Bài tập Vật lí Lớp 11 - Dạng bài: Xác định các đại lượng trong công thức (Có lời giải)

Nội dung text: Bài tập Vật lí Lớp 11 - Dạng bài: Xác định các đại lượng trong công thức (Có lời giải)

1. DẠNG BÀI TẬP XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƯỢNG TRONG CÔNG THỨC TÍNH ĐỘ TỤ PHƯƠNG PHÁP CHUNG VẬT LÍ 11 1. Phương pháp: Áp dụng công thức tính độ tụ hoặc tiêu cự: Công thức độ tụ (tiêu cự) 1 ntk 1 1 D 1 f nmt R1 R2 Quy ước: mặt cầu lồi thì R 0 , mặt cầu lõm thì R 0 , mặt phẳng thì R , n là chiết suất của chất làm thấu kính, nmt là chiết suất của môi trường đặt thấu kính. 2. Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Thủy tinh làm thấu kính có chiết suất n 1,5 . a) Tìm tiêu cự của các thấu kính khi đặt trong không khí. Nếu: - Hai mặt lồi có bán kính 10cm, 30 cm - Mặt lồi có bán kính 10cm, mặt lõm có bán kính 30cm. 20 10 A. f 15 cm; f 30 cm. B. f cm; f cm. 1 2 1 3 2 3 20 10 C. f cm; f cm. D. f 15 m; f 30 m. 1 3 2 3 1 2 4 b) Tính lại tiêu cự của thấu kính trên khi chúng được dìm vào trong nước có chiết suất n ? 3 5 5 A. f cm; f cm. B. f 60 cm; f 120 cm. 3 3 4 6 3 4 5 5 C. f 120 cm; f 60 cm. D. f m; f m. 3 4 3 3 4 6 Lời giải a) Tiêu cự của các thấu kính là 1 1 1 1 1 20 3 + n 1 0,5 f1 m 15cm f1 R1 R2 0,1 0,3 3 20 1 1 1 1 1 10 3 + n 1 0,5 f2 m 30cm f2 R1 R2 0,1 0,3 3 10 Đáp án A. b) Ta có 1 ntk 1 1 1 1 1 5 3 + 1 f3 m 60cm f3 n mt R1 R3 8 0,1 0,3 3 5 1 ntk 1 1 1 1 1 5 6 + 1 f4 m 120cm f4 nmt R1 R2 8 0,1 0,3 6 5
2. A. 1,33.B. 1,5.C. 1,67. D. 1,8. Lời giải D 5 1,5 1 7,5 4 1 5 5 0,5 n 1,67 D 1 1,5 n 3 2 1 f2 n Đáp án C. Ví dụ 5: Một thấu kính thủy tinh có chiết suất n 1,5 có một mặt phẳng và 1 mặt lồi có bán kính R 25cm. Tính tiêu cự của thấu kính trong 2 trường hợp: a) Thấu kính đặt trong không khí? A. f 25 cm. B. f 50 cm. C. f 75 cm. D. f 100 cm. 4 b) Thấu kính đặt trong nước có chiết suất ? 3 A. f 100 cm. B. f 300 cm. C. f 200 cm. D. f 150 cm. Lời giải 1 1 1 1 a) D n 1 0,5. 2 f 50 cm f R1 0,25 Đáp án B. 1 n 1 1 1 1 1 b) D 1 . f 2m 200 cm f n R1 8 0,25 2 Đáp án C. Ví dụ 6: Một thấu kính phẳng - lồi có n 1,6 và bán kính mặt cong là R 10 cm. a) Tính f và D? 1 1 1 1 A. f m. B. f m. C. f m. D. f m. 3 2 6 4 b) Điểm sáng S nằm trên trục chính cách thấu 1m. Xác định tính chất ảnh, vẽ hình? Lời giải 1 1 1 1 1 a) D n 1 0,6. 6 dp f m 16,7 cm f R1 0,1 6 Đáp án C. 1 1 1 b) Từ công thức của thấu kính d d f df 100.16,7 d 20 cm 0 : ảnh thật d f 100 16,7 Vậy: Ảnh của S qua thấu kính là ảnh thật cách thấu kính 20 cm Cách dựng ảnh:
