Sai số trong thí nghiệm thực hành

Sai số trong thí nghiệm thực hành CHỦ ĐỀ: THÍ NGHIỆM VẬT LÝ SAI SỐ TRONG THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH Theo cấu trúc bộ sách, đúng ra phần “Thí nghiệm Vật lý và Sai số trong thí nghiệm Vật lý” chúng tôi phải viết theo chủ đề của từng chương trong chương trình khung Vật lý 12, nhưng chúng tôi muốn viết tổng hợp thành một chuyên đề riêng để các em học sinh dễ theo dõi, nắm kĩ lý thuyết cũng như những bài tập có hướng dẫn giải chi tiết kèm theo. Đây là dạng bài tập không phải là quá lạ đối với các em học sinh và tần suất xuất hiện trong đề thi đại học trong 2 năm trở lại đây cũng khá nhiều. Vì thế trong chuyên đề này chúng tôi đã cố gắng trình bày phần lý thuyết khá rõ ràng kèm theo ví dụ minh họa cho từng phần, hy vọng các em có thể hiểu và làm tốt các dạng câu hỏi của chủ đề này trong đề thi đại học. I. Các chữ số có nghĩa và quy tắc làm tròn số 1. Các chữ số có nghĩa Tất cả các chữ số từ trái sang phải, kể từ số khác không đầu tiên đều là chữ số có nghĩa. Ví dụ: Với số 0,45  0, 45 có 2 chữ số có nghĩa Với số 0,0039  0,0 039 có 3 chữ số có nghĩa Với số 1,045  1,045 có 4 chữ số có nghĩa (tính cả chữ số 0 đằng sau) Với số 0,10790  0,10790 có 5 chữ số có nghĩa (tính cả 2 chữ số 0 đằng sau) Qui tắc xác định số có nghĩa a. Tất cả những chữ số không là số “0” trong các phép đo đều là số có nghĩa. Ví dụ: các số 0,452; 3,024; 100  có 3 chữ số có nghĩa. b. Những số “0” xuất hiện giữa những số không là số “0” là những số có nghĩa. Ví dụ: các số 2,402; 30,24; 1007  có 4 chữ số có nghĩa. c. Những số “0” xuất hiện trước tất cả những số không là số “0” là những số không có nghĩa. Ví dụ: các số 0,0042; 0,24; 0,000079  có 2 chữ số có nghĩa. d. Những số “0” ở cuối mỗi số và ở bên phải dấu phẩy thập phân là số có nghĩa. Ví dụ: các số 19,00; 1,040; 1,000  có 4 chữ số có nghĩa. e. Những số lũy thừa thập phân thì có các chữ ở phần nguyên được tính vào số có nghĩa. Ví dụ: số 2048 = 2,048.103  có 4 chữ số có nghĩa. Lưu ý: số 2,048 g có 4 chữ số có nghĩa và nếu đổi ra miligam thì phải viết 2,048.103 mg (có 4 chữ số có nghĩa), không được viết 2048 mg (có 4 chữ số có nghĩa). Câu 1 (CĐ 2014): Theo quy ước, số 12,10 có bao nhiêu chữ số có nghĩa? A. 1 B. 4 C. 2 D. 3

Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch CH : TH NGHIM VT Lí SAI S TRONG TH NGHIM THC HNH Theo cu trỳc b sỏch, ỳng phn Thớ nghim Vt lý v Sai s thớ nghim Vt lý chỳng tụi phi vit theo ch ca tng chng chng trỡnh khung Vt lý 12, nhng chỳng tụi mun vit tng hp thnh mt chuyờn riờng cỏc em hc sinh d theo dừi, nm k lý thuyt cng nh nhng bi cú hng dn gii chi tit kốm theo õy l dng bi khụng phi l quỏ l i vi cỏc em hc sinh v tn sut xut hin thi i hc nm tr li õy cng khỏ nhiu Vỡ th chuyờn ny chỳng tụi ó c gng trỡnh by phn lý thuyt khỏ rừ rng kốm theo vớ d minh cho tng phn, hy vng cỏc em cú th hiu v lm tt cỏc dng cõu hi ca ch ny thi i hc I Cỏc ch s cú ngha v quy tc lm trũn s Cỏc ch s cú ngha Tt c cỏc ch s t trỏi sang phi, k t s khỏc khụng u tiờn u l ch s cú ngha Vớ d: 0, 45 Vi s 0,45 cú ch s cú ngha 0,0 039 Vi s 0,0039 cú ch s cú ngha cú ch s cú ngha (tớnh c ch s ng sau) Vi s 1,045 1,045 0, 10790 Vi s 0,10790 cú ch s cú ngha (tớnh c ch s ng sau) Qui tc xỏc nh s cú ngha a Tt c nhng ch s khụng l s cỏc phộp o u l s cú ngha Vớ d: cỏc s 0,452; 3,024; 100 cú ch s cú ngha b Nhng s xut hin gia nhng s khụng l s l nhng s cú ngha Vớ d: cỏc s 2,402; 30,24; 1007 cú ch s cú ngha c Nhng s xut hin trc tt c nhng s khụng l s l nhng s khụng cú ngha Vớ d: cỏc s 0,0042; 0,24; 0,000079 cú ch s cú ngha d Nhng s cui mi s v bờn phi du phy thp phõn l s cú ngha Vớ d: cỏc s 19,00; 1,040; 1,000 cú ch s cú ngha e Nhng s ly tha thp phõn thỡ cú cỏc ch phn nguyờn c tớnh vo s cú ngha Vớ d: s 2048 = 2,048.103 cú ch s cú ngha Lu ý: