Thay canh bai tap thau kinh

<span class='text_page_counter'>(1)</span>C©u I Ngời ta tìm thấy trong ghi chép của Snellius (1580 - 1626) một sơ đồ quang học, nhng do lâu ngày hình vẽ bị mờ và chỉ còn thấy rõ bốn điểm I, J, F’, S’ (hình 1). Đọc mô tả kèm theo sơ đồ thì biÕt r»ng I vµ J lµ hai ®iÓm n»m trªn mÆt mét thÊu kÝnh héi tô máng, S’ lµ ¶nh thật của một nguồn sáng điểm S đặt trớc thấu kính, F’ là tiêu điểm của thấu kính. I Dïng thíc kiÓm tra th× thÊy ba ®iÓm I, F’ vµ S’ th¼ng hµng. 1) B»ng c¸ch vÏ h×nh, h·y kh«i phôc l¹i vÞ trÝ quang t©m O cña thÊu kÝnh vµ J vÞ trÝ cña nguån s¸ng S. 2) PhÐp ®o cho thÊy: IJ = 4 cm; IF’ = 15 cm; JF’ = 13 cm; F’S’ = 3 cm. X¸c F’ định tiêu cự thấu kính và khoảng cách từ S đến mặt thấu kính. S’ C©u I (2,0 ®iÓm) H×nh 1 1) Nối I với J ta đợc vị trí thấu kính. Qua F’ dựng trục chính  vuông góc víi thÊu kÝnh, c¾t thÊu kÝnh t¹i quang t©m O. Nối S’với O. Từ I vẽ đờng thẳng song song với trục chính. Đờng thẳng này cắt S’O tại S là vị trÝ cña nguån s¸ng cÇn t×m. 2) Đặt JO = x. Theo định lý Pi-ta-go ta có: S H  J. I. O F’ S’. JF '  x 2  f 2 13cm. IF '  ( x  4) 2  f 2 15cm. HÖ ph¬ng tr×nh nµy cho ta x = 5 cm, f = 12 cm. S c¸ch mÆt thÊu kÝnh lµ SI. Ta cã:. SI S 'I  OF ' S ' F '. SI . S 'I 3  15 .OF '  .12 72cm S 'F ' 3.  Câu 2: Ngời ta tìm thấy trong ghi chép của nhà vật lý Snell một sơ đồ quang học. Khi đọc mô tả kèm theo thì đợc biết rằng trên sơ đồ vẽ hai ảnh A' 1B'1 và A'2B'2 của hai vật A1B1 và A2B2 qua thấu kính. Hai vật này là hai đoạn thẳng có cùng độ cao, đặt song song víi nhau, cïng vu«ng gãc víi trôc chÝnh vµ ë tríc thÊu kÝnh (A1 B'1 vµ A2 n»m trªn trôc chÝnh, B1 vµ B2 n»m vÒ cïng mét phÝa so víi trôc chÝnh). §é cao cña hai ¶nh t¬ng øng A'1B'1 vµ A'2B'2 còng bằng nhau. Do lâu ngày nên các nét vẽ bị nhoè và trên sơ đồ chỉ cßn râ ba ®iÓm: quang t©m O, c¸c ¶nh B' 1 vµ B'2 cña B1 vµ B2 t¬ng øng (h×nh 2). O a) Bằng cách vẽ hãy xác định vị trí của trục chính, của các tiêu B'2 ®iÓm, cña c¸c vËt A1B1 vµ A2B2. Nªu râ c¸ch vÏ. H×nh 2 b) Cho kho¶ng c¸ch gi÷a hai vËt lµ A 1A2 = 20cm vµ gi÷a hai ảnh của chúng là A'1A'2 = 80cm. Xác định tiêu cự thấu kính. C©u 2: (2 ®iÓm) a) Vì hai ảnh có cùng độ cao nên thấu kính phải là hội tụ và ta có một ảnh thật, một ảnh ảo. Ngoài ra tiêu điểm sau F’ của thấu kính là trung điểm của B’1 và B’2 (ảnh A’1B’1 đối xứng với A’2B’2 qua F’). Nh vËy:  Trung ®iÓm F’ cña B’1 vµ B’2 lµ tiªu ®iÓm sau cña thÊu kÝnh..

