SKKN xử lý số liệu trong thực hành vật lý và phương pháp giải bài toán thực nghiệm luyện thi THPT quốc gia

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯNG YÊN TRƯỜNG THPT DƯƠNG QUẢNG HÀM - SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM XỬ LÝ SỐ LIỆU TRONG THỰC HÀNH VẬT LÝ VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN THỰC NGHIỆM LUYỆN THI TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA Lĩnh vực : Chuyên môn Vật lý - 04 Người thực : NGUYỄN HUY HỒNG Chức vụ : Giáo viên mơn Vật lý Đơn vị: Trường THPT Dương Quảng Hàm Năm học : 2015 – 2016 BẢN CAM KẾT I TÁC GIẢ Họ tên: NGUYỄN HUY HOÀNG Ngày sinh: 25 – 03 - 1981 Giáo viên môn Vật Lý Đơn vị công tác: Trường THPT Dương Quảng Hàm II TÊN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài “ xử lý số liệu thực hành vật lý phương pháp giải toán thực nghiệm luyện thi THPT QG” III NỘI DUNG CAM KẾT Tôi xin cam kết sáng kiến kinh nghiệm thân viết, không chép nội dung người khác Sáng kiến kinh nghiệm áp dụng thành công giảng dạy trường THPT Dương Quảng Hàm Văn Giang, ngày 30 tháng năm 2016 Người cam kết Nguyễn Huy Hoàng SƠ YẾU LÍ LỊCH Họ tên : Nguyễn Huy Hồng Năm sinh : 25 – 03 - 1981 Năm vào ngành : 2003 Năm vào Đảng : 2005 Dân Tộc : Kinh Đơn vị công tác : Trường THPT Dương Quảng Hàm Chức vụ : Giáo viên Tổ Lý – Hoá Trình độ chun mơn : Đại học Sư phạm Bộ môn giang dạy : Vật lý PHẦN MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài: Vật lí khoa học thực nghiệm, học vật lí trường phổ thơng học tập gắn liền với thực tiễn thông qua vật, tượng vật lí giới tự nhiên để giúp HS hiểu biết quy luật chung sống với thực tiễn đời sống xã hội Thí nghiệm thực hành (gọi tắt thí nghiệm) Vật lí trường Trung học phổ thơng (THPT) mục đích quan trọng giúp học sinh (HS) hình thành nên nét nhân cách người thông qua kĩ khoa học thao tác tư logic vật lí, đồng thời qua giúp HS hiểu sâu sắc khái niệm, tượng vật lí, giải thích tượng vật lí đơn giản xảy giới tự nhiên xung quang Thí nghiệm Vật lí trường THPT giúp HS củng cố khắc sâu kiến thức, kĩ thu từ thực tiễn giảng lí thuyết, gắn lí thuyết với thực hành, học đôi với hành, giúp HS tin tưởng vào chân lí khoa học Bộ giáo dục đào tạo nhận định lấy công tác kiểm tra đánh giá làm khâu then chốt để thực đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo Theo đó, kỳ thi trung học phổ thông quốc gia ( THPT QG), môn vật lý có hàm lượng định câu hỏ, tập thí nghiệm, thực hành, sử lý sai số, cách ghi kết từ thực nghiệm, Với học sinh THPT nội dung mới, khó thường làm qua loa cho xong Nhằm bước hình thành kỹ giải vấn đề liên quan đến thực nghiệm, thực hành kỳ thi THPT QG , chọn đề tài :” XỬ LÝ SỐ LIỆU TRONG THỰC HÀNH VẬT LÝ VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN THỰC NGHIỆM LUYỆN THI TRUNG HỌC PHỔ THÔNG QUỐC GIA” để dạy học sinh lớp 12 trường THPT Dương Quảng Hàm ôn thi THPT QG Tính cấp thiết của đề tài: Mục đích dạy học ngày nước ta giới không dừng lại việc truyền thụ cho học sinh tri thức, kỹ mà loài người tích lũy trước đây, mà cịn đặc biệt quan tâm đến việc bồi dưỡng cho học sinh lực sáng tạo tri thức mới, phương pháp mới, cách giải vấn đề phù hợp với hồn cảnh đất nước, dân tộc Vì lẽ học vật lý gắn liền với thực nghiệm liên hệ với thực tế tất yếu Tuy nhiên việc dạy học theo hướng truyền thụ chiều, cách học thiên lý thuyết cách hỏi thi theo hướng nặng tính tốn có từ lâu Chính mà tốn liên quan đến thực hành, thực nghiệm trở nên khó khăn học sinh Để bước khắc phục khó khăn đó, đề tài “ cách xử lý số liệu thực hành vật lý phương pháp giải toán thực nghiệm luyện thi THPT QG” giúp người dạy, người học có thêm thơng tin, kiến thức chuẩn bị tốt cho kỳ thi THPT QG tới Mục đích nghiên cứu: - Về lý thuyết: Nêu rõ ý nghĩa, vai trị thí nghiệm thực hành, sở vật lý để đo đại lượng vật lý Đưa sở toán