s 2,048 g cú ch s cú ngha v nu i miligam thỡ phi vit 2,048.103 mg (cú ch s cú ngha), khụng c vit 2048 mg (cú ch s cú ngha) Cõu (C - 2014): Theo quy c, s 12,10 cú bao nhiờu ch s cú ngha? A B C D Hng dn gii: Trang 582 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch cú ch s cú ngha S 12,10 12,10 Chn ỏp ỏn B Quy tc lm trũn s Nu ch s hng b i cú giỏ tr thỡ ch s bờn trỏi ca nú gi nguyờn Laứm troứn 1,09 Vớ d 1,0924 Nu ch s hng b i cú giỏ tr thỡ ch s bờn trỏi ca nú tng thờm mt n Laứm troứn 7,69 v Vớ d 7,687532 II o lng Vt lý o mt i lng l so sỏnh nú vi i lng cựng loi c quy c lm n v Cụng c dựng thc hin vic so sỏnh trờn gi l dng c o Phộp so sỏnh trc tip qua dng c o gi l phộp o trc tip Phộp o trc tip o chiu di o thi gian Dng c o Thc di ng h Mt s i lng khụng th o trc tip m c xỏc nh thụng qua cụng thc liờn h vi cỏc i lng o trc tip Phộp o nh vy gi l phộp o giỏn tip Phộp o giỏn tip Phộp o trc tip o gia tc ri t bng o chiu di dõy treo lc n o thi gian thc hin dao ng (chu kỡ dao l l T g 2 ng) g Dng c o Thc di ng h T H thng o lng c bn h SI i lng di L Thi gian T Khi lng M Nhit T Cng dũng in I n v phõn t sỏng I0 n v giõy kilogam Kelvin ampe mol candela Kớ hiu m s kg K A mol cd biu din n v dn xut thụng qua cỏc n v c bn ngi ta dựng cụng thc th nguyờn cú dng nh sau: X Mp Lq T r Trang 583 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch ú p, q v r l nhng s nguyờn; X l kớ hiu th nguyờn ca mt i lng vt lý X bt kỡ Vớ d: i lng n v Kớ hiu (Tờn gi) Th nguyờn Biu thc Vn tc m/s m/s Lc N (Newton) kg.m/s2 Nng lng J (Joule) kg.m2/s2 V LT F MLT E ML2 T Cụng thc th nguyờn c dựng kim tra s chớnh xỏc ca cỏc cụng thc vt lý III Cỏc loi sai s Sai s h thng Sai s h thng l sai s cú tớnh quy lut, n nh Nguyờn nhõn + Do c im cu to ca dng c cũn gi l sai s dng c Vớ d Vt cú chiu di thc l 10,7 mm Nhng dựng thc o chiu di cú chia nh nht l mm thỡ khụng th o chớnh xỏc chiu di c m ch cú th o c 10 mm hoc 11 mm + Do khụng hiu chnh dng c o v mc nờn s liu thu c cỏc ln o cú th luụn tng lờn hoc luụn gim Khc phc sai s h thng + Sai s dng c khụng khc phc c m thng c ly bng mt na chia nh nht hoc chia nh nht (tựy theo yờu cu ca ) + Sai s h thng lch mc c khc phc bng cỏch hiu chnh chớnh xỏc im ca cỏc dng c Sai s ngu nhiờn Sai s ngu nhiờn l sai s khụng cú nguyờn nhõn rừ rng Nguyờn nhõn sai s cú th hn ch v giỏc quan ngi o, thao tỏc khụng chun, iu kin lm thớ nghim khụng n nh, tỏc ng bờn ngoi khc phc sai s ngu nhiờn ngi ta o nhiu ln v tớnh giỏ tr trung bỡnh coi ú l giỏ tr gn ỳng vi giỏ tr thc Nu cỏc ln o m cú nghi ng sai sút thu c s liu khỏc xa vi giỏ tr thc thỡ cn o li v loi b s liu nghi sai sút IV Cỏch tớnh giỏ tr trung bỡnh v sai s trc tip _ Giỏ tr trung bỡnh: A A1 A A n n _ Lu ý: S ln o n cng ln, thỡ giỏ tr A cng tin gn v giỏ tr thc ca A Trang 584 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch Sai s tuyt i ca mi ln o: _ _ _ A1 A A1 ; A A A ; ; A n A A n vi k = 1, 2, 3, 4, n Sai s tuyt i trung bỡnh ca n ln o c l sai s ngu nhiờn: _ A1 A A n (n 5) A n _ A A (n < 5) Max _ A A A / Sai s tuyt i ca phộp o: A max A A A (%) Sai s t i (tng i): A A Lu ý: Sai s t i cng nh thỡ kt qu ca phỏp o cng chớnh xỏc Chỳ ý: Cũn cú sai s h thng cú lch im ban u loi tr sai s ny chỳng ta cn hiu chnh chớnh xỏc cỏc im ban u cho dng c o trc tin hnh phộp o Trong ú, cũn cú th mc phi sai sút Do li sai sút, kt qu o nhn c cú th khỏc xa vi giỏ tr thc Trong trng hp nghi ng cú sai sút, chỳng ta cn phi tin hnh o li v loi b giỏ tr sai sút Sai s ca dng c o i vi mi dng c o ó c chn, cú chớnh xỏc nht nh, ta cú th xỏc nh sai s tuyt i gõy bi dng c o A' theo cp chớnh xỏc ca dng c o Thụng thng sai s ca dng c o cú th ly bng na hoc mt chia nh nht trờn dng c o Vớ d, dựng thc o o chiu di cú chia nh nht l milimet thỡ ta ly A' 0,5mm hoc A' 1mm mt s dng c o cú cu to phc tp, vớ d ng h o in a nng