Các dạng bài tập về thấu kính và cách giải

---

---

Với Các dạng bài tập về thấu kính và cách giải sẽ giúp học sinh nắm vững lý thuyết, biết cách làm bài tập từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật lí 11.

I. Lý thuyết

1. Thấu kính

- Là khối chất trong suốt được giới hạn bởi 2 mặt cong (hoặc 1 mặt cong và 1 mặt phẳng).

- Phân loại thấu kính (xét trong không khí):

+ Thấu kính rìa mỏng (thấu kính hội tụ): Phần rìa mỏng hơn phần giữa.

+ Thấu kính mép dày (thấu kính phân kỳ): Phần giữa mỏng hơn phần rìa.

- Kí hiệu của thấu kính 

 

a. Các đặc điểm của thấu kính

- Quang tâm: Là điểm nằm giữa thấu kính. Mọi tia sáng đi qua quang tâm đều truyền thẳng.

- Trục chính: Đường thẳng qua quang tâm O và vuông góc với thấu kính gọi là trục chính. Các đường thẳng khác qua O gọi là trục phụ.

- Tiêu điểm chính: Là điểm đặc biệt nằm trên trục chính, là nơi hội tụ (hoặc điểm đồng quy) của chùm tia ló (hoặc tia tới). Một thấu kính có 2 tiêu điểm chính (1 tiêu điểm vật F và 1 tiêu điểm ảnh F’).

+ Tính chất: Nếu tia tới qua tiêu điểm vật chính thì tia ló song song với trục chính. Nếu tia tới song song với trục chính thì tia ló đi qua tiêu điểm ảnh chính.

+ Tiêu điểm vật của thấu kính hội tụ nằm trước thấu kính, của thấu kính phân kì thì nằm sau thấu kính (phía trước thấu kính là phía ánh sáng tới, phía sau thấu kính là phía ánh sáng ló ra khỏi thấu kính).

+ Mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm vật F gọi là tiêu diện vật. Mặt phẳng vuông góc với trục chính tại tiêu điểm ảnh F’ gọi là tiêu diện ảnh.

+ Giao của trục phụ với tiêu diện vật hay tiêu diện ảnh gọi là tiêu điểm vật phụ (F_p) hay tiêu điểm ảnh phụ (F’_p).

- Tiêu cự - Độ tụ

+ Tiêu cự là trị số đại số f của khoảng cách từ quang tâm O đến các tiêu điểm chính với quy ước:

f > 0 với thấu kính hội tụ.

f < 0 với thấu kính phân kì.          (|f| = OF = OF’)

+ Khả năng hội tụ hay phân kì chùm tia sáng của thấu kính được đặc trưng bởi độ tụ D xác định bởi:  

Với độ tụ D, đơn vị là điốp – dp

b. Đường đi của tia sáng đặc biệt qua thấu kính

+ Tia qua quang tâm O thì truyền thẳng

+ Tia qua tiêu điểm chính (hoặc có đường kéo dài qua tiêu điểm chính F) cho tia ló song song trục chính.

+ Tia tới song song trục chính cho tia ló (hoặc đường kéo dài của tia ló) đi qua tiêu điểm chính F’.

c. Các công thức thấu kính

+ Công thức thấu kính:  

+ Số phóng đại (chiều và độ lớn ảnh):    

Trong đó:

+ d: là vị trí của vật so với thấu kính; vật thật: d > 0; vật ảo d < 0

+ d’: là vị trí của ảnh so với thấu kính; ảnh thật: d’ > 0; ảnh ảo: d’ < 0

+ f là tiêu cự của thấu kính, f > 0 với thấu kính hội tụ và f < 0 với thấu kính phân kì.

+ k là số phóng đại, k > 0 thì ảnh vật cùng chiều, trái bản chất; k < 0 thì ảnh vật ngược chiều, cùng bản chất.

Chú ý:

+ Nếu vật và ảnh cùng bên thấu kính hoặc cùng chiều thì trái bản chất (vật thật, ảnh ảo).

+ Nếu vật và ảnh khác bên thấu kính hoặc ngược chiều thì cùng bản chất (vật thật, ảnh thật).

+ Tương quan giữa ảnh và vật qua thấu kính:

Loại thấu kính	Vật	Ảnh
Thấu kính hội tụ (TKHT)	0 < d < f	Ảnh ảo, cùng chiều và lớn hơn vật.
	d = f	Ảnh ở vô cùng.
	f < d < 2f	Ảnh thật, ngược chiều và lớn hơn vật.
	d = 2f	Ảnh thật, cao bằng vật.
	2f < d	Ảnh thật, ngược chiều và nhỏ hơn vật.
Thấu kính phân kì (TKPK)	Với mọi d > 0	Ảnh ảo, cùng chiều và nhỏ hơn vật.