học để xử lý kết đo đại lượng vật lý,tính sai số phép đo cách ghi kết đo - Về thực nghiệm: Đo đặc, sử lý số liệu số thực hành chương trình vật lý THPT Vận dụng kiến thức trang bị giải số toán kỳ thi THPT QG Phương pháp nghiên cứu: - Tìm hiểu, phân tích, tổng hợp tài liệu thực hành thí nghiệm cho sinh viên trường đại học sư phạm, trường kỹ thuật, tài liệu hướng dẫn giáo viên giảng dạy thực hành chương trình vật lý THPT - Nghiên cứu câu hỏi thực hành, vận dụng thực tiễn đề đề thi tốt nghiệp THPT, thi đại học Bộ Giáo dục Đào tạo - Tổng hợp kinh nghiệm giảng dạy, kinh nghiệm ôn thi đại học - cao đẳng thân năm học - Từ học hỏi kinh nghiệm đồng nghiệp đợt tập huấn, hội thảo sinh hoạt tổ nhóm chun mơn - Tổng hợp kết thi đại học năm mơn Vật lí lớp học sinh lớp 12 trường THPT Dương Quảng Hàm Đối tượng thời gian nghiên cứu: - Đề tài áp dụng với học sinh khối 12 Trường THPT Dương Quảng Hàm - Thực đề tài từ năm học 2015 – 2016 PHẦN NỘI DUNG I CƠ SỞ LÝ THUYẾT: CHỨC NĂNG CỦA THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH Theo quan điểm lí luận nhận thức thí nghiệm có chức cụ thể sau đây: Thí nghiệm phương tiện thu nhận tri thức Thí nghiệm phương tiện quan trọng hoạt động nhận thức người, thơng qua thí nghiệm người thu nhận tri thức khoa học cần thiết nhằm nâng cao lực thân để tác động cải tạo thực tiễn Trong học tập thí nghiệm phương tiện hoạt động nhận thức học sinh, giúp người học việc tìm kiếm thu nhận kiến thức khoa học cần thiết Thí nghiệm phương tiện kiểm tra tính đắn tri thức Trong khoa học phương pháp thực nghiệm coi “hòn thử vàng” tri thức chân Bởi vậy, nói thí nghiệm có chức việc kiểm tra tính đắn tri thức thu nhận Thí nghiệm phương tiện để vận dụng tri thức vào thực tiễn Trong trình vận dụng kiến thức vào thực tiễn, vào việc thiết kế chế tạo thiết bị kĩ thuật, người ta gặp phải khó khăn định tính khái quát trừu tượng tri thức cần vận dụng, tính phức tạp thiết bị kĩ thuật cần chế tạo Trong trường hợp thí nghiệm sử dụng với tư cách phương tiện thử nghiệm cho việc vận dụng tri thức vào thực tiễn Thí nghiệm phận phương pháp nhận thức Thí nghiệm ln đóng vai trị quan trọng phương pháp nhận thức khoa học Chẳng hạn, phương pháp thực nghiệm, thí nghiệm ln có mặt nhiều khâu khác nhau: làm xuất vấn đề nghiên cứu, kiểm tra tính đắn giả thuyết Trong phương pháp mơ hình, thí nghiệm giúp ta thu thập thông tin đối tượng gốc làm sở cho việc xây dựng mơ hình Ngồi ra, mơ hình vật chất điều bắt buộc người ta phải tiến hành thí nghiệm thực với Cuối cùng, nhờ kết thí nghiệm tiến hành vật gốc tạo sở để đối chiếu với kết thu từ mô hình, qua để kiểm tra tính đắn mơ hình xây dựng giới hạn áp dụng TÍNH SAI SỐ VÀ XỬ LÍ SỐ LIỆU: 2.1 Định nghĩa phép đo đại lượng vật lý: a Phép đo trực tiếp: Đo đại lượng vật lí có nghĩa so sánh với đại lượng loại mà ta chọn làm đơn vị Ví dụ : Dùng thước đo chiều dài, dùng đồng hồ đo thời gian, dùng cân đo khối lượng, b Phép đo gián tiếp: Trường hợp giá trị đại lượng cần đo tính từ giá trị phép đo trực tiếp khác thơng qua biểu thức tốn học, phép đo phép đo gián tiếp Ví dụ : Đo tốc độ trung bình, đo bước sóng ánh sáng đơn sắc, 2.2 Sai số của phép đo: Khi đo đại lượng vật lí, dù đo trực tiếp hay gián tiếp, ta mắc phải sai số Người ta chia thành hai loại sai số sau: a Sai số hệ thống: Sai số hệ thống xuất sai sót dụng cụ đo phương pháp lí thuyết chưa hồn chỉnh, chưa tính đến yếu tố ảnh hưởng đến kết đo Sai số hệ thống thường làm cho kết đo lệch phía so với giá trị thực đại lượng cần đo Sai số hệ thống loại trừ cách kiểm tra, điều chỉnh lại dụng cụ đo, hồn chỉnh phương pháp lí thuyết đo, đưa vào số hiệu chỉnh b Sai số ngẫu nhiên: Sai số ngẫu nhiên sinh nhiều nguyên nhân, ví dụ hạn chế giác quan người làm thí nghiệm, thay đổi ngẫu nhiên không lường trước yếu tố gây ảnh hưởng đến kết đo Sai