HƯỚNG DẪN HỌC SINH MỘT SỐ THỦ THUẬT GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM VẬT LÍ CHƯƠNG “LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG”[VẬT LÍ 12] ThS.. Giải quyết vấn đề Xây dựng “Hằng số mới” dựa vào các hằng số đã b
Trang 1HƯỚNG DẪN HỌC SINH MỘT SỐ THỦ THUẬT GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM VẬT LÍ CHƯƠNG “LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG”[VẬT LÍ 12]
ThS Hoàng Hữu Tùng
GV Trường THPT Cẩm Xuyên - Hà Tĩnh
I Đặt vấn đề
Từ năm học 2008-2009, học sinh(HS) lớp 12 THPT trên cả nước được học chương trình và SGK mới Bộ Giáo dục và Đào tạo đã thay đổi hình thức thi tuyển sinh môn Vật lí (VL) từ phương pháp tự luận sang phương pháp thi trắc nghiệm khách quan (TNKQ) Với lượng kiến thức toàn bộ chương trình SGK VL 12 hiện hành trong thời gian 60 phút cho 40 câu đề thi tốt nghiệp THPT; tốt nghiệp bổ túc
THPT; 90 phút cho 50 câu đề thi Đại học; Cao đẳng Việc ôn tập và thi bằng phương pháp TNKQ đòi hỏi
HS nắm bắt kiến thức tổng quát Điều đó HS phải có những suy lí lôgic; những phép toán dựa trên cơ sở
các định luật và các phương pháp VL để đưa ra phương án trả lời nhanh và chính xác
Với những yêu cầu trên, tôi xin đưa ra “Thủ thuật giải nhanh BTTNVL chương “Lượng tử ánh sáng ”
lớp 12 THPT
II Cơ sở lí luận
- Dựa vào các định luật quang điện
- Dựa vào các hằng số đã biết
34
6, 625.10
h J s; e1,6.1019C; m9,1.1031kg; c3.108m/s
19
1eV 1, 6.10 ( )J , 1m106 m
- Dựa vào các đơn vị quen thuộc dạng bài tập trong các đề thi
- Dùng phương pháp toán học để xây dựng hằng số mới
- Dùng các phép biến đổi tương tự và hoán vị chúng
III Giải quyết vấn đề
Xây dựng “Hằng số mới” dựa vào các hằng số đã biết, từ đó xây dựng một số thủ thuật (hệ quả) giải
nhanh bài tập trắc nghiệm
1 Tìm giới hạn quang điện0 m khi biết công thoát A
a Trường hợp 1: Giả thiết bài toán cho công thoát A J Tìm giới hạn quang điện 0 m
0
6, 625.10 3.10 1,9875.10
( )
hc
m
+ Các đáp án thường cho đơn vị là m
+ Đổi đơn vị 0 m sang 0 m
0
1,9875.10 10 1,9875.10
( m)
Đặt là hằng số (Hằng số thứ nhất)
(I)
Hệ quả 1
Ví dụ 1: Công thoát êlectron của Vônfram là A7,1.1019J Giới hạn quang điện của Vônfram có giá trị
là
A.0,500 m B.0,420 m C.0,375 m D.0,280 m
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 1
m
A
0
19 1,9875.10
Trang 2 m
10 1 , 7
10 9875
,
1
19 19
Đáp án D
b Trường hợp 2: Giả thiết bài toán cho công thoát A eV Tìm giới hạn quang điện0 m
+ Đổi đơn vị công thoát A eV sang A J
+ Từ hệ hệ quả 1ta có:
19
1,9875.10 1, 242
( )
Đặt là hằng số (Hằng số thứ hai)
Hệ quả 2
Chú ý: Mối liên hệ giữa và
Ví dụ 2: Công thoát của Natri là A2, 4843 eV Giới hạn quang điện của Natri có giá trị là
A.0,5 m B 0,6 m C.5 m D.6 m
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 2
4843 , 2
242 , 1
0 Đáp án A
2 Tìm công thoát A khi biết giới hạn quang điện0 m
Hoán vị giả thiết và kết luận của bài tập ta có các hệ quả sau:
a Trường hợp 1: Giả thiết bài toán cho giới hạn quang điện 0 m Tìm công thoát A J
Từ hệ quả 1 ta có:
Hệ quả 3
