Lý thuyết Giải bài toán về hệ thấu kính (mới 2023 + 10 câu trắc nghiệm) hay, chi tiết – Vật Lí 11

Với tóm tắt lý thuyết Vật Lí lớp 11 Giải bài toán về hệ thấu kính hay, chi tiết cùng với 10 câu hỏi trắc nghiệm chọn lọc có đáp án giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Vật Lí lớp 11.

Vật Lí 11 Bài 30: Giải bài toán về hệ thấu kính

A. Lý thuyết Giải bài toán về hệ thấu kính

1. Lập sơ đồ tạo ảnh

a. Hệ hai thấu kính đồng trục ghép cách nhau

- Xét hệ quang học đồng trục gồm hai thấu kính L1 và L2.

Lý thuyết Giải bài toán về hệ thấu kính | Vật lí lớp 11 (ảnh 1)

Sơ đồ tạo ảnh:

Lý thuyết Giải bài toán về hệ thấu kính | Vật lí lớp 11 (ảnh 1)

b. Hệ hai thấu kính đồng trục ghép sát nhau

- Hệ hai thấu kính L1 và L2 được ghép sát nhau, có tiêu cự lần lượt là f1 và f2 tương đương với một thấu kính L có tiêu cự f:

1f=1f1+1f2

- Độ tụ của hệ hai thấu kính mỏng đồng trục ghép sát nhau bằng tổng đại số các độ tụ của từng thấu kính ghép thành hệ:

D = D1 + D2

Lý thuyết Giải bài toán về hệ thấu kính | Vật lí lớp 11 (ảnh 1)

Vật AB qua hệ cho ảnh như qua thấu kính L:

Lý thuyết Giải bài toán về hệ thấu kính | Vật lí lớp 11 (ảnh 1)

2. Thực hiện tính toán

Gọi d1 là khoảng cách từ thấu kính L1 đến thấu kính L2

Khoảng cách từ ảnh A'1B'1 đến thấu kính L1:

d1'=d1f1d1f1

Khoảng cách từ A'1B'1 (xem như là vật) đến thấu kính L2: d2 = l - d'1

(l là khoảng cách giữa hai thấu kính)

Khoảng cách từ ảnh A'2B'2 đến thấu kính L2:

d2'=d2f2d2f2

Số phóng đại ảnh sau cùng: k=k1.k2=d1'd2'd1d2

B. Trắc nghiệm Giải bài toán về hệ thấu kính

Câu 1. Vật sáng AB đặt trước và vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ O1 có tiêu cự f1 = 40 cm và cách O1  một khoảng d1. Phía sau đặt đồng trục một thấu kính phân kì O2 có tiêu cự f2 = −20 cm, hai thấu kính cách nhau một khoảng 30 cm. Nếu ảnh cuối cùng của AB tạo bởi hệ là ảnh thật thì

A. d1 > 200cm.               

B. d1 > 180cm.               

C. d1 > 250cm.               

D. d1 > 150cm.

Đáp án: A

Giải thích:

d1/=d1f1d1f1=40d1d140

d2=ld1/=3040d1d140=10d1+120d140

d2/=d2f2d2f2=10d1+120d1402010d1+120d140+20

=20.d1+120d1200>0d1>200

Câu 2. Vật sáng AB đặt trước và vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ O1 có tiêu cự f1 = 40 cm và cách O1 một khoảng d1 = 60 cm. Phía sau đặt đồng trục một thấu kính phân kì O2 có tiêu cự f2 = −20 cm, hai thấu kính cách nhau một khoảng ℓ. Nếu ảnh cuối cùng của AB tạo bởi hệ là ảnh thật cao gấp 10 lần vật thì ℓ bằng:

A. 200 cm.                     

B. 104 cm.                     

C. 96 cm.                       

D. 150 cm.

Đáp án: B

Giải thích:

+ Tính  d1/=d1f1d1f1=60.406040=120d2=ld1/=l120

k=k1k2=d1/d1.f2d2f2=12060.20l120+20

k=±10l=104d2=16d2/=1607>0:anhthatl=96d2=24d2/=120<0:  anhao

Câu 3. Cho hệ quang học như hình vẽ: f1 = 30 cm; f2 = −10 cm; O1O2 = ℓ. Nếu hệ số phóng đại ảnh cuối cùng của AB tạo bởi hệ không phụ thuộc vào khoảng cách AO1 thì ℓ bằng:

A. 20 cm.                       

B. 25 cm.

C. 28 cm.                       

D. 15 cm.

Đáp án: A

Giải thích:

+ Vì hệ số phóng đại ảnh cuối cùng của AB tạo bởi hệ không phụ thuộc vào khoảng cách AO1 nên chùm tia tới đi qua A song song với trục chính thì chùm tia ló đi qua B2 và cũng song song với trục chính. Nghĩa là nếu AB ở vô cùng thì A2B2 cũng ở vô cùng.  

+ Sơ đồ tạo ảnh: ABd1=O1A1B1d1/=f1            d2=f2lO2A2B2d2/=±

l=f1+f2=20cm

Câu 4. Điểm sáng S ở vô cực trên trục chính của một thấu kính phân kì L1 có tiêu cự − 20 cm. Ghép đồng trục thêm thấu kính hội tụ L2 có tiêu cự f2 sau L1. Sau L2 đặt một màn vuông góc với trục chính chung và cách L1 một đoạn 100 cm. Khi tịnh tiến L1, chỉ có một vị trí duy nhất của L2 tạo ảnh sau cùng rõ nét trên màn. Tính f2?