số ngẫu nhiên làm cho kết đo lệch hai phía so với giá trị thực đại lượng cần đo Sai số ngẫu nhiên loại trừ Trong phép đo cần phải đánh giá sai số ngẫu nhiên 2.3 Phương pháp xác định sai số của phép đo trực tiếp: a) Phương pháp chung xác định giá trị trung bình sai số ngẫu nhiên: Giả sử đại lượng cần đo A đo n lần Kết đo * Giá trị trung bình của đại lượng A n lần đo : (1) Số lần đo lớn, giá trị trung bình gần với giá trị thực A * Sai số tuyệt đối lần đo Các đại lượng: * Sai số tuyệt đối trung bình của n lần coi sai số ngẫu nhiên: (2) * Sai số dụng cụ ΔA’: ● Mỗi dụng cụ có độ xác định Nếu dùng dụng cụ để đo đại lượng vật lí đương nhiên sai số nhận khơng thể vượt q độ xác dụng cụ Nói cách khác, sai số phép đo nhỏ sai số dụng cụ ● Tuy nhiên lí đó, phép đo tiến hành lần độ nhạy dụng cụ đo không cao, kết lần đo riêng lẻ trùng Trong trường hợp đó, ta phải dựa vào độ nhạy dụng cụ để xác định sai số Sai số thường lấy nửa giá trị độ chia nhỏ dụng cụ ● Khi đo đại lượng điện dụng cụ thị kim, sai số xác định theo cấp xác dụng cụ Ví dụ: Vơn kế có cấp xác Nếu dùng thang đo 200V để đo hiệu điện sai số mắc phải Nếu kim thị vị trí 150 V kết đo là: ● Khi đo đại lượng điện đồng hồ đo số, cần phải lựa chọn thang đo thích hợp - Nếu số hiển thị mặt đồng hồ ổn định (con số cuối bên phải khơng bị thay đổi) sai số phép đo lấy giá trị tích cấp xác số hiển thị Ví dụ: đồng hồ số có ghi cấp sai số 1.0% rdg (kí hiệu quốc tế cho dụng cụ đo số), giá trị điện áp hiển thị mặt đồng hồ là: U = 218 V lấy sai số dụng cụ là: V Làm trịn số ta có V • Nếu số cuối không hiển thị ổn định (nhảy số), sai số phép đo phải kể thêm sai số ngẫu nhiên đo Ví dụ: đọc giá trị hiển thị điện áp đồng hồ nêu trên, số cuối không ổn định (nhảy số): 215 V, 216 V, 217 V, 218 V, 219 V (số hàng đơn vị không ổn định) Trong trường hợp lấy giá trị trung bình U = 217 V Sai số phép đo cần phải kể thêm sai số ngẫu nhiên trình đo V Do vậy: V Chú ý: • Nhiều loại đồng hồ số có độ cao, sai số phép đo cần ý tới thành phần sai số ngẫu nhiên • Trường hợp tổng quát, sai số phép đo gồm hai thành phần: sai số ngẫu nhiên với cách tính sai số hệ thống (do dụng cụ đo) * Sai số tuyệt đối của phép đo : (3) * Sai số tỷ đối của phép đo : (4) Sai số tỷ đối nhỏ phép đo xác b) Kết đo: (5) Như vậy, để có kết phép đo trực tiếp ta làm sau: - Tính giá trị trung bình theo cơng thức (1) - Tính sai số theo cơng thức (3) - Kết đo viết (5) * Ví dụ: Đo đường kính viên bi lần, ta có kết sau: Giá trị trung bình đường kính viên bi là: = Sai số tuyệt đối trung bình tính = Kết quả: 2.4 Phương pháp xác định sai số của phép đo gián tiếp: a) Phương pháp chung Giả sử đại lượng cần đo A phụ thuộc vào đại lượng x, y, z theo hàm số Trong x, y, z đại lượng đo trực tiếp có giá trị = = = Giá trị trung bình xác định cách thay giá trị x, y, z vào hàm trên, nghĩa = (,,) b) Cách xác định cụ thể Sai số tính phương pháp vi phân theo hai cách sau: Cách Cách sử dụng thuận tiện hàm tổng hay hiệu (không thể lấy logarit dễ dàng) Cách gồm bước sau: a Tính vi phân tồn phần hàm, sau gộp số hạng có chứa vi phân biến số b Lấy giá trị tuyệt đối biểu thức đứng trước dấu vi phân d thay dấu vi phân d dấu Ta thu c Tính sai số tỉ đối (nếu cần) Ví dụ: Một vật ném xiên góc có độ cao Trong đó: Ta có: * Sai số tuyệt đối trung bình lần coi sai số ngẫu nhiên: * Ở thang đo 99,99, sai số dụng cụ: ΔT’ = 0,01 (s) * Sai số phép đo : * Kết đo : T = 2,04 0,06 ( s) Đáp án D Bài dùng đồng hồ đo thời gian hiển thị số để đo chu kỳ lắc đơn hai thang đo khác Ta nhận thấy chu kỳ dao động lắc bé ( T < 10 s ) nên sử dụng thang đo 9,999 có độ xác cao Trong nội dung thực hành lớp 12 thực hành chủ yếu xác định đại lượng nhờ phép đo gián tiếp Vậy ta cần xử lý số liệu phép đo ? Dưới cách giải vấn đề Bài tốn : XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ CỦA ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ SỬ DỤNG PHÉP ĐO GIÁN TIẾP Bài : Xác định gia tốc rơi tự qua khảo sát dao động nhỏ của lắc đơn: Đề : Trong tốn thực hành chương trình vât lý 12 , cách sử dụng lắc đơn để đo gia tốc rơi tự ( ∆g sai số tuyệt đối phép đo ) Bằng cách đo trực tiếp xác định chu kỳ chiều dài lắc đơn T = 1,7951 ± 0,0001 (s) ; l = 0,8 ± 0,0002 ( m) Gia tốc rơi tự có giá trị : A 9,801 ± 0,0035 (m/s2) (m/s ) B 9,801 ± 0,0003 (m/s2) Lời giải : * Biểu thức liên hệ : Chu kỳ lắc đơn : * Giá trị trung bình : * Xác định sai số: C 9,801 ± 0,0023 D 9,801 ± 0,0004 (m/s2) Bước 1: Lấy lôga hai vế lng = ln( Bước 2: lấy vi phân vế: Bước 3: Lấy giá trị tuyệt đối giá trị dương thành phần Bước 4: Xác định sai số ∆g : * Kết : = 9,801 ± 0,0035 m/s2 Bài : Đo bước sóng của ánh sáng đơn sắc phương pháp giao thoa: Đề bài: Một học sinh làm thí nghiệm đo bước song ánh sáng thí nghiệm giao thoa qua khe Y- âng Kết đo ghi vào bảng số liệu sau: Khoảng cách hai khe a=0,15 0,01mm Lần đo D(m) L(mm) 0,40 9,12 0,43 9,21 0,42 9,20 0,41 9,01 0,43 9,07 Trung bình ( L khoảng cách vân sáng liên tiếp) Bỏ qua sai số dụng cụ Kết đo bước sóng học sinh là: A 0,68 0,05 (µm) B 0,65 0,06 (µm) C 0,68 0,06 (µm) D 0,65 0,05 (µm) Lời giải : * Biểu thức liên hệ : L = 5.i λ= = = ++= ++ * Sử lý số liệu : Lần đo D (m) Khoảng cách hai khe a = 0,15 0,01mm D L L (mm) i i λ (m) (mm) (mm) (mm) (m) λ (m) 0,40 0,43 0,42 0,41 0,43 Trung bình 0,418 0,01 0,01 0,00 0,00 0,01 0,01 9,12 0,002 1,824 0,004 0,684 9,21 0,088 1,842 0,643 9,20 0,078 1,84 9,01 0,112 1,802 9,07 0,052 1,814 9,122 0,066 1,8244 0,017 0,015 0,024 0,010 0,014 0,657 0,659 0,633 0,654 0,064 Do vậy: λ = 0,65 0,06 (m) Chọn đáp án B Bài : Sai số phép đo độ cứng của lò xo: Đề bài: Một học sinh dùng cân đồng hồ đếm giây để đo độ cứng lò xo Dùng cân để cân vật nặng khối lượng m = 100g 2% Gắn vật vào lò xo kích thích cho lắc dao động dùng đồng hồ đếm giây đo thời gian dao động cho kết T = 2s1% Bỏ qua sai số π Sai số tương đối phép đo là: A 1% B 3% Lời giải: - Hệ thức liên hệ: 2π k = 4π2 T= - Xác định sai số : Cở sở: A = B= = = ++ 2+3+2 2%; ==1% Áp dụng : = = k = 4π2 = 2++2 Do Bỏ qua sai số π nên: = +2 = 4% - Đápán D C 2% D 4% Bài : Xác định điện áp hiệu dụng của mạch điện xoay chiều nối tiếp Đề : Trong thực hành học sinh dùng vơn kế lí tưởng đo điện áp đầu R cuộn cảm đoạn mạch R, L nối tiếp Kết đo : UR = 14 1,0 (V); UL = 48 1,0 (V) Điện áp hai đầu đoạn mạch là: A U = 50 2,0 (V) B U = 50 1,0 (V) C U = 50 1,2 (V) D U = 50 1,4 (V) Giải: Ta có: U2 = UR2 + UL2 U = = 50 (V) 2U.U = 2UR.UR + 2UL.UL U = UR + UL = 1,0 +.1,0 = 1,24 = 1,2 (V) Do U = 50 1,2 (V) Đáp án C MỘT SỐ BÀI TẬP THỰC HÀNH – THỰC NGHIỆM Câu 1: Kết sai số tuyệt đối phép đo 0,0609 Số chữ số có nghĩa A B C D Câu 2: Kết sai số tuyệt đối phép đo 0,2001 Số chữ số có nghĩa A B C D Câu 3: Kết sai số tuyệt đối phép đo 1,02 Số chữ số có nghĩa A B C D Câu 4: Để đo lực kéo cực đại lò xo dao động với biên độ A ta cần dùng dụng cụ đo A Thước mét B Lực kế C Đồng hồ D Cân Câu 5: Cho lắc lò xo đặt nơi có gia tốc trọng trường biết Bộ dụng cụ dùng để đo độ cứng lò xo A thước cân cân B lực kế thước C đồng hồ cân D lực kế Câu 6: Để đo bước sóng xạ đơn sắc thí nghiệm giao thoa khe Y âng, ta cần dùng dụng cụ đo hồ A thước B cân C nhiệt kế D đồng Câu 7: Để đo cơng suất tiêu thụ trung bình đoạn mạch có điện trở thuần, ta cần dùng dụng cụ đo kế A Ampe kế B Vôn kế C Ampe kế Vôn kế D Áp Câu 8: Để đo gia tốc trọng trường dựa vào dao động lắc đơn, ta cần dùng dụng cụ đo A đồng hồ thước B đồng hồ thước C cân thước D Câu 9: Để đo gia tốc trọng trường trung bình vị trí (khơng u cầu xác định sai số), người ta dùng dụng cụ gồm lắc đơn; giá treo; thước đo chiều dài; đồng hồ bấm giây Người ta phải thực bước: Treo lắc lên giá nơi cần xác định gia tốc