Ví dụ 3: Giới hạn quang điện của Xêdi là 0 0,66 m Công thoát của Xêdi dùng làm catôt là
A.30,114.1019J B.3,0114.1019J C.3,0114.1020J D.301,14.1019J
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 3
19
19 0
1,9875 10
3, 0114.10 ( )
0, 66
b Trường hợp 2: Giả thiết bài toán cho giới hạn quang điện 0 m Tìm công thoát A eV
Áp dụng hệ quả 2 ta có
Hệ quả 4
A
e
19 10 6 , 1
J A
0
eV
A
0
1, 242
Trang 3Ví dụ 4: Giới hạn quang điện của một kim loại là 0 0,30 m Công thoát của kim loại dùng làm catôt
có giá trị là
A.1,16eV B.2,21eV C.4,14eV D.6,62eV
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 4
0
1, 242
4,14
0, 3
Đáp án C
3 Tìm bước sóng ánh sáng kích thích m khi biết lượng tử năng lượng lượng
Sử dụng các hệ quả trên và các phép toán tương tự
a Trường hợp 1: Giả thiết bài toán cho lượng tử năng lượng J Tìm bước sóng ánh sáng đơn sắc
khi chiếu vào Catốt m
Hệ quả 5
Ví dụ 5: Ánh sáng đơn sắc có lượng tử năng lượng 3,975.1019J Bước sóng sáng đơn sắc có giá trị
là
A.0,5mm B.0,5 m C.0,5nm D.0,5pm
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 5
10 975 , 3
10 9875 , 1
19
19
, Đáp án B
b Trường hợp 2: Giả thiết bài toán cho lượng tử năng lượng eV Tìm bước sóng ánh sáng đơn sắc khi chiếu vào Catốt m
Hệ quả 6
Ví dụ 6: Ánh sáng đơn sắc có lượng tử năng lượng 2,1eV Bước sóng sáng đơn sắc có giá trị là
A.0,621 m B.0,540 m C.0,564 m D.0,591 m
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 6
m
1
,
2
242
,
1
4 Tìm lượng tử năng lượng khi biết bước sóng ánh sáng kích thích m
Hoán vị giả thiết và kết luận của bài tập ta có các hệ quả sau:
a Trường hợp 1: Giả thiết bài toán cho bước sóng ánh sáng đơn sắc Tìm lượng tử năng lượng
J
Tìm lượng tử năng lượng J
Hệ quả 7
Ví dụ 7: Một bức xạ điện từ có bước sóng 0,2 m Năng lượng của mỗi photon có độ lớn bằng
10
375
,
10 375 ,
10 375 ,
10 9375 ,
99
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 7
J
m
m
Trang 42 , 0
10 9875
,
J
20 19
10 375 , 99 10
.
9375
,
Đáp án A
b Trường hợp 2: Giả thiết bài toán cho bước sóng ánh sáng đơn sắc Tìm lượng tử năng lượng
eV
Hệ quả 8
Ví dụ 8: Năng lượng của phôton ứng với ánh sáng có bước sóng 0,41 mlà
A.2,1eV B.5eV C.30,3eV D.3,03eV
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 8
eV
03 , 3 41
,
0
242
,
1
5 Tìm động năng ban đầu cực đại của quang êlectron khi biết , 0
Áp dụng công thức Anhxtanh
Ta có A W 0( max)đ
max
34 8
0
0
6, 625.10 3.10
W
đ
19 0
0 (max)
0
đ
Hệ quả 9
Ví dụ 9: Catốt của một tế bào quang điện làm bằng xêdi có giới hạn quang điện là 0,66m Chiếu
vào catốt ánh sáng tử ngoại có bước sóng 0,33m Động năng ban đầu cực đại của quang electron là
10
01
,
3 B 19J
10 01 ,
4 C 19J
10 15 ,
3 D 19J
10 51 ,
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 9
19
0 (max)
đ
19 0( max)
0, 66 0,33 1,9875 10
0, 66 0,33
đ
0( max)đ 3, 01 10
Đáp án A
Hệ quả 10
0 0( max)
0
( )
đ
eV
Trang 5Ví dụ 10: Catốt của một tế bào quang điện làm bằng Niken có giới hạn quang điện là 0,248m
Chiếu vào catốt ánh sáng tử ngoại có bước sóng 0,180m Động năng ban đầu cực đại của quang
electron là
A.0,116eV B.1,891eV C 0, 034eV D 0,815eV
