Żeby dało się zauważyć różnice w jasności obrazu
naświetlenie musi się różnić co najmniej 1/3 przesłony.

Myślę, że w tym przypadku to mogłaby to być różnica w czułości matrycy
lub inna interpretacja obrazu przez program aparatu przed zapisaniem do
rawa.

Jednak chyba winowajcą jest ten punkt:
"50d z 17-40L
5d z 24-105L"

Spróbuj zamienić obiektywy na puszkach i myślę, że wyniki będą odwrotne.
Obiektywy mają podane inne faktyczne jasności niż deklarowane.
Także inne ogniskowe. Zwłaszcza obiektywy typu zoom.