Xác định vị trí, tính chất, độ lớn của vật và ảnh

VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 11 bài viết Xác định vị trí, tính chất, độ lớn của vật và ảnh, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 11.

Nội dung bài viết Xác định vị trí, tính chất, độ lớn của vật và ảnh:
DẠNG 3: Xác định vị trí, tính chất, độ lớn của vật và ảnh 1. Phương pháp – Biết vị trí của vật hoặc ảnh và số phóng đại và vận dụng công thức độ phóng đại: d f df k d fd f – Biết vị trí của vật hoặc ảnh và khoảng cách giữa vật và màn: ta dùng hai công thức: và công thức về khoảng cách: L dd Chú ý: + Vật và ảnh cùng tính chất thì trái chiều và ngược lại. + Vật và ảnh không cùng tính chất thì cùng chiều và ngược lại. + Thấu kính hội tụ tạo ảnh lớn hơn vật thật. + Thấu kính phân kỳ tạo ảnh ảo nhỏ hơn vật thật. 2. Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Vật sáng AB vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ cho ảnh A B cách vật 20cm. Xác định vị trí vật và ảnh. Cho tiêu cự của thấu kính là f = 15cm. Lời giải + Theo giả thiết ta được nên thấu kính là thấu kính hội tụ phương trình này vô nghiệm nên trường hợp này không thỏa mãn. + Vậy vật cách thấu kính 10cm và ảnh cách thấu kính 30cm và ảnh là ảnh ảo cùng chiều với vật. Đáp án A. Ví dụ 2: Vật AB cao 2m đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ cho ảnh A B cao 4cm. Tiêu cự thấu kính là f cm 20. Xác định vị trí của vật và ảnh.
Vậy vật cách thấu kính 10cm và ảnh là ảnh ảo cách thấu kính 20cm Đáp án B. Ví dụ 3: Đặt một thấu kính cách một trang sách 20cm, nhìn qua thấu kính thấy ảnh của dòng chữ cùng chiều với dòng chữ nhưng cao bằng một nửa dòng chữ thật. Tìm tiêu cự của thấu kính, suy ra thấu kính loại gì? A. f = −20 cm; thấu kính phân kì. B. f = −10 cm; thấu kính phân kì. C. f = 20 cm; thấu kính hội tụ. D. f = 10 cm; thấu kính hội tụ. Lời giải + Ảnh của dòng chữ cùng chiều với dòng chữ và cao bằng 1 nửa dòng chữ nên thấu kính ở đây là thấu kính phân kì và có f < 0. Đáp án A. Ví dụ 4: Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự f. a) Xác định vị trí vật để ảnh tạo bởi thấu kính là ảnh thật. b) Chứng tỏ rằng khoảng cách giữa vật thật và ảnh thật có một giá trị cực tiểu. Tính khoảng cách cực tiểu này. Xác định vị trí của vật lúc đó? Lời giải a) Để ảnh là ảnh thật thì nó phải được đặt ngoài khoảng tiêu cự hay d > f Đáp án A. b) Vì ảnh hứng trên màn là ảnh thật nên Trang 3 Vì trên màn thu được ảnh rõ nét nên phương trình (*) phải có nghiệm + Thay ngược lại phương trình (*) Đáp án A. Ví dụ 5: Đặt một vật cách thấu kính hội tụ 12 (cm), ta thu được ảnh cao gấp 3 lần vật. Tính tiêu cự thấu kính?
