Giáo án ôn tập và bồi dưỡng kiến thức Vật Lí Lớp 9 - Năm học 2013-2014 - Trường THCS Xã Phan

G1 với SOS1 = 1200. S1 nằm trên mặt phẳng của G2. - Tương tự S2 cho bởi G2 và S2 nằm trên mặt phẳng G1 và SOS2 = 1200. Vậy hệ cho 2 ảnh. Bài 3: Chiếu một tia sáng hẹp vào một gương phẳng. Nếu cho gương quay đi một góc α quanh một trục bất kỳ nằm trên mặt gương và vuông góc với tia tới thì tia phản xạ sẽ quay đi một góc bao nhiêu? theo chiều nào? Bài giải: - Xét gương quay quanh trục qua O từ vị trí M1 đến M2 (M1OM2 = α), lúc đó pháp tuyến cũng quay 1 góc: N1KN2 = α ( góc có cạnh tương ứng vuông góc) * Xét ∆ IPJ có : IJR2 = JIP + IPJ Hay 2i’ = 2i + β => β = 2(i’ – i) (1) * Xét ∆ IJK có: IJN2 = JIK + IKJ hay i’ = i + α => α = (i’ – i) (2) Từ (1) và (2) ta suy ra: β = 2α Tóm lại: Khi gương quay một góc α quanh một trục bất kỳ vuông góc tia tới thì tia phản xạ sẽ quay đi một góc 2α theo chiều quay của gương. 〉〉 〉 〉 〉〉 〉 〉 〉〉 〉 〉 〉〉 〉 〉 〉〉 〉 〉 〉〉 〉 〉 〉〉 〉 〉 〉〉 〉 〉 〉〉 〉 〉 S G1 S1 S2 G2 12 3O G2 S3 S S1 G1 O S2 〉〉 〉 〉 〉〉 〉 〉 〉〉 〉 〉 〉〉 〉 〉 〉〉 〉 〉 〉〉 〉 〉 〉〉 〉 〉 〉〉 〉 〉 N1 R1 β S N2I P K J M2 M1α i i , i’ i’i i R2 THCS Xà PHAN Thái Phát Triển 44 H.12 H.13 Bài 4: Một vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 12cm. Điểm A nằm trên trục chính , hãy dựng ảnh A’B’ của AB và tính khoảng cách từ ảnh đến thấu kính và chiều cao của ảnh trong hai trường hợp. a/ Vật AB cạch thấu kính một khoảng d=36cm B I b/ Vật AB cách thấu kính một khoảng d=8cm Giải: A F O F’ A’ a/ Cho biết: d=36cm, AB=1cm; OF=12cm. Tính A’B’ Xét hai tam giác đồng dạng ABF và OHF , ta có: cm fd FAB AF OFAB OH OF AF OH AB 5,0 1236 12.1.. = − = − ===>= Xét hai tam giác đồng dạng A’B’F’ và IOF’, ta có: 18cm 612 IO OH.OF' =+=+==> =====>= '''' 6 1 12.5,0''.' '' '' ' '' AFOFOA cm IO OFBA AF AF OF BA IO b/ Cho biết:OA=8cm; AB=1cm; OF=12cm. B’ Tính A’B’ và OA’ B I Xét hai tam giác đồng dạng: OF’B’ và BIB’, ta có: A’ F A O F’ 652' 12 8 658 ' ' '' ' 22 ==>= + => =+=+= = + == BB OA OF OA BBOB BB OF OA OF BI OB BB BB'65 BB' (1) Töø 1 ABOB:coù ta Maø (1) 22 Xét hai tam giác đồng dạng OAB và OA’B’, ta có: cm AB OABA OA OA OA cm OB BBOBAB BA BA AB BBOB OB BA AB OB OB 24 1 8.3'.' ' ' 3 65 )65265.