Một nguồn sáng điểm S đặt trên trục chính của một thấu kính hội tụ tiêu cự 10 cm và cách

Câu hỏi số 339019:

Vận dụng

Một nguồn sáng điểm S đặt trên trục chính của một thấu kính hội tụ tiêu cự 10 cm và cách thấu kính một đoạn 30 cm cho ảnh S’. Giữ nguyên vị trí nguồn S, cho thấu kính dao động điều hòa theo phương vuông góc với trục chính quanh vị trí ban đầu với biên độ 2 cm và tần số 4 Hz. Tốc độ trung bình của ảnh S’ trong một chu kì dao động của thấu kính là

A. 24 cm/s

B. 96 cm/s

C. 16 cm/s

D. 48 cm/s

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:339019

Phương pháp giải

Áp dụng công thức xác định vị trí ảnh: \(\frac{1}{d}+\frac{1}{d'}=\frac{1}{f}\)

Từ đó xác định biên độ dao động của ảnh S’ của điểm S

Sau đó tính tốc độ trung bình của ảnh S’ trong một chu kì thông qua công thức:

\({{\text{v}}_{\text{tb}}}\text{= }\frac{\text{s}}{\text{T}}\text{ = }\frac{\text{4A}}{\text{T}}\text{ = 4A}\text{.f}\)

Giải chi tiết

Ta có: \(\frac{1}{d}+\frac{1}{d'}=\frac{1}{f}\Rightarrow \text{d }\!\!'\!\!\text{ = 15 (cm)}\)

Khi thấu kính dao động điều hòa theo phương vuông góc với trục chính quanh vị trí ban đầu với biên độ h₁= 2cm thì ảnh S’ của S cũng dao động điều hòa theo phương vuông góc với trục chính và luôn cách thấu kính một đoạn 15 cm.

Và biên độ dao động của ảnh S’ được xác định theo công thức:

\(\frac{{{\text{h}}_{\text{1}}}}{{{\text{h}}_{\text{2}}}}\text{=}\frac{\text{d}}{\text{d+d }\!\!'\!\!\text{ }}\text{=}\frac{\text{30}}{\text{30+15}}\text{=}\frac{\text{2}}{\text{3}}\Rightarrow {{\text{h}}_{\text{2}}}\text{=3 (cm)}\)

Tần số dao động của ảnh S’ bằng tần số dao động của thấu kính.

Do đó, tốc độ trung bình của ảnh S’ trong một chu kì là:

\({{\text{v}}_{\text{tb}}}\text{= }\frac{\text{s}}{\text{T}}\text{ = }\frac{\text{4A}}{\text{T}}\text{ = 4A}\text{.f = 4}\text{.3}\text{.4 = 48 (cm/s)}\)

Đáp án cần chọn là: D

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.