II. Các dạng bài tập

Dạng 1. Tính tiêu cự, độ tụ của thấu kính theo chiết suất và hình dạng của thấu kính

1. Phương pháp

Áp dụng các công thức độ tụ tính các đại lượng liên quan đến yêu cầu bài toán

  

Ở chân không hoặc không khí  

Trong đó:

+ Bán kính R > 0: mặt lồi; R < 0: mặt lõm; R = ∞: mặt phẳng; đơn vị là m

+ Tiêu cự f, đơn vị là m;

+ Độ tụ D, đơn vị là điốp – dp

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho một thấu kính có hai mặt lồi. Khi đặt trong không khí có độ tụ D₁, khi đặt trong chất lỏng có chiết suất là n’= 1,68 thì thấu kính lại có độ tụ D₂ = – (D₁/5). Hỏi chiết suất n của thấu kính là bao nhiêu?

Hướng dẫn

⇒ n_tk = 1,5

Bài 2: Cho thủy tinh làm thấu kính có chiết suất n = 1,5. 

TÍnh tiêu cự của các thấu kính khi đặt trong không khí. Nếu: 

a)  Hai mặt lồi có bán kính 10cm và 30cm

b) Mặt lồi có bán kính 10cm và mặt lõm có bán kính 30cm.

Hướng dẫn

Ở chân không hoặc không khí  

a)    

b)    

Dạng 2. Xác định vị trí, tính chất, độ lớn của vật và ảnh

1. Phương pháp

- Áp dụng các công thức thấu kính tính các đại lượng liên quan đến yêu cầu bài toán

-    

($\overline{AB}$, $\overline{A\text{'}B\text{'}}$— là độ dài đại số của vật và ảnh).

- Độ lớn (chiều cao của ảnh): A’B’ = |k|AB

-  Trong mọi trường hợp khoảng cách giữa vật và ảnh là: L = |d + d’|

 + Đối với vật thật cho ảnh trên màn:    

⇒ d² – Ld + Lf = 0 ⇒ ∆ = L² – 4Lf  ≥ 0 ⇒ L ≥ 4f

*  

* L_min = 4f ⇒ d₁ = d₂ = 2f

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Một vật sáng AB có dạng mũi tên cao 6 cm đặt vuông góc trục chính của thấu kính hội tụ, cách thấu kính 15cm. Thấu kính có tiêu cự 10 cm.

a) Dựng ảnh của vật qua thấu kính.

b) Xác định kích thước và vị trí của ảnh.

Hướng dẫn

a) Dựng ảnh của vật qua thấu kính.

+ Qua B kẻ tia tới BI // với trục chính, thì tia ló qua I và tiêu điểm ảnh F’.

+ Xuất phát từ B kẻ tia qua quang tâm O, tia này giao với tia IF’ tại B’, B’ là ảnh của B.

+ Từ B hạ vuông góc xuống trục chính cắt trục chính tại A’.

+ Vậy A’B’ là ảnh của AB cần dựng. 

b) Áp dụng công thức thấu kính ta có:  

+ Chiều cao của ảnh:  

Ví dụ 2: Một vật sáng AB có dạng mũi tên đặt vuông góc trục chính của thấu kính phân kỳ, cho ảnh cao 3,6 cm và cách thấu kính 6 cm. Thấu kính có tiêu cự 15 cm. Xác định kích thước và vị trí của vật. Vẽ hình.

Hướng dẫn

+ Áp dụng công thức thấu kính ta có:  

+ Vì thấu kính phân kì nên f = –15cm và vật thật cho ảnh ảo nên d’ = –6cm.

+ Vị trí của vật AB:  

+ Kích thước (chiều cao) của vật:  

Ví dụ 3: Cho một thấu kính hội tụ có tiêu cự 30 cm. Vật sáng AB dài 3 cm đặt song song với trục chính của thấu kính và cách trục chính một khoảng h, điểm B ở cách thấu kính một khoảng d_B = 15cm.

a) Dựng ảnh A’B’ của AB qua thấu kính. Nhận xét tính chất của ảnh A’B’ vừa dựng.

b) Tính độ dài ảnh A’B’ khi h = 10 √3cm.

Hướng dẫn

a) Vẽ hình

Nhận xét: A’B’ là ảnh ảo, lớn hơn AB.

b) Ta có:  

+ Suy ra khoảng cách từ ảnh B’ tới thấu kính là 30cm.

+ Khoảng cách từ A tới thấu kính là: d_A = 15 + 3 = 18 (cm)

   

+ Suy ra khoảng cách từ ảnh A’ tới thấu kính là 45 (cm)

+ Ta có: HB’ = |d’_A| – |d’_B| = 45 – 30 = 15 (cm)

+ Xét ∆OCF’ có  

+ Xét ∆A’B’H’ có góc B’ = α = 30^o (góc đồng vị)

+ Ta có:  . Vậy ảnh A’B’ dài 10√3 (cm).

Ví dụ 4: Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 6 cm. Vật sáng AB là một đoạn thẳng đặt vuông góc trục chính của thấu kính cho ảnh cách vật 25 cm. Xác định vị trí vật và ảnh.

Hướng dẫn

+ Khoảng cách giữa vật và ảnh: L = |d + d’| = 25 ⇒ d + d’ = ±25

TH1:  

       

TH2:   

         

Với + d = –30 cm ⇒ Loại

       + d = 5 cm ⇒ d’ = –30 cm 

Dạng 3. Bài toán di chuyển vật và ảnh

1. Phương pháp

a. Dịch chuyển theo phương trục chính

- Ta có hệ thức:    

- f không đổi nên khi d tăng thì d' giảm và ngược lại. Do đó ảnh và vật luôn dịch chuyển cùng chiều nhau.