<span class='text_page_counter'>(2)</span>  Nối O với F’ ta đợc trục chính  của thấu kính, lấy F trên  sao cho OF = OF’  Qua O dùng thÊu kÝnh vu«ng gãc víi , c¾t B’1B’2 t¹i I. §©y lµ ®iÓm tíi cña tia song song víi . VÏ tia tíi SI // , nèi B’1 víi O c¾t tia SI t¹i B1, nèi B’2 víi O c¾t tia SI t¹i B2.  Dùng B1A1 vµ B2A2 vu«ng gãc víi , ta cã c¸c vËt cÇn vÏ. B’1 B2. B1. I. . F’ A2. F. A’ A1 O 1. A’ 2. B’2 b) Ký hiÖu: OA1 = d1; OA2 = d2; F = f; OA’1 = d’1; OA’2 = d’2. A1A2 = d1  d2 = 20cm. (1) A’1A’2 = d’1 + d’2 = 80cm. (2) Dựa vào các tam giác đồng dạng, ta chứng minh đợc: Ta cã:. h '1 d ' 1 d f f = = ⇒d '1 = 1 (3) h d 1 d1 − f d1 − f h' 2 d ' 2 d f f = = ⇒d ' 2= 2 (4) h d2 f − d2 f − d2 V× h’1 = h’2 . f f = d 1 − f f −d 2.  d1 + d2 = 2f. Tõ (1) vµ (5) cã: d1 = f + 10; d2 = f  10 Thay (3), (4) vµo (2) vµ sö dông (6):. (5) (6). ( f +10 ) f ( f −10 ) f + =80 ⇒ f 2=400 ⇒ f =± 20 cm 5 5 Lo¹i nghiÖm ©m: f = 20 cm. Câu 3 (2,0 điểm) Một sơ đồ quang học vẽ đường đi của B một tia sáng qua một thấu kính hội tụ, nhưng do lâu ngày A nên nét vẽ bị mờ và chỉ còn rõ 3 điểm A, B, M (hình 2). M Đọc mô tả kèm theo sơ đồ thì được biết rằng A là giao điểm của tia tới với tiêu diện trước, B là giao điểm của tia Hình 2 ló với tiêu diện sau còn M là giao điểm của tia ló với trục chính của thấu kính. Tiêu diện là mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm của thấu kính. Các tia tới xuất phát từ cùng một điểm trên tiêu diện cho chùm tia ló qua thấu kính là chùm song song. 1) Bằng cách vẽ hãy khôi phục lại vị trí của quang tâm, các tiêu điểm và đường đi của tia sáng. 2) Giả sử thêm là tia tới và tia ló hợp với trục chính những góc bằng nhau, khoảng cách AB là 40 cm. Tìm tiêu cự thấu kính và khoảng cách từ M đến quang tâm O. Câu 3: (2 điểm). 1) Hình vẽ:.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> I A. B. C F. O 1. F’. M. O 2 * Phân tích: - MO vuông góc với OC (trục chính vuông góc với thấu kính). - OC // AF // BF’, O là trung điểm của FF’  OC là đường trung bình của hình thang ABF’F  C là trung điểm của AB. - Tia sáng từ A đi qua quang tâm O đi thẳng và song song với tia ló IM (tính chất chùm sáng tới xuất phát từ một điểm trên tiêu diện qua thấu kính cho chùm tia ló là chùm song song) * Cách dựng: - Dựng quang tâm O: + Lấy trung điểm C của đoạn thẳng AB. + Kẻ đường thẳng Ax // BM. + Vẽ đường tròn đường kính MC cắt Ax tại O. Có thể có hai vị trí khả dĩ của quang tâm O, mỗi trường hợp ta dựng được các tiêu điểm và đường đi của tia sáng tương ứng. - Dựng các tiêu điểm: + Kẻ đường thẳng  đi qua O và M, ta được trục chính của thấu kính. + Từ A và B hạ các đường vuông góc với  cắt  tại tiêu điểm F và F’. - Dựng đường đi của tia sáng: + Kéo dài OC và BM cắt nhau tại I. Ánh sáng truyền theo đường AIB.. 2) I A. B C. N. F. O. F’. M. Theo đề bài: ∠ INO=∠IMO  MIN là tam giác cân  ON = OM. Dễ thấy: M là ảnh của N qua thấu kính và OM = ON = 2f.  F là trung điểm của NO, F’ là trung điểm của MO.  AF là đường trung bình của INO, BF’ là đường trung bình của IMO.

<span class='text_page_counter'>(4)</span>  AF = BF’ = OI/2 và AF//BF’  ABFF’ là hình chữ nhật  FF’ = AB = 40 cm  f = 20cm; OM = 40 cm. Câu 4: Mặt trời chiếu xuống mặt sân nằm ngang những tia sáng song song, hợp với mặt sân một góc  = 600. 1) Một người cầm cây gậy mảnh, thẳng có chiều dài h = 1,2 m. Bóng của cây gậy in trên mặt sân có chiều dài L. Tính L khi cây gậy ở vị trí sao cho: a. gậy thẳng đứng. b. bóng của nó trên mặt sân có chiều dài lớn nhất. Tính góc hợp bởi cây gậy với phương ngang khi đó. 2) Đặt một chiếc gương phẳng hợp với mặt sân một góc  sao cho ánh sáng phản xạ từ gương có phương song song với mặt sân và chiếu vuông góc vào một bức tường thẳng đứng. Trên tường có một lỗ tròn bán kính R1 = 5 cm có gắn một thấu kính phân kỳ có tiêu cự f = 50 cm vừa khít lỗ tròn sao cho chùm sáng tới từ gương phủ đầy mặt thấu kính và song song trục chính của thấu kính. a. Xác định giá trị . b. Chùm sáng khúc xạ qua thấu kính tạo ra trên bức tường thứ hai song song với bức tường đã nêu trên một vết sáng tròn có bán kính là R2 = 40 cm. Tìm khoảng cách d giữa hai bức tường. Câu 4: (2,5 điểm). 1) Hình vẽ:. h. h. .  Lmax. L. Hình 2b. Hình 2a. L h / tan  1, 2 / 3 0, 4. 3  m  a) Khi gậy đặt thẳng đứng, bóng của gậy có chiều dài: b) Để bóng cây gậy dài nhất, gậy phải được đặt theo phương vuông góc với phương truyền sáng.  Góc tạo bởi cây gậy và phương ngang là 300. Chiều dài lớn nhất của bóng: 2) Hình vẽ minh họa:. L max h / sin  0,8. 3  m . .. R2 R1. . F. O. d. C. Hình 2c. Dựa vào tính chất phản xạ và liên hệ hình học 300..  Góc tạo bởi gương với phương ngang là  =. 5 R 1 FO    FC 8.FO 4, 0  m   d OC 3,5  m  40 R FC 2 Từ hình vẽ: . Câu IV: Một gương phẳng có chiều dài L = 2,5 m, mép dưới đặt sát tường thẳng đứng và nghiêng một góc  = 600 so với mặt sàn nằm ngang (Hình 2). Một người tiến đến gần tường. Mắt của người có độ cao h = 1,73 m √ 3 m so với sàn. Hỏi khi cách tường bao nhiêu thì người đó bắt đầu nhìn thấy:.