A. 50 cm.                       

B. 25 cm.                       

C. 30 cm.                       

D. 12 cm.

Đáp án: C

Giải thích:

+ Sơ đồ tạo ảnh: ABd1O1A1B1d1/         d2lO2A2B2d2/

+  d1/=d1f1d1f1=3d1d13d2=2d1/=6d1d13k=k1k2=f1d1f1.f2d2f2=3d1336d1d133=934d1

+ Nếu k=+1934d1=1d1=1,5<0 

+ Nếu k=1934d1=1d1=3cm 

Câu 5. Vật sáng phẳng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ L1 (có tiêu cự 3 cm), cách thấu kính một khoảng d1. Phía sau L1 một khoảng 2 cm, đặt đồng trục thấu kính L2 cũng có tiêu cự là 3 cm. Để ảnh cuối cùng qua hệ có độ lớn bằng độ lớn của vật thì d1 bằng

A. 5 cm.                        

B. 4 cm.                         

C. 3 cm.                         

D. 1,5 cm.

Đáp án: C

Giải thích:

+ Sơ đồ tạo ảnh: ABd1O1A1B1d1/         d2lO2A2B2d2/

+  d1/=d1f1d1f1=3d1d13d2=2d1/=6d1d13k=k1k2=f1d1f1.f2d2f2=3d1336d1d133=934d1

+ Nếu k=+1934d1=1d1=1,5<0 

+ Nếu k=1934d1=1d1=3cm 

Câu 6. Có hai thấu kính L1, L2 được đặt đồng trục cách nhau 40cm. Các tiêu cự lần lượt là 15 cm, − 15 cm. Vật AB được đặt trên trục chính, vuông góc với trục chính và ở trong khoảng giữa hai quang tâm O1O2. Nếu hai ảnh có vị trí trùng nhau thì khoảng cách từ AB đến O1 là

A. 15 cm.             

B. 10cm.                       

C. 20 cm.                       

D. 35cm

Đáp án: B

Giải thích:


+ Từ  A1B2d1/O1ABd1              d2lO2A2B2d2/ 

+ Để có hai ảnh có vị trí trùng nhau thì hai ảnh đều là ảnh ảo và l=d1/+d2/

l=d1f1d1f1+d2f2d2f2

40=d1.15d115+40d11540d1+15

d1=10cm

Câu 7. Có hai thấu kính L1, L2 được đặt đồng trục cách nhau 40 cm. Các tiêu cự lần lượt là 15 cm, −15 cm. Vật AB được đặt trên trục chính, vuông góc với trục chính và ở trong khoảng giữa hai quang tâm O1O2. Nếu hai ảnh có độ lớn bằng nhau thì khoảng cách từ AB đến O1 là

A. 15 cm.             

B. 10cm.                       

C. 20 cm.                       

D. 35 cm.

Đáp án: D

Giải thích:

+  A1B1d1/O1ABd1              d2lO2A2B2d2/

+ Để hai ảnh có độ lớn bằng nhau: k1=k2d2=ld1k=fdf15d115=1540d1+15

d1=35cm

Câu 8. Cho một hệ gồm hai thấu kính L1 và L2 đồng trục cách nhau 30 cm. Các tiêu cự lần lượt là 20 cm và −10 cm. Vật phẳng nhỏ AB đặt trên trục chính, vuông góc với trục chính, ngoài khoảng hai thấu kính, ở trước L1 và cách L1 là 20 cm. Ảnh sau cùng của vật là:

A. ảnh thật, cách L2 là 10 cm.                      

B. ảnh ảo, cách L2 là 10 cm.

C. ảnh ngược chiều và cao bằng nửa vật.               

D. ảnh cùng chiều và cao gấp đôi vật.

Đáp án: B

Giải thích:

+  1d1+1d1/=1f1d1=f1=20d1/=d2=ld1/=1d2+1d2/=1f2d2=f2=10

=> Ảnh A2B2 là ảnh ảo cách O2 là 10cm

k=k1k2=d1/d1d2/d2=+1020=12 =>  Ảnh A2B2 cùng chiều và bằng nửa vật.

Câu 9. Cho một hệ gồm hai thấu kính L1 và L2 đồng trục cách nhau 30 cm. Các tiêu cự lần lượt là 20 cm và − 10 cm. Vật phẳng nhỏ AB đặt trên trục chính, vuông góc với trục chính, ngoài khoảng hai thấu kính ở trước L1 và cách L1 là d1. Để ảnh sau cùng của vật là ảnh ảo cao gấp đôi vật thì d1 bằng:

A. 15 cm.                       

B. 45 cm.                       

C. 20 cm.             

D. 35 cm.

Đáp án: D

Giải thích:

+  d1/=d1f1d1f1=20d1d120d2=ld1/=3020d1d120=10d1600d120k=k1k2=f1d1f1.f2d2f2=20d120.1010d1600d120+10=10d1+40

k=±2d1=45d2=10.456004520=6d2/=d2f2d2f2=15>0d1=35d2=10.356003520=503d2/=d2f2d2f2=25<0

Câu 10. Cho hệ quang học như hình vẽ: f1 = 30cm, f2 = − 10cm; O1O2 = ℓ và AO1 = 36cm. Nếu ảnh cuối cùng của AB tạo bởi hệ là ảnh thật thì giá trị của  không thể là:

A. 175 cm.                     

B. 181 cm.

C. 178 cm.                     

D. 171 cm.

Đáp án: B

Giải thích:

d1/=d1f1d1f1=36.303630=180d2=ld1/=l180 

- Đối với thấu kính phân kì, muốn có ảnh thật thì vật phải là vật ảo nằm trong khoảng từ tiêu điểm đến quang tâm: f2 < d2 = l180<0170<l<180.

 

 

Tài liệu có 2 trang. Để xem toàn bộ tài liệu, vui lòng tải xuống
Đánh giá

0

0 đánh giá

Tải xuống