trọng trường g Dùng đồng hồ bấm dây để đo thời gian dao động toàn phần để tính chu kỳ T, lặp lại phép đo lần • Kích thích cho vật dao động nhỏ • Dùng thước đo lần chiều dài l dây treo từ điểm treo tới tâm vật • Sử dụng cơng thức để tính gia tốc trọng trường trung bình vị trí • Tính giá trị trung bình Sắp xếp theo thứ tự bước • • A a, b, c, d, e, f d, b, f, e B a, d, c, b, f, e C a, c, b, d, e, f D a, c, Câu 10: Để đo công suất tiêu thụ trung bình điện trở mạch mắc nối tiếp (chưa lắp sẵn) gồm điện trở R, cuộn dây cảm tụ điện, người ta dùng thêm bảng mạch ; nguồn điện xoay chiều ; ampe kế ; vôn kế thực bước sau nối nguồn điện với bảng mạch lắp điện trở, cuộn dây, tụ điện mắc nối tiếp bảng mạch bật công tắc nguồn mắc ampe kế nối tiếp với đoạn mạch lắp vôn kế song song hai đầu điện trở đọc giá trị vôn kế ampe kế tính cơng suất tiêu thụ trung bình Sắp xếp theo thứ tự bước • • • • • • • A a, c, b, d, e, f, g B a, c, f, b, d, e, g C b, d, e, f, a, c, g D b, d, e, a, c, f, g Câu 11: Một học sinh dùng đồng hồ bấm giây để đo chu kỳ dao động điều hòa T vật cách đo thời gian dao động Ba lần đo cho kết thời gian dao động 2,00s; 2,05s; 2,00s ; 2,05s; 2,05s Thang chia nhỏ đồng hồ 0,01s Kết phép đo chu kỳ biểu diễn A T = 2,025 0,024 (s) B T = 2,030 0,024 (s) C T = 2,025 0,024 (s) D T = 2,030 0,034 (s) Câu 12: Một học sinh làm thí nghiệm đo chu kỳ dao động lắc đơn Dùng đồng hồ bấm giây đo lần thời gian 10 đao động toàn phần 15,45s; 15,10s; 15,86s; 15,25s; 15,50s Bỏ qua sai số dụng cụ Kết chu kỳ dao động A 15,43 (s) 0,21% B 1,54 (s) 1,34% C 15,43 (s) 1,34% D 1,54 (s) 0,21% Câu 13: Một học sinh làm thí nghiệm đo gia tốc trọng trường dựa vào dao động lắc đơn Dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian 10 đao động tồn phần tính kết t = 20,102 0,269 (s) Dùng thước đo chiều dài dây treo tính kết L = 0,001(m) Lấy 2=10 bỏ qua sai số số pi (π) Kết gia tốc trọng trường nơi đặt lắc đơn A 9,899 (m/s2) 1,438% B 9,988 (m/s2) 1,438% C 9,899 (m/s2) 2,776% D 9,988 (m/s2) 2,776% Câu 14: Một học sinh làm thí nghiệm đo gia tốc trọng trường dựa vào dao động lắc đơn Dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian 10 đao động tồn phần tính kết t = 20,102 0,269 (s) Dùng thước đo chiều dài dây treo tính kết L = 0,001(m) Lấy 2=10 bỏ qua sai số số pi (π) Kết gia tốc trọng trường nơi đặt lắc đơn A 9,899 (m/s2) 0,142 (m/s2) B 9,988 (m/s2) 0,144 (m/s2) C 9,899 (m/s2) 0,275 (m/s2) D 9,988 (m/s2) 0,277 (m/s2) Câu 15: Một học sinh dùng cân đồng hồ bấm giây để đo độ cứng lò xo Dùng cân để cân vật nặng cho kết khối lượng m = 100g 2% Gắn vật vào lị xo kích thích cho lắc dao động dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian t dao động, kết t = 2s 1% Bỏ qua sai số số pi () Sai số tương đối phép đo độ cứng lò xo A 4% B 2% C 3% D 1% Câu 16: Để đo tốc độ truyền sóng v sợ dây đàn hồi AB, người ta nối đầu A vào nguồn dao động có tần số f = 100 (Hz) 0,02% Đầu B gắn cố định Người ta đo khoảng cách hai điểm dây gần không dao động với kết d = 0,02 (m) 0,82% Tốc độ truyền sóng sợi dây AB A v = 2(m/s) 0,84% B v = 4(m/s) 0,016% C v = 4(m/s) 0,84% D v = 2(m/s) 0,016% Câu 17: Để đo tốc độ truyền sóng v sợ dây đàn hồi AB, người ta nối đầu A vào nguồn dao động có tần số f = 100 (Hz) 0,02% Đầu B gắn cố định Người ta đo khoảng cách hai điểm dây gần không dao động với kết d = 0,02 (m) 0,82% Tốc độ truyền sóng sợi dây AB A v = 2(m/s) 0,02 (m/s) B v = 4(m/s) 0,01 (m/s) C v = 4(m/s) 0,03 (m/s) D v = 2(m/s) 0,04 (m/s) 18: Một học sinh làm thí nghiệm đo bước sóng nguồn sáng thí Câu nghiệm khe Young Giá trị trung bình sai số tuyệt đối phép đo khoảng cách hai khe sáng a; Giá trị trung bình sai số tuyệt đối phép đo khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến đo D; Giá trị trung bình sai số tuyệt đối phép đo khoảng vân i Kết sai