- Giả sử vị trí ban đầu của ảnh và vật là d₁ và d’₁. Gọi ∆x và ∆x’ là khoảng dịch chuyển của vật và ảnh thì vị trí sau của vật và ảnh:  

Với  

Chú ý:

+ Lấy dấu (+) trước ∆x khi dịch vật ra xa TK, lấy dấu (-) khi dịch vật lại gần.

+ Lấy dấu (+) trước ∆x; khi dịch ảnh ra xa TK, lấy dấu (-) khi dịch ảnh lại gần.

Kinh nghiệm:

 Khi cho tỉ số thì nên dùng công thức:  

b. Dịch chuyển theo phương vuông góc với trục chính

- Do d không đổi nên d’ cũng không đổi, do đó ảnh và vật di chuyển theo phương vuông góc với trục chính.

- Để biết chiều dịch chuyển của vật và ảnh, ta sử dụng tính chất điểm vật, điểm ảnh, quang tâm thẳng hàng. Cụ thể:

  + Xét một điểm vật A lúc đầu nằm trên trục chính thì điểm ảnh A’ cũng nằm trên trục chính.

 + Sau khi A dịch, thì A’ cũng phải dịch đi sao cho A, O, A’ thẳng hàng. Từ đó suy ra được chiều dịch của A’ ⇒ chiều dịch của ảnh.

- Gọi ∆y là độ dịch chuyển của vật, ∆y’ là độ dịch chuyển của ảnh đối với trục chính. Vẽ hình rồi dựa vào các tính chất đồng dạng để giải. 

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Một điểm sáng S đặt trên trục chính của thấu kính hội tụ, tiêu cự f = 15 cm cho ảnh rõ nét trên màn M đặt vuông góc với trục chính của thấu kính. Di chuyển điểm sáng S về gần thấu kính đoạn 5 cm so với vị trí cũ thì màn phải dịch chuyển đi 22,5 cm mới lại thu được ảnh rõ nét.

a) Hỏi màn phải dịch chuyển ra xa hay lại gần thấu kính, vì sao?

b) Xác định vị trí điểm sáng S và màn lúc đầu.

Hướng dẫn

a) Gọi d và d’ là khoảng cách từ điểm sáng S và màn đến thấu kính.

+ Ta có:   không đổi (với d và d' đều dương)

+ Khi S di chuyển về gần thấu kính tức d giảm thì d’ phải tăng. Vậy màn phải ra xa thấu kính.

b)  Vị trí S và màn lúc đầu:

+ Ứng với vị trí đầu của S và màn ta có:   (1)

+ Ứng với vị trí sau của S và màn ta có:   (2)

+ Vì S dịch là gần thấu kính nên: d₂ = d₁ – 5

+ Thay vào (2) ta có:   (3)

+ Vật dịch lại gần thì ảnh dịch ra xa nên: d’₂ = d’₁ + 22,5        (*)

+ Thay (1) và (3) vào (*) ta có:  

+ Biến đổi ta có: d₁² – 35d₁ + 250 = 0 ⇒ d₁ = 25cm và d₁ = 10cm

+ Vì ảnh trên màn là ảnh thật nên d₁ > f = 15 (cm) nên chọn nghiệm d₁ = 25 (cm) 

+ Từ (1) ta có: d’₁ = 37,5cm.

Ví dụ 2: Dùng thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 4 cm, người ta thu được ảnh rõ nét của một vật sáng AB đặt trên trục chính và cách thấu kính đoạn 12 cm. Sau đó dịch chuyển vật sáng AB theo phương vuông góc với trục chính một đoạn 3 cm thì ảnh sẽ dịch chuyển như thế nào. Tính độ dịch chuyển của ảnh khi đó (so với trục chính).

Hướng dẫn

+ Vị trí ảnh:    

+ Lúc đầu A ở trên trục chính nên A’ cũng ở trên trục chính. Khi AB dịch lên 3 cm so với trục chính thì A cũng dịch lên 3 cm so với trục chính. Vì điểm A, O, A’ luôn thẳng hàng nên A’ dịch xuống ⇒ ảnh dịch xuống.

+ Gọi ∆y là độ dịch chuyển của vật AB thì ∆y’ là độ dịch chuyển của ảnh A’B’.

+ Ta có:  

Dạng 4. Bài toán liên quan đến vệt sáng trên màn

1. Lý thuyết

+ Chùm ló song song với trục chính (vật ở tiêu điểm chính vật) 

+ Chùm ló hội tụ trước màn và sau màn.

+ Chùm ló phân kì

2. Phương pháp 

-  Phần giao của màn và chùm tia ló khỏi bề mặt thấu kính tạo thành diện tích vùng sáng trên màn.

+  Chùm tia ló song song tạo diện tích vùng sáng luôn không đổi.

+ Chùm tia ló hội tụ tạo hai diện tích vùng sáng bằng nhau khi đặt màn ở hai vị trí đối xứng qua điểm ảnh.

- Tính toán chủ yếu dựa trên kiến thức hình học là các tam giác đồng dạng.

3. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Điểm sáng S trên trục chính của thấu kính hội tụ và cách thấu kính 15 cm. Đặt một màn chắn M vuông góc với trục chính và ở bên kia thấu kính một đoạn 15 cm thì trên màn thu đuợc vệt sáng có đường kính bằng   đường kính của chu vi thấu kính. Xác định tiêu cự của thấu kính.

Hướng dẫn

+ Hình vẽ 

+ Xét hai tam giác đồng dạng S’CD và S’AB ta có:  (1)

+ Lại có: S’I = S’O – IO = d’ – 15                    (2)

+ Từ (1) và (2) ta có:  

+ Theo đề ra d = SO = 15 cm

+   Mặt khác:  

Ví dụ 2: Thấu kính hội tụ có tiêu cự f có đường rìa hình tròn và màn đặt sau thấu kính cách thấu kính đoạn 60 cm, vuông góc với trục chính thấu kính. Di chuyển điểm sáng S trên trục chính thấu kính (bên kia màn so với thấu kính) ta lần lượt tìm được hai vị trí S lần lượt cho trên màn hai vòng tròn sáng có đường kính bằng đường kính rìa của thấu kính. Hai vị trí này cách nhau 8 cm.

a) Tìm tiêu cự thấu kính.

b) Từ vị trí điểm sáng gần thấu kính hơn, ta dịch điểm sáng đi 6 cm về phía gần thấu kính. So sánh đường kính vòng tròn sáng trên màn với đường kính rìa thấu kính. 

Hướng dẫn

a) Để có vòng tròn sáng trên màn có đường kính bằng đường kính AB của thấu kính thì: 

+ Hoặc điểm sáng nằm tại S₁ cũng là tiêu điểm F của thấu kính, lúc này chùm tia ló song song với trục chính nên bất kì vị trí nào của màn cũng thỏa mãn. Do đó: d₁ = f (1) 

+ Hoặc điểm sáng nằm tại S₂ ngoài khoảng OF của thấu kính sao cho chùm tia ló hội tụ tại S’ (S’ là trung điểm của OI). Do đó:  

 

+ Theo đề ra ta có: S₁S₂ = 8 = d₂ – d₁ (*) 

+ Mà  (2)

Thay (1) và (2) vào (*) ta có:    

b) Trường hợp vật ở gần là trường hợp d₁ = 12 cm.

+ Khi dịch lại gần 6 cm suy ra    

  ⇒ ảnh S’ là ảnh ảo.

+ Xét hai tam giác đồng dạng FAB và FMN ta có:

    

Dạng 5: Hệ hai thấu kính ghép đồng trục

I. Phương pháp

Nếu ta có các thấu kính ghép đồng trục sát nhau thì ta có độ tụ tương đương của hệ là:

D_h = D₁ + D₂ +…+ D_n 

Hay tiêu cự tương đương của hệ  

Khi đó ta xét bài toán tương đương như một thấu kính có độ tụ D, tiêu cự f 

- Nếu hệ thấu kính đồng trục ghép cách nhau một khoảng O₁O₂ = l

+ Ta có sơ đồ ảnh bởi hệ là

+ Áp dụng công thức thấu kính lần lượt cho mỗi thấu kính, ta có:

 

+ Khoảng cách giữa hai thấu kính O₁O₂ = l và d₂ = 1 – d₁

+ Nếu hai thấu kính ghép sát nhau thì: d’₁ = –d₂

II. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Hai thấu kính hội tụ O₁ và O₂ có tiêu cự lần lượt là f₁ = 30 cm và f₂ = 15 cm, có trục chính trùng nhau, đặt cách nhau một khoảng ℓ = 80 cm. Một vật sáng AB = l cm đặt trước O₁ và cách O₁ một đoạn d₁ = 60 cm.

a) Xác định vị trí, tính chất, chiều, độ lớn của ảnh A₂B₂ cho bởi hệ thấu kính.

b) Vẽ ảnh của vật qua hệ thấu kính.

Hướng dẫn

a) Xác định vị trí, tính chất, chiều, độ lớn của ảnh A₂B₂ cho bởi hệ thấu kính.

+ Sơ đồ tạo ảnh:

+ Ảnh A₁B₁ cách O₁ đoạn:  

+ A₁B₁ là vật đối với L₂ và cách O₂ đoạn: d₂ = ℓ – d₁’ = 80 – 60 = 20 (cm) 

+ Ảnh A₂B₂ cách O₂ đoạn:   (1)  

+ Số phóng đại của ảnh qua hệ thấu kính: 

 (2)      

Từ (1) và (2) suy ra ảnh cuối cùng A₂B₂ là ảnh thật, cách thấu kính L₂ đoạn 60 cm, cùng chiều và có độ lớn bằng 3 lần vật AB.

Ví dụ 2: Hai thấu kính L₁, L₂ có tiêu cự lần lượt là f₁ = 20 cm, f₂ = 10cm đặt cách nhau một khoảng ℓ = 55 cm, sao cho trục chính trùng nhau. Đặt vật AB cao 1 cm trước thấu kính L₁.

a) Để hệ cho ảnh thật thì phải đặt vật trong khoảng cách nào?

b) Để qua hệ thu được 1 ảnh thật có chiều cao bằng 2 cm và cùng chiều với vật AB thì phải đặt vật AB cách thấu kính L₁ đoạn bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn

a) Sơ đồ tạo ảnh:

+ Gọi d₁ là khoảng cách từ AB đến thấu kính L₁.