<span class='text_page_counter'>(5)</span> a) Ảnh mắt của mình trong gương. b) Ảnh chân của mình trong gương. Câu IV:. M’ M’ a) Khi người đó nhìn thấy ảnh M’của mắt trong gương, người đó đang đứng tại vị trí như biểu B diễn trên hình a. Ta có: HA = MC = √ 3  AIM= 2m, HI = 1m. B Do AB = LH= 2,5 m  BI I = 0,5 m  MI = 1m M Vậy: người đó đứng cách tường một đoạn HM = HI H + IM = 2m. 30 N L gương, người đó đang b) Khi người đó nhìn thấy ảnh của chân mình trong đứng tại vị trí giống 0 I như biểu diễn trên hình b. Đặt MI = M’I = x. L M'I x 3x 0 NI= = ;M' N=√ Góc MIB = M’IB = M’IN = 60  2 2 2 3 x x ; DM '= √ + √ 3 A DC=MN=1,5C 2 AB = 2,5m  BK=1 , 25 √3 m; AK =D1,25 m. K A = x – 0,25. C CK = CA – AK = MH – AK = MI + IH – AK L L Hình a Hình b BK CK 1 ,25 √ 3 x −0 , 25 = ⇒ = M ' O CO √ 3 x 1,5 x +√ 3 Ta có: 2 2+ √ 6 Giải ra ta có: x= ≈ 2 ,22 m hay cách tường MH = x + IH = 3,22 m. Câu V: 2 1) Dễ thấy: Khi K1 ở (2) và K2 ở (4) thì đèn V sáng, đèn X và Đ tắt. Khi K1 ở (2) và K2 ở (3) thì cả 3 đèn đều sáng. Khi K1 ở (1) và K2 ở (4) thì đèn X sáng, đèn V và Đ tắt. Khi K1 ở (1) và K2 ở (3) thì đèn Đ sáng, đèn X và V tắt. 2) Ta có: Cường độ dòng điện qua đèn tỷ lệ thuận với căn bậc hai của hiệu điện thế đặt vào đèn Từ điều kiện P = UI và. k 2=. 2 I =k √ U , ta tính được hệ số tỉ lệ của các đèn V, X, Đ là k 1= 9. I =k √ U và của đèn tím là. 2 . 3. Ta có 4 trường hợp khác nhau ứng với các vị trí khác nhau của K 1 và K2. * TH1: Nếu cả ba đèn đều sáng, mạch trên tương đương với đèn T mắc nối tiếp với cụm ba đèn V, X, Đ mắc song song. Do các đèn V, X, Đ giống nhau nên: IV = IX = IĐ = IT/3 . 2 1 2 9 −U T = . √U T  UT = 4,5 V = UV,X,Đ. 9√ 3 3. * TH2: Nếu chỉ có một đèn sáng (xét trường hợp đặc trưng đèn V sáng): IV = IT . 2 2 9 −U T = √ U T 9√ 3.  UT = 0,9V; UV = 8,1V.. Bài 4 Hai vật sáng A1B1 và A2B2 cao bằng nhau và bằng h được đặt vuông góc với trục chính xy ( A1 & A2  xy ) và ở hai bên của một thấu kính (L). Ảnh của hai vật tạo bởi thấu kính ở cùng một vị trí trên xy . Biết OA1 = d1 ; OA2 = d2 :.

<span class='text_page_counter'>(6)</span> 1) Thấu kính trên là thấu kính gì ? Vẽ hình ? 2) Tính tiêu cự của thấu kính và độ lớn của các ảnh theo h ; d1 và d2 ? 3) Bỏ A1B1 đi, đặt một gương phẳng vuông góc với trục chính tại I ( I nằm cùng phía với A2B2 và OI > OA2 ), gương quay mặt phản xạ về phía thấu kính. Xác định vị trí của I để ảnh của A2B2 qua Tk và qua hệ gương - Tk cao bằng nhau ? Bài 4 HD : 1) Vì ảnh của cả hai vật nằm cùng một vị trí trên trục chính xy nên sẽ có một trong hai vật sáng cho ảnh nằm khác phía với vật  thấu kính phải là Tk hội tụ, ta có hình vẽ sau : ( Bổ sung thêm vào hình vẽ cho đầy đủ ) B2’ (L) B1. H. B2. x. F’ A1. F. O. A2’. A2. y. A1’. B1’ 2) + Xét các cặp tam giác đồng dạng trong trường hợp vật A1B1 cho ảnh A1’B1’ để có OA1’ = d1 . f d 1+ f + Xét các cặp tam giác đồng dạng trong trường hợp vật A2B2 cho ảnh A2’B2’ để có OA2’ = d2. f f −d 2 d1 . f d2. f + Theo bài ta có : OA1’ = OA2’  =  f=? d 1+ f f −d 2 h. OA 1 ' Thay f vào một trường hợp trên được OA1’ = OA2’ ; từ đó : A1’B1’ = và A2’B2’ = d1 h. OA 2 ' . d2 3) Vì vật A2B2 và thấu kính cố định nên ảnh của nó qua thấu kính vẫn là A2’B2’ . Bằng phép vẽ ta hãy xác định vị trí đặt gương OI, ta có các nhận xét sau : + Ảnh của A2B2 qua gương là ảnh ảo, ở vị trí đối xứng với vật qua gương và cao bằng A2B2 ( ảnh A3B3 ) + Ảnh ảo A3B3 qua thấu kính sẽ cho ảnh thật A4B4, ngược chiều và cao bằng ảnh A2’B2’ + Vì A4B4 > A3B3 nên vật ảo A3B3 phải nằm trong khoảng từ f đến 2f  điểm I cũng thuộc khoảng này. + Vị trí đặt gương là trung điểm đoạn A2A3, nằm cách Tk một đoạn OI = OA2 + 1/2 A2A3 .. * Hình vẽ : ( bổ sung cho đầy đủ ) B2’ B2 x. A4. F. B3 y. O. A2. F’ A3 A2’. B4 * Tính : K Do A4B4 // = A2’B2’ nên tứ giác A4B4A2’B2” là hình bình hành  FA4 = FA2’ = f + OA2’ = ?  OA4 = ? Dựa vào 2 tam giác đồng dạng OA4B4 và OA3B3 ta tính được OA3  A2A3  vị trí đặt gương ..