số tương đối phép đo bước sóng tính A B C D Câu 19: Một học sinh làm thí nghiệm đo bước sóng nguồn sáng thí nghiệm khe Young Khoảng cách hai khe sáng 1,00 ± 0,05 (mm) Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến đo 2000 ± 1,54 (mm); khoảng cách 10 vân sáng liên tiếp đo 10,80 ± 0,14 (mm) Kết bước sóng A 0,60m ± 6,37% B 0,54m ± 6,22% C 0,54m ± 6,37% D 0,6m ± 6,22% Câu 20: Một học sinh làm thí nghiệm đo bước sóng nguồn sáng thí nghiệm khe Young Khoảng cách hai khe sáng 1,00 ± 0,05 (mm) Khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến đo 2000 ± 1,54 (mm); khoảng cách 10 vân sáng liên tiếp đo 10,80 ± 0,14 (mm) Kết bước sóng A 0,600m ± 0,038m B 0,540m ± 0,034m C 0,540m ± 0,038m D 0,600m ± 0,034m Câu 21: Một học sinh thực phép đo khoảng vân thí nghiệm giao thoa I – âng Học sinh đo khoảng cách hai khe a = 1,2 ± 0,03 mm; khoảng cách hai khe đến D = 1,6 ± 0,05 m Bước sóng dùng thí nghiệm λ = 0,68 ± 0,007 μm Sai số tương đối phép đo A 1,17% B 6,65% C 1,28% D 4,59% Câu 22 Vệ tinh Vinasat -2 Việt Nam phóng vào lúc 5h30' (giờ Hà Nội) ngày 16/5/2012 bãi phóng Kourou Guyana tên lửa Ariane5 ECA Vùng phủ sóng bao gồm: Việt Nam, khu vực Đông Nam Á, số quốc gia lân cận Với khả truyền dẫn: tương đương 13.000 kênh thoại/internet/truyền số liệu khoảng 150 kênh truyền hình Vậy việc kết nối thơng tin mặt đất vệ tinh VINASAT-2 thông qua loại sóng điện từ nào: A Sóng dài cực ngắn B Sóng ngắn C Sóng trung D Sóng Câu 23: Một đàn ghita có phần dây dao động ℓ0 = 40 cm, căng hai giá A B hình vẽ Đầu cán đàn có khắc lồi C, D, E, … chia cán thành ô 1, 2, 3, … Khi gảy đàn mà khơng ấn ngón tay vào dây đàn dao động phát âm L quãng ba ( la3) có tần số 440 Hz Ấn vơ phần dây dao động CB = ℓ1, ấn vào ô phần dây dao động DB = ℓ2, … biết âm phát cách nửa cung, quãng nửa cung ứng với tỉ số tần số a = = 1,05946 hay = 0,944 Khoảng cách AC có giá trị A 2,12 cm B 2,34 cm C 2,24 cm D 2,05 cm Câu 24 Tại điểm M có máy phát điện xoay chiều pha có cơng suất phát điện hiệu điện hiệu dụng hai cực máy phát không đổi Nối hai cực máy phát với trạm tăng áp có hệ số tăng áp k đặt Từ máy tăng áp điện đưa lên dây tải cung cấp cho xưởng khí cách xa điểm M Xưởng khí có máy tiện loại công suất hoạt động Khi hệ số k = xưởng khí có tối đa 120 máy tiện hoạt động Khi hệ số k = xưởng khí có tối đa 125 máy tiện hoạt động Do xẩy cố trạm tăng áp người ta phải nối trực tiếp dây tải điện vào hai cực máy phát điện Khi xưởng khí cho tối đa máy tiện hoạt động Coi có hao phí dây tải điện đáng kể Điện áp dịng điện dây tải điện ln pha: A 93 B 84 C 112 D 108 Câu 25 Tại buổi thực hành phịng thí nghiệm mơn Vật lý Trường THPT Tiên Hưng Một học sinh lớp 12A1, dùng đồng hồ bấm giây để đo chu kỳ dao động điều hòa T lắc đơn cách đo thời gian dao động Ba lần đo cho kết thời gian dao động 2,01s; 2,12s; 1,99s Thang chia nhỏ đồng hồ 0,01s Kết phép đo chu kỳ biểu diễn A T = (6,12 ± 0,05)s B T = (2,04 ± 0,05)s C T = (6,12 ± 0,06)s D T = (2,04 ± 0,06)s Câu 26 Giả sử ca sĩ Sơn Tùng M-TP thiết kế phịng nghe nhạc thành phố Thái Bình, với phịng vng ca sĩ bố trí loa giống coi nguồn điểm góc tường, vách lắp xốp để chống phản xạ Do loa phải nhường vị trí để đặt chỗ lọ hoa trang trí, ca sĩ thay số loa nhỏ giống có cơng suất 1/8 loa góc tường đặt vào trung điểm đường nối vị trí loa góc tường với tâm nhà, phải đặt thêm loa nhỏ để người ngồi tâm nhà nghe rõ loa đặt góc tường (bỏ qua giao thoa sóng âm)? A B C D Câu 27 Bằng đường dây truyền tải pha, điện từ nhà máy phát điện nhỏ đưa đến xã Thăng Long gồm hộ dân sử dụng điện Các kỹ sư Điện lực Đông Hưng tính tốn rằng: tăng điện áp truyền từ U lên 2U số hộ dân nhà máy cung cấp đủ điện tăng từ 36 lên 144 Biết có hao phí đường dây đáng kể;các hộ dân tiêu thụ điện Điện áp truyền 3U, nhà máy cung cấp đủ điện cho A 164 hộ dân hộ dân B 252 hộ dân C 180 hộ dân D 324 Câu 28: Cho hai máy biến áp lý tưởng, cuộn dây sơ cấp có số vịng dây, cuộn thứ cấp có số vịng dây khác Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi vào hai đầu cuộn sơ cấp hai máy tỉ số điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở hai đầu cuộn sơ cấp máy tương ứng 1,5 1,8 Khi thay đổi số vòng dây cuộn sơ cấp máy 20 vịng dây lặp lại thí nghiệm tỉ số điện áp nói máy Số vòng dây cuộn sơ cấp máy ban đầu là: A 440 vòng 220 vòng B 120 vòng C 250 vòng D Câu 29: Các dơi bay tìm mồi cách phát sau thu nhận sóng siêu âm phản xạ từ mồi Giả sử dơi muỗi bay thẳng đến gần với tốc độ so với Trái đất dơi 19 m/s muỗi m/s Ban đầu, từ miệng dơi phát sóng âm, gặp muỗi sóng phản xạ trở lại, dơi thu nhận sóng sau 1/6 s kể từ phát Tốc độ truyền sóng âm khơng khí 340 m/s Khoảng thời gian để dơi gặp muỗi (kể từ phát sóng) gần với giá trị sau đây? A 1.81 s 3.65 s B 3.12 s C 1.49 s D Câu 30 Một người định quấn máy hạ áp từ điện áp U1=110V với lõi không phân nhanh ,xem máy biến áp lý tưởng Khi máy làm việc suất điện động hiệu dụng vịng dâu 1,25voon/vịng Người quấn hoàn toàn cuộn thứ cấp lại quấn ngược chiều vòng cuối cuộn sơ cấp Khi thử máy với điện áp U1=220V điện áp hai đầu cuộn thứ cấp đo đc 121V Số vòng dây bị quấn ngược A:9 D:10 B:8 B:12 Câu 31 Một học sinh quấn máy biến áp với dự định số vòng dây cuộn thứ cấp /2 lần số vòng dây cuộn sơ cấp Do sơ suất nên cuộn thứ cấp bị thiếu số vòng dây Muốn xác định số vòng dây thiếu để quấn tiếp thêm vào cuộn thứ cấp cho đủ, học sinh đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi, dùng vôn kết xác định tỉ số điện áp hai đầu cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp để hở Lúc đầu tỉ số điện áp 100 /43 Sau quấn thêm vào cuộn thứ cấp 24 vịng dây tỉ số điện áp 20/9 Bỏ qua hao phí máy biến áp Để máy biến áp dự định, học sinh phải tiếp tục quấn thêm vào cuộn thứ cấp A 80 B 60 C 100 D.55 Câu 32: Bằng đường dây truyền tải pha, điện từ nhà máy phát điện nhỏ đưa đến mộtkhu tái định cư Các kỹ sư tính tốn rằng: tăng điện áp truyền từ U lên 2U số hộ dân đượcnhà máy cung cấp đủ điện tăng từ 36 lên 144 Biết có hao phí đường dây đáng kể;các hộ dân tiêu thụ điện Điện áp truyền 3U, nhà máy cung cấp đủ điện cho A 164 hộ dân D 180 hộ dân B 324 hộ dân C 252 hộ dân Câu 33: Trong thực hành học sinh muốn quạt điện loại 180 V - 120W hoạt động bình thường điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220 V, nên mắc nối tiếp với quạt biến trở Ban đầu học sinh để biến trở có giá trị 70 đo thấy cường độ dịng điện hiệu dụng mạch 0,75A công suất quạt điện đạt 92,8% Muốn quạt hoạt động bình thường phải điều chỉnh biến trở nào? A giảm 20 B tăng thêm 12 C giảm 12 D tăng thêm 20 Câu 34: Một người định biến từ hiệu điên U = 110V lên 220V với lõi không phân nhánh, không mát lượng cuộn dây có điện trở nhỏ, với số vòng cuộn ứng với 1,2 vịng/V Người hồn tồn cuộn thứ cấp lại ngược chiều vòng cuối cuộn sơ cấp Khi thử máy với nguồn thứ cấp đo U = 264 V so với cuộn sơ cấp yêu cầu thiết kế, điện áp nguồn U = 110V Số vòng cuộn sai là: A 20 B.10 C 22 D 11 Câu 35 Bằng đương dây truyền tải pha điện từ nhà may phát điện dc truyền đen nơi tieu thụ la khu chung cư ng ta thấy tawnghdt nơi phát từ U lên 2U số hộ dân có đủ điện để thiêu thụ tăng từ 80 lên 95 hộ.biết có hao phí đường truyền dáng kể hộ dân tiêu thụ điện nhau.nếu thay sợi dây sợi siêu dẫn để tải điện số hộ dân co đủ điện tiêu thụ bao nhiêu.công suất nơi phát ko đổi A.110 B.100 C.160 D.175 Câu 36 Một ăng ten đa phát sóng điện từ đến máy bay bay phía đa Thời gian từ lúc ăngten phát sóng đến lúc nhận sóng phản xạ trở lại 90s Ăngten quay với tần số góc n=18vịng/phút Ở vị trí đầu vịng quay ứng với hướng máy bay ăng ten lại phát sóng điện từ Thời gian từ lúc phát đến lúc nhận lần 84s Tính vận tốc trung bình