VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì

VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì | Giải VBT Vật lí lớp 9

Lê trung chiến Ngày: 12-05-2022 Lớp 9

597

Toptailieu.vn giới thiệu Giải vở bài tập Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì trang 124, 125, 126, 127, 128 chi tiết giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong VBT Vật lí lớp 9. Mời các bạn đón xem:

Vở bài tập Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì

Mục I - Phần A, Trang 124,125 VBT Vật lí 9:

C1:

Làm thí nghiệm:

+ Đặt vật ở một vị trí bất kì trước thấu kính phân kì.

+ Đặt màn hứng ở trước thấu kính. Từ từ đưa màn ra xa thấu kính và quan sát xem có ảnh trên màn hay không.

+ Thay đổi vị trí của vật và cũng làm tương tự, ta vẫn được kết quả là không có vị trí nào của vật để thu được ảnh trên màn quan sát.

C2:

+ Quan sát được ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì bằng cách: ta đặt mắt trên đường truyền của chùm tia ló.

+ Đặc điểm của ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì: ảnh ảo, cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật.

Mục II - Phần A, Trang 124,125 VBT Vật lí 9:

C3:

Muốn dựng ảnh của một vật AB qua thấu kính phân kì khi AB vuông góc với trục chính, A nằm trên trục chính, ta làm như sau:

+ Dựa vào tia đi song song với trục chính và tia đi qua quang tâm của thấu kính phân kì để dựng ảnh của vật AB

- Dựng ảnh B' của điểm B qua thấu kính, ảnh này là điểm đồng quy khi kéo dài chùm tia ló.

- Từ B' hạ vuông góc với trục chính của thấu kính, cắt trục chính tại A'. A' là ảnh của điểm A.

- A'B' là ảnh của vật AB tạo bởi thấu kính phân kì.

VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 1)

C4:

Ảnh A'B' của vật AB tạo bởi thấu kính đã cho:

VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 2)

+ Ta dựa vào tia đi song song trục chính và tia đi qua quang tâm để dựng ảnh A'B' của AB. Khi tịnh tiến AB luôn vuông góc với trục chính thì tại mọi vị trí, tia BI luôn không đổi, cho tia ló IK cũng không đổi. Do đó tia BO luôn cắt tia IK kéo dài tại B' nằm trong đoạn FI. Chính vì vậy, ảnh A'B' luôn nằm trong khoảng tiêu cự của thấu kính.

Mục III - Phần A, Trang 125,126 VBT Vật lí 9:

C5:

+ Thấu kính là hội tụ: Ảnh của vật AB tạo bởi thấu kính hội tụ lớn hơn vật.

VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 3)

+ Thấu kính là phân kì: Ảnh của vật AB tạo bởi thấu kính phân kì nhỏ hơn vật.

VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 4)

Mục IV - Phần A, Trang 125,126 VBT Vật lí 9:

C6:

Phân biệt ảnh ảo ở thấu kính hội tụ và phân kỳ:

- Giống nhau: Cùng chiều với vật.

- Khác nhau:

+ Đối với thấu kính hội tụ thì ảnh lớn hơn vật và ở xa thấu kính hơn vật.

+ Đốì với thâu kính phân kì thì ảnh nhỏ hơn vật và ở gần thấu kính hơn vật.

Cách nhận biết nhanh chóng một thấu kính hội tụ hay phân kì: Đưa thấu kính lại gần dòng chữ trên trang sách. Nếu nhìn qua thấu kính thấy hình ảnh dòng chữ cùng chiều, to hơn so với khi nhìn trực tiếp thì đó là thấu kính hội tụ. Ngược lại, nếu nhìn thấy hình ảnh dòng chữ cùng chiều, nhỏ hơn so với nhìn trực tiếp thì đó là thấu kính phân kì.