(1)'( '' '''''' ====>= = + = + ==>= + = B'A' AB :coù ta Vaø Bài 5: Một vật sáng AB cao 3cm đặt cách màng một khoảng L = 160cm trong khoảng giũa vật sáng và màn có một thấu kính hội tụ có tiêu cự f =30cm. Vật AB đặt vuông góc với trục chính a. Xác định vị trí đặt thấu kính để ta có được ảnh rõ nét của vật trên màn b. Xác định độ lớn của ảnh so với vật. Giải: a. Do ảnh hứng được trên màn nên ảnh của vật là ảnh thật, ảnh ở bên kia thấu kính so với vật Theo đề ta có: d + d’= L (1) Mặt khác ta có: (2) ' 111 ddf += Từ (1) suy ra: d’= L – d thay vào (1) ta được : 048001600 )( 11111 22 =+−⇔=+−⇒ − =⇔ − += ddLfLdd dLdfdLdf Giải phương trình ta được d1= 40cm, d2 =120cm Vậy có 2 vị trí đặt thấu kính để cho ảnh rõ nét trên màn ảnh là: d=40cm và d= 120cm b/ Độ lớn của ảnh so với vật: THCS Xà PHAN Thái Phát Triển 45 cmKhi cm AB d d AB BA 1 9 . ''' ===== ===== ==>= 120 40.3 B'A' neân40cm d - L d' thì120cm d 40 120.3 B'A' neân120cm d - L d' thì40cm d Khi d d' B'A' Bài 6*: Mét ®iÓm s¸ng A trªn trôc chÝnh cña mét thÊu kÝnh héi tô, tiªu cù 12cm, cho ¶nh thËt A /. Khi dêi A l¹i gÇn thÊu kÝnh 6cm th× ¶nh dêi ®i 2cm. §Þnh vÞ trÝ cña ¶nh vµ vËt tr­íc còng nh­ sau khi dÞch chuyÓn. H­íng dÉn: + Ta cã c«ng thøc: ' 111 ddf += (1) + Gäi kho¶ng c¸ch tõ O ®Õn vËt tr­êng hîp 1 lµ d1. + Gäi kho¶ng c¸ch tõ O ®Õn ¶nh tr­êng hîp 1 lµ d /. + Tõ (1): fd fd d − = 1 1 1 . ' (1/) + VÞ trÝ thø hai cña vËt lµ: d 2=d 1- a.(2) + VÞ trÝ thø hai cña ¶nh lµ: d / 2=d / 1+ b.(3) + MÆt kh¸c : fd fd d − = 2 2 2 . ' (4) +Tõ (1/) ,(2), (3) (4) suy ra: fad fad b fd fd −− − =+ − 1 1 1 1 ).(. Thay sè a = 6cm, b = 2cm, f =12cm: 126 12).6( 12 .12 1 1 1 1 −− − =+ − d d b d d Suy ra: ⎢ ⎣ ⎡ −= = ⇔=+−⇔ =−+−⇔=−− .6 .36 0)6)(36( 0126636012630 1 1 11 11 2 11 2 1 cmd cmd dd ddddd + NÕu d 1 = 36cm => d /1 = 18cm. + d 1 = - 6cm (Lo¹i) Vµ d 2 = 36 – 6 = 30cm; d /2 =18 + 2 = 20cm. KÕt luËn : - VÞ trÝ vËt lóc ®Çu c¸ch thÊu kÝnh 36cm.VÞ trÝ ¶nh lóc ®Çu c¸ch thÊu kÝnh 18cm. - VÞ trÝ vËt lóc sau c¸ch thÊu kÝnh 30cm.VÞ trÝ ¶nh lóc sau c¸ch thÊu kÝnh 20cm. Bài 7: Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự 20cm tạo ảnhA’B’ 1. Biết A’B’ = 4AB. Vẽ hình và tính khoảng cách từ vật tới thấu kính (xét 02 trường hợp: ảnh thật và ảnh ảo). 