Tuyển tập các bài tập về Quang học Vật lí lớp 9 (Phần 1)

Cõu 4: (4,0 điểm)
Một vật sỏng AB đặt tại một vị trớ trước một thấu kớnh hội tụ, sao cho AB vuụng gúc với trục chớnh của thấu kớnh và A nằm trờn trục chớnh, ta thu được một ảnh thật lớn gấp 2 lần vật. Sau đú, giữ nguyờn vị trớ vật AB và dịch chuyển thấu kớnh dọc theo trục chớnh, theo chiều ra xa vật một đoạn 15cm, thỡ thấy ảnh của nú cũng dịch chuyển đi một đoạn 15cm so với vị trớ ảnh ban đầu. Tớnh tiờu cự f của thấu kớnh (khụng sử dụng trực tiếp cụng thức của thấu kớnh).
Bài 1:6đ
 	Có một thấu kính hội tụ và một gương phẳng được đặt cách nhau 25cm như hình vẽ tiêu điểm của thấu kính cách quang tâm là 20cm. Một chùm ánh sáng song song vớitrục chính của thấu kính được chiếu vào phía trước của thấu kính.
I
F
0
 G
	a, Vẽ tiếp đường truyền của chùm ánh sáng qua thấu kính.
	b, Quan sát trong gương phẳng ta thấy xuất hiện ảnh của một điểm sáng, giải thích .
	c, Nếu quay gương phẳng một góc 300 quanh điểm I thì điểm ảnh trong gương dịch chuyển như thế nào?
	d, Ta dịch chuyển gương phẳng lại phía thấu kính tới điểm cách thấu kính 10cm . Mô tả hiện tượng quan sát được, giải thích . ( Khi dịch chuyển gương luôn song song với thấu kính )
Bài 1:6đ
	a, Vẽ tiếp đường đi của chùm sáng ( như hình vẽ)
b, Chùm sáng tới song song với trục chính thì chùm tia ló sẽ hội tụ tại tiêu điểm F tạo thành một điểm sáng đặt trước gương. Do đó điểm sáng F sẽ cho ảnh F’ sau gương đó là ảnh ảo nằm cách gương ( 25 -20) = 5 (cm)(1đ)
	300	F’2
 N1 F
 30o I F’1
 N2
	K
c, nếu gương quay một góc 30o
	Điểm F luôn cách I một đoạn là 5cm nên ảnh F’ cũng luôn cách 1 khoảng là 5cm. Do đó khi gương quay quanh I thì ảnh của F’ dịch chuyển trên cung tròn có tâm là I, bán kính bằng 5cm.
	Khi gương quay một góc 30o thì pháp tuyến của gương cũng quay một góc :
N1IN2 = 300 (1đ)
	Tia tới FI, khi gương quay một góc 30O sẽ cho tia phản xạ IK đI qua điểm ảnh F’2. Vì IN2 là pháp tuyến của gương .(1đ)
Nên :
	 N1IN2 = KIN2 = 300
Do đó góc :	N1IK = 600 = F’2IF1’
 Vậy điểm ảnh F’ dịch chuyển trên cung tròn tâm I , bán kính 5cm và góc ở tâm bằng 60o.(1đ)
d, Dịch chuyển gương lại gần thấu kính.
	- Khi gương dịch chuyển trong khoảng từ từ I tới F thì ảnh F’ ngày càng gần gương hơn vì khoảng cách IF ngày càng giảm. Khi gương tới F thì ảnh F’ trùng với điểm sáng F.(1đ)
- Khi gương đi qua vị trí F thì F trở thành vật ảo. Do đó điểm F sẽ trở thành ảnh thật F’ ở trước gương. Đó là một điểm sáng. Khoảng cách từ điểm ảnh tới gương ngày càng tăng khi gương tiến lại gần phía thấu kính.
