật.

b) Thiết lập công thức liên hệ giữa độ dời của vật và độ dời tương ứng của ảnh. 

Thấu kính hội tụ có tiêu cự 5 cm. A là điểm vật thật trên trục chính cách thấu kính 10 cm, A’ là ảnh của A.

a) Tính khoảng cách AA’. Chứng tỏ rằng đây là khoảng cách ngắn nhất từ A tới ảnh thật của nó tại bởi thấu kính.

b) Giữ vật cố định và tịnh tiến thấu kính theo một chiều nhất định. Ảnh chuyển động ra sao? 

Có hai thấu kính L₁, L₂ được đặt đồng trục. Các tiêu cự lần lượt là f₁ = 15 cm, f₂ = -15 cm. Vật AB được đặt trên trục chính, vuông góc với trục chính và ở trong khoảng giữa hai quang tâm O₁, O₂. Cho O₁O₂ = l = 40 cm. Xác định vị trí của vật để :

a) Hai ảnh có vị trí trùng nhau.

b) Hai ảnh có độ lớn bằng nhau. 

Trên Hình 29.5, xy là trục chính của thấu kính L, (1) là đường đi của một tia sáng truyền qua thấu kính. Tia sáng (2) chỉ có phần tia tới.

Hãy vẽ tia ló của tia sáng (2).

Trên Hình 29.6, xy là trục chính của thấu kính phân kì, F là tiêu điểm vật, A' là ảnh của A tạo bởi thấu kính. Bằng phép vẽ hãy xác định vị trí của vật điểm A.

Trên Hình 29.7, xy là trục chính của thấu kính, AB là vật, A'B' là ảnh của vật tạo bởi thấu kính. Bằng phép vẽ hãy xác định vị trí của thấu kính và các tiêu điếm chính.