2. Cho vật AB di chuyển dọc theo trục chính của thấu kính. Tính khoảng cách ngắn nhất giữa vật và ảnh thật của nó. Hướng dẫn giải: 1. * Trường hợp vật AB tạo ảnh thật: - Vẽ hình đúng (H.1) THCS Xà PHAN Thái Phát Triển 46 - ∆ A’OB’ đồng dạng ∆ AOB ⇒ A'B' OA' AB OA = (1) - ∆OF’I đồng dạng ∆A’F’B’⇒ A'B' F'A' OA' - OF' AB F'O OF' = = (2) - Thay A’B’ = 4AB và OF’ = 20cm vào (1) và (2), tính được:OA = 25cm; OA’ = 100cm * Trường hợp vật AB tạo ảnh ảo: - Vẽ hình đúng (H.2) - ∆A’OB’ đồng dạng ∆AOB⇒ A'B' OA' AB OA = (3) - ∆OF’I đồng dạng ∆A’F’B’⇒ A'B' F'A' OA' + OF' AB F'O OF' = = (4) - Thay A’B’ = 4AB và OF’ = 20cm vào (3) và (4), tính được: OA = 15cm; OA’ = 60cm 2.- Đặt OA = d, OA’ = l – d với l là khoảng cách giữa vật và ảnh, thay vào (1) và (2), ta được: A'B' OA' - OF' OA' l - d - f l - d AB OF' OA f d = = ⇒ = ⇒ d2 - ld + lf = 0 (*) - Để phương trình (*) có nghiệm : ∆ = l 2 – 4lf ≥ 0 ⇒ l ≥ 4f - Vậy l min = 4f = 80cm. Bài 8: Một vật sáng AB đặt tại một vị trí trước một thấu kính hội tụ, sao cho AB vuông góc với trục chính của thấu kính và A nằm trên trục chính, ta thu được một ảnh thật lớn gấp 2 lần vật. Sau đó, giữ nguyên vị trí vật AB và dịch chuyển thấu kính dọc theo trục chính, theo chiều ra xa vật một đoạn 15cm, thì thấy ảnh của nó cũng dịch chuyển đi một đoạn 15cm so với vị trí ảnh ban đầu. Tính tiêu cự f của thấu kính (không sử dụng trực tiếp công thức của thấu kính). Hướng dẫn giải: - Gọi khoảng cách từ vật đến thấu kính là d, khoảng cách từ ảnh đến thấu kính là d’. Ta tìm mối quan hệ giữa d, d’ và f: ∆ AOB ~ ∆ A'OB' ⇒ A B OA d = = AB OA d ′ ′ ′ ′ ; ∆ OIF' ~ ∆ A'B'F' ⇒ A B A F A B = = OI OF AB ′ ′ ′ ′ ′ ′ ′ ; hay d - f = f ′ d d ′ ⇒ d(d' - f) = fd' ⇒ dd' - df = fd' ⇒ dd' = fd' + fd ; Chia hai vế cho dd'f ta được: 1 1 1 = + f d d′ (*) - Ở vị trí ban đầu (Hình A): A B d = = 2 AB d ′ ′ ′ ⇒ d’ = 2d A B B’ A’ F’ I O (H.1) A B B’ A’ F’ I O (H.2) A B A'' B'' O'F F' I' d d'2 2 Hình AHình B A B A' B' OF F' I THCS Xà PHAN Thái Phát Triển 47 Ta có: 1 1 1 3 = + = f d 2d 2d (1) - Ở vị trí 2 (Hình B): Ta có: 2d = d + 15 . Ta nhận thấy ảnh A B′′ ′′ không thể di chuyển ra xa thấu kính, vì nếu di chuyển ra xa thì lúc đó 2d = d′ ′ , không thoả mãn công thức (*). Ảnh A B′′ ′′sẽ dịch chuyển về phía gần vật, và ta có: O’A” = OA’ - 15 - 15 = OA’ - 30 hay: 2d = d - 30 = 2d - 30′ ′ . Ta có phương trình: 2 2 1 1 1 1 1 = + = + f d d d + 15 2d - 30′ (2) - Giải hệ phương trình (1) và (2) ta tìm được: f = 30(cm). Bài 9: Mét vËt ph¼ng nhá AB ®Æt vu«ng gãc víi trôc chÝnh cña thÊu kÝnh héi tô, sao cho ®iÓm A n»m trªn trôc chÝnh vµ c¸ch quang t©m cña thÊu kÝnh