hin s thỡ sai s ca dng c o c tớnh theo sai s ca nh sn xut quy nh cho tng loi Vớ d, vụn k cú cp chớnh xỏc l Nu dựng thang o 300V o hiu in th thỡ sai s mc phi s l U' 2%.300 6V Nu kim ch th v trớ 200V thỡ kt qu ú l: U 200 V Khi o cỏc i lng in bng ng h o hin s, chỳng ta phi la chn thang o thớch hp Nu cỏc s hin th trờn mn hỡnh ng h l n nh (con s cui cựng bờn phi khụng b thay i) thỡ sai s ca phộp o cú th ly giỏ tr bng tớch ca cp chớnh xỏc v s hin th trờn mt ng h Trang 585 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch Vớ d, ng h hin s cú ghi cp sai s 1.0% rdg (kớ hiu quc t cho dng c o hin s), giỏ tr in ỏp hin th trờn mt ng h l U = 312V thỡ ta cú th ly sai s dng c o l: U' 1%.312 3,12V Kt qu o: U 312 3,12 V Nu cỏc s cui cựng nhy khụng n nh (nhy s), thỡ sai s ca phộp o phi tớnh thờm sai s ngu nhiờn o Vớ d, c cỏc giỏ tr hin th ca in ỏp bng h a nng, s cui cựng nhy khụng n nh (nhy s): 311V, 312V, 313V, 314V, 315V (s hng n v khụng n nh) Trong trng hp ny ly giỏ tr trung bỡnh U = 313V Sai s ca phộp o cn phi tớnh thờm s ngu nhiờn quỏ trỡnh o Un Do ú, U 312 3,12 V Chỳ ý: Nhiu loi ng h cú chớnh xỏc cao, ú sai s ca phộp o ch cn chỳ ý ti thnh phn sai s ngu nhiờn Ghi kt qu o _ _ Kt qu o: A A A hoc A A A _ Trong ú: A : Giỏ tr gn ỳng nht vi giỏ tr thc _ A : Sai s tuyt i trung bỡnh (sai s ngu nhiờn) A / : Sai s dng c A: Kt qu o Khi ghi kt qu cn lu ý: Sai s tuyt i thng ch c vit n hoc ti a l ch s cú ngha Giỏ tr trung bỡnh c vit n bc thp phõn tng ng Sai s ca kt qu khụng nh hn sai s ca ca dng c o kộm chớnh xỏc nht S ch s cú ngha ca kt qu khụng nhiu hn s ch s cú ngha ca d kin kộm chớnh xỏc nht S ch s cú ngha l tt c cỏc s tớnh t trỏi qua phi k t ch s u tiờn khỏc khụng S ch s cú ngha cng nhiu cho bit kt qu cú sai s cng nh Cõu 1: Mt hc sinh dựng ng h bm giõy o chu k dao ng iu hũa T ca mt vt bng cỏch o thi gian mi dao ng Ba ln o cho kt qu thi gian ca mi dao ng ln lt l 2,01s; 2,12s; 1,99s Thang chia nh nht ca ng h l 0,01s Kt qu ca phộp o chu k c biu din bng A T = (6,12 0,05)s B T = (2,04 0,05)s Trang 586 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch C T = (6,12 0,06)s D T = (2,04 0,06)s Hng dn gii: Ta cú: T1 T2 T3 2,04s T1 T2 T3 T1 T1 T 0,03 0,05333 0,05 T T2 T2 T 0,08 T3 T3 T 0,05 T Chỳng ta ly sai s lm trũn n 1% Vỡ sai s cú úng gúp ca sai s ngu nhiờn l T cng vi sai s h thng (chớnh l sai s ca T = (2,04 0,06)s dng c = 0,01) ú sai s gp phi l: T T + T ' lỳc ú kt qu ỳng l T = (2,04 0,06)s T ' Tduùng cuù Chn ỏp ỏn D Chỳ ý: Nu tt c cỏc ln o u cho cựng mt giỏ tr nh thỡ sai s ngu nhiờn bng v ú sai s ca phộp o ly bng sai s ca dng c o Cõu (C 2014): Dựng mt thc o cú chia n milimet o ln khong cỏch d gia hai im a v B u cho cựng mt giỏ tr 1,345m Ly sai s dng c o l mt chia nh nht Kt qu o c vit nh sau: A d = (1345 2)mm B d = (1,345 0,001)m C d = (1345 3)mm D d = (1,345 0,0005)m Hng dn gii: Giỏ tr trung bỡnh: d 1,345m Sai s ngu nhiờn: d Sai s ca phộp o: d d d' 1mm 0,001m Kt qu o: d = (1,345 0,001)m Chn ỏp ỏn B Chỳ ý: Sai s phộp o A thu c t phộp tớnh sai s thng ch c vit n hoc ti a l ch s cú ngha, cũn tr trung bỡnh A c vit n bc thp phõn tng ng Cõu 3: Khi o gia tc ri t do, mt hc sinh tớnh c g 9,786345(m/s ); g 0,025479(m/s2 ) thỡ kt qu c ghi nh th no? Hng dn gii: Nu sai s tuyt i ly ch s cú ngha: g g g 9,79 0,03 (m/s ) Trang 587 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch Nu sai s tuyt i ly ch s cú ngha: g g g 9,786 0,025 (m/s ) V Cỏch tớnh sai s giỏn tip Cỏc quy tc tớnh toỏn: a Sai s giỏn tip ca mt tng hoc mt hiu bng tng sai s tuyt i ca cỏc s hng Vớ d: F = X + Y Z F = X + Y + Z b Sai s giỏn tip ca mt tớch hoc mt thng bng tng sai s t i ca cỏc tha s X.Y F X Y Z F X Y Z hay Z F X Y Z n X X Sai s giỏn tip ca mt ly tha: n n X X n X X Sai s giỏn tip ca mt cn s : n n X X Vớ d: F Cỏc hng s phi c ly gn ỳng n s l thp