	- Khi gương đến cách thấu kính 10cm thì điểm F cũng cách gương là 10cm. Do đó điểm ảnh F’ nằm ở quang tâm, của thấu kính.(1đ)
Bài 1 (3 điểm)
	Vật sỏng AB qua thấu kớnh hội tư tiờu cự f cho ảnh thật A’B’. Gọi giao điểm của thấu kớnh với trục chớnh là quang tõm O của thấu kớnh. 
	Đặt OA = d : khoảng cỏch từ vật đến thấu kớnh ; OA’ = d’ : khoảng cỏch từ ảnh đến thấu kớnh ; OF = f : khoảng cỏch từ tiờu điểm chớnh đến thấu kớnh.
	a/ Chứng minh : 
	 và 
	Áp dụng AB = 2cm ; d = 30cm ; d’ = 150cm. Tỡm tiờu cự f và độ lớn ảnh A’B’.
	b/ Từ vị trớ ban đầu cỏch thấu kớnh 30cm, cho vật sỏng AB tiến gần thấu kớnh thờm 10cm. Hỏi ảnh A’B’ di chuyển trờn khoảng nào?
Cõu 4: (4,0 điểm)
Một vật sỏng AB đặt tại một vị trớ trước một thấu kớnh hội tụ, sao cho AB vuụng gúc với trục chớnh của thấu kớnh và A nằm trờn trục chớnh, ta thu được một ảnh thật lớn gấp 2 lần vật. Sau đú, giữ nguyờn vị trớ vật AB và dịch chuyển thấu kớnh dọc theo trục chớnh, theo chiều ra xa vật một đoạn 15cm, thỡ thấy ảnh của nú cũng dịch chuyển đi một đoạn 15cm so với vị trớ ảnh ban đầu. Tớnh tiờu cự f của thấu kớnh (khụng sử dụng trực tiếp cụng thức của thấu kớnh).
Câu 4: Một chùm sáng có đường kính D = 5 cm song song với trục chính của TKPK. L1 sau khi khúc xạ qua thấu kính này cho một hình tròn sáng có đường kính D1= 7 cm trên một màn chắn E. Đặt cách thấu kính này một khoảng bằng l.
Nếu đặt một TKHT L2 có cùng tiêu cự như TKPK vào đúng vị trí của TKPK này thì trên màn chắn E thu được một hình tròn sáng có đường kính bằng bao nhiêu?
a.Cho l= 24 cm, tính tiêu cự của TKHT?
b.Hướng TKHT về hướng Mặt Trời sao cho trục chính của nó đi qua tâm Mặt Trời. Vẽ ảnh và xác định vị trí , đường kính ảnh của Mặt Trời. Xem rằng Mặt Trời như một khối cầu có bán kính R= 0,7.106km, khoảng cách từ bề Mặt Trời đến Trái Đất là l’= 150.106km.
Bài 5: (4 điểm)
Một vật AB đặt trước một thấu kớnh phõn kỳ cho một ảnh cao là A1B1 = 0,8cm. Thay thấu kớnh phõn kỳ bằng thấu kớnh hội tụ cú cựng tiờu cự và cũng đặt ở vị trớ của thấu kớnh phõn kỳ thỡ thu được một ảnh thật, chiều cao là A2B2 = 4cm. Khoảng cỏch giữa hai ảnh là 72cm. Tỡm tiờu cự của thấu kớnh và chiều cao của vật. Chỳ ý: Khụng sử dụng cụng thức thấu kớnh.
Bài 4: (5 điểm) Một thấu kính hội tụ quang tâm O, tiêu cự f. Đặt một vật AB vuông góc với trục chính của thấu kính (A ở trên trục chính) trước thấu kính một đoạn d, cho ảnh A'B' rõ nét hứng được trên màn (màn vuông góc với trục chính) cách thấu kính một đoạn d'. 
	a) Chứng minh: 
	b) Biết thấu kính này có tiêu cự f = 12,5 cm và L là khoảng cách từ vật AB đến ảnh A'B'. Hỏi L nhỏ nhất là bao nhiêu để có được ảnh rõ nét của vật ở trên màn ?
	c) Cho L = 90 cm. Xác định vị trí của thấu kính.
