Câu hỏi:

12/07/2024 1,779

Một vật sáng AB hình mũi tên đặt song song với một màn E như hình vẽ. Khoảng cách giữa AB và màn là L. Đặt giữa AB và E một thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm.

a) Tìm điều kiện của L để có hai vị trí của thấu kính cho ảnh rõ nét của AB trên màn.

b) Thay vật sáng AB bằng điểm sáng S đặt trên trục chính của thấu kính và cách màn E một khoảng 45 cm. Xác định vị trí đặt thấu kính để vùng sáng trên màn tạo bởi các tia khúc xạ qua thấu kính có diện tích nhỏ nhất.

(Biết rằng: $\frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{d'}$ ; trong đó d là khoảng cách từ thấu kính tới vật sáng, d' là khoảng cách từ thấu kính đến ảnh thật của vật).

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Đề thi Vật lí ôn vào 10 hệ chuyên có đáp án (Mới nhất) !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Khoảng cách giữa vật và ảnh là L = d + d'

Mà: $d' = \frac{d f}{d - f}$ ......................................................................................................

Þ $L = d + \frac{d f}{d - f} \Rightarrow d^{2} - L d + L f = 0$ (1).....................................................

- Để có hai vị trí của thấu kính đều cho ảnh rõ nét của AB trên màn thì phương trình (1) phải có 2 nghiệm phân biệt

Δ = L^{2} - 4 L f > 0 \Rightarrow L > 4 f

= 80

4.b

Vẽ hình...............................................................................................................

- Xét nửa trên trục chính của thấu kính

- Chứng minh được : $Δ S' M N ~ Δ S' I O \Rightarrow \frac{M N}{I O} = \frac{S' N}{S' O}$

- Thay được :

$\frac{M N}{I O} = \frac{d + d' - L}{d'} = \frac{d + \frac{d f}{d - f} - L}{\frac{d f}{d - f}} = \frac{d}{f} + \frac{L}{d} - \frac{L}{f}$ .............................................

- Vì $\frac{L}{f}$ không đổi, IO không đổi nên: MN_min khi $\frac{d}{f} = \frac{L}{d}$ (BĐT Cô-si)

$\Rightarrow d = \sqrt{L f} = 30 c m$

- Như vậy để vùng sáng hiện trên màn E có kích thước nhỏ nhất thì điểm sáng S phải cách thấu kính 30 cm..

- Như vậy để vùng sáng hiện trên màn E có kích thước nhỏ nhất thì điểm sáng S phải cách thấu kính 30 cm.

Hot: 500+ Đề thi vào 10 file word các Sở Hà Nội, TP Hồ Chí Minh có đáp án 2025 (chỉ từ 100k). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Mùa hè năm nay, ở nước ta đã có một đợt nắng nóng gay gắt khiến nhiệt độ của nước trong các bình chứa có thể lên rất cao. Một người lấy nước từ bình chứa để tắm cho con nhưng thấy nhiệt độ của nước là 45⁰C nên không dùng được. Người đó đã lấy một khối nước đá có khối lượng 6 kg ở nhiệt độ 0⁰C để pha với nước lấy từ bình chứa. Sau khi pha xong thì được chậu nước có nhiệt độ 37⁰C.

a) Hỏi khi pha xong thì người này có được bao nhiêu lít nước (ở 37⁰C).

b) Biết rằng khi vừa thả khối nước đá vào chậu thì mực nước trong chậu cao bằng miệng chậu. Hỏi khi khối nước đá tan hết thì nước trong chậu có bị trào ra ngoài không?

Biết: + Nhiệt dung riêng của nước là c = 4200 J/kg.K;

+ Khối lượng riêng của nước là D = 1000 kg/m³;

+ Khối lượng riêng của nước đá là D₀= 900 kg/m³;

+ Nhiệt nóng chảy của nước đá ở 0⁰C là l = 336000 J/kg.

Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường.

Xem đáp án

Lời giải

Gọi M là lượng nước nóng ở 45⁰C cần để pha với nước đá: m là khối lượng của nước đá thì phương trình trao đổi nhiệt là

M.c.(45⁰ - 37⁰) = lm + m.c.(37⁰ - 0⁰

^{$M = \frac{λ m + m . c .37}{c .8}$}

Thay số: M = 87,75 kg

Tổng khối lượng nước tạo ra: M’=M+m=93,75kg

Þ V = = 0,09375 m³ = 93,75 lít

Khi cân bằng, phần khối nước đá có thể tích V chìm trong nước thể tích V_c

Có: F_A=P => 10DVc=10D0V =>

V_{C} = \frac{D_{0}}{D} V

Khi tan hết thể tích nước tọ ra thêm V'

Có: m=D₀V=DV’Þ

V' = \frac{D_{0}}{D} V

Do V’=V_C nên mực nước trong chậu có độ cao không đổi. Vậy nước không bị trào ra ngoài chậu

Câu 2

Cho mạch điện như hình vẽ :

R₁= 3 $Ω$ , R₂= 2 $Ω$ , MN là biến trở với R_MN= 20 . Vôn kế V và các ampe kế A₁, A₂ là lí tưởng. Bỏ qua điện trở dây dẫn.

1. Cho U_AB = 18 V.

a) Đặt C ở chính giữa MN. Xác định số chỉ của các ampe kế và vôn kế.

b) Đặt R_MC= x. Lập biểu thức số chỉ của vôn kế và các ampe kế theo x. Số chỉ của các dụng cụ trên thay đổi thế nào nếu con chạy C di chuyển từ M đến N?

Xem đáp án

Lời giải

R_v = ; R_A = 0

Phân tích mạch: R₁ nt R₂ nt (R_CN//R_CM)………………………................

Tính : R=10Ω ; I=U/R=1,8A

ÞI_A1=I_A2=0,9A

U_V=U-U_R1=U-IR₁=18-1,8.3=12,6V………………………......................

3.1b

Phân tích mạch: R₁ nt R₂ nt [x//(20-x)]

Điện trở toàn mạch là : $R = R_{1} + R_{2} + \frac{x (20 - x)}{20} = 3 + 2 + \frac{x (20 - x)}{20}$

Þ $R = \frac{100 + 20 x - x^{2}}{20}$

Có: $I = \frac{U}{R} = \frac{360}{100 + 20 x - x^{2}}$

$U_{C B} = I . R_{C B} = \frac{360}{100 + 20 x - x^{2}} . \frac{x (20 - x)}{20}$ ; $U_{C B} = \frac{18 x (20 - x)}{100 + 20 x - x^{2}}$

Dòng điện qua A₁ là

I_{1} = \frac{U_{C B}}{(20 - x)} = \frac{18 x}{100 + 20 x - x^{2}}

……………………….

Dòng điện qua A₂ là $I_{2} = \frac{U_{C B}}{x} = \frac{18 (20 - x)}{100 + 20 x - x^{2}}$ …………………………….................................

Số chỉ của V là U_v = U – IR₁ ;

$U_{v} = 18 - \frac{360.3}{100 + 20 x - x^{2}} = 18 - \frac{1080}{100 + 20 x - x^{2}}$ ………………………………..

Khi con chạy C dịch chuyển từ M đến N thì x tăng

Số chỉ của ampe kế A₁ là I₁ , ta có

$\frac{1}{I_{1}} = \frac{100 + 20 x - x^{2}}{18 x} = \frac{100}{18 x} + \frac{(20 - x)}{18}$

Khi x tăng thì $\frac{100}{18 x}$ giảm và $\frac{(20 - x)}{18}$ giảm dẫn đến $\frac{1}{I_{1}}$ giảm Þ I₁ tăng

Số chỉ của ampe kế A₂ là I₂, ta có :

\frac{1}{I_{2}} = \frac{50}{9 (20 - x)} + \frac{x}{18}

Khi x tăng thì hai số hạng đều tăng dẫn đến $\frac{1}{I_{2}}$ tăng Þ I₂ giảm…….....

Số chỉ của vôn kế là $U_{v} = 18 + \frac{1080}{x^{2} - 20 x - 100}$

Xét mẫu số f(x) = x²-20x-100

f(x) đạt cực tiểu tại x=-b/2a=10 Ω

Khảo sát: $0 \leq x \leq 10$ Þ U_v tăng khi x tăng

10 \leq x \leq 20

Þ U_v giảm khi x tăng............................................

3.1c

Công suất tiêu thụ trên biến trở là P_x: $P_{x} = \frac{U_{B C}^{2}}{R_{B C}}$

Trong phần a ta đã tính được $U_{C B} = \frac{(20 - x) .18 x}{100 + 20 x - x^{2}}$

Và $R_{C B} = \frac{(20 - x) x}{20}$

do đó $P_{x} = \frac{{(18 x)}^{2} {(20 - x)}^{2} \times 20}{{(100 + 20 x - x^{2})}^{2} (20 - x) x} = \frac{6480 (20 x - x^{2})}{{(100 + 20 x - x^{2})}^{2}}$ ………………….

$P_{x} = \frac{6480}{{[\frac{100}{\sqrt{20 x - x^{2}}} + \sqrt{20 x - x^{2}}]}^{2}}$

Để P_x cực đại thì mẫu số phải cực tiểu Þ

[\frac{100}{\sqrt{20 x - x^{2}}} + \sqrt{20 x - x^{2}}]

Theo BĐT Côsi ta có:

$^{} \frac{100}{\sqrt{20 x - x^{2}}} + \sqrt{20 x - x^{2}} \geq 2 \sqrt{\frac{100}{\sqrt{20 x - x^{2}}} \times \sqrt{20 x - x^{2}}} \frac{100}{\sqrt{20 x - x^{2}}} + \sqrt{20 x - x^{2}} \geq$ $\frac{100}{\sqrt{20 x - x^{2}}} + \sqrt{20 x - x^{2}} \geq$ 20