phõn cho sai s t i ca phộp ly gn ỳng nh hn 10 ln tng sai s t i ca cỏc i lng cụng thc Chỳ ý: Nu cụng thc vt lý xỏc nh i lng o giỏn tip cú cha cỏc hng s (vớ d nh , , ) thỡ cỏc hng s phi c ly gn ỳng n s l thp phõn cho sai s t i phộp ly gn ỳng gõy cú th b qua, ngha l phi nh hn giỏ tr s hng sai s t i ng bờn cnh 10 Cõu 1: Khi tin hnh o ng kớnh ca mt ng trũn ngi ta thu c kt qu d = 50,6 0,1 mm Din tớch ca ng trũn ú tớnh theo cụng thc S chn s tớnh toỏn cụng thc l S dng cụng thc tớnh sai s giỏn tip: d Cỏch S d =0,00395 + = 0,4 % + S d Tng sai s t i ca cỏc s hng l 0,4% Hng s = 3,141592654 phi c chn cho < 0,04% = 3,142 Nhn xột: Nu ly s = 3,141592654 nh trờn mỏy tớnh, cú th b qua sai s ca Trong trng hp cụng thc xỏc nh i lng o giỏn tip tng i phc tp, cỏc dng c o trc tip cú chớnh xỏc tng i cao sai s phộp o ch yu gõy bi cỏc yu t ngu nhiờn, ngi ta thng b qua sai s ca dng i Trang 588 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch lng o giỏn tip c tớnh cho mi ln o, sau ú ly trung bỡnh v tớnh sai s ngu nhiờn trung bỡnh nh cỏc cụng thc ó a nhng phn trc X m Yn Chỳng ta thng gp trng hp o i lng giỏn tip F , vi m, n, k > Zk Khi ú, ta tớnh ln lt nh sau: Bc 1: Ta i tớnh X X X X X X vi X X Y Y Y Y Y Y vi Y Y Z Z Z Z Z Z vi Z Z Thụng thng thỡ bi trc nghim thng cho sn cỏc kt qu X X X X X , Y Y Y Y Y , Z Z Z Z Z m Bc 2: Tớnh tr trung bỡnh F X Y n k Z F X Y Z Sai s t i: A m n k mX nY kZ F X Y Z Sai s tuyt i: F F F Bc 3: Kt qu: F F F hoc F F F Cõu 2: Mt hc sinh b trớ thớ nghim o tc truyn súng trờn si dõy n hi di Tn s mỏy phỏt f 1000Hz 1Hz o khong cỏch gia nỳt súng liờn tip cho kt qu: d 20cm 0,1cm Kt o tc v l A v 20000 140 cm/s C v 20000cm/s 0,7% B v 20000cm/s 0,6% D v 25000 120 cm/s Hng dn gii: Theo bi, ta cú: d 20cm 0,1cm v v f 20000cm/s v f 0,6% v v v 120cm/s v f Vy: v 20000 120cm/s hoc v 20000cm/s 0,6% v Chn ỏp ỏn B Chỳ ý: Dựng ng h bm giõy o chu k dao ng ca lc o thi gian t ca n dao ng ton phn t nT l t t t t % T t t t t % n n n n Trang 589 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch Dựng thc o bc súng ca súng dng trờn si dõy n hi o chiu di L L ca n nỳt súng liờn tip L n n l L L L L % L n L n L n % Dựng thc o khong võn giao thoa o b rng L ca n khong võn L ni l L L L L % L L L L L % n n n n Cõu 3: Mt hc sinh dựng thớ nghim giao thoa khe Y-õng o bc súng ca mt bc x n sc Khong cỏch gia hai khe l a 2mm 1% , khong cỏch t mn quan sỏt ti mt phng cha hai khe l D 2m 3% v rng ca 20 võn sỏng liờn tip l L 9,5mm 2% Kt qu o bc súng l A 0,5m 6% B 0,5m 7% C 0,5m 0,04m D 0,5m 0,03m Hng dn gii: Khong cỏch gia 20 võn sỏng liờn tip l 19 khong võn: L = 19i 9,5 2% 0,5mm 2% 19 2.0,5 Bc súng trung bỡnh: 0,5m D a i D 1% 2% 3% 6% Sai s ca bc súng: Khi ú: 6%.0,5 0,03m Kt qu o bc súng : 0,5m 6% hoc 0,5m 0,03m Khong võn: i Chn ỏp ỏn A, D VI Bi toỏn thc hnh thớ nghim Vt lý Cỏc bc tin hnh thớ nghim Bc 1: B trớ thớ nghim Bc 2: o cỏc i lng trc tip (Thụng thng chỳng ta tin hnh o ti thiu ln cho mt i lng) Bc 3: Tớnh cỏc giỏ tr trung bỡnh v cỏc sai s Bc 4: Biu din kt qu o v tớnh toỏn c Cõu 1: Cho b dng c thớ nghim gm: Mỏy phỏt tn s, ngun in, si dõy n hi, thc di o tc súng truyn trờn si dõy, ngi ta tin hnh theo cỏc bc nh sau: a o khong cỏch gia hai nỳt súng liờn tip ln b Ni mt u dõy vi mỏy phỏt tn s, c nh u cũn li c Bt ngun ni vi mỏy phỏt tn s v u chnh n giỏ tr 100Hz Trang 590 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch d Tớnh cỏc giỏ tr trung bỡnh v sai s ca tc truyn súng e Tớnh cỏc giỏ tr trung bỡnh v sai s ca bc súng Trỡnh t cú thớ nghim ỳng l: A a, b, c, d, e B b, c, a, d, e C b, c, a, e, d D e, d, c, b, a Hng dn gii: Trỡnh t cú thớ nghim ỳng nh sau: Bc 1: B trớ thớ nghim ng vi b, c Bc 2: o cỏc i lng trc tip ng vi a Bc 3: Tớnh trung bỡnh v sai s ng vi e, d Chn ỏp ỏn C Cỏc bc thc hin cỏc phộp o liờn quan n dng c o in in t