C7:

Trường hợp 1- thấu kính hội tụ

VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 5)

+ Ta có: $Δ B B^{'} I \sim Δ O B^{'} F^{'}$

Ta suy ra: $\frac{B I}{O F^{'}} = \frac{B B^{'}}{O B^{'}}$ (1)

Theo đề bài, ta có: $O A = B I = 8 c m$ , $O F^{'} = 12 c m$

Lại có: $O B^{'} = O B + B B^{'}$

Ta suy ra $(1) \Leftrightarrow \frac{8}{12} = \frac{B B^{'}}{O B + B B^{'}}$

$\begin{array}{l} \Rightarrow \frac{12}{8} = \frac{O B + B B^{'}}{B B^{'}} \\ \Rightarrow 1, 5 = \frac{O B}{B B^{'}} + 1 \end{array}$

$\Rightarrow \frac{O B}{B B^{'}} = 0, 5 \Rightarrow \frac{B B^{'}}{O B} = 2$ (2)

+ Ta có: $Δ O A^{'} B^{'} \sim Δ O A B$

Ta suy ra: $\frac{O A^{'}}{O A} = \frac{A^{'} B^{'}}{A B} = \frac{O B^{'}}{O B}$ (3)

Ta có $O B^{'} = O B + B B^{'}$

Ta suy ra $(3) \Leftrightarrow \frac{O A^{'}}{O A} = \frac{A^{'} B^{'}}{A B} = \frac{O B + B B^{'}}{O B} = 1 + \frac{B B^{'}}{O B}$

Thế (2) vào (3) ta được: $\frac{O A^{'}}{O A} = \frac{A^{'} B^{'}}{A B} = 1 + 2 = 3$

Từ đây ta suy ra:

- Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính: $O A^{'} = 3. O A = 3.8 = 24 c m$

- Chiều cao của ảnh: $A^{'} B^{'} = 3. A B = 3.6 = 18 m m$

Vậy ảnh có chiều cao $18 m m$ (cao gấp 3 lần vật) cách thấu kính một khoảng là $24 c m$

+ Trường hợp 2: Thấu kính phân kì

VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 6)

+ Ta có: $Δ I B^{'} B \sim Δ F B^{'} O$

Ta suy ra: $\frac{I B}{F O} = \frac{B^{'} B}{B^{'} O}$

Theo đầu bài ta có: $I B = A O = 8 c m$ và $F O = 12 c m$

Ta suy ra: $\frac{8}{12} = \frac{B^{'} B}{B^{'} O} \Rightarrow \frac{B^{'} B}{B^{'} O} = \frac{2}{3}$ (1)

+ Ta có: $Δ O A B \sim Δ O A^{'} B^{'}$

Ta suy ra: $\frac{O A}{O A^{'}} = \frac{O B}{O B^{'}} = \frac{A B}{A^{'} B^{'}}$

Lại có: $O B = O B^{'} + B B^{'}$

Ta suy ra: $\frac{O A}{O A^{'}} = \frac{A B}{A^{'} B^{'}} = \frac{O B^{'} + B B^{'}}{O B^{'}} = 1 + \frac{B B^{'}}{O B^{'}}$ (2)

Từ (1) và (2) ta suy ra: $\frac{O A}{O A^{'}} = \frac{A B}{A^{'} B^{'}} = 1 + \frac{2}{3} = \frac{5}{3}$

Từ đây, ta suy ra:

- Khoảng cách từ ảnh đến thấu kính: $O A^{'} = \frac{O A}{\frac{5}{3}} = \frac{8}{\frac{5}{3}} = 4, 8 c m$

- Chiều cao của ảnh: $A^{'} B^{'} = \frac{A B}{\frac{5}{3}} = \frac{6}{\frac{5}{3}} = 3, 6 m m$

Vậy, ảnh có chiều cao $3, 6 m m$ (cao gấp $0, 6$ lần vật) và cách thấu kính một khoảng là $4, 8 c m$

C8:

Bạn Đông bị cận thị nặng. Nếu Đông bỏ kính ra, ta nhìn thấy mắt bạn to hơn khi nhìn thấy mắt bạn đang đeo kính, vì kính của bạn là thấu kính phân kì. Khi ta nhìn mắt bạn qua thấu kính phân kì, ta đã nhìn thấy ảnh ảo của mắt, nhỏ hơn mắt khi không đeo kính.

Câu 44 - 45.1 bài tập SBT, Trang 126,127 VBT Vật lí 9:

Đặt một điểm sáng S nằm trước thấu kính phân kì như hình 44-45.1

a. Dựng ảnh S^’ của S tạo bởi kính đã cho.

b. S^’ là ảnh thật hay ảnh ảo ? Vì sao ?

VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 7)

Phương pháp giải:

- Dựng ảnh thông qua vẽ 2 trong 3 tia sáng đặc biệt

- Ảnh tạo bởi thấu kính phân kì luôn là ảnh ảo, bé hơn vật.

Lời giải:

a) Hình dưới đây:

VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 8)

- Tia SI đi song song với trục chính nên cho tia ló có đường kéo dài đi qua F

- Tia tới SO là tia đi quang tâm O nên cho tia ló đi thẳng

- Hai tia ló trên có đường kéo dài giao nhau tại S’, ta thu được ảnh ảo S’ của S qua thấu kính.

b) S’ là ảnh ảo vì nó là giao điểm của các tia ló kéo dài.

Câu 44 - 45.2 bài tập SBT, Trang 126,127 VBT Vật lí 9: Hình 44-45.2 vẽ trục chính Δ của một thấu kính, S là một điểm sáng, S^’ là ảnh của S.

a. Hãy cho biết S^’ là ảnh thật hay ảnh ảo ?

b. Thấu kính đã cho là thấu kính hội tụ hay phân kì ?

c. Bằng cách vẽ hãy xác định quang tâm O, tiêu điểm F, F^’ của thấu kính đã cho.

VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 9)

Phương pháp giải:

- ảnh thật ngược chiều so với vật, ảnh ảo cùng chiều so với vật

- thấu kính hội tụ cho ảnh ảo lớn hơn vật, thấu kính phân kì cho ảnh ảo bé hơn vật

- cách vẽ đường truyền tia sáng của hai trong ba tia sáng đặc biệt

Lời giải:

a) S’ là ảnh ảo vì S’ và S cùng nằm một phía đối với trục chính của thấu kính.

b) Thấu kính đem dùng là thấu kính phân kì.

VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 10)

c) Cách xác định tâm O, F, F’ của thấu kính:

- Nối S và S’ cắt trục chính của thấu kính tại O.

- Dựng đường thẳng vuông góc với trục chính tại O. Đó là vị trí đặt thấu kính.

- Từ S dựng tia tới SI song song với trục chính của thấu kính. Nối I với S’ cắt trục chính tại tiêu điểm F, lấy OF = OF’.

Câu 44 - 45.3 bài tập SBT, Trang 126,127 VBT Vật lí 9:Trên hình 44-45.3 có vẽ trục chính Δ, quang tâm O, hai tiêu điểm F, F^’ của một thấu kính, hai tia ló 1, 2 của hai tia tới xuất phát từ một điểm sáng S.

VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 11)

a. Thấu kính đã cho là thấu kính hội tụ hay phân kì ?

b. Bằng cách vẽ hãy xác định ảnh S^’ và điểm sáng S.

Phương pháp giải:

Thấu kính phân kì cho chùm tia ló phân kì.

Lời giải:

a) Thấu kính đem dùng là thấu kính phân kì. Vì chùm tia ló (1), (2) ra khỏi thấu kính là chùm phân kì.

b) Phương pháp xác định S và S’:

- Xác định ảnh S’: Kéo dài tia ló số 2, cắt đường kéo dài của tia ló 1 tại đâu thì đó là S’.

- Xác định điểm S: Vì tia ló số 1 kéo dài đi qua tiêu điểm F nên tia tới của nó phải đi song song với trục chính của thấu kính. Tia này cắt tia kia qua quang tâm ở đâu thì đó là điểm sáng S.

VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 12)

Câu 44 - 45.4 bài tập SBT, Trang 126,127 VBT Vật lí 9:

Vật sáng AB có độ cao h được đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính phân kì tiêu cự f. Điểm A nằm trên trục chính và có vị trí tại tiêu điểm F (hình 44-45.4).

VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 13)

a. Dựng ảnh A’B’ của AB qua thấu kính đã cho.

b. Vận dụng kiến thức hình học hãy tính độ cao h' của ảnh theo h và khỏang cách d' từ ảnh đến thấu kính theo f.

Phương pháp giải:

Sử dụng các tính chất ảnh của vật qua thấu kính phân kì.

Lời giải:

a) Dựng ảnh A’B’ của AB qua thấu kính phân kì.

VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 14)

b) Xét cặp tam giác: AAOB ~ AA’OB’ (g-g)

$\Rightarrow \frac{A^{'} B^{'}}{A B} = \frac{O A^{'}}{O A}$ (1)

- Xét 2 tam giác ∆CFO ~∆B’FA’ (g-g)

$\Rightarrow \frac{A^{'} B^{'}}{O C} = \frac{F A^{'}}{O F}$ (2)

Mà OC = AB và FA’ = OF – OA’

Từ (1) và (2) ta có:

$\frac{O A^{'}}{O A} = \frac{F A^{'}}{O F} = \frac{O F - O A^{'}}{O F} (d = O A = O F = f)$

$\begin{aligned} \Leftrightarrow \frac{O A^{'}}{f} = \frac{f - O A^{'}}{f} \\ \Rightarrow O A^{'} = f - O A^{'} \\ \Rightarrow 20 A^{'} = f \\ \Rightarrow d^{'} = O A^{'} = \frac{f}{2} (3) \end{aligned}$

Từ (1) và (3), ta có: $h^{'} = A^{'} B^{'} = \frac{f . h}{2 f} = \frac{h}{2} \Rightarrow h^{'} = \frac{h}{2}$

Câu 44 - 45.5 bài tập SBT, Trang 126,127 VBT Vật lí 9:

Hãy ghép mỗi phần a, b, c, d với một phần 1, 2, 3, 4 để được một câu có nội dung đúng.

a. Thấu kính phân kì là thấu kính có

b. Chùm sáng song song tới thấu kính phân kì cho

c. Một vật đặt ở mọi vị trí trước thấu kính phân kì luôn cho

d. Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì luôn

1. ảnh ảo cùng chiều nhỏ hơn vật.

2. phần giữa mỏng hơn phần rìa.

3. nằm trong khỏang tiêu cự của thấu kính.

4. chùm tia ló phân kì, nếu kéo dài các tia thì chúng đều đi qua tiêu điểm của thấu kính.

Phương pháp giải:

Sử dụng tính chất của ảnh và các tia sáng qua thấu kính phân kì.

Lời giải:

a -2; b - 4; c -1; d -3

Câu 45.a bài tập bổ sung, Trang 127,128 VBT Vật lí 9:

Hãy chọn câu trả lời đúng

Ảnh của một vật đặt trước thấu kính phân kì có đặc điểm là:

A. ảnh ảo lớn hơn vật và cùng chiều với vật

B. ảnh thật lớn hơn vật và cùng chiều với vật

C. ảnh ảo nhỏ hơn vật và cùng chiều với vật

D. ảnh thật nhỏ hơn vật và ngược chiều với vật

Phương pháp giải:

Vận dụng tính chất ảnh của vật qua thấu kính phân kì.

Lời giải:

Chọn C. Ảnh của một vật đặt trước thấu kính phân kì là ảnh ảo nhỏ hơn vật và cùng chiều với vật

Câu 45.b bài tập bổ sung, Trang 127,128 VBT Vật lí 9:

Hình 45.7 cho biết Δ là trục chính của một thấu kính. AB là vật sáng, A’B’ là ảnh của AB tạo bởi thấu kính đó.

a) Hãy cho biết A’B’ là ảnh thật hay ảo? Vì sao?

b) Thấu kính đã cho là thấu kính hội tụ hay phân kỳ ?

c) Bằng cách vẽ hãy xác định quang tâm O, tiêu điểm F và F’ của thấu kính đó.

VBT Vật lí lớp 9 Bài 45: Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính phân kì | Giải VBT Vật lí lớp 9 (ảnh 15)

Phương pháp giải:

Vận dụng tính chất ảnh của vật và các tia sáng qua thấu kính phân kì.

Lời giải:

a) Do ảnh cùng chiều với vật và nhỏ hơn vật nên ảnh là ảnh ảo.

b) Thấu kính là thấu kính phân kì.

c) Cách xác định tâm O, F, F' của thấu kính:

- Nối B và B' cắt trục chính của thấu kính tại O.

- Dựng đường thẳng vuông góc với trục chính của thấu kính tại O ta được thấu kính.

- Từ B dựng tia tới BI song song với trục chính của thấu kính. Nối I với B' cắt trục chính tại tiêu điểm F, lấy F’ đối xứng với F qua O ta được tiêu điểm thứ hai.