(Câu 37 Đề thi THPT QG 2016 – Mã đề 536): Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 15 cm. M là một điểm nằm trên trục chính của thấu kính, P là một chất điểm dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng trùng với M. Gọi P’ là ảnh của P qua thấu kính. Khi P dao động theo phương vuông góc với trục chính, biên độ 5 cm thì P’ là ảnh ảo dao động với biên độ 10 cm. Nếu P dao động dọc theo trục chính với tần số 5 Hz, biên độ 2,5 cm thì P’ có tốc độ trung bình trong khoảng thời gian 0,2 s bằng
A. 1,5 m/s
B. 1,25 m/s
C. 2,25 m/s
D. 1,0 m/s
Đáp án C
Khi P dao động vuông góc với trục chính, ảnh của P (và M) qua thấu kính là ảnh ảo, số phóng đại dương k = 2.
Vậy M cách thấu kính 7,5 cm.
Khi P dao động dọc theo trục chính với biên độ 2,5 cm:
P ở biên phải M thì d1 = 5 cm
P ở biên trái M thì d2 = 10 cm
Độ dài quỹ đạo của ảnh P’ là 2A = 30 – 7,5 = 22,5 (cm).
Tần số dao động là 5 Hz, chu kì dao động là T = 0,2 s.
Tốc độ trung bình của ảnh P’ trong khoảng thời gian 0,2 s là
