Các dạng bài tập quang học lớp 9
1 BÀI TẬP QUANG HÌNH HỌC – VẬT LÝ 9 Bài toán1:( Thấu kính hội tụ và vật đặt ngoài tiêu cự) Vật sáng AB = h = 1cm được đặt vuông góc với trục chính của TKHT có tiêu cự f = 12cm. Điểm A nằm trên trục chính và vật AB cách thấu kính một khoảng d = 36cm. a, Hãy dựng ảnh A’B’ của vật AB. b, Vận dụng kiến thức hình học , hãy tính khoảng cách từ ảnh đến TKHT và chiều cao của ảnh. Bài giải: Cách 1: Sử dụng tia đi qua quang tâm O và tia đi qua tiêu điểm F đến thấu kính cho tia ló song song với trục chính a, Vẽ ảnh: B O F’ A’ A F H B’ b, Tóm tắt: OF = OF’ = f = 12cm OA = 36cm AB = h = 1cm Tính OA’, A’B’ Từ nhận xét: OH = A’B’. Ta có: Tam giác ABF đồng dạng với tam giác OHF (gg) '' AB BE AF AB OA OF OH HF OF A B OF (AF = OA – OF) 1 36 12 24 ' ' 12 12 AB 12 ' ' 0,5 24 AB (*) Tam giác ABO đồng dạng tam giác A’B’O (gg) 1 36 ' 0,5.36 18 ' ' ' 0,5 ' AB OA OA A B OA OA Vậy khoảng cách từ ảnh đến TKHT là 18cm. Độ cao của ảnh là 0,5cm. Cách 2: Sử dụng tia tới song song với trục chính đến TKHT cho tia ló qua tiêu điểm F’ và tia đi qua tiêu điểm F đến TKHT cho tia ló song song với trục chính. a, Vẽ ảnh: B K O A’ A F F’ 2 H B’ b, Bài giải: Tính A’B’ theo (*) cách 1 và A’B’ = 0,5cm. Tam giác OKF’ đồng dạng với tam giác A’B’F’ '' ' ' ' ' ' ' ' ' OK OF AB OF A B A F A B OA OF (Vì OK = AB và A’F’ = OA’- OF’) 1 12 0,5 ' 12 ' 12 0,5.12 6 ' 6 12 18 OA OA OA Vậy khoảng cách từ ảnh đến TKHT là 18cm. Độ cao của ảnh là 0,5cm. Cách 3: Sử dụng tia đi qua quang tâm O và tia song song với trục chính cho tia ló qua tiêu điểm F’. a, Vẽ ảnh: B H F’ A’ A F O B’ b, Bài giải: Tam giác OAB đồng dạng với tam giác OA’B’ (gg) 36 1 ' ' ' ' ' ' OA OB AB OA OB A B OA A B (1) Tam giác OHF’ đồng dạng với tam giác A’B’F’ (gg) '' ' ' ' ' ' ' ' ' OH OF AB OF A B A F A B OA OF ( Vì OH = AB và A’F’ = OA’ – OF’) 12 ' ' ' 12 AB A B OA (2) Từ (1) và (2) ta có: 36 12 36. ' 432 12. ' ' ' 12 OA OA OA OA ' 432: 24 18 OA Thay OA’ = 18 vào (1) ta được: (1) 36 1 36 ' ' 18 ' ' 0,5 18 ' ' A B A B AB Vậy khoảng cách từ ảnh đến TKHT là 18cm. Độ cao của ảnh là 0,5cm. Bài toán 2: ( TKHT và vật đặt nằm trong tiêu cự) Vật sáng AB = h = 1cm được đặt vuông góc với trục chính của TKHT có tiêu cự f = 12cm. Điểm A nằm trên trục chính và vật AB cách thấu kính một khoảng d = 8cm. a, Hãy dựng ảnh A’B’ của vật AB. b, Vận dụng kiến thức hình học , hãy tính khoảng cách từ ảnh đến TKHT và chiều cao của ảnh. Bài giải: 3 Cách 1: Sử dụng tia đi qua quang tâm O và tia đi qua tiêu điểm F đến thấu kính cho tia ló song song với trục chính a, Vẽ ảnh: ’ B’ H B A’ F A O F’ b, Tóm tắt: OF = OF’ = f = 12cm OA = 8cm AB = h = 1cm Tính OA’, A’B’ Tam giác FAB đồng dạng Với tam giác FOH (gg) AF AB OF OH (1) Mà AF = OF – OA và OH = A’B’ nên: (1) 12 8 1 ' ' 12 ' ' OF OA AB OF A B A B ' ' 3 AB cm. Tam giác OAB đồng dạng với tam giác OA’B’ (gg) ' ' ' ' 3 ' 24 81 OA A B OA OA OA AB cm. Vậy độ cao của ảnh là 3cm và khoảng cách từ ảnh đến TKHT là 24cm. Cách 2: Sử dụng tia tới song song với trục chính đến TKHT cho tia ló qua tiêu điểm F’ và tia đi qua tiêu điểm F đến TKHT cho tia ló song song với trục chính. a, Vẽ ảnh: B’ H B K A’ F A O F’ b, Bài giải: Tam giác FAB đồng dạng Với tam giác FOH (gg) AF AB OF OH (1) Mà AF = OF – OA và OH = A’B’ nên: (1) 12 8 1 ' ' 12 ' ' OF OA AB OF A B A B ' ' 3 AB cm. Tam giác F’OK đồng dạng với tam giác F’A’B’ (gg) ' ' ' ' ' OF OK A F A B Mà OK = AB = 1cm nên ' 12 1 ' ' 36 ' ' ' ' ' ' 3 OF AB AF A F A B A F cm Mà OA’ = A’F’ – OF’ = 36 – 12 = 24cm. Vậy độ cao của ảnh là 3cm và khoảng cách từ ảnh đến TKHT là 24cm. 4 Cách 3: Sử dụng tia đi qua quang tâm O và tia song song với trục chính cho tia ló qua tiêu điểm F’. a, Vẽ ảnh: B’ B H A’ F O F’ b, Giải: Cách 3a : Tam giác OAB đồng dạng với tam giác OA’B’ (gg) ' ' ' ' ' ' ' 8 OA OB A B OA A B OA OB AB AB (1) Tam giác F’OH đồng dạng với tam giác F’A’B’ (gg) ' ' ' ' ' F A A B F O AB Mà F’A’ = OF’ + OA’ = 12 + OA’ nên: 12 ' ' ' 12 OA A B AB (2) Từ (1) và (2) ' 12 ' 8 12 OA OA Giải phương trình ta có kết quả OA’ = 24cm và thay vào (1) tính được A’B’ = 3cm. Cách 3b: Tam giác OAB đồng dạng với tam giác OA’B’(gg) ' ' ' ' ' ' 8 OA OB A B OA OB OA OB AB OB (1’) Tam giác BB’H đồng dạng với tam giác OB’F’ (gg) ' ' 12 '8 OB OF BB BH ( Vì BH = OA = 8cm) Aùp dụng tính chất dãy tỉ lệ thức , ta có: ' ' ' ' ' 12 3 12 8 12 8 4 4 OB BB OB BB OB OB OB (2’) Từ (1’) và (2’) ta tính được OA’ = 24cm và A’B’ = 3cm. Bài toán 3: ( Thấu kính phân kỳ và vật đặt nằm ngoài tiêu cự) Vật sáng AB = h = 3cm được đặt vuông góc với trục chính của TKPK có tiêu cự f = 12cm. Điểm A nằm trên trục chính và vật AB cách thấu kính một khoảng d = 36cm. a, Hãy dựng ảnh A’B’ của vật AB. b, Vận dụng kiến thức hình học , hãy tính khoảng cách từ ảnh đến TKPK và chiều cao của ảnh. Bài giải: Cách 1: Sử dụng tia đi qua quang tâm O và tia hướng đến tiêu điểm F’ – đến TKPK có tia ló song song với trục chính. 5 a, Vẽ ảnh: B B’ H A F A' O F’ b, Tóm tắt: OF = OF’ = f = 12cm OA = 36cm AB = h = 3cm Tính OA’, A’B’ Tam giác F’OH đồng dạng với tam giác F’AB (gg) ' ' F O OH F A AB Vì OH = A’B’ và F’A = OF’ + OA = 12 + 36 = 48 cm ' ' ' 12 ' ' ' ' 0,75 ' 48 3 F O A B A B AB F A AB cm Tam giác OA’B’ đồng dạng tam giác OAB (gg) ' ' ' ' 0,75 '9 36 3 OA A B OA OA OA AB cm. Vậy khoảng cách từ ảnh đến TKPK là OA’ = 9cm và độ cao ảnh A’B’ = 0,75cm. Cách 2: Sử dụng tia song song với trục chính có tia ló kéo dài qua tiêu điểm F và tia hướng tới F’đến TKPK có tia ló song song với trục chính. a, Vẽ ảnh: B H B’ K A F A’ O F’ b, Bài giải: Tam giác F’OK đồng dạng với tam giác F’AB ' ' F O OK F A AB Vì OK = A’B’ và F’A = OF’+ OA = 12+36 = 48cm: 12 ' ' ' ' 0,75 48 3 AB A B cm Tam giác FA’B’ đồng dạng với tam giác FOH ' ' ' FA A B OF AB Vì OH = AB =3cm: 6 12 ' 0,75 ' 12 3 OA OA 9cm Vậy khoảng cách từ ảnh đến TKPK là OA’ = 9cm và độ cao ảnh A’B’ = 0,75cm. Cách 3: Sử dụng tia đi qua quang tâm O và tia song song với trục chính đến TKPK – có tia ló kéo dài qua tiêu điểm F. a, Vẽ ảnh: B H B’ A F A’ O F’ b, Giải: Cách 3a: Tam giác OAB đồng dạng với tam giác OA’B” (gg) ' ' ' ' ' ' ' ' 36 OA OB A B OA OB A B OA OB AB OB AB (1) Tam giác FA’B’ đồng dạng tam giác FOH (gg) ' ' ' ' A F FB A B OF FH AB Vì OH = AB; A’F = OF – OA’ = 12 – OA’ 12 ' ' ' 12 OA A B AB (2) Từ (1) và (2) ta có : ' 12 ' '9 36 12 OA OA OA cm. Thay OA’ = 9cm vào (1) ta được A’B’ = 0,75cm. Vậy khoảng cách từ ảnh đến TKPK là OA’ = 9cm và độ cao ảnh A’B’ = 0,75cm. Cách 3b: Tam giác OAB đồng dạng tam giác OA’B’(gg) ' ' ' ' ' ' ' ' 36 OA OB A B OA OB A B OA OB AB OB AB (1) Tam giác FB’O đồng dạng với tam giác HB’B(gg) ' ' ' 12 1 ' ' ' 36 3 FB OB OF OB HB BB HB BB Aùp dụng tính chất tỉ lệ thức. Ta có: ' 1 1 ' ' 1 3 4 OB OB BB (2). Từ (1) và (2) ta tính được OA’=9cm và A’B’=0,75cm.
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Chuyên đề bài tập Vật lý Lớp 9: Quang học", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên Tài liệu đính kèm:
Nội dung text: Chuyên đề bài tập Vật lý Lớp 9: Quang học
|