<span class='text_page_counter'>(7)</span> Bài 4 a) Đặt vật AB trước một thấu kính hội tụ L có tiêu cự f như hình vẽ . Qua TK người ta thấy AB cho ảnh ngược chiều cao gấp 2 lần vật. Giữ nguyên vị trí Tkính L, dịch chuyển vật sáng dọc theo xy lại gần Tkính một đoạn 10cm thì ảnh của vật AB lúc này vẫn cao gấp 2 lần vật. Hỏi ảnh của AB trong mỗi trường hợp là ảnh gì ? Tính tiêu cự f và vẽ hình minh hoạ ? B L1 (M) B x y A O A O1 O2 L2 b)Thấu kính L được cắt ngang qua quang tâm thành hai nửa tkính L1 & L2 . Phần bị cắt của L2 được thay bằng một gương phẳng (M) có mặt phản xạ quay về L1. Khoảng cách O1O2 = 2f. Vẽ ảnh của vật sáng AB qua hệ quang và số lượng ảnh của AB qua hệ ? ( Câu a và b độc lập nhau ). Bài 4 HD :a/. B’2 B1. ( Hãy bổ sung hình vẽ cho đầy đủ ) B2. I. F A1. F’ A’2. A2. A’1. O. B’1  Xét các cặp tam giác đồng dạng F’A’1B’1 và F’OI :  (d’ - f )/f = 2  d = 3f  Xét các cặp tam giác đồng dạng OA’1B’1 và OA1B1 :  d1 = d’/2  d1 = 3/2f Khi dời đến A2B2 , lý luận tương tự ta có d2 = f/2 . Theo đề ta có d1 = 10 + d2  f = 10cm b) Hệ cho 3 ảnh : AB qua L1 cho A1B1 và qua L2 cho ảnh ảo A2B2 . AB qua L2 cho ảnh A3B3 . Không có ảnh qua gương (M). Hãy tự dựng các ảnh trên ! Bài 4 Có hai thấu kính (L1) & (L2) được bố trí song song với nhau sao cho chúng có cùng một trục chính là đường thẳng xy . Người ta chiếu đến thấu kính (L1) một chùm sáng song song và di chuyển thấu kính (L2) dọc theo trục chính sao cho chùm sáng khúc xạ sau khi qua thấu kính (L2) vẫn là chùm sáng song song. Khi đổi một trong hai thấu kính trên bằng một TK khác loại có cùng tiêu cự và cũng làm như trên, người ta lần lượt đo được khoảng cách giữa 2 TK ở hai trường hợp này là ℓ 1=¿ 24 cm và ℓ 2 = 8 cm. 1) Các thấu kính (L1) và (L2) có thể là các thấu kính gì ? vẽ đường truyền của chùm sáng qua 2 TK trên ? 2) Trong trường hợp cả hai TK đều là TK hội tụ và (L1) có tiêu cự nhỏ hơn (L2), người ta đặt một vật sáng AB cao 8 cm vuông góc với trục chính và cách (L1) một đoạn d1 = 12 cm. Hãy : + Dựng ảnh của vật sáng AB qua hai thấu kính ? + Tính khoảng cách từ ảnh của AB qua TK (L2) đến (L1) và độ lớn của ảnh này ? Bài 4 1) Chúng ta đã học qua 2 loại thấu kính, hãy xét hết các trường hợp : Cả hai là TK phân kì ; cả hai là thấu kính hội tụ ; TK (L1) là TK hội tụ và TK (L2) là TK phân kì ; TK (L1) là phân kì còn TK (L2) là hội tụ..

<span class='text_page_counter'>(8)</span> a) Sẽ không thu được chùm sáng sau cùng là chùm sáng // nếu cả hai đều là thấu kính phân kì vì chùm tia khúc xạ sau khi ra khỏi thấu kính phân kì không bao giờ là chùm sáng //. ( loại trường hợp này ) b)Trường hợp cả hai TK đều là TK hội tụ thì ta thấy để cho chùm sáng cuối cùng khúc xạ qua (L2) là chùm sáng // thì các tia tới TK (L2) phải đi qua tiêu điểm của TK này, mặt khác (L1) cũng là TK hội tụ và trùng trục chính với (L2) do đó tiêu điểm ảnh của (L1) phải trùng với tiêu điểm vật của (L2). ( chọn trường hợp này ) ⇒ Đường truyền của các tia sáng được minh hoạ ở hình dưới : ( Bổ sung hình vẽ ) (L1). (L2). F1 x. y F’1=F2. F’2. c) Trường hợp TK (L1) là phân kì và TK (L2) là hội tụ :Lí luận tương tự như trên ta sẽ có tiêu điểm vật của hai thấu kính trên phải trùng nhau ( chọn trường hợp này ). Đường truyền các tia sángđược minh hoạ ở như hình dưới : (L2) (L1) x. y F’1. F’2. Do tính chất thuận nghịch của đường truyền ánh sáng nên sẽ không có gì khác khi (L1) là TH hội tụ còn (L2) là phân kì. )+ Dựng ảnh của vật sáng AB trong trường hợp cả 2 TK đều là hội tụ : (L1) B F’1= F2 A F1. A2 A1. O1. O2. F’2. B1 B2 (L2) + Ta thấy rằng việc đổi thấu kính chỉ có thể đổi được TK phân kì bằng một thấu kính hội tụ có cùng tiêu cự ( theo a ). Nên : - Từ c) ta có : F1O1 + O1O2 = F2O2 = f2 f2 - f1 = ℓ 2 = 8 cm - Từ 2) ta có : O1F’1 + F2O = O1O2  f2 + f1 = ℓ 1=¿ 24cm Vậy f1 = 8cm và f2 = 16cm + Áp dụng các cặp tam giác đồng dạng và các yếu tố đã cho ta tính được khoảng cách từ ảnh A1B1 đến thấu kính (L2) ( bằng O1O2 - O1A1 ), sau đó tính được khoảng cách O2A2 rồi suy ra điều cần tính ( A2O1 ). Bài 5 Một thấu kính hội tụ (L) có tiêu cự f = 50cm, quang tâm O. Người ta đặt một gương phẳng (G) tại điểm I trên trục chính sao cho gương hợp với trục chính của thấu kính một góc 450 và OI = 40cm, gương quay mặt phản xạ về phía thấu kính :.