mét kho¶ng OA = a. NhËn thÊy nÕu dÞch chuyÓn vËt l¹i gÇn hoÆc ra xa thÊu kÝnh mét kho¶ng b = 5cm th× ®Òu thu ®­îc ¶nh cã ®é cao b»ng ba lÇn vËt, trong ®ã cã mét ¶nh cïng chiÒu vµ mét ¶nh ng­îc chiÒu víi vËt. H·y x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch a vµ vÞ trÝ tiªu ®iÓm cña thÊu kÝnh. Hướng dẫn giải: ¶nh cïng chiÒu víi vËt lµ ¶nh ¶o, vËt n»m trong tiªu cù. ¶nh ng­îc chiÒu víi vËt lµ ¶nh thËt, vËt n»m ngoµi kho¶ng tiªu cù cña thÊu kÝnh. XÐt tr­êng hîp ¶nh ¶o. 11BOA∆ ®ång d¹ng víi 11 '' BOA∆ ( )53' 5 ' 3 ''' 1 1 1 1 11 11 −=⇒ − =⇔= aOA a OA OA OA BA BA (1) 1'OIF∆ ®ång d¹ng víi 11 ''' BAF∆ fOA f OA OF OAOF OF AF OI BA 2' ' 13 ' '' ' '''' 1 111 1 11 =⇒+=⇔ + == (2) Tõ (1) vµ (2) ta cã: 2 )5(3 = − f a (3) F O I1 B’1 A’1 B1 A1 F’ XÐt tr­êng hîp ¶nh ng­îc chiÒu víi vËt: 22 BOA∆ ®ång d¹ng víi 22 '' BOA∆ ( )53' 5 ' 3 ''' 2 2 2 2 22 22 +=⇒ + =⇔= aOA a OA OA OA BA BA (4) 2'OIF∆ ®ång d¹ng víi 22 ''' BAF∆ fOA f OA OF OFOA OF AF OI BA 4'1 ' 3 ' '' ' '''' 2 222 2 22 =⇒−=⇔ − == (5) Tõ (4) vµ (5) ta cã: 4 )5(3 = + f a (6) Tõ (3) vµ (6) ta cã: a = 15cm; f = 15 cm Bài 10: Một nguồn sáng điểm đặt trên trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng 8cm, cách F’ I2B2 A2 A’2 B’2 O THCS Xà PHAN Thái Phát Triển 48 thấu kính 12cm. Thấu kính dịch chuyển với vận tốc 1m/s theo phương vuông góc trục chính thấu kính. Hỏi ảnh của nguồn sáng dịch chuyển với vận tốc là bao nhiêu nếu nguồn sáng được giữ cố định. Hướng dẫn giải: Ta dựng ảnh của S qua thấu kính bằng cách vẽ thêm truc phụ OI song song với tia tới SK.. Vị trí ban đầu của thấu kính là O. Sau thời gian t(s) thấu kính dịch chuyển một quãng đường 1OO , nên ảnh của nguồn sáng dịch chuyển quãng đường 21SS Vì SK OI SS OS SKOI =⇒ 1 1// (1) Vì SK HO SS OS SKHO 1 2 12 1 // =⇒ (2) Xét tứ giác HIOO1 có HOOI 1// và HIOOIHOO 11 // ⇒ nên là hình bình hành, suy ra HOOI 1= (3) Từ (1), (2), (3) OSSS SO SS OO SSOO SS OS SS OS 1121 1 211 2 12 1 1 12 12 // + ==⇒⇒=⇒ (4) Mặt khác: 12 // 111 OS SO OS IK IS SKOI ==⇒ (*) 8 8 // 111 − = ′ ′ =⇒′ OS FO FS IK IS OKFI (**) Từ (*) và (**) 2 4 8 8 8 12 11 == − =⇒ OSOS cmOS 242.121 ==⇒ (5) Từ (4) và (5) 3 1 2412 12 21 1 = + =⇒ SS OO Ký hiệu vận tốc của thấu kính là v , vận tốc của ảnh là 1v thì smvv tv tv SS OO /33 3 1 . . 1 121 1 ==⇒== Vậy vận tốc ảnh của nguồn sáng là 3 m/s. Hết K S O O1 I S2 S1 F’ H