+ Ảnh A₁B₁ cách O₁ đoạn:  

+ A₁B₁ là vật đối với L₂ và cách O₂ đoạn:    

+ Ảnh A₂B₂ cách O₂ đoạn:  

Để vật AB cho ảnh A₂B₂ là ảnh thật thì  

 

Vậy khi đặt vật thỏa mãn điều kiện hay d₁ > 36 (cm) 

b) Theo bài ta có:  

 

   thỏa mãn điều kiện cho ảnh thật.

III. Bài tập luyện tập

Câu 1. Một thấu kính hội tụ có độ tụ +5 dp. Thấu kính này là

A. TKPK có tiêu cự –5cm                                    

B. TKPK có tiêu cự –20cm                                  

C. TKHT có tiêu cự 5cm                                      

D. TKHT có tiêu cự 20cm

Đáp án: D

Câu 2. TKPK có tiêu cự 40cm. Độ tụ của thấu kính là:

A. –4 điốp.                                                          

B. 4 điốp.                      

C. 2,5 điốp.                      

D. –2,5 điốp.

Đáp án: D

Câu 3. Đặt vật AB có chiều cao 4 cm và vuông góc với trục chính của thấu kính phân kì và cách thấu kính 50 cm. Thấu kính có tiêu cực −30 cm. Ảnh của vật qua thấu kính 

A. là ảnh thật.                                                       

B. cách thấu kính 20 cm.

C. có số phóng đại ảnh −0,375.                             

D. có chiều cao 1,5 cm.

Đáp án: D

Câu 4. Vật sáng nhỏ AB đặt vụông góc trục chính của một thấu kính và cách thấu kính 15 cm cho ảnh ảo lớn hơn vật hai lần. Tiêu cự của thấu kính là

A. 18 cm.                        

B. 24 cm.                        

C. 63 cm.              

D. 30 cm.

Đáp án: D

Câu 5. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 30 cm. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính. Ảnh của vật tạo hởi thấu kính ngược chiều với vật và cao gấp ba lần vật. Vật AB cách thấu kính 

A. 15 cm.                        

B. 20 cm.                        

C. 30 cm.              

D. 40 cm.

Đáp án: B

Câu 6. Một điểm sáng S ở trước một thấu kính hội tụ quang tâm O, tiêu cự 3 cm. Điểm sáng S cách thấu kính 4 cm và cách trục chính của thấu kính 5/3 cm cho ảnh S’

A. ảnh ảo cách O là 12 cm.                                    

B. ảnh ảo cách O là 13 cm.

C. ảnh thật cách O là 12 cm.                                  

D. ảnh thật cách O là 13 cm.

Đáp án: D

Câu 7. Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 30 cm. Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính. Anh của vật tạo bởi thấu kính cùng chiều với vật và cao gấp hai lần vật. Vật AB cách thấu kính 

A. 10 cm.                        

B. 45 cm.                        

C. 15 cm.              

D. 90 cm.

Đáp án: C

Câu 8. Đặt một vật sáng nhỏ vuông góc với trục chính của thấu kính, cách thấu kính 18 cm. Thấu kính cho một ảnh ảo lớn gấp hai lần vật. Tiêu cự của thấu kính đó là

A. –36 cm.                     

B. 20 cm.                       

C. –20 cm. 

D. 36 cm.

Đáp án: D

Câu 9. Đặt vật sáng nhỏ AB vuông góc trục chính của thấu kính có tiêu cự 100 cm, cho ảnh cao bằng nửa vật. Khoảng cách giữa vật và ảnh là

A. 72 cm.                       

B. 80 cm.                       

C. 720 cm. 

D. 640 cm.

Đáp án: C

Câu 10. Thấu kính phân kì tạo ảnh ảo bằng 0,5 vật thật và cách vật 10 cm. Tính tiêu cự của thấu kính.

A. –18 cm.                     

B. –20 cm.                     

C. –30 cm. 

D. –50 cm.

Đáp án: B

Câu 11. Vật sáng AB vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh ngược chiều lớn gấp 4 lần AB và cách AB 100cm. Tiêu cự của thấu kính là

A. f = 40cm.                                                         

B. f = 20cm.                   

C. f = 16cm.                                                         

D. f = 25cm. 

Đáp án: C

Câu 12. Vật sáng phẳng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính cho ảnh lớn hơn vật 3 (lần). Khi dịch chuyển vật gần thêm một khoảng 8 cm thì thấy ảnh có độ lớn không đổi. Tính tiêu cự của thấu kính.

