Sách bài tập KHTN 9 Bài 6 (Cánh diều): Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

Giải SBT KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

Bài 6.1 trang 20 Sách bài tập KHTN 9: Ảnh thật của vật sáng nhỏ qua thấu kính hội tụ là

A. nơi giao nhau của chùm sáng từ vật tới thấu kính.

B. nơi giao nhau của chùm sáng ló sau thấu kính.

C. nơi giao nhau của chùm sáng phản xạ tại bề mặt thấu kính.

D. nơi giao nhau của chùm phản xạ tại mặt trước của thấu kính với các tia ló ở sau thấu

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Ảnh thật của vật sáng nhỏ qua thấu kính hội tụ là nơi giao nhau của chùm sáng ló sau thấu kính.

Bài 6.2 trang 20 Sách bài tập KHTN 9: Ảnh ảo của vật sáng nhỏ qua thấu kính là

A. nơi giao nhau của đường kéo dài tương ứng với các chùm sáng ló sau thấu kính.

B. nơi giao nhau của đường kéo dài tương ứng với các chùm sáng tới thấu kính.

C. nơi giao nhau của đường kéo dài tương ứng với các chùm sáng phản xạ tại bề mặt thấu kính.

D. nơi giao nhau của chùm phản xạ tại mặt trước của thấu kính với các tia ló ở sau thấu kính.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Ảnh ảo của vật sáng nhỏ qua thấu kính là nơi giao nhau của đường kéo dài tương ứng với các chùm sáng ló sau thấu kính.

Bài 6.3 trang 20 Sách bài tập KHTN 9: Chọn phát biểu sai về sự tạo ảnh của thấu kính phân kì.

A. Thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo nhỏ hơn vật.

B. Thấu kính phân kì luôn cho ảnh cùng chiều với vật.

C. Có thể đặt mắt quan sát thấy ảnh của thấu kính phân kì.

D. Có thể thu được ảnh của thấu kính phân kì trên màn chắn.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Tính chất ảnh của vật qua thấu kính phân kì là ảnh ảo, cùng chiều với vật. Ảnh nhỏ hơn vật. Vật nhỏ có thể đặt với mọi vị trí đặt vật trước thấu kính phân kì.

Bài 6.4 trang 20 Sách bài tập KHTN 9: Phát biểu nào sau đây sai?

A. Kính lúp giúp hỗ trợ cho mắt, để quan sát các vật nhỏ.

B. Kính lúp là thấu kính hội tụ có tiêu cự thích hợp.

C. Để quan sát, cần điều chỉnh kính lúp để thu được ảnh ảo, cùng chiều với vật.

D. Ảnh của vật qua kính lúp luôn lả ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Vì kính lúp là một thấu kính hội tụ nên tính chất ảnh của vật qua kính lúp phụ thuộc vào khoảng cách từ vật đến thấu kính lớn hay nhỏ hơn tiêu cự.

Khi sử dụng kính lúp, ta nên đặt vật sao cho khoảng cách từ vật đến kính lúp nhỏ hơn tiêu cự của kính lúp, ta thu được ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật, giúp cho việc quan sát các vật được rõ hơn.

Bài 6.5 trang 20 Sách bài tập KHTN 9: Để phóng to các vật nhỏ, giúp quan sát rõ hơn, ta có thể sử dụng

A. tấm thuỷ tinh dày.

B. thấu kính phân kì.

C. thấu kính hội tụ.

D. gương phẳng.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Để phóng to các vật nhỏ, giúp quan sát rõ hơn, ta có thể sử dụng thấu kính hội tụ. Vì thấu kính hội tụ có thể cho ảnh của vật lớn hơn vật.

Bài 6.6 trang 20 Sách bài tập KHTN 9: Ghép nội dung cột A với nội dung cột B để được một câu đúng.

Lời giải:

1 – d, 1 – e, 1 – f, 2 – a, 2 – d, 3 – b, 4 – c.

Bài 6.7 trang 21 Sách bài tập KHTN 9: Một vật sáng đặt trước thấu kính, vuông góc với trục chính và cách thấu kính hội tụ 15 cm. Biết tiêu cự của thấu kính là 10 cm.

a) Vẽ ảnh của vật qua thấu kính.

b) Xác định khoảng cách từ ảnh tới thấu kính và chiều cao của ảnh.