máy bay A v720 km/h B.v 810 km/h C v972 km/h D v754 Km/h Câu 37: Người ta dự định quấn máy biến áp để tăng điện áp từ 3kV lên 6kV nên quấn cuộn sơ cấp có 1000vịng cuộn thứ cấp có 2000vịng Khi quấn xong đo điện áp tăng từ 3kV lên 10kV, phải kiểm tra lại máy biến áp phát thấy cuộn sơ cấp quấn ngược n vịng Coi máy biến áp lí tưởng mạch thứ cấp để hở Tính n? vịng A 100 vịng B 400 vòng C 200 vòng D 40 Câu 38: Trong buổi thực hành đo bước sóng của sóng âm, học sinh Một âm thoa có tần số dao động riêng 850 Hz đặt sát miệng ống nghiệm hình trụ đáy kín đặt thẳng đứng cao 80 cm Đổ dần nước vào ống nghiệm đến độ cao 30 cm thấy âm khuếch đại lên mạnh Biết tốc độ truyền âm khơng khí có giá trị nằm khoảng từ 300 m/s đến 350 m/s Hỏi tiếp tục đổ nước thêm vào ống có thêm vị trí mực nước cho âm khuếch đại mạnh? A B C D Câu 39: Đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp lí tưởng điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng khơng đổi Nếu tăng số vòng dây cuộn thứ cấp thêm 20% điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn thứ cấp để hở tăng thêm V so với lúc đầu Điện áp hiệu dụng ban đầu cuộn thứ cấp để hở A 42 V V B 30 V C 24 V D 36 Câu 40: Khi đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng 220V vào hai đầu cuộn sơ cấp máy biến áp điện áp đầu hai cuộn thứ cấp có giá trị hiệu dụng 110V Nếu quấn thêm 100 vòng dây vào cuộn thứ cấp đặt điện áp nói vào hai đầu cuộn sơ cấp điện áp hai đầu cuộn thứ cấp có giá trị hiệu dụng 120V Số vịng dây cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp chưa quấn thêm A 1650 vòng 825 vòng B 1100 vòng 550 vòng C 1200 vòng 600 vòng vòng D 2200 vòng 1100 PHẦN KẾT LUẬN Vật lý học môn khoa học thực nghiệm, đa số định lý, định luật, thuyết… xây dựng từ thực nghiệm Vì vậy, thí nghiệm thực hành Vật lý phần quan trọng thiếu môn học Vật lý chương trình học tập học sinh trung học phổ thông Thực đổi thi cử, Bộ giáo dục đào tạo đưa câu hỏi gắn với thực tiễn thực hành vào đề thi THPT QG Trong trình giảng dạy từ dạy lý thuyết đến thực hành, trình bày biểu diễn thí nghiệm minh họa, thí nghiệm kiểm chứng, … tơi nhận thấy hiệu đạt : Hiểu biết sâu sắc tượng, định luật, định lý phần lý thuyết vật lý Nắm bắt số phương pháp đo dụng cụ đo đại lượng vật lý bản, đồng thời biết cách đánh giá độ xác kết phép đo Rèn luyện tác phong thực nghiệm khoa học, góp phần xây dựng phương pháp nghiên cứu khoa học cần thiết cho kỹ sư, cử nhân tương lai Để học tập tốt phần thí nghiệm - thực hành Vật lý, trước tiên người tiến hành thí nghiệm phải hiểu rõ phép đo đại lượng Vật lý cách tính sai số phép đo Với tích cực dạy học vật lý theo hướng gắn liền lý thuyết với thực hành, giáo viên trang bị cho học sinh kiến thức liên quan với thực tiễn tạo hứng thú học tập, tự tin đạt kết cao kỳ thi THPT QG Văn Giang, ngày 08 tháng năm 2016 Người viết Nguyễn Huy Hoàng XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC TRƯỜNG THPT DƯƠNG QUẢNG HÀM Tổng điểm:………………….Xếp loại:…………… T.M HỘI ĐỒNG KHOA HỌC CHỦ TỊCH - HIỆU TRƯỞNG TÀI LIỆU THAM KHẢO SGK vật lý lớp 10, lớp 12 – NXB Giáo dục Tài liệu tập huấn thực hành vật lý THPT – Nguyễn Trọng Sửu Nguyễn Trí Hồng, Thiết kế mẫu số mơđun giáo dục mơi trường ngồi lên lớp, Nhà xuất giáo dục,1998 • Lê Phước Lộc nhiều tác giả, Lý luận dạy học vật lý, Trường Đại học cần Thơ, 2004 • Nguyễn Đức Thâm, Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học vật lý trường phổ thông, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 1999 • Bùi Sỹ Tụng nhiều tác giả, Tài liệu bồi dưỡng giáo viên dạy chương trình sách giáo khoa thí điểm lớp 10 mơn Hoạt động giáo dục ngồi lên lớp, Nhà xuất giáo dục, 2004 • • • MỤC LỤC ĐỀ MỤC PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN NỘI DUNG KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO TRANG 43 45