3. C. f1 24cm; f2 96cm; f3 140,6cm. D. f1 24cm; f2 96cm; f3 140,6cm. Lời giải 1 1 1 1 1 25 n1 1 0,5 dp f1 R1 R2 0,2 0,3 6 f1 24cm 1 n1 1 1 1 1 1 25 1 dp f2 96cm f2 n2 R1 R2 8 0,2 0,3 24 f3 140,6cm n 1 1 1 1 7 1 1 175 1 dp f3 n3 R1 R2 82 0,2 0,3 246 Đáp án C. Ví dụ 10: Một thấu kính thuỷ tính (chiết suất n 1,5 ) giới hạn bởi một mặt lồi bán kính 20cm và một mặt lõm bán kính 10cm. Tính tiêu cự và độ tụ của thấu kính khi nó đặt trong không khí và trong chất lỏng có chiết suất n 1,8 . A. f1 40cm; f2 120cm. B. f1 40cm; f2 120cm. C. f1 120cm; f2 40cm. D. f1 80cm; f2 40cm. Lời giải 1 1 1 1 1 D1 n 1 0,5. 2,5 dp f1 R1 R2 0,2 0,1 f1 40cm 1 n 1 1 1 1 1 5 f2 120cm D2 1 dp f2 n R1 R2 6 0,2 0,1 6 Đáp án A. Ví dụ 11: Một thấu kính bằng thuỷ tinh (chiết suất n 1,5 ) đặt trong không khí có độ tụ 8 điôp. Khi nhúng thấu kính vào một chất lỏng nó trở thành một thấu kính phân kì có tiêu cự lm. Tính chiết suất của chất lỏng. A. 1,5.B. 1,6.C. 1,33. D. 1,8. Lời giải D 8 n 1 12 8 1 8 8 0,5 n 1,6 D 1 n n 5 2 1 f2 n Đáp án B. Ví dụ 12: Một thấu kính hai mặt lồi cùng bán kính R, khi đặt trong không khí có tiêu cự f 30 cm. Nhúng chìm thấu kính vào một bể nước, cho trục chính của nó thẳng đứng, rồi cho một chùm sáng song song rọi thẳng đứng từ trên xuống thì thấy điểm hội tụ cách thấu kính 80cm. Tính R, cho biết chiết suất của nước 4 bằng 3 A. 30 cm.B. 20 cm.C. 40 cm. D. 25 cm. Lời giải
4. 1 1 1 0,5 0,5 a) D n 1 R 0,25m 25cm f R R1 D Đáp án A. 1 n 1 1 4 b) D 1 dp. f n R 7 Đáp án B. Ví dụ 15: Thấu kính thủy tinh đặt trong không khí, tiêu cự của thấu kính là f1 . Đặt thấu kính trong chất lỏng n 1,6 , tiêu cự của thấu kính là f2 8. f1 . Tính chiết suất của chất làm thấu kính. A. 1,5.B. 1,33.C. 1,6. D. 1,8. Lời giải f n 1 2 8 8 5n n 1 n 1,5 f n 1 1 1,6 Đáp án A. Ví dụ 16: Một thấu kính thủy tinh chiết suất n 1,5 , một mặt lồi và một mặt lõm, bán kính mặt lõm gấp đôi bán kính mặt lồi. Biết rằng khi đặt thấu kính hứng ánh sáng mặt trời thì thấy một điểm sáng cách thấu kính 20cm. Hãy tính bán kính các mặt cầu của thấu kính. A. 15 cm.B. 5 cm.C. 10 cm. D. 20 cm. Lời giải Khi thấu kính hứng ánh sáng mặt trời có 1 điểm sáng cách thấu kính 20 cm f 20 cm 1 1 1 1 1 n 1 5 10 R1 0,05m 5cm f R1 2R1 2R1 20 Đáp án B.