A. 10 cm                                                              

B. 20 cm.                       

C. 30 cm.                                                             

D. 12 cm.

Đáp án: D

Câu 13. Vật sáng vuông góc với trục chính của thấu kính cho ảnh trên màn đặt song song với vật. Màn cách vật 35cm dịch chuyển thấu kính theo chiều nào và đoạn dịch chuyển bằng bao nhiêu để vật sáng vẫn cho ảnh trên màn

A. Dịch chuyển thấu kính laị gần màn 21cm.        

B. Dịch chuyển thấu kính ra xa màn 21cm.

C. Dịch chuyển thấu kính laị gần màn 14cm.        

D. Dịch chuyển thấu kính laị gần vật 14cm.

Đáp án: A

Câu 14. Một vật phẳng nhỏ AB đặt song song với một màn ảnh và cách màn 3m. Một thấu kính hội tụ bố trí sao cho trục chính đi qua A, vuông góc với AB thì ảnh A’B’ cao gấp 4 lần vật, thể hiện rõ nét trên màn. Khi dịch chuyển vật xa màn thêm 60cm thì ảnh cách màn một khoảng

A. 160cm                                                             

B. 180cm                       

C. 130cm                                                             

D. 250cm

Đáp án: A

Câu 15. Vật sáng phẳng nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ O cho ảnh A₁B₁ nhỏ hơn vật 3 lần. Khi dịch chuyển vật dọc theo trục chính một khoảng 15 cm thì được ảnh A₂B₂ nhỏ hơn vật 1,5 lần và cùng bản chất với ảnh A₁B₁. Tính tiêu cự của thấu kính và cho biết chiều dịch chuyển của vật.

A. f = 10 cm và vật dịch lại gần O.                                                              

B. f = 10 cm và vật dịch ra xa O.

C. f = 20 cm và vật dịch ra xa O.                                                                

D. f = 20 cm và vật dịch lại gần O.

Đáp án: B

Câu 16. Vật phẳng nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ (điểm A nằm trôn trục chính) cho ảnh A₁B₁ cao gấp 2 lần vật. Giữ thấu kính cố định, dịch chuyển vật dọc theo trục chính một khoảng 5 cm thì được ảnh A₂B₂ lớn hơn vật 4 lần và cùng bản chất với ảnh A₁B₁. Tính tiêu cự của thấu kính.

A. 20 cm.                                                             

B. 20/3 cm.                    

C. 12 cm.                                                             

D. 10 cm.

Đáp án: A

Câu 17. Một chùm sáng hội tụ hình nón chiếu tới một lỗ tròn trên một màn chắn M. Trục của chùm sáng đi qua tâm của lỗ tròn và vuông góc với màn chắn. Phía sau M đặt một màn ảnh phẳng E song song và cách M là 60 cm. Trên E thu được một miền sáng tròn có đường kính bằng 1/3 đường kính của lỗ tròn (nếu dịch màn ra một chút thì đường kính miền sáng tăng). Đặt vừa khít vào lỗ tròn một thấu kính phân kì có tiêu cự -15 cm thì đường kính vệt sáng trên màn E

A. tăng 21 lần.                                                      

B. tăng 8 lần.                  

C. tăng 11 lần.                                                      

D. tăng 13 lần.

Đáp án: C

Câu 18. Một nguồn sáng điểm S đặt trên trục chính của thấu kính hội tụ (có tiêu cự 10cm) phát ra chùm sáng phân kì hướng về phía thấu kính. Phía sau thấu kính đặt màn quan sát M đặt vuông góc với trục chính và cách thấu kính 30cm. Thấu kính có đường rìa là đường tròn. Xác định khoảng cách từ S đến thấu kính để trên M thu được một vệt sáng hình tròn có đường kính bằng đường kính của rìa thấu kính

A. 18cm hoặc 12cm                                              

B. 10cm hoặc 30cm        

C. 15cm hoặc 18cm                                              

D. 12cm hoặc 20cm

Đáp án: B

Câu 19: Cho một hệ gồm hai thấu kính hội tụ L₁ và L₂ có tiêu cự lần lượt là f₁ = 30 cm và f₂ = 20 cm đặt đồng trục cách nhau ℓ = 60 cm. Vật sáng AB = 3 cm đặt vuông góc với trục chính (A ở trên trục chính) trước L₁ cách O₁ một khoảng d₁ = 45 cm. Ảnh cuối cùng A₂B₂ qua hệ thấu kính trên cách thấu kính L₂ đoạn bao nhiêu?

A. 90 cm                    

B. 30 cm                    

C. 12 cm                    

D. 14 cm

Đáp án: C

Câu 20: Thấu kính L₁ có tiêu cự f₁ = 15 cm có kích thước nhỏ được ghép sát vào thấu kính hội tụ L₂, f₂ = 10 cm có kích thước lớn hơn L₁ nhiều lần. Hai thấu kính được coi là mỏng có trục chính trùng nhau. Xác định vị trí của vật AB để hai ảnh có độ lớn bằng nhau.