Bc 1: iu chnh dng c o n thang o phự hp Bc 2: Lp cỏc dõy liờn kt (b phn liờn kt) vi dng c o Bc 3: n nỳt ON OFF bt ngun cho dng c o hot ng Bc 4: Lp dõy liờn kt (b phn liờn kt) ó ni vi dng c o ni vi i tng cn o Bc 5: Ch cho dng c o n nh, c tr s hin th trờn dng c o Bc 6: Kt thỳc cỏc thao tỏc o, nhn nỳt ON OFF tt ngun ca dng c o Cõu 1: Cỏc thao tỏc c bn s dng ng h a nng hin s (hỡnh v) o in ỏp xoay chiu c 120 V gm: a Nhn nỳt ON OFF bt ngun ca ng h b Cho hai u o ca hai dõy o tip xỳc vi hai u on mch cn o in ỏp c Vn u ỏnh du ca nỳm xoay ti chm cú ghi 200, vựng ACV d Cm hai u ni ca hai dõy o vo hai COM v V e Ch cho cỏc ch s n nh, c tr s ca in ỏp g Kt thỳc cỏc thao tỏc o, nhn nỳt ON OFF tt ngun ca ng h Th t ỳng cỏc thao tỏc l A a, b, d, c, e, g B c, d, a, b, e, g C d, a, b, c, e, g D d, b, a, c, e, g Hng dn gii: Th t ỳng cỏc thao tỏc l: Bc 1: Vn u ỏnh du ca nỳm xoay ti chm cú ghi 200, vựng ACV Bc 2: Cm hai u ni ca hai dõy o vo hai COM v V Bc 3: Nhn nỳt ON OFF bt ngun ca ng h Bc 4: Cho hai u o ca hai dõy o tip xỳc vi hai u on mch cn o in ỏp Bc 5: Ch cho cỏc ch s n nh, c tr s ca in ỏp Bc 6: Kt thỳc cỏc thao tỏc o, nhn nỳt ON OFF tt ngun ca ng h Chn ỏp ỏn B Trang 591 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch 21,3 20,2 20,9 20,0 = 20,6 (s) Do ú 10T = 20,6 0,2 T = 2,06 0,02 (s) 10T = Chn ỏp ỏn D Cõu 7: Mt hc sinh dựng cõn v ng h m giõy o cng ca lũ xo Dựng cõn cõn vt nng lng m = 100g 2% Gn vt vo lũ xo v kớch thớch cho lc dao ng ri dựng ng h m giõy o thi gian ca mt dao ng cho kt qu T = 2s 1% B qua sai s ca Sai s tng i ca phộp o l: A 1% B 3% C 2% D 4% Hng dn gii: m 42 m k k T k m T Sai s tng i ca phộp o l: = +2 = 2% + 2.1% = 4% k m T T cụng thc T = Chn ỏp ỏn D Cõu 8: Trong bi thc hnh gia tc trng trng ca trỏi t ti phũng thớ nghim, mt hc sinh o c chiu di ca lc n l = (800 1) mm thỡ chu kỡ dao ng l T = (l,78 0,02) s Ly = 3,14 Gia tc trng trng ca Trỏi t ti phũng thớ nghim ú l A (9,75 0,21) m/s2 B (10,2 0,24) m/s2 C (9,96 0,21) m/s D (9,96 0,24) m/s2 Hng dn gii: 42l l g= T cụng thc T = g T 42l 4.3,14 2.0,8 Khi ú: g = = = 9,9579 = 9,96 m/s2 2 T 1,78 T 0,02 g l = +2 = + = 0,0237 = 0,024 800 l T 1,78 g g = 0,024 g = 0,024.9,96 = 0,239 = 0,24 m/s2 Do ú g = g g = ( 9,96 0,24) m/s2 Chn ỏp ỏn D Cõu 9: B trớ mt thớ nghim dựng lc n xỏc nh gia tc trng trng Cỏc s liu o c nh sau: Ln o Chiu di dõy treo (m) 1,2 Chu k dao ng (s) 2,19 Trang 600 Gia tc trng trng (m/s2) 9,8776 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch 0,9 1,90 9,8423 1,3 2,29 9,7866 Gia tc trng trng l A g = 9,86 m/s2 0,045 m/s2 B g = 9,79 m/s2 0,0576 m/s2 2 C g = 9,76 m/s 0,056 m/s D g = 9,84 m/s2 0,045 m/s2 Hng dn gii: T cụng thc T = Ln o Giỏ tr trung bỡnh 42l l g= g T Chiu di dõy treo (m) 1,2 0,9 1,3 Chu k dao ng (s) 2,19 1,90 2,29 Gia tc trng trng (m/s2) 9,8776 9,8423 9,7866 9,8355 9,84 Giỏ tr trung bỡnh g1 g2 g3 9,8776 9,8423 9,7866 = = 9,8355 9,84 m/s2 3 g gmin 9,8776 9,7866 Sai s: g = max = = 0,0455 m/s2 2 Do ú: g = g g = (9,84 0,0455) m/s2 g = Chn ỏp ỏn D Cõu 10: Mt hc sinh dựng cõn v ng h m giõy o cng ca lũ xo Dựng cõn cõn vt nng lng m = 100g 2% Gn vt vo lũ xo v kớch thớch cho lc dao ng ri dựng ng h m giõy o thi gian ca mt dao ng cho kt qu T = 2s 1% B qua sai s ca Sai s tng i ca phộp o l: A 4% B 3% C 2% D 1% Hng dn gii: Bi toỏn yờu cu o cng ca lũ xo bng cỏch dựng cõn o lng m v dựng ng h o chu k T nờn phộp o k l phộp o giỏn tip Sai s phộp o k ph thuc sai s phộp o trc tip lng m v chu k T Trang 601 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch m 2%.0,1 m 0,1 2% Theo bi ta cú sai s ca phộp o trc tip m v T l : T 1%.2 1% T Cụng thc tớnh sai s tng i ca phộp o ca mt tớch hay mt thng bng tng cỏc sai s ca cỏc i lng m k m T m k = 42 =2 + +2 T k m T k k m T õy b qua sai s ca nờn = +2 = 4% k m T T cụng thc T = Chn ỏp ỏn A Cõu 11: Mt hc sinh dựng cõn v ng h m giõy o cng ca lũ xo Dựng cõn cõn vt nng lng m = 100g 2% Gn vt vo lũ xo v kớch thớch cho lc dao ng ri dựng ng h m giõy o thi gian ca mt dao ng cho kt qu T = 2s 1% B qua sai s ca (coi nh bng 0) Sai s tng i ca phộp o l: A 1% B 3% C 2% D 4% Hng dn gii: Bi toỏn yờu cu o cng ca lũ xo bng cỏch dựng cõn o lng m v dựng ng h o chu k T nờn phộp o k l phộp o giỏn tip Sai s phộp o k ph thuc sai s phộp o trc tip lng m v chu k T Theo bi ta cú sai s ca phộp o trc tip m v T l m T = 2% v = 1% m T Ta thy: XY A X Y Z = + + Z A X Y Z B X Y Z XY B= =2 +3 +2 X Y Z B Z m k m T m k = 42 T cụng thc T = =2 + +2 T k m T k k m T õy b qua sai s ca nờn = +2 = 4% k m T A= Cõu 12: V tinh vin thụng a tnh Vinasat-1 ca Vit Nam nm trờn qu o a tnh (l qu o trũn phớa trờn xớch o Trỏi t (v 00)), cỏch b mt Trỏi t 35000 km v cú kinh 1320 Mt súng vụ tuyn phỏt t i truyn hỡnh H Ni ta (21001B, 105048) truyn lờn v tinh, ri tc thỡ truyn n i truyn hỡnh Ngh An ta (18039B, 1050 48) Cho bỏn kớnh Trỏi t l 6400 Trang 602 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch 8 10 m/s B qua cao ca anten phỏt v anten thu cỏc i truyn hỡnh so vi bỏn kớnh Trỏi t Thi gian t lỳc truyn súng n lỳc nhn súng l A 0,460 ms B 0,46 s C 0,269 ms D 0,269 s Hng dn gii: km v tc truyn súng trung bỡnh l 1320 105048 H O N D A V Gi A v D l giao ca ng xớch o v kinh tuyn qua kinh 105048 v 132 , H v N l v trớ ca H Ni v Ngh An, V l v trớ ca Vinasat-1 nm mt phng Xớch o v mt phng qua kinh tuyn 1320, AV nm mt phng xớch o nờn vuụng gúc vi mt phng qua kinh tuyn 105048 Do ú cỏc tam giỏc HAV v NAV l cỏc tam giỏc vuụng ti A HV NV Thi gian t lỳc truyn súng n lỳc nhn súng l : t v 8 vi v 10 m/s 10 km/s 3 Ta cú cung AD = 1320 105,80 = 26,20 Theo nh lớ hm s cos: AV2 = OA2 + OV2 2OAOVcos26,20 Vi OA = R = 6400km, OV = 6400 + 35000 = 41400km Suy AV = 35770 km Tng t: AH2 = 2R2 2R2cos21001 AH = 2333 km AN2 = 2R2 2R2cos18039 AN = 2074 km Mt khỏc: HV = AV2 AH2 = 35846 km NV = AV NA = 35830 km HV NV 35846 35061 Suy ra: t = 26,87.10-2s = 0,269s v 2 10 Chn ỏp ỏn D Cõu 13: Trong bi toỏn thc hnh ca chng trỡnh võt lý 12, bng cỏch s dng lc n o gia tc ri t l g g g (g l sai s tuyt i phộp o) Bng cỏch o giỏn tip thỡ xỏc nh c chu k v chiu di ca lc n l Trang 603 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch T = 1,7951 0,0001 (s) ; l = 0,8000 0,0002 (m) Gia tc ri t cú giỏ tr l: A.9,7911 0,0003 m/s2 C 9,801 0,0023 m/s2 B.9,801 0,0003 m/s D 9,7911 0,0004 m/s2 Hng dn gii: Ta cú biu thc chu k ca lc n l : T 2l Ta cú giỏ tri trung bỡnh l g T l 2l g g T (*) 9, 7911m/s l ln 42 ln l ln T T2 g l T Ly vi phõn v: g l T Ly ln hai v ln g ln Ly giỏ tr tuyt i l giỏ tr dng ca tng thnh phn: g l T g l T Ta cú giỏ tr trung bỡnh l g = 0,0003057 (cụng thc sai s bi cỏc phộp tớnh sai s - vt lý 10) Do ú g g g = 9,7911 0,0003 m/s2 Chn ỏp ỏn A Cõu 14: o tc truyn súng v trờn mt s dõy n hi AB, ngi ta ni u A vo mt ngun dao ng cú tn s f = 100 (Hz) 0,02% u B c gn c nh Ngi ta o khong cỏch gia hai im trờn dõy gn nht khụng dao ng vi kt qu d = 0,02 (m) 0,82% Tc truyn súng trờn si dõy AB l A v = (m/s) 0,84% B v = (m/s) 0,016% C v = (m/s) 0,84% D v = (m/s) 0,016% Hng dn gii: A E B Phng truyn súng H F D C I J G 2d Vn tc truyn súng trờn dõy n hi: v f Khong cỏch gia nỳt liờn tip l d Trang 604 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch f 100 (Hz) 0, 02% d 0,02 (m) 0,82% 0,04 (m) 0,82% Vi: Vn tc trung bỡnh: v .f 0,04.100 4m/s Sai s tng i: v f f 0,82 0,02 0,84% v f Tc truyn súng trờn si dõy AB: v v m/s 0,84% Chn ỏp ỏn D Cõu 15: Mt hc sinh lm thớ nghim o bc súng ca ngun sỏng bng thớ nghim khe Y-õng Khong cỏch hai khe sỏng l 1,00 0,05 (mm) Khong cỏch t mt phng cha hai khe n mn o c l 2000 1,54 (mm); khong cỏch 10 võn sỏng liờn tip o c l 10,80 0,14 (mm) Kt qu bc súng bng A 0,600m 0,038m B 0,540m 