Bài 4: (4 điểm) 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.
Vẽ hình sự tạo ảnh thật của AB qua thấu kính.
Thấu kính có tiêu cự (Khoảng cách từ quang tâm đến điểm) là 20 cm khoảng cách AA’ = 90cm. Hãy tính khoảng cách OA.
Bài 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 gương phẳng trên một khoảng cách bằng bao nhiêu để cho các tia sáng sau khi phản xạ từ gương lại đi qua thấu kính và tia ló song song với trục chính.
- Vẽ các tia sáng và tia phản xạ.
- áp dụng f = 20cm. Tính khoảng cách gương và thấu kính
Câu 4(1,5 điểm) 
	Một người già phải đeo sát mắt một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 120cm thì mới nhìn thấy rõ những vật gần nhất cách mắt 30cm.
	a) Mắt người ấy mắc tật gì?
	b) Khi không đeo kính, người ấy nhìn thấy rõ được những vật gần nhất cách mắt bao nhiêu cm?
a) Mắt người ấy mắc bệnh mắt lão do đeo thấu kính hội tụ thì có thể nhìn được các vật ở gần mắt. (0,5 điểm)
	b) Khi đó thấu kính hội tụ có tiêu cự trùng với khoảng cực cận của người bị bệnh mắt lão. (0,5 điểm)
	Vậy khoảng cực cận của người đó khi không đeo kính là 120 cm nên chỉ nhìn rõ những vật gần nhất cách mắt 120 cm. 
Câu 3: (6 điểm).
1. Chiếu 1 tia sáng hẹp vào 1 gương phẳng, nếu cho gương quay đi 1 góc a quanh 1 trục bất kỳ nằm trên mặt gương thì tia phản xạ sẽ quay đi 1 góc bao nhiêu theo chiều nào?
2. Cho thấu kính hội tụ có tiêu cự 10 cm, phải đặt vật AB ở đâu để thu được ảnh A’B’ lớn gấp 2 lần vật.
Câu 5: (6đ). Cho một hệ thấu kính hội tụ, gương 
phẳng như hình vẽ 3. Thấu kính hội tụ có tiêu cự f. Gương đặt cách thấu kính một khoảng bằng f, mặt phản xạ quay về phía thấu kính. Trên trục chính của thấu kính đặt một điểm sáng S. Bằng phép vẽ hình học hãy xác định vị trí đặt S để một tia sáng bất kì xuất phát từ S qua thấu kính phản xạ trên gương rồi cuối cùng khúc xạ qua thấu kính luôn song song với trục chính.
F'
S
F
G
Hình 3
Câu 3:
	. Cho 1 vật sáng AB được đặt vương góc với trục chính của một thấu kính hội tụ (điểm A nằm trên trục chính), cho ảnh thật A1B1cao 1,2cm. Khoảng cách từ tiêu điểm đến quang tâm của thấu kính là 20cm. Dịch chuyển vật đi một đoạn 15cm dọc theo trục chính thì thu được ảnh ảo A2B2 cao 2,4cm.
+ Xác định khoảng cách từ vật đến thấu kính trước khi dịch chuyển. 
+ Tìm độ cao của vật. 
Câu 4(2đ) a) Dựa vào đường đi của các đặc biệt qua thấu kính 
hội tụ như hình vẽ bên. Hãy kiểm tra xem đường đi F’
 của tia sáng nào sai? (3) 
 (2)
b) Hãy dựa vào các dòng truyền của (1)
một số tia sáng qua thấu kính phân kỳ 	F O 
ở hình bên dưới. Hãy cho biết tia sáng nào vẽ lại. (2)