Ví dụ 6: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 (cm). Vật sáng AB cao 2m cho ảnh A B cao 1 (cm). Xác định vị trí vật? Lời giải + Thấu kính và thấu kính hội tụ cho ảnh nhỏ hơn vật nên ảnh là ảnh thật và ngược chiều với vật + Vậy vật cách thấu kính 60cm Đáp án B. Ví dụ 7: Vật AB cách thấu kính phân kỳ 20cm, cho ảnh A B cao bằng nửa vật. Tính tiêu cự của thấu kính phân kỳ. Lời giải Vì thấu kính là thấu kính phân kì nên cho ảnh ảo cùng chiều và nhỏ hơn vật và có f < 0 Đáp án B. Ví dụ 8: Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm. Xác định tính chất ảnh của vật qua thấu kính và vẽ hình trong những trường hợp sau: a) Vật cách thấu kính 30 cm. A. Ảnh thật, ngược chiều, cách thấu kính 60cm. B. Ảnh ảo, ngược chiều, cách thấu kính 60cm. C. Ảnh thật, cùng chiều, cách thấu kính 60cm. D. Ảnh ảo, cùng chiều, cách thấu kính 60cm. b) Vật cách thấu kính 20 cm. A. Ảnh ở vô cực. B. Ảnh thật, cùng chiều vật. C. Ảnh ảo, cùng chiều vật. D. Ảnh thật, ngược chiều vật. c) Vật cách thấu kính 10 cm. A. Ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật, cách vật 20 cm. B. Ảnh ảo, cùng chiều, lớn hơn vật, cách thấu kính 20 cm. C. Ảnh thật, cùng chiều, lớn hơn vật, cách vật 20 cm. D. Ảnh thật, ngược chiều, nhỏ hơn vật, cách vật 20 cm. Lời giải a) + Vì d f > nên ảnh là ảnh thật và ngược chiều với vật dk Vậy ảnh là ảnh thật ngược chiều với vật và cách thấu kính 60 cm. Đáp án A. b) Vì d f nên không thu được ảnh và ảnh nó nằm trên vô cực. Đáp án A. c) Vì d f nên ảnh là ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật, d′ < 0 Ví dụ 9: Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 10 cm. Nhìn qua thấu kính thấy 1 ảnh cùng chiều và cao gấp 3 lần vật. Xác định tiêu cự của thấu kính? Lời giải Vì ảnh là cùng chiều và lớn hơn vật nên ảnh là ảnh ảo Đáp án A. Ví dụ 10: 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 l0cm, nến vuông góc với trục chính, vẽ hình? Lời giải + Vì ảnh của ngọn nến cao gấp 5 lần ngọn nến nên ảnh là ảnh thật vì nó hứng được trên màn có + Màn phải đặt cách thấu kính một đoạn L d d cm Đáp án B. Ví dụ 11: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 30 cm. Xác định vị trí của vật thật để ảnh qua thấu kính lớn gấp 5 lần vật. A. 24 cm. B. 12 cm. C. 36 cm. D. 18 cm. Lời giải + Vì ảnh qua thấu kính là ảnh thật nên d′ > 0 và k′ < 0 + Vậy vật cách thấu kính 1 đoạn bằng 36 cm. Đáp án C. Ví dụ 12: Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm. Ảnh A cách vật 18 cm. Xác định vị trí của vật và độ phóng đại ảnh? Lời giải + Theo giả thiết ta được nên thấu kính là thấu kính hội tụ. Phương trình này vô nghiệm nên trường hợp này không thỏa mãn + Vậy vật cách thấu kính 12cm và độ phóng đại của ảnh là 2,5 Đáp án D. Ví dụ 13: Cho một thấu kính làm bằng thuỷ tinh một mặt lồi bán kính l0cm, một mặt lõm bán kính 20cm. Một vật sáng AB = 2 cm đặt thẳng góc với trục chính và cách thấu kính một khoảng d. Xác định vị trí, tính chất, độ lớn trong các trường hợp: a) d = 60 cm. A. Ảnh thật, ngược chiều vật, cách thấu kính 120 cm. B. Ảnh thật, ngược chiều vật, cách thấu kính 24 cm. C. Ảnh ảo, cùng chiều vật, cách thấu kính 120 cm. D. Ảnh ảo, cùng chiều vật, cách thấu kính 24 cm. b) d = 40 cm. A. Ảnh thật, cùng chiều, cách vật 40 cm. B. Ảnh ảo, cùng chiều, cách vật 40 cm. C. Ảnh thật, ngược chiều, cách vật 40 cm. D. Ảnh ở vô cực. c) d = 20 cm. A. Ảnh ảo, cùng chiều, cách thấu kính 40 cm. B. Ảnh thật, cùng chiều, cách thấu kính 40 cm. C. Ảnh ảo, cùng chiều, cách thấu kính 20 cm. D. Ảnh thật, ngược chiều, cách thấu kính 20 cm. Lời giải + Vì d f > nên ảnh là ảnh thật và ngược chiều với vật Vậy ảnh là ảnh thật ngược chiều với vật và cách thấu kính 120cm.