Câu hỏi Đáp án 2 năm trước 16

Một điểm sáng đặt tại điểm O trên trục chính của một thấu  kính hội tụ (O không là quang tâm của thấu kính). Xét trục Ox vuông góc với  trục chính của thấu kính với O là gốc toạ độ như hình vẽ. Tại thời điểm t = 0,  điểm sáng bắt đầu dao động điều hoà dọc theo trục Ox theo phương trình \(x=A\cos \left( 2\pi t-\frac{\pi }{2} \right)(\text{cm}),\) trong đó t tính bằng s. Trong khoảng thời gian \(\frac{13}{12}s\) kể từ thời điểm t = 0, điểm  sáng đi được quãng đường là 18 cm. Cũng trong khoảng thời gian đó, ảnh của điểm sáng đi được quãng  đường là 36 cm. Biết trong quá trình dao động, điểm sáng và ảnh của nó luôn có vận tốc ngược hướng nhau.  Khoảng cách lớn nhất giữa điểm sáng và ảnh của nó trong quá trình dao động là 37 cm. Tiêu cự của thấu  kính có giá trị gần nhất với giá trị nào trong các giá trị sau? 

A. 8,9 cm.

B. 12,1 cm.

C. 7,9 cm.

Đáp án chính xác ✅

D. 10,1 cm.

Lời giải của giáo viên

verified HocOn247.com

Nhận xét: ảnh luôn có vận tốc ngược hướng với điểm sáng → ảnh dao động ngược pha với điểm sáng

→ ảnh là ảnh thật 

Từ phương trình chuyển động, ta thấy pha ban đầu của điểm sáng S là \(-\frac{\pi }{2}\text{rad}\)

→ pha ban đầu của ảnh S’ là \(\frac{\pi }{2}\text{rad}\)

Trong khoảng thời gian \(\frac{13}{12}s\) vecto quét được góc là: 

\(\Delta \varphi =\omega \Delta t=2\pi \cdot \frac{13}{12}=\frac{13\pi }{6}=2\pi +\frac{\pi }{6}(\text{rad})\)

Ta có vòng tròn lượng giác:

Từ vòng tròn lượng giác, ta thấy quãng đường điểm sáng S’ và ảnh S’ đi được trong thời gian \(\frac{13}{12}s\) là:

\(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} 4A+\frac{A}{2}=18(cm)\Rightarrow A=4(~\text{cm}) \\ 4{{A}^{\prime }}+\frac{{{A}^{\prime }}}{2}=36(~\text{cm})\Rightarrow {{A}^{\prime }}=8(~\text{cm}) \\ \end{array}\Rightarrow \frac{{{x}^{\prime }}}{x}=-\frac{{{A}^{\prime }}}{A}=-2\Rightarrow {{x}^{\prime }}=-2x \right.\)

Độ phóng đại của ảnh là: 

\(|k|=\left| -\frac{{{d}^{\prime }}}{d} \right|=\frac{{{A}^{\prime }}}{A}\Rightarrow \frac{{{d}^{\prime }}}{d}=\frac{{{A}^{\prime }}}{A}=2\Rightarrow {{d}^{\prime }}=2d\)

Khoảng cách giữa ảnh và vật theo phương dao động là:

\(\Delta x=\left| x-{{x}^{\prime }} \right|=|3x|\Rightarrow \Delta {{x}_{\max }}=3A=12(~\text{cm})\)

Khoảng cách lớn nhất giữa ảnh và vật là: 

\({{D}_{\max }}=\sqrt{{{(\Delta x)}^{2}}+{{\left( d+{{d}^{\prime }} \right)}^{2}}}\Rightarrow 37=\sqrt{{{12}^{2}}+{{\left( d+{{d}^{\prime }} \right)}^{2}}}\Rightarrow d+{{d}^{\prime }}=35(~\text{cm})\)

\(\Rightarrow \left\{ \begin{array}{*{35}{l}} d=\frac{35}{3}(~\text{cm}) \\ {{d}^{\prime }}=\frac{70}{3}(~\text{cm}) \\ \end{array} \right.\)

Áp dụng công thức thấu kính, ta có: 