Lời giải:

a) Ảnh của vật qua thấu kính:

b) Do $\Delta AOB~\Delta$A’OB’ nên $\frac{OA\text{'}}{OA}=\frac{A\text{'}B\text{'}}{AB}\left(1\right)$

Do $\Delta FOI~\Delta$FA’B’ nên $\frac{OF}{FA\text{'}}=\frac{OI}{A\text{'}B\text{'}}$ hay $\frac{OF}{OA\text{'}-\text{OF}}=\frac{OI}{A\text{'}B\text{'}}$(2)

Mà OI = AB (3)

Từ (1), (2), (3) ta có:$\frac{1}{OA}+\frac{1}{OA\text{'}}=\frac{1}{OF}\iff \frac{1}{15}+\frac{1}{OA\text{'}}=\frac{1}{10}\Rightarrow OA\text{'}=30cm.$

$A\text{'}B\text{'}=\frac{OA\text{'}}{OA}.AB=\frac{30}{15}.10=20\left(cm\right).$

Vậy ảnh cách thấu kính 30 cm, ngược chiều, cao gấp đôi vật.

Bài 6.8 trang 21 Sách bài tập KHTN 9: Thấu kính có trục chính MN, điểm sáng S qua thấu kính cho ảnh S’ như các hình 6.1. Sử dụng cách vẽ, xác định vị trí của thấu kính, loại thấu kính và tiêu điểm của nó.

Lời giải:

Nguyên tắc chung:

Dựa vào đường truyền của tia sáng đi qua quang tâm và tia sáng song song với trục chính của thấu kính, ta thực hiện theo các bước sau:

- Kẻ đường thẳng nối S và S’ sẽ cắt trục chính tại quang tâm O.

- Dựng thấu kính vuông góc với trục chính tại quang tâm O.

- Từ S, kẻ tia song song với trục chính đến gặp thấu kính tại I.

- Nối I với S’ sẽ cắt trục chính tại F.

Bài 6.9 trang 21 Sách bài tập KHTN 9: Vật sáng AB đặt trước thấu kính cho ảnh A’B’ với kích thước và tỉ lệ như các hình 6.2. Sử dụng cách vẽ ảnh của vật qua thấu kính, xác định quang tâm, loại thấu kính và tiêu cự của thấu kính.

Lời giải:

Tương tự bài 6.8, nguyên tắc chung:

Dựa vào đường truyền của tia sáng đi qua quang tâm và tia sáng song song với trục chính của thấu kính, ta thực hiện theo các bước sau:

- Nối B và B’ cắt trục chính tại quang tâm O.

- Dựng thấu kính vuông góc với trục chính tại quang tâm O.

- Từ B, kẻ tia song song với trục chính đến gặp thấu kính tại I.

- Nối I với B’ sẽ cắt trục chính tại F.

Dựa vào các tam giác đồng dạng để tìm tiêu cự của thấu kính (hình 16).

a) Dựa vào$\Delta AOB~\Delta$A’OB’ có: $\frac{OA\text{'}}{OA}=\frac{A\text{'}B\text{'}}{AB}$ mà AB = 2A’B’

nên $\frac{OA\text{'}}{OA}=\frac{1}{2}$hay 2OA’=OA

Với AA’ = OA + OA’ $\Rightarrow$AA’= 3OA’ $\Rightarrow OA\text{'}=\frac{\text{AA'}}{3}=\frac{45}{3}=15\left(cm\right).$

Ta tính được AO = 30 cm.

Do $\Delta AOB~\Delta$A’OB’ nên $\frac{OA\text{'}}{OA}=\frac{A\text{'}B\text{'}}{AB}\left(1\right)$

Do $\Delta FOI~\Delta$FA’B’ nên $\frac{OF}{FA\text{'}}=\frac{OI}{A\text{'}B\text{'}}$ hay $\frac{OF}{OA\text{'}-\text{OF}}=\frac{OI}{A\text{'}B\text{'}}$(2)

Mà OI = AB (3)

Từ (1), (2), (3) ta có: $\frac{1}{OA}+\frac{1}{OA\text{'}}=\frac{1}{OF}\iff \frac{1}{15}+\frac{1}{30}=\frac{1}{OF}\Rightarrow OF=10cm.$

b) Thấu kính hội tụ, f = 20 cm.

c) Thấu kính hội tụ, f = 80 cm.

d) Thấu kính phân kì, f = 60 cm.