<span class='text_page_counter'>(9)</span> a) Một chùm sáng song song với trục chính tới thấu kính, phản xạ trên gương và cho ảnh là một điểm sáng S. Vẽ đường đi của các tia sáng và giải thích, tính khoảng cách SF’ ? b) Cố định thấu kính và chùm tia tới, quay gương quanh điểm I một góc . Điểm sáng S di chuyển thế nào ? Tính độ dài quãng đường di chuyển của S theo  ?. Bài 5 : HD a) (L) (G) F’ O. I S. + Theo đặc điểm của thấu kính hội tụ, chùm tia sáng tới song song với trục chính sẽ cho chùm tia ló hội tụ tại tiêu điểm. Gương phẳng (G) đặt trong khoảng tiêu cự OF’ ( vì OI = 40cm < OF’ = 50cm ) chùm tia ló sẽ không tập trung về điểm F’ mà hội tụ tại điểm S đối xứng với F’ qua gương phẳng (G). + Tính SF’ Do tính đối xứng nên IF’ = IS = 10cm . ∆SIF’ vuông tại I nên SF’2 = IS2 + IF2 = 102 + 102 = 200  SF’ = 10 √ 2 cm b) Khi gương (G) quay quanh I một góc α : - Do IF luôn không đổi nên IS cũng luôn không đổi  Điểm S di chuyển trên cung tròn tâm I bán kính IS = 10cm. - Gương (G) quay góc α  Góc SIF tăng ( Giảm ) một góc 2 α . Độ dài cung tròn mà điểm π . SI .2 α π . α = S di chuyển là ℓ= cm. 180 9 Bµi 2: Một nguồn sáng điểm đặt trên quang trục của thấu kính hội tụ và cách thấu kính một khoảng bằng hai lần tiêu cực của nó. Đằng sau thấu kính phải đặt một gơng phẳng trên một khoảng cách bằng bao nhiêu để cho các tia sáng sau khi phản xạ từ gơng lại đi qua thấu kính và tia lã song song víi trôc chÝnh. - VÏ c¸c tia s¸ng vµ tia ph¶n x¹. - ¸p dông f = 20cm. TÝnh kho¶ng c¸ch g¬ng vµ thÊu kÝnh C©u 5: (6®). Cho mét hÖ thÊu kÝnh héi tô, g¬ng phẳng nh hình vẽ 3. Thấu kính hội tụ có tiêu cự f. Gơng đặt 3 c¸ch thÊu kÝnh mét kho¶ng b»ng f, mÆt ph¶n x¹ quay vÒ phÝa thÊu kÝnh. Trªn trôc chÝnh cña 2 thấu kính đặt một điểm sáng S. Bằng phép vẽ hình học hãy xác định vị trí đặt S để một tia sáng bất k× xuÊt ph¸t tõ S qua thÊu kÝnh ph¶n x¹ trªn g¬ng råi cuèi cïng khóc x¹ qua thÊu kÝnh lu«n song song víi trôc chÝnh.. S. F'. F. G.

<span class='text_page_counter'>(10)</span> H×nh 3. C©u 5: ( 6®iÓm) §Ó tia ph¶n x¹ trªn g¬ng sau khi khóc x¹ qua thÊu kÝnh song song víi trôc chÝnh th× tia phản xạ đó phải đi qua tiêu điểm F. ( 1®) Muốn vậy chùm tia khi xuất phát từ S qua thấu kính phải hội tụ tại F1, đối xứng với F qua gơng. 3 V× OG = OF nªn OF1 = 2OF. Tøc S1 cña S qua thÊu kÝnh ph¶i trïng F1 (1®) 2 Vậy vị trí của S nằm cáchthấu kính 1 đoạn đúng bằng 2f ( 1®). S. F. F' O. G. F. F1S1. Câu 5.(3,5 điểm) Hai điểm sáng S1 và S2 nằm trên trục chính và ở hai bên thấu kính hội tụ cách thấu kính lần lượt 9cm và 18cm. Khi đó ảnh của S1 và S2 qua thấu kính trùng nhau. Vẽ hình giải thích sự tạo ảnh trên và từ hình vẽ tính tiêu cự của thấu kính. 5 + Vẽ đúng hình và giải thích tại sao vẽ được như vậy: - Hai ảnh trùng với nhau nên một ảnh là ảnh thật và một ảnh là ảo . - S1O < S2O nên ảnh của S1 là ảnh ảo, ảnh của S2 là ảnh thật .. M. +Từ hình vẽ ta có: S SS1 SI SO  9    (1) SO SN SO S1I // ON SO SI SO    (2) ' SN SO  f OI//NF’ SF  +Từ(1) và (2). S 1. N. O. F’. S 2. SO  6 SO 9   *  f .SO 9( SO  f ) (3) SO SO  f f . SO SM  SS2 SI. +Tương tự S2I//OM: SF MS  MF//OI: SO SI . F. I. (4). (5). SO SF SO  f SO f     SS2 SO SO SO  18 18. +Từ (4) và (5)  f .SO 18( SO  f ). + Từ (3) và (6) ta có : 9 (SO + f) = 18 (SO – f)  3f = SO.

<span class='text_page_counter'>(11)</span> 3f 9   f 12cm f Thay SO vào * ta có: 4 f Bài 4 Hai vật sáng A1B1 và A2B2 cao bằng nhau và bằng h được đặt vuông góc với trục chính xy ( A1 & A2  xy ) và ở hai bên của một thấu kính (L). Ảnh của hai vật tạo bởi thấu kính ở cùng một vị trí trên xy . Biết OA1 = d1 ; OA2 = d2 : 4) Thấu kính trên là thấu kính gì ? Vẽ hình ? 5) Tính tiêu cự của thấu kính và độ lớn của các ảnh theo h ; d1 và d2 ? 6) Bỏ A1B1 đi, đặt một gương phẳng vuông góc với trục chính tại I ( I nằm cùng phía với A2B2 và OI > OA2 ), gương quay mặt phản xạ về phía thấu kính. Xác định vị trí của I để ảnh của A2B2 qua Tk và qua hệ gương - Tk cao bằng nhau ? Bài 4 HD : 1) Vì ảnh của cả hai vật nằm cùng một vị trí trên trục chính xy nên sẽ có một trong hai vật sáng cho ảnh nằm khác phía với vật  thấu kính phải là Tk hội tụ, ta có hình vẽ sau : ( Bổ sung thêm vào hình vẽ cho đầy đủ ) B2’ (L) B1. H. B2. x. F’ A1. F. O. A2’ A1’. A2. y. B1’ 2) + Xét các cặp tam giác đồng dạng trong trường hợp vật A1B1 cho ảnh A1’B1’ để có OA1’ = d1 . f d 1+ f + Xét các cặp tam giác đồng dạng trong trường hợp vật A2B2 cho ảnh A2’B2’ để có OA2’ = d2. f f −d 2 d1 . f d2. f + Theo bài ta có : OA1’ = OA2’  =  f=? d 1+ f f −d 2 h. OA 1 ' Thay f vào một trường hợp trên được OA1’ = OA2’ ; từ đó : A1’B1’ = và A2’B2’ = d1 h. OA 2 ' . d2 3) Vì vật A2B2 và thấu kính cố định nên ảnh của nó qua thấu kính vẫn là A2’B2’ . Bằng phép vẽ ta hãy xác định vị trí đặt gương OI, ta có các nhận xét sau : + Ảnh của A2B2 qua gương là ảnh ảo, ở vị trí đối xứng với vật qua gương và cao bằng A2B2 ( ảnh A3B3 ) + Ảnh ảo A3B3 qua thấu kính sẽ cho ảnh thật A4B4, ngược chiều và cao bằng ảnh A2’B2’ + Vì A4B4 > A3B3 nên vật ảo A3B3 phải nằm trong khoảng từ f đến 2f  điểm I cũng thuộc khoảng này. + Vị trí đặt gương là trung điểm đoạn A2A3, nằm cách Tk một đoạn OI = OA2 + 1/2 A2A3 . * Hình vẽ : ( bổ sung cho đầy đủ ) B2’ B2 x. A4. F. B3 y.

