skkn PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP TNKQ CHƯƠNG VII VẬT LÝ 11 CƠ BẢN GIÚP HỌC SINH ÔN THI THPT QUỐC GIA

Với mục đích chính là giúp các em tự học dưới sự tổ chức và hướng dẫnđúng mức của giáo viên được trình bày theo các bước lôgic như trong đề tàichắc chắn sẽ phát triển được tư duy độc lập

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA

TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

“PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP TNKQ CHƯƠNG VII VẬT LÝ 11 CƠ BẢN GIÚP HỌC SINH

ÔN THI THPT QUỐC GIA”

Người thực hiện: Nguyễn Thị Kiều Oanh

Chức vụ: Giáo viên

SKKN môn: Vật lý

THANH HÓA NĂM 2018

PHẦN I: MỞ ĐẦU

I Lý do chọn đề tài:

Từ năm 2018, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã đưa kiến thức Vật Lý ở chươngtrình 11 vào trong nội dung thi THPT Quốc Gia cho học sinh với hình thức thitrắc nghiệm thay vì chỉ thi kiến thức lớp 12 như những năm học trước đây

Trong quá trình thực hiện giảng dạy cho đối tượng học sinh là các em khithi THPT Quốc Gia sẽ thi cả chương trình Vật Lý 11 với hình thức đề thi trắcnghiệm khách quan được áp dụng như hiện nay Tôi thấy bản thân và không ítgiáo viên, học sinh đang gặp nhiều lúng túng, khó khăn trong quá trình giảngdạy cũng như chọn lựa tài liệu tham khảo trong hầu hết các phần của chươngtrình Vật Lý 11

Ngoài những khó khăn chung như trên thì phần kiến thức và bài tập vềmắt và các dụng cụ quang học luôn là một phần khó đối với học sinh trongchương trình Vật lý THPT Nên nếu giáo viên với lòng nhiệt huyết, với kiếnthức và vốn kinh nghiệm của bản thân mà tự soạn ra được bộ tài liệu phục vụriêng cho đối tượng học sinh của mình thì tin chắc rằng chất lượng giảng dạy sẽchuyển biến tích cực Với suy nghĩ như vậy tôi đã mạnh dạn tự viết các tài liệuphục vụ cho công tác chuyên môn và lần này tôi đã lựa chọn đề tài: “ PHƯƠNGPHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP TNKQ CHƯƠNG VII VẬT LÝ 11 CƠ BẢNGIÚP HỌC SINH ÔN THI THPT QUỐC GIA” cho SKKN của mình

Với mục đích chính là giúp các em tự học dưới sự tổ chức và hướng dẫnđúng mức của giáo viên được trình bày theo các bước lôgic như trong đề tàichắc chắn sẽ phát triển được tư duy độc lập, sáng tạo, góp phần hình thànhphương pháp và nhu cầu tự học, bồi dưỡng hứng thú học tập, tạo niềm tin vàniềm vui trong học tập cho học sinh tiếp tục tận dụng các ưu điểm của phươngpháp làm bài tự luận truyền thống dần làm quen và rèn luyện kĩ năng làm thitrắc nghiệm

Hệ thống bài tập được phân dạng đầy đủ, lôgic, xúc tích, và ý nghĩa vật lýcủa mỗi bài cũng được nhấn mạnh đồng thời cũng đảm bảo được tính thực tiễn

và tính cập nhật theo đề thi mới của bộ GD-ĐT Nên tin chắc rằng sau khi giáoviên hướng dẫn học sinh tự học như tiến trình trong đề tài của tôi thì hiệu quảhọc tập sẽ được nâng lên rõ rệt và bài tập phần mắt và các dụng cụ quang họckhông còn là một phần khó của học sinh vì tất cả bài đều đã được phân loạithành dạng có phương pháp giải cụ thể, dễ hiểu gắn gọn ví dụ minh hoạ rõ ràng

II Mục đích nghiên cứu.

* Đối với giáo viên: Dùng các kiến thức này để làm phong phú và hấp dẫnhơn các bài giảng liên quan

* Đối với học sinh: Giúp các em hiểu sâu thêm những kiến thức đã đượchọc trên lớp, biết thêm nhiều kiến thức mới có liên quan, đồng thời phần nào cóthể cảm nhận được vẻ đẹp của môn vật lí mà các em yêu thích

III Đối tượng nghiên cứu.

- Học sinh lớp 11, đội tuyển học sinh giỏi 11: Trong năm học 2018

2017 Các bài dạy trong chương VII

IV Phương pháp nghiên cứu.

Để hoàn thành đề tài này tôi chọn phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Đọc các sách giáo khoa phổ thông, cácsách đại học, sách tham khảo phần Mắt và các dụng cụ quang học

- Phương pháp thống kê: Chọn các bài toán có trong chương trình phổthông và gần gũi với đời sống hằng ngày

- Phương pháp phân tích và tổng hợp kinh nghiệm trong quá trình giảngdạy và thực tế đời sống

PHẦN II: NỘI DUNG

I Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm:

KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ MẮT VÀ CÁC DỤNG CỤ QUANG HỌC.

1.1 MÁY ẢNH

cần chụp trên một phim ảnh

b) Cấu tạo: Bộ phận chính của máy ảnh là một TKHT (hay một hệ thấu kính có

độ tụ dương) gọi là vật kính và phim được lắp bên trong buồng tối đẻ thu ảnh

của vật

Khoảng cách vật kính- phim có thể thay đổi được

Ở sát vật kính có một màn chắn, ở giữa có một lỗ

tròn nhỏ mà đường kính có thể thay đổi được

Màn này dùng để điều chỉnh chùm ánh sáng chiếu

vào phim Ngoài ra còn một cửa sập M chắn trước

phim, cửa này chỉ mở khi ta bấm máy để chụp ảnh

c) Cách điều chỉnh máy: Để cho ảnh của vật cần chụp hiện rõ nét trên phim

người ta thay đổi khoảng cách d’ từ vật kính đến phim

1.2 m¾t

a, Cấu tạo của mắt.

- Về phương diện quang hình học mắt giống như một máy ảnh

+) Các bộ phận cho ánh sáng truyền qua của mắt tương đương với 1 thấu kính

hội tụ gọi là thể thủy tinh Tiêu cự của TTT

có thể thay đổi khi độ cong các mặt thể

thuỷ tinh thay đổi (nhờ sự co dãn của cơ

vòng)

+) Võng mạc có vai trò như phim ảnh

+) Vùng nằm gần giao điểm V giữa trục

của mắt với Võng mạc gọi là điểm vàng,

dưới điểm vàng là điểm mù M

+) Khoảng cách từ quang tâm của thủy

tinh thể đến màng lưới coi như không đổi

b) Sự điều tiết, điểm cực cận, cực viễn.

Con ngươi

Võng mạc

Giác mạc

+) Sự điều tiết là sự thay đổi độ cong của TTT ( dẫn đến sự thay đổi tiêu cự của

thủy tinh thể) giữ cho ảnh của vật cần quan sát luôn hiện rõ trên võng mạc Mắt

không điều tiết là lúc TTT dẹt nhất (f max) còn mắt điều tiết cực đại là lúc TTT

phồng to nhất (f min)

+) Điểm cực viễn(CV): Là điểm xa nhất trên trục chính của mắt mà khi vật đặt ở

đó thì ảnh của nó hiện rõ trên Võng mạc khi mắt không điều tiết

+) Điểm cực cận (CC): Là điểm gần nhất trên trục chính của mắt mà khi vật đặt ở

đó thì ảnh của nó hiện lên Võng mạc khi mắt điều tiết cực đại

Mắt không có tật là mắt khi không điều tiết, tiêu điểm của TTT nằm trên võng mạc

+) Khoảng từ điểm CC đến điểm CV gọi là khoảng nhìn rõ của mắt

- Góc trông vật AB có dạng một đoạn thẳng đặt vuông góc với trục chính của mắt là

góc tạo bởi hai tia sáng đi từ hai đầu A và B của vật qua quang tâm O của mắt

- Năng suất phân li của mắt là góc trông nhỏ nhất

min

 giữa hai điểm A và B mà mắt còn có thể phân

biệt được hai điểm đó Đối với mắt bình thường cỡ

rad

4 min 1 ' 3 10 





d, Mắt cận thị.

+ Mắt cận thị là mắt, khi không điều tiết,

có tiêu điểm nằm trước võng mạc fmax < OV

+ Điểm cực viễn CV của mắt nằm cách mặt một

khoảng không lớn Mắt cận thị không nhìn rõ được

các vật ở xa

+ Sửa tật cận thị là làm cho mắt cận có thể nhìn rõ được những vật ở xa Muốn

vậy, mắt cận thị phải đeo một thấu kính phân kì sao cho ảnh của các vật ở vô

cực qua kính hiện lên ở điểm cực viễn của mắt f k  OC V

e, Mắt viễn thị

+ Mắt viễn thị là mắt, khi không điều tiết, có

tiêu điểm nằm sau võng mạc fmax > OV

+ Mắt viễn thị nhìn vật ở vô cực đã phải điều tiết Còn khi mắt điều tiết cực đại

thì cũng chỉ có khả năng nhìn rõ những vật tương đối xa mắt

+ Sửa tật viễn thị là làm cho người viễn thị có thể nhìn rõ vật ở vô cực mà không phải

điều tiết Muốn vậy người viễn thị phải đeo thấu kính hội tụ có độ tụ thích hợp

1.3 KÍNH LÚP.

- Kính lúp là một thấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn Nó có tác dụng làm tăng góc

trông ảnh bằng cách tạo ra một ảnh ảo lớn hơn vật và nằm trong giới hạn nhìn rõ

của mắt

Cách ngắm chừng : Vật nằm trong khoảng tiêu cự của kính lúp để có ảnh ảo A