Bài 6.10 trang 22 Sách bài tập KHTN 9: Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh A’B’ như hình 6.3. Sử dụng cách vẽ ảnh của vật qua thấu kính, xác định quang tâm, tiêu điểm, trục chính và loại thấu kính.

Lời giải:

Nguyên tắc chung:

Dựa vào đường truyền của tia sáng đi qua quang tâm và tia sáng song song với trục chính của thấu kính, ta thực hiện theo các bước sau:

- Nối A và A’, B và B’, AA’ cắt BB’ tại quang tâm O.

- Dựng trục chính qua O và vuông góc với AB và A’B’.

- Từ B, kẻ tia song song với trục chính đến gặp thấu kính tại I.

- Nối I với B’ sẽ cắt trục chính tại F.

a) Thấu kính hội tụ.

b) Tương tự ý a.

Bài 6.11 trang 22 Sách bài tập KHTN 9: Một người đặt kính lúp trên trang sách như hình 6.4. Biết kính được đặt cách trang sách 4 cm. Biết tiêu cự của kính là 5 cm. Ảnh có kích thước gấp mấy lần vật? Vẽ hình minh hoạ theo tỉ lệ phù hợp với các số liệu đã cho.

Lời giải:

Do $\Delta AOB~\Delta$A’OB’ nên $\frac{OA\text{'}}{OA}=\frac{A\text{'}B\text{'}}{AB}\left(1\right)$

Do $\Delta FOI~\Delta$FA’B’ nên $\frac{OF}{FA\text{'}}=\frac{OI}{A\text{'}B\text{'}}$ hay $\frac{OF}{OA\text{'}+\text{OF}}=\frac{OI}{A\text{'}B\text{'}}$ (2)

Mà OI = AB (3)

Từ (1), (2), (3) ta có: $\frac{1}{OA}-\frac{1}{OA\text{'}}=\frac{1}{OF}\iff \frac{1}{4}-\frac{1}{OA\text{'}}=\frac{1}{5}\Rightarrow OA\text{'}=20cm.$

$\frac{A\text{'}B\text{'}}{AB}=\frac{OA\text{'}}{OA}=\frac{20}{4}=5$. Vậy ảnh cao gấp 5 lần vật.

Lý thuyết KHTN 9 Bài 6: Sự tạo ảnh qua thấu kính. Kính lúp

I. Ảnh của một vật tạo bởi thấu kính

1. Ảnh tạo bởi thấu kính

2. Cách vẽ ảnh

- Tính chất ảnh của vật qua thấu kính:

Chú ý: Ảnh thật là ảnh hứng được trên màn chắn, ảnh ảo là ảnh không hứng được trên màn chắn.

II. Vị trí và kích thước của ảnh qua thấu kính hội tụ

Để xác định vị trí và kích thước của ảnh qua thấu kính, ta có thể thực hiện theo các bước sau:

- Trường hợp: Vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh thật

- Trường hợp: Vật thật qua thấu kính hội tụ cho ảnh ảo

III. Thí nghiệm thực hành đo tiêu cự của thấu kính hội tụ

Phương pháp Silbermann

Áp dụng trường hợp thấu kính hội tụ cho ảnh thật, khi vật AB được đặt cách thấu kính một khoảng d = 2f thì cho ảnh A’B’ ngược chiều, có độ cao bằng vật và cách thấu kính một khoảng d’ = 2f. Biết khoảng cách AA’, xác định được tiêu cự$f=\frac{AA\text{'}}{4}$ .

IV. Kính lúp

1. Đặc điểm của kính lúp

Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn (thường nhỏ hơn 25 cm) có vành kính gắn với tay cầm hoặc chân đế, có tác dụng hỗ trợ mắt để quan sát các vật nhỏ.

Mỗi kính lúp có các thông số khác nhau được ghi trên kính: 2x, 3x, … Thông số này cho biết khả năng phóng to ảnh của vật qua kính lúp. Vì vậy, khi sử dụng cần phải chọn loại kính lúp phù hợp.

2. Sử dụng kính lúp

Để quan sát các vật nhỏ qua kính lúp, ta phải đặt vật sao cho khoảng cách từ vật đến kính lúp nhỏ hơn tiêu cự của kính để tạo ra ảnh ảo, cùng chiều và có kích thước lớn hơn vật. Khi đó, cần đặt mắt đón chùm tia ló qua kính và điều chỉnh vị trí đặt mắt và kính lúp cho phù hợp.