0,034m C 0,540m 0,038m D 0,600m 0,034m Hng dn gii: T cụng thc tớnh khong võn: i D a D a 1,00 0,05 (mm) Vi: D 2000 1,54 (mm) 0,14 9i 10,80 0,14 (mm) i 1,20 (mm) a.i 103.1, 2.103 Bc súng trung bỡnh: 0,6.106 m 0,6m 2000.103 D 0,14 a i D 0,05 1,54 Sai s tng i: 0,063733 a i D 1,00 1, 200 Sai s tuyt i: 0,038m Bc súng o c: 0,600 0,038 m Chn ỏp ỏn A Cõu 16: Mt hc sinh lm thớ nghim o bc súng ỏnh sỏng bng thớ nghim giao thoa qua khe Y-õng Kt qu o c ghi vo bng s liu sau: Ln o Khong cỏch hai khe a=0,15 0,01mm D(m) L(mm) (Khong cỏch võn Trang 605 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch Trung bỡnh sỏng liờn tip) 9,12 9,21 9,20 9,01 9,07 0,40 0,43 0,42 0,41 0,43 B qua sai s dng c Kt qu o bc súng ca hc sinh ú l: A 0,68 0,05 àm B 0,65 0,06 àm C 0,68 0,06 àm D 0,65 0,05 àm Hng dn gii: aL L = (i = ) D 5D a D L a D i = + + = + + a D a D L i p dng cụng thc: = Ln o Trung bỡnh Khong cỏch hai khe a = 0,15 0,01mm D L i D L i (m) (mm) (m) (m) (m) (mm) (mm) (mm) 0,40 0,018 9,12 0,002 1,824 0,004 0,684 0,43 0,012 9,21 0,088 1,842 0,0176 0,643 0,42 9,20 0,078 1,84 0,0156 0,657 0,41 0,008 9,01 0,112 1,802 0,0244 0,659 0,43 0,012 9,07 0,052 1,814 0,0104 0,633 0,418 0,010 9,122 0,0664 1,8244 0,0144 0,6546 0,064 Dn = Dtb Dn a D L a D i 0,01 0,01 0,0144 = + + = + + = + + = 0,0984 a D a D L i 0,15 0,418 1,8244 Suy ra: = = 0,0984.0,6546 = 0,0644 Vy: = 0,65 0,06 (m) Chn ỏp ỏn B Cõu 17: Mt hc sinh tin hnh thớ nghim o bc súng ỏnh sỏng bng phng phỏp giao thoa khe Y-õng Hc sinh ú o c khong cỏch hai khe a = 1,20 Trang 606 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch 0,03 (mm); khong cỏch t hai khe n mn D = 1,60 0,05 (m) v rng ca 10 khong võn l L = 8,00 0,16 (mm) Sai s tng i ca phộp o l A 1,60% B 7,63% C 0,96% D 5,83% Hng dn gii: T cụng thc: = a + D + i D L Vỡ i = v ú i = 10 0,03 0,05 Vy = + + 1,2 1,6 = a D i a D L + + = + + a D a D i L L i L = 10 i L 0,16 = 0,7625 = 7,63 % = Chn ỏp ỏn B Cõu 18 (THPT Chuyờn SP H Ni ln 2016): Mt hc sinh thc hin phộp o khong võn thớ nghim giao thoa I õng Hc sinh ú o c khong cỏch gia hai khe a = 1,2 0,03 mm; khong cỏch gia khe n mn D = 1,6 0,05 m Bc súng dựng thớ nghim l = 0,68 0,007 m Sai s tng i ca phộp o l A 1,17% B 6,65% C 1,28% D 4,59% Hng dn gii: D i a Ta cú: ln i ln ln D ln a i D a 0,007 0,05 0,03 6,65% D a 0,68 1,6 1, i Chn ỏp ỏn B Cõu 19: Mt ngi dựng b sc in USB Power Adapter A1385 ly in t mng in sinh hot sc in cho Smartphone Iphone Plus Thụng s k thut ca A1385 v pin ca Iphone Plus c mụ t bng bng sau: USB Power Adapter A1385 Pin ca Smartphone Iphone Plus Input: 100 V 240 V; ~50/60 Hz; Dung lng Pin: 2915 mAh 0,15 A Loi Pin: Pin chun Li-Ion Ouput: V; A Khi sc pin cho Iphone t 0% n 100% thỡ tng dung lng hao phớ v dung lng mt mỏt mỏy ang chy cỏc chng trỡnh l 25% Xem dung lng c np u v b qua thi gian nhi pin Thi gian sc pin t 0% n 100% khong A gi 55 phỳt B gi 26 phỳt C gi 53 phỳt D gi 11 phỳt Hng dn gii: Trang 607 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch Dung lng pin cn cung cp pin y: P1 = 2,915 = 3,887Ah 0,75 Dung lng m xc cn cung cp: P2 = It = 1.t Ta cú: P1 = P2 t = 3,887h = gi 53 phỳt Chn ỏp ỏn D Cõu 20: Trong gi thc hnh mt hc sinh dựng vụn k lớ tng o in ỏp u R v t C ca mt on mch R, C ni tip Kt qu o c l : UR = 14 1,0 (V); UC = 48 1,0 (V) in ỏp hai u on mch l A U = 50 2,0 (V) B U = 50 1,0 (V) C U = 50 1,2 (V) D U = 50 1,4 (V) Hng dn gii: Ta cú: U2 = UR2 + UC2 U = U2R U2C = 50 (V) v 2UU = 2URUR + 2UCUC Vỡ (U + U)2 = (UR + UR)2 + (UC + UC)2 U2 + 2UU + (U)2 = UR2 + 2UR UR + (UR)2 + UC + 2UCUC + (UC)2 U2 = UR2 + UC2 v (U)2 = (U R)2 + (UC) nờn 2UU = 2URUR + 2UCUC Suy ra: U = UR U 14 48 UR + C UC = 1,0 + 1,0 = 1,24 = 1,2 50 50 U U Do ú U = 50 1,2 (V) Chn ỏp ỏn C Cõu 21: xỏc nh v trớ ch b chp ca mt dõy ụi in thoi di 4km, ngi ta ni phớa u dõy vi ngun in cú hiu