\(\frac{1}{d}+\frac{1}{{{d}^{\prime }}}=\frac{1}{f}\Rightarrow \frac{3}{35}+\frac{3}{70}=\frac{1}{f}\Rightarrow f=\frac{90}{7}\approx 7,78(~\text{cm})\)

Tiêu cự của thấu kính gần nhất với giá trị 7,9 cm

CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1: Trắc nghiệm

Mắc nguồn điện một chiều có điện trở trong r = 1Ω với mạch ngoài là điện trở R = 4 Ω để thành mạch kín. Biết công suất của nguồn là 20 W. Công suất toả nhiệt trên điện trở R là

Xem lời giải » 2 năm trước 45
Câu 2: Trắc nghiệm

Mạch dao động LC lí tưởng có điện tích trên một bản tụ điện biến thiên điều hoà theo  phương trình q = 4cos(106πt) (C), trong đó t tính bằng s. Chu kì dao động của mạch là 

Xem lời giải » 2 năm trước 43
Câu 3: Trắc nghiệm

Ánh sáng trắng là

Xem lời giải » 2 năm trước 42
Câu 4: Trắc nghiệm

Con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 100 N/m gắn vật nhỏ đang dao động điều hoà.  Khi con lắc có li độ 2 cm thì lực kéo về có giá trị là

Xem lời giải » 2 năm trước 40
Câu 5: Trắc nghiệm

Đặc trưng nào sau đây là một đặc trưng vật lí của âm?

Xem lời giải » 2 năm trước 37
Câu 6: Trắc nghiệm

Một dây đàn được căng ngang với hai đầu cố định, có chiều dài 100 cm. Biết tốc độ  truyền sóng trên dây là 800 m/s. Khi gảy đàn, nó phát ra âm thanh với họa âm bậc 2 có tần số bằng

Xem lời giải » 2 năm trước 37
Câu 7: Trắc nghiệm

Hình bên là một phần đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc  theo thời gian của cường độ dòng điện trong một mạch LC lí tưởng. Điện  tích cực đại trên một bản tụ điện có giá trị bằng 

Xem lời giải » 2 năm trước 36
Câu 8: Trắc nghiệm

Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox. Phương trình dao động của phần tử môi trường tại một điểm trên phương truyền sóng là u = 4cos(20πt + 0,5π) (mm) (t tính bằng s). Chu kì của sóng cơ này  là

Xem lời giải » 2 năm trước 35
Câu 9: Trắc nghiệm

Đặt điện áp u = U0cos(100πt + φ) vào hai đầu đoạn mạch gồm điện trở thuần R, cuộn  cảm thuần L và tụ điện C mắc nối tiếp. Cường độ dòng điện qua mạch có tần số bằng

Xem lời giải » 2 năm trước 35
Câu 10: Trắc nghiệm

Chọn phát biểu đúng. Máy biến áp là thiết bị

Xem lời giải » 2 năm trước 34
Câu 11: Trắc nghiệm

Một vật dao động điều hoà với biên độ 2 cm trên quỹ đạo thẳng. Biết trong 2 phút vật  thực hiện được 60 dao động toàn phần. Lấy π2= 10. Gia tốc của vật có giá trị cực đại là

Xem lời giải » 2 năm trước 34
Câu 12: Trắc nghiệm

Chiết suất của thủy tinh đối với các ánh sáng đơn sắc đỏ, cam, tím lần lượt là: nđ, nc,  nt. Sắp xếp đúng là

Xem lời giải » 2 năm trước 34
Câu 13: Trắc nghiệm

Hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số có biên độ và pha ban đầu lần lượt  là A1, A2, φ1, φ2. Dao động tổng hợp của hai dao động trên có biên độ được tính theo công thức:

 

Xem lời giải » 2 năm trước 34
Câu 14: Trắc nghiệm

Một con lắc lò xo dao động điều hòa với biên độ 3 cm. Lò xo có độ cứng bằng 50  N/m. Động năng cực đại của con lắc là

Xem lời giải » 2 năm trước 33
Câu 15: Trắc nghiệm

Điện áp u = 200cos(100πt + 0,5π) (V) có giá trị hiệu dụng bằng

Xem lời giải » 2 năm trước 33

📝 Đề thi liên quan

Xem thêm »
Xem thêm »

❓ Câu hỏi mới nhất

Xem thêm »
Xem thêm »