A. 7,5 cm                   

B. 6 cm                      

C. 5 cm                      

D. 12,5 cm

Đáp án: A

IV. Bài tập bổ sung

Câu 1: Vật AB ở trước thấu kính hội tụ cho ảnh thật cách thấu kính 60 cm, tiêu cự của thấu kính là f = 30 cm. Vị trí đặt vật trước thấu kính là:

A. 60 cm.

B. 40 cm.

C. 50 cm.

D. 80 cm.

Câu 2: Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính, cách thấu kính một khoảng 10 cm, qua thấu kính cho ảnh ảo A’B’ cao gấp 3 lần AB. Tiêu cự của thấu kính là

A. f = - 15 cm.

B. f = 15 cm.

C. f = 12 cm.

D. f = 18 cm.

Câu 3: Một vật phẳng nhỏ đặt vuông góc với trục chính trước một thấu kính hội tụ tiêu cự 30 cm một khoảng 60 cm. Ảnh của vật nằm

A. sau kính 60 cm.

B. trước kính 60 cm.

C. sau kính 20 cm.

D. trước kính 20 cm.

Câu 4: Đặt một vật phẳng nhỏ vuông góc trước một thấu kính phân kì tiêu cự 20 cm một khoảng 60 cm. Ảnh của vật nằm

A. trước kính 15 cm.

B. sau kính 15 cm.

C. trước kính 30 cm.

D. sau kính 30 cm.

Câu 5: Một vật đặt trước một thấu kính 40 cm cho một ảnh trước thấu kính 20 cm. Đây là

A. thấu kính hội tụ có tiêu cự 40 cm.

B. thấu kính phân kì có tiêu cự 40 cm.

C. thấu kính phân kì có tiêu cự 20 cm.

D. thấu kính hội tụ có tiêu cự 20 cm.

Câu 6: Đặt một vật phẳng nhỏ vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ tiêu cự 20 cm cách kính 100 cm. Ảnh của vật

A. ngược chiều và bằng 1/4 vật.

B. cùng chiều và bằng 1/4 vật.

C. ngược chiều và bằng 1/3 vật.

D. cùng chiều và bằng 1/3 vật.

Câu 7: Đặt vật AB = 2 cm trước thấu kính phân kỳ có tiêu cự f = - 12 cm, cách thấu kính một khoảng d = 12 cm thì ta thu được

A. ảnh thật A’B’, ngược chiều với vật, vô cùng lớn.

B. ảnh ảo A’B’, cùng chiều với vật, vô cùng lớn.

C. ảnh ảo A’B’, cùng chiều với vật, cao 1 cm.

D. ảnh thật A’B’, ngược chiều với vật, cao 4 cm.

Câu 8: Đặt vật trước thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 12 cm, cách thấu kính một khoảng d = 8 cm thì ta thu được

A. ảnh ảo A’B’, cách thấu kính - 24 cm.

B. ảnh ảo A’B’, cách thấu kính 20 cm.

C. ảnh ảo A’B’, cách thấu kính 24 cm.

D. ảnh ảo A’B’, cách thấu kính -20 cm.

Câu 9: Qua một thấu kính có tiêu cự 20 cm một vật thật thu được một ảnh cùng chiều, bé hơn vật cách kính 15 cm. Vật phải đặt

A. trước kính 90 cm.

B. trước kính 60 cm.

C. trước 45 cm.

D. trước kính 30 cm.

Câu 10: Qua một thấu kính hội tụ tiêu cự 20 cm, một vật đặt trước kính 60 cm sẽ cho ảnh cách vật

A. 90 cm.

B. 30 cm.

C. 60 cm.

D. 80 cm.

Câu 11: Vật AB đặt trước thấu kính phân kì cho ảnh $A^{\text{'}}{B}^{\text{'}}=\frac{AB}{2}$. Khoảng cách giữa AB và A’B’ là 25 cm. Tiêu cự của thấu kính là:

A. f = -50 cm.

B. f = -25 cm.

C. f = -40 cm.

D. f = -20 cm.

Câu 12: Vật AB đặt trước thấu kính hội tụ cho ảnh $A^{\text{'}}{B}^{\text{'}}=\frac{AB}{2}$. Khoảng cách giữa AB và A’B’ là 180 cm. Tiêu cự của thấu kính là:

A. f = 40 cm.

B. f = 30 cm.

C. f = 36 cm.

D. f = 45 cm.

Bài tập tự luyện bổ sung

Bài 1: Một vật thật AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính. Ban đầu ảnh của vật qua thấu kính là ảnh ảo và bằng nửa vật. Giữ thấu kính cố định di chuyển vật dọc trục chính 100 cm. Ảnh của vật vẫn là ảnh ảo và cao bằng $\frac{1}{3}$ vật. Xác định chiều dời của vật, vị trí ban đầu của vật và tiêu cự của thấu kính?

A. Vật ra xa thấu kính, f = -100cm, d = 100cm.  

B. Vật lại gần thấu kính, f = -100cm, d = 100cm.                               

C. Vật ra xa thấu kính, f = -50cm, d = 50cm.

D. Vật lại gần thấu kính, f = -50cm, d = 50cm.

Bài 2: Một vật thật AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính. Ban đầu ảnh của vật qua thấu kính A₁B₁ là ảnh thật. Giữ thấu kính cố định di chuyển vật dọc trục chính lại gần thấu kính 2 cm thì thu được ảnh của vật là A₂B₂ vẫn là ảnh thật và cách A₁B₁ một đoạn 30 cm. Biết ảnh sau và ảnh trước có chiều dài lập theo tỉ số $\frac{A_2{B}_2}{A_1{B}_1}=\frac{5}{3}$.

a) Xác định loại thấu kính, chiều dịch chuyển của ảnh?