<span class='text_page_counter'>(12)</span> O. A2. F’ A3 A2’. B4 * Tính : K Do A4B4 // = A2’B2’ nên tứ giác A4B4A2’B2” là hình bình hành  FA4 = FA2’ = f + OA2’ = ?  OA4 = ? Dựa vào 2 tam giác đồng dạng OA4B4 và OA3B3 ta tính được OA3  A2A3  vị trí đặt gương . Câu 3 (2,0 điểm) Một sơ đồ quang học vẽ đường đi của B một tia sáng qua một thấu kính hội tụ, nhưng do lâu ngày A nên nét vẽ bị mờ và chỉ còn rõ 3 điểm A, B, M (hình 2). M Đọc mô tả kèm theo sơ đồ thì được biết rằng A là giao điểm của tia tới với tiêu diện trước, B là giao điểm của tia Hình 2 ló với tiêu diện sau còn M là giao điểm của tia ló với trục chính của thấu kính. Tiêu diện là mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm của thấu kính. Các tia tới xuất phát từ cùng một điểm trên tiêu diện cho chùm tia ló qua thấu kính là chùm song song. 3) Bằng cách vẽ hãy khôi phục lại vị trí của quang tâm, các tiêu điểm và đường đi của tia sáng. 4) Giả sử thêm là tia tới và tia ló hợp với trục chính những góc bằng nhau, khoảng cách AB là 40 cm. Tìm tiêu cự thấu kính và khoảng cách từ M đến quang tâm O. Câu 3: (2 điểm). 1) Hình vẽ: I A C F. O 1. B F’. M. O 2 * Phân tích: - MO vuông góc với OC (trục chính vuông góc với thấu kính). - OC // AF // BF’, O là trung điểm của FF’  OC là đường trung bình của hình thang ABF’F  C là trung điểm của AB. - Tia sáng từ A đi qua quang tâm O đi thẳng và song song với tia ló IM (tính chất chùm sáng tới xuất phát từ một điểm trên tiêu diện qua thấu kính cho chùm tia ló là chùm song song) * Cách dựng: - Dựng quang tâm O: + Lấy trung điểm C của đoạn thẳng AB. + Kẻ đường thẳng Ax // BM. + Vẽ đường tròn đường kính MC cắt Ax tại O. Có thể có hai vị trí khả dĩ của quang tâm O, mỗi trường hợp ta dựng được các tiêu điểm và đường đi của tia sáng tương ứng. - Dựng các tiêu điểm: + Kẻ đường thẳng  đi qua O và M, ta được trục chính của thấu kính. + Từ A và B hạ các đường vuông góc với  cắt  tại tiêu điểm F và F’. - Dựng đường đi của tia sáng: + Kéo dài OC và BM cắt nhau tại I. Ánh sáng truyền theo đường AIB..

<span class='text_page_counter'>(13)</span> 2) I A. B C. N. O. F. F’. M. Theo đề bài: ∠ INO=∠IMO  MIN là tam giác cân  ON = OM. Dễ thấy: M là ảnh của N qua thấu kính và OM = ON = 2f.  F là trung điểm của NO, F’ là trung điểm của MO.  AF là đường trung bình của INO, BF’ là đường trung bình của IMO  AF = BF’ = OI/2 và AF//BF’  ABFF’ là hình chữ nhật  FF’ = AB = 40 cm  f = 20cm; OM = 40 cm.. Bài 4: (2,5điểm) Dùng nguồn điện có hiệu điện thế không đổi U0 = 32V để thắp sáng một bộ bóng đèn cùng loại (2,5V-1,25W).Dây nối trong bộ đèn có điện trở không đáng kể. Dây nối từ bộ bóng đèn đến nguồn điện có điện trở là R=1 a) Tìm công suất tối đa mà bộ bóng có thể tiêu thụ. b) Tim cách măc để các bong đen sang bình thương tim số bóng măc được Bài 4: a)Gọi I là dòng điện qua R, công suất của bộ đèn là : P = U.I – RI2 = 32.I – I2 hay : I2 – 32I + P = 0 (0,5đ) Hàm số trên có cực đại khi P = 256W Vậy công suất lớn nhất của bộ đèn là Pmax = 256W (0,5đ) b)Gọi m là số dãy đèn, n là số đèn trong một dãy: *Giải theo công suất : Khi các đèn sáng bình thường : I d=0,5 ( A ) và I = m . I d=0,5 m (0,5đ) 2 2 Từ đó : U0 . I = RI + 1,25m.n Hay 32. 0,5m = 1 (0,5) = 1,25m.n ⇒ 64 = m + 5n ; m, n nguyên dương (1) (0,5đ) Giải phương trình (1) ta có 12 nghiệm sau : (0,5đ) n m. 1. 2. 9. 10. 11. 12. 59 54 49 44 39 34 29 24 19 *Giải theo phương trình thế :U0 =UAB + IR với : UAB = 2,5n ; IR = 0,5m.1 = 0,5m Ta được phương trình (1) đã biết 64 = 5n + m *Giải theo phương trình dòng điện :. 14. 9. 4. RAB =. 3. 4. nR d 5 n = m m. 5. 6. 7. 8. Và I = m. I d = 0,5m.