in th 15V; mt ampe k cú in tr khụng ỏng k mc mch phớa ngun in thỡ thy u dõy b tỏch thỡ ampe k ch 1A, nu u dõy b ni tt thỡ ampe k ch 1,8A Cho bit in tr ca mt n v di ca dõy l 1,25/Km V trớ ch b hng n ngun v in tr ca phn dõy b chp ln lt l: A km; 10 B km; C 2,5 km; 10 D 2,5 km; Hng dn gii: Mụ t mch tng ng x Gi L l chiu di ca dõy in thoi, x l khong cỏch t ch hng n ngun, k R l in tr ca phn cỏch in ti ch + b hng Khi u dõy b tỏch (trong mch in tng ng vi khúa k m) L U 2x R I1 2,5x R 15 (1) Khi u dõy b ni tt (trong mch in tng ng vi khúa k úng) R.2 L x U 2x I2 3,75x 2,75x R 50 (2) R 2L x Trang 608 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch T (1) v (2) ta c: 3,75x 25x 35 x 2km T (1) v (3) ta c: R 10 (3) Chn ỏp ỏn A Cõu 22 (H - 2011): in nng t mt trm phỏt in c a n mt khu tỏi nh c bng ng dõy truyn ti mt pha Cho bit, nu in ỏp ti u truyn i tng t U lờn 2U thỡ s h dõn c trm cung cp in nng tng t 120 lờn 144 Cho rng chi tớnh n hao phớ trờn ng dõy, cụng sut tiờu th in ca cỏc h dõn u nh nhau, cụng sut ca trm phỏt khụng i v h s cụng sut cỏc trng hp u bng Nu in ỏp truyn i l 4U thỡ trm phỏt huy ny cung cp in nng cho: A 168 h dõn B 150 h dõn C 504 h dõn D 192 h dõn Hng dn gii: P P 120P1 (1) P Ta cú: P 144P1 (2) P (3) P 16 nP1 P 152P1 T (1) v (2) suy ra: , thay vo (3) suy ra: n = 150 P 32P1 Chn ỏp ỏn B Cõu 23 (H - 2011): Mt hc sinh qun mt mỏy bin ỏp vi d nh s vũng dõy ca cun s cp gp hai ln s vũng dõy ca cun th cp Do s sut nờn cun th cp b thiu mt s vũng dõy Mun xỏc nh s vũng dõy thiu qun tip thờm vo cun th cp cho , hc sinh ny t vo hai u cun s cp mt in ỏp xoay chiu cú giỏ tr hiu dng khụng i, ri dựng vụn kt xỏc nh t s in ỏp cun th cp h v cun s cp Lỳc u t s in ỏp bng 0,43 Sau qun thờm vo cun th cp 24 vũng dõy thỡ t s in ỏp bng 0,45 B qua mi hao phớ mỏy bin ỏp c mỏy bin ỏp ỳng nh d nh, hc sinh ny phi tip tc qun thờm vo cun th cp A 40 vũng dõy B 84 vũng dõy C 100 vũng dõy D 60 vũng dõy Hng dn gii: N 0, 43N1 N1 1200 N1 U2 N2 24 0, 45N1 N 516 Ta cú: N U1 N 24 n 0,5N n 60 voứng Chn ỏp ỏn D Cõu 24 (H 2014): Mt hc sinh lm thc hnh xỏc nh s vũng dõy ca hai mỏy bin ỏp lớ tng A v B cú cỏc cun dõy vi s vũng dõy (l s nguyờn) ln lt l N1A, N2A, N1B, N2B Bit N2A = kN1A; N2B = 2kN1B; k > 1; Trang 609 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch N1A N2A N1B N2B 3100 vũng v bn cun dõy cú hai cun cú s vũng dõy u bng N Dựng kt hp hai mỏy bin ỏp ny thỡ cú th tng in ỏp hiu dng U thnh 18U hoc 2U S vũng dõy N l A 750 hoc 600 B 600 hoc 372 C 900 hoc 750 D 900 hoc 372 Hng dn gii: N2A N k ; 2B 2k Cú kh nng xy N1A N1B N + Trng hp 1: N1A = N2B = N N1B v N2A = kN 2k N kN 3100 N1A N 2A N1B N 2B 2N 2k (2k2 4k 1)N 3100.2k U2B = 2kU1B = 2k2U = 18U k = N = 600 vũng N + Trng hp 2: N2A = N1B = N N1A v N2B 2kN k N N1A N2A N1B N2B 2N 2kN 3100 k (2k 2k 1)N 3100k Khi U1A = U U2A = kU; U1B = U2A = kU U2B = 2kU1B = 2k2U = 18U k = N = 372 vũng Nu U2B = 2U k = Ta cú: Chn ỏp ỏn B Trang 610 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch Trang 611 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch Trang 612 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch Trang 613 Tham gia nhúm Facebook: HC VT Lí VI THY NGUYN XUN TR nhn c nhng ti liu b ớch Trang 614 ... phộp o Trong ú, cũn cú th mc phi sai sút Do li sai sút, kt qu o nhn c cú th khỏc xa vi giỏ tr thc Trong trng hp nghi ng cú sai sút, chỳng ta cn phi tin hnh o li v loi b giỏ tr sai sút Sai s ca... T3 T 0,05 T Chỳng ta ly sai s lm trũn n 1% Vỡ sai s cú úng gúp ca sai s ngu nhiờn l T cng vi sai s h thng (chớnh l sai s ca T = (2,04 0,06)s dng c = 0,01) ú sai s gp phi l: T T + T ' lỳc... chớnh xỏc ca cỏc cụng thc vt lý III Cỏc loi sai s Sai s h thng Sai s h thng l sai s cú tớnh quy lut, n nh Nguyờn nhõn + Do c im cu to ca dng c cũn gi l sai s dng c Vớ d Vt cú chiu di thc l 10,7