A. Thấu kính hội tụ, ảnh dịch ra xa thấu kính.                                

B. Thấu kính hội tụ, ảnh dịch lại gần thấu kính.                              

C. Thấu kính phân kì, ảnh dịch ra xa thấu kính.                              

D. Thấu kính phân kì, ảnh dịch lại gần thấu kính.

Bài 3: Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính. Qua thấu kính cho ảnh A₁B₁ cùng chiều và nhỏ hơn vật. Nếu tịnh tiến vật dọc trục chính một đoạn 30 cm thì ảnh tịnh tiến 1 cm. Biết ảnh lúc đàu bằng 1,2 lần ảnh lúc sau. Tìm tiêu cực của thấu kính?

A. 25 cm.                  

B. 30 cm.                  

C. 15 cm.                  

D. 10 cm.

Bài 4: Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 30 cm. Qua thấu kính cho ảnh A₁B₁ thu được trên màn sau thấu kính. Nếu tịnh tiến vật dọc trục chính lại gần thấu kính một đoạn 10 cm thì phải dịch chuyển màn ra xa thấu kính để lại thu được ảnh A₂B₂ . Biết ảnh lúc sau bằng 2 lần ảnh lúc đầu.

a) Tìm tiêu cự của thấu kính?

A. 10 cm.                  

B. 20 cm.                  

C. 15 cm.                  

D. 30 cm.

b) Tìm độ phóng đại ảnh lúc đầu và lúc sau?

A. 0,5 và 1.               

B. 1 và 0,5.               

C. 0,25 và 0,5.           

D. 0,5 và 0,25.

Bài 5: Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính 20cm. Qua thấu kính cho ảnh thật A₁B₁. Nếu tịnh tiến vật dọc trục chính ra xa thấu kính một đoạn 4 cm lại thu được ảnh A₂B₂. Biết ảnh lúc sau bằng $\frac{1}{3}$ lần ảnh lúc đầu.

a) Tìm tiêu cự của thấu kính?

A. 9 cm.                    

B. 18 cm.                  

C. 24 cm.                  

D. 12 cm.

Bài 6: Một thấu kính phân kì có tiêu cự 10 cm. đặt vật AB vuông góc với trục chính cho ảnh ảo A₁B₁. Dịch chuyển vật sáng lại gần thấu kính 15 cm thì ảnh dịch chuyển 1,5 cm. Xác định vị trí vật và ảnh trước khi di chuyển vật?

A. d = 7,5 cm; d^' = 30 cm.

B. d = 25 cm; d^' = 9 cm.

C. d = 9 cm; d^' = 25 cm.

D. d = 30 cm; d^' = 7,5 cm.

Bài 7: Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ và cách thấu kính một khoảng nào đó cho ảnh thật gấp 4 lần vật. Nếu tịnh tiến vật dọc trục chính lại gần thấu kính một đoạn 4cm thì ảnh thu được trên màn bằng với ảnh khi ta dịch chuyển vật từ vị trí ban đầu đến gần thấu kính 6cm. Tìm khoảng cách ban đầu của vật.

A. 5 cm.                    

B. 15 cm.                  

C. 20 cm.                  

D. 10 cm.

Bài 8: Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ. Qua thấu kính cho ảnh A₁B₁ thu được trên màn sau thấu kính, lớn hơn vật và cao 4 cm. Giữ vật cố định, tịnh tiến thấu kính dọc trục chính 5cm về phía màn thì phải dịch chuyển màn dọc trục chính 35 cm lại thu được ảnh A₂B₂ cao 2cm. Tính tiêu cự của thấu kính và chiều cao của vật?

A. f = 20cm; h = 1cm.

B. f = 20cm; h = 0,5cm.

C. f = 10cm; h = 1cm.

D. f = 10cm; h = 0,5cm.

Bài 9: Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ. Qua thấu kính cho ảnh thật A₁B₁ Nếu tịnh tiến vật dọc trục chính lại gần thấu kính thêm một đoạn 30 cm lại thu được ảnh A₂B₂ vẫn là ảnh thật và cách vật AB một khoảng như cũ. Biết ảnh lúc sau bằng 4 lần ảnh lúc đầu. Tìm tiêu cự của thấu kính và vị trí ban đầu?

A. f = 20cm; d₁ = 40cm.

B. f = 20cm; d₁ = 60cm.

C. f = 10cm; d₁ = 50cm.

D. f = 10cm; d₁ = 30cm.

Bài 10: Đặt một điểm sáng S trên trục chính của một thấu kính phân kỳ (tiêu cự bằng l0cm) ta thu được ảnh S^'. Di chuyển S một khoảng 15cm lại gần thấu kính ta thấy ảnh S^' di chuyển một khoảng l,5cm. Tìm vị trí của vật và ảnh lúc đầu và lúc sau khi di chuyển.

Xem thêm phương pháp giải các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 hay, chi tiết khác:

• Các dạng bài tập về mắt và cách giải
• Dạng bài tập liên quan tới kính lúp và cách giải
• Dạng bài tập về kính hiển vi và cách giải
• Dạng bài tập về kính thiên văn và cách giải
• Các dạng bài tập định luật cu lông và cách giải

---

---

---