<span class='text_page_counter'>(14)</span> U0 32 32 m = = Mặt khác : I = R+ R AB 5 n m+ 5 n 1+ m 32 m ⇔ 64 = 5n + m Hay : 0,5m = m+5 n. Câu 3. (5 điểm) Đặt một vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ (A nằm trên trục chính) và cách thấu kính một khoảng OA. Trên màn (đặt vuông góc trục chính sau thấu kính) ta nhận được ảnh A’1B’1. Giữ thấu kính cố định, dịch chuyển vật AB một đoạn 2cm dọc theo trục chính và để thu được ảnh A’2B’2 cao gấp. 5 3. lần ảnh A’1B’1 trên màn,. ta phải dịch chuyển màn đi 30cm so với vị trí cũ..Tìm tiêu cự của thấu kính. (Học sinh không được áp dụng trực tiếp các công thức thấu kính) U Câu 4. (5 điểm) A B, Bộ bóng đèn được lắp như sơ đồ mạch điện (hình vẽ Đ5 2). Cho biết các bóng có cùng công suất và điện trở của bóng đèn Đ1 là R1 = 1 Ω . Tìm các điện trở R2, R3, R4, R5 Đ3 của các bóng đèn Đ2, Đ3, Đ4, Đ5.. Đ4 N. M. Đ1. Đ2. --------------Hết --------------. Hình vẽ 2 C©u 5 (4,0 ®iÓm). S/ Cho h×nh vÏ nh h×nh 2. BiÕt: PQ lµ trôc chÝnh cña thÊu kÝnh, S lµ nguån s¸ng ®iÓm, S/ lµ ¶nh cña S t¹o bëi thÊu kÝnh. a. Xác định loại thấu kính, quang tâm O và tiêu điểm chính của thấu kính h/ S bằng cách vẽ đờng truyền của các tia sáng. l h / / b. BiÕt S, S c¸ch trôc chÝnh PQ nh÷ng kho¶ng t¬ng øng h = SH = 1cm; h = H/ P H S/H/ = 3cm vµ HH/ = l = 32cm. TÝnh tiªu cù f cña thÊu kÝnh vµ kho¶ng c¸ch H×nh 2 tõ ®iÓm s¸ng S tíi thÊu kÝnh. c. §Æt mét tÊm b×a cøng vu«ng gãc víi trôc chÝnh ë phÝa tríc vµ che kÝn nửa trên của thấu kính. Hỏi tấm bìa này phải đặt cách thấu kính một khoảng nhỏ nhất là bao nhiêu để không quan sát thấy ảnh S/ ? Biết đờng kính đờng rìa của thấu kính là D = 3cm. 5. S/ L. h/ P. H/. l. S h. I O. H. F Q. L/. a.. b.. Lập luận đợc: - Do S/ cïng phÝa víi S qua trôc chÝnh nªn S/ lµ ¶nh ¶o - Do ảnh ảo S/ ở xa trục chính hơn S nên đó là thấu kính hội tụ Vẽ đúng hình, xác định đợc vị trí thấu kính Vẽ, xác định đợc vị trí các tiêu điểm chính Đặt H/H = l ; HO = d ; OF = f. Ta có: ∆ S/H/F đồng dạng với ∆ IOF: h/ H/ F h/ l  d  f    OI OF  h f (1) / / ∆ S H O đồng dạng với ∆ SHO: h/ l  d l  1  h d = d (2). Q.

<span class='text_page_counter'>(15)</span> h.l h/ l h/  h l  1  d /  h d  h d  h  h (3) h.l l / f l.h.h / 1.2.32 h/ h  h  / 2 2  f = (h  h) = (3  1) = 24 (cm) f Thay (3) vµo (1)  h h.l 1.32  / d = h  h 3  1 = 16 (cm) c.. S/ L. E. h/ P. l. S h. H/. O. F. HK. Q. Nèi S víi mÐp ngoµi L/ cña thÊu kÝnh, c¾t c¾tL/trôc chÝnh thÊu kÝnh t¹i K th× K lµ vÞ trÝ gần nhất của tấm bìa E tới thấu kính, mà đặt mắt bên kia thấu kính ta không quan sát đợc ảnh S/. KO OL/  Do: ∆ KOL/ đồng dạng với ∆ KHS  HK SH , (KO = dmin) D d min 1,5 2  1 = 1,5  d = 24 - 1,5d  d = 9,6 (cm)  16  d min h min min min Baøi 4 : 2,50 ñieåm Một vật sáng AB đặt trước một thấu kính hội tụ L1, thấu kính có tiêu cự f1 = f . Vật AB cách thấu kính một khoảng 2f . a) Veõ aûnh cuûa vaät AB qua thaáu kính L1. f. b) Sau thấu kính L1 người ta đặt một thấu kính phân kỳ L2 có tiêu cự f2 = 2 . Thấu f. kính L2 cách thấu kính L1 một khoảng O1O2 = 2 , trục chính của hai thấu kính trùng nhau (Hình veõ 3). Vẽ ảnh của vật AB qua hai thấu kính trên và dùng hình học (không dùng công thức thấu kính) tìm khoảng cách từ ảnh cuối cùng A2B2 đến thấu kính phân kỳ. c) Vẽ một tia sáng phát ra từ A sau khi đi qua cả hai thấu kính thì tia ló có phương đi qua B (trong các câu a, b, c chỉ yêu cầu vẽ đúng, không yêu cầu giải thích cách vẽ). L1. A. B. O1. L2 O2. F1. Hình 3 Baøi 4 : 2,50 ñieåm a) 0,50 ñieåm - Vẽ hình đúng : - Tính đúng khoảng cách O1B1 = OB = 2f. (0,25 ñ) (0,25 ñ).

<span class='text_page_counter'>(16)</span> A. B O1. b)1,50 ñieåm -Vẽ được 1 tia đúng qua hai thấu kính : 0,25 điểm x 2 tia = -Vẽ được ảnh cuối cùng A2B2 ảo (đường không liền nét) : -Vẽ tương đối đúng tỉ lệ : L1. 3f 4. F1. -Tính đúng khoảng cách O2B2 =. (0,50 ñ) (0,25 ñ) (0,25 ñ). :. (0,50 ñ). A. B. B1. A1. B2. A2. c) 0,50 ñieåm - Vẽ đúng đường truyền của tia sáng AIKM qua 2 thấu kính : - Vẽ đúng phần đường liền nét, đường đứt nét : - Vẽ thiếu mũi tên chỉ chiều truyền tia sáng không trừ điểm. Ghi chú : - Nếu sai đơn vị trừ 0,25 đ và chỉ trừ 1 lần. - Mọi cách giải khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa./.. (0,25ñ) (0,25ñ). I. O1. L1. K. O2. L2. B1. A1. Bài 4 : (1,5 điểm) Hai điểm sáng S1 và S2 cùng nằm trên trục chính, ở về hai bên của một thấu kính hội tụ, cách thấu kính lần lượt là 6 cm và 12 cm. Khi đó ảnh của S 1 và ảnh của S2 tạo bởi thấu kính là trùng nhau. a, Hãy vẽ hình và giải thích sự tạo ảnh trên. b, Từ hình vẽ đó hãy tính tiêu cự của thấu kính. M. Bài 5 : (1,0 điểm) Một hộp kín H có ba đầu ra. Biết rằng trong hộp kín là sơ đồ mạch 2 điện được tạo bởi các điện trở. Nếu mắc hai chốt 1 và 3 vào hiệu điện thế nguồn không đổi U = 15 V thì hiệu điện thế giữa các cặp chốt 1-2 và 2-3 1 3 lần lượt là U12 = 6 V và U23 = 9 V. Nếu mắc hai chốt 2 và 3 cũng vào H hiệu điện thế U trên thì hiệu điện thế giữa các cặp chốt 2-1 và 1-3 lần lượt là U21 = 10 V và U13 = 5 V. a, Hãy vẽ một sơ đồ mạch điện trong hộp kín H với số điện trở ít nhất. Cho rằng điện trở nhỏ nhất trong mạch điện này là R, hãy tính các điện trở còn lại trong mạch đó. b, Với sơ đồ mạch điện trên, nếu mắc hai chốt 1 và 2 vào hiệu điện thế U trên thì các hiệu điện thế U13 và U32 là bao nhiêu ?. 4. a Vẽ hình :. (HS vẽ đúng như hình dưới, cho điểm tối đa phần vẽ hình 0,5 đ). (1,5đ). N I. M S' F. S1. O. F'. S2.

<span class='text_page_counter'>(17)</span> Giải thích : - Hai ảnh của S1 và của S2 tạo bởi thấu kính trùng nhau nên phải có một ảnh thật và một ảnh ảo. - Vì S1O < S2O  S1 nằm trong khoảng tiêu cự và cho ảnh ảo; S2 nằm ngoài khoảng tiêu cự và cho ảnh thật. Tính tiêu cự f : - Gọi S’ là ảnh của S1 và S2. Ta có :. b. SS1 SI SO  6 S1I // ON  SO  SN  SO SO SI SO SO  6 SO   OI // NF'  SF' SN SO  f  SO = SO  f  f.SO = 6(SO + f). (1). SF SO SM   O SS2 S I // OM S SI 2 - Vì , tương tự như trên ta có : SO  f SO   SO  f.SO = 12(SO - f) SO  12. (2). Từ (1) và (2) ta có : f = 8 (cm) * Chú. y : HS có thể làm bài 4 cách khác, theo các bước: a, Giải thích đúng sự tạo ảnh như trên. (cho 0,5 đ) b, Áp dụng công thức thấu kính (mà không chứng minh công thức) cho 2 trường hợp 1 1 1 = 6 d + Với S1 : f (*) 1 1 1 = + + Với S2 : f 12 d (**). (cho 0,25 đ) Từ (*) và (**) tính được : f = 8 (cm) và d’ = 24 (cm) c, Áp dụng kết quả trên để vẽ hình (cho 0,25 đ) ( Như vậy, điểm tối đa của bài 4 theo cách làm của chú ý này là 1,0 điểm) 5 (1,0 đ). - Theo bài ra, khi thay đổi các cặp đầu vào của mạch điện thì hiệu điện thế giữa cá cặp đầu ra cũng thay đổi, ta suy ra rằng giữa các cặp chốt phải có điện trở khác nha và số điện trở ít nhất của mạch trong hộp kín H là 3. (Học sinh có thể trình bày một trong hai sơ đồ cách mắc sau và tính các đại lượn mà bài toán yêu cầu theo sơ đồ đó, mỗi cách trình bày hoàn toàn đúng đều cho điểm tối đa của bài 5) Cách 1 : - Khi U13 = 15(V) thì U12 = 6(V) và U23 = 9(V). R1 U12 6 2    Ta có : R3 U23 9 3. 2. (1) - Khi U23 = 15(V) thì U21 = 10(V) và U13 = 5(V).. R 2. R2 U21 10   2 Ta có : R3 U13 5. (2) Từ (1) và (2) suy ra : R1 là điện trở nhỏ nhất. R 1 1. R 3 3.

<span class='text_page_counter'>(18)</span>  R1 = R, R2 = 3R, R3 = 1,5R. U13 R1 R 1    - Khi U12 = 15(V). Ta có : U32 R2 3R 3. (*) Mặt khác : U13 + U32 = U12 = 15(V) (**) Từ (*) và (**) ta có : U13 = 3,75 (V); U32 = 11,25 (V).. Cách 2 : - Khi U13 = 15(V) thì U12 = 6(V) và U23 = 9(V).. 2. R3 U12 6 2    R U 9 3 23 Ta có : 1. (3) - Khi U23 = 15(V) thì U21 = 10(V) và U13 = 5(V). R3 U21 10   2 Ta có : R2 U13 5. (4) Từ (1) và (2) suy ra : R2 là điện trở nhỏ nhất  R2 = R, R1 = 3R, R3 = 2R. U13 R2 R 1    - Khi U12 = 15(V). Ta có : U32 R1 3R 3. R 3. 1. (***) Mặt khác : U13 + U32 = U12 = 15(V) (****) Từ (***) và (****) ta có : U13 = 3,75 (V); U32 = 11,25 (V).. R 1. R 2. 3.

<span class='text_page_counter'>(19)</span>