Hướng dẫn: Áp dụng hệ quả 10
0 (max)
đ
0( max)
0, 248 0,1
0, 248 0,18
đ
Đáp án B
6 Tìm hiệu điện thế hãmU giữa anốt và catốt để dòng quang điện triệt tiêu khi biết h , 0
0 max
0 max
W
e
0 0
0
e
Hệ quả 11
Ví dụ 11: Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,5m vào catôt của một tế bào quang điện có
giới hạn quang điện là 0,66m Hiệu điện thế cần đặt giữa anôt và catôt để triệt tiêu dòng quang điện là
A.0,2V B 0,2V C 0,6V D 0,6V
Áp dụng hệ quả 11
0
0
242
,
1
h
U
V
5 , 0 66 ,
0
5 , 0 66 ,
0
242
,
7 Tìm vận tốc ban đầu cực đại của quang êlectron khi biết , 0
2
0 max
0 (max)
2
e
đ
m v
0 max
đ
e
v
m
19
0
0
2.1, 9875.10
V
0 0
Trang 6
5 0
0 max
0
6, 6.10
Đặt là hằng số (Hằng số thứ ba)
Hệ quả 12
Ví dụ 12: Catốt của tế bào quang điện được làm từ kim loại có công thoát electron là A2,48eV Chiếu vào bề mặt catốt ánh sáng đơn sắc có bước sóng 0,31 m Giới hạn quang điện của kim loại làm catốt
và vận tốc cực đại của quang electron khi bật ra khỏi bề mặt catốt lần lượt là
A.0 0,45 m; v0max 7,32.105m/s
B 0 0,45 m; v0max 6,32.105m/s
C.0 0,5 m; v 6,32.105m/s
max
D.0 0,5 m; v0max 7,32.105m/s
Hướng dẫn:Áp dụng hệ quả 2
m
48 , 2
242 , 1
Áp dụng hệ quả 12
0
0 (max)
0
v
) / ( 10 32 , 7 31 , 0 5 , 0
31 0 5 , 0 10 6 ,
(max)
Đáp án D
4 Kết luận
Qua thực tế dạy học ở trường THPT phổ thông cho thấy việc giải BTTNVL bằng phương pháp
xây dựng “Hằng số mới” chương “Lượng tử ánh sáng ” lớp 12 THPT đã có tác dụng tích cực, thu hút nhiều
HS cùng tham gia giải bài tập; nhanh chóng đưa ra kết quả chính xác và sử dụng một cách dễ dàng và giúp HS đạt kết quả tốt trong các kỳ thi TN, và kỳ thi tuyển sinh Đại học
5 Tài liệu tham khảo
[1] Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Vũ Thanh Khiết (Chủ biên), Nguyễn Đức Hiệp, Nguyễn
Ngọc Hưng, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Đình Thiết, Vũ Đình Túy, Phạm Quý tư (2008), Sách giáo khoa,
Sách giáo viên, Sách bài tập Vật lí 12 nâng cao, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà nội
[2] Nguyễn Đình Noãn, Phạm Thị Phú, Nguyễn Đình Thước(2008), Bài tập trắc nghiệm vật lí 12, Nhà xuất bản Đại học sư phạm, Hà nội
[3] Phạm Thị Phú (2006), “Phát triển bài tập Vật lí nhằm củng cố kiến thức và bồi dưỡng tư duy
linh hoạt, sáng tạo cho học sinh”, Tạp chí giáp dục, (số 138 kỳ 2), trang 38-39-40
[4] Hoàng Danh Tài(2009), Hướng dẫn giải nhanh các dạng bài tập trắc nghiệm, Nhà xuất bản
Đại học quốc gia, Hà nội
) / (
0
0 (max)
v
5 10 6 , 6
Trang 7[5] Lê Văn Thành (2011), Phân loại & phương pháp giải nhanh bài tập vật lí 12, Nhà xuất bản
Đại học sư phạm, Hà nội
[6] Nguyễn Đức Thâm (1998), Giáo trình tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh trong
dạy học Vật lí ở trường phổ thông, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội
[7] Nguyễn Đình Thước (2010), Những bài tập sáng tạo về Vật lí trung học phổ thông, Nhà xuất
bản Quốc gia Hà Nội
[8] Nguyễn Anh Vinh(2011), Hướng dẫn ôn tập và phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm
vật lí 12, Nhà xuất bản Đại học sư phạm, Hà nội