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 điểm 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 10cm. 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 0,2s bằng

Đáp án C

Thấu kính hội tụ có f = 15cm

Khi P dao động vuông góc với trục chính, ảnh của P (cũng là M) qua thấu kính là ảnh ảo nên d'<0  ảnh cao gấp 2 lần vật

⇒k=2=−d'd=ff−d

⇒d=OM=7,5(cm)

Khi M dao động dọc theo trục chính của thấu kính với biên độ 2,5 cm ta có

d1=5cm⇒d'1=d1fd1−f=5.155−15=−7,5(cm)

d2=10cm⇒d'2=d2fd2−f=10.1510−15=−30(cm)

Quỹ đạo của ảnh P’ là L=d'1−d'2=22,5(cm)

f=5Hz⇒T=0,2s

Tốc độ trung bình của ảnh P’ trong 0,2s là

vtb=2LT=2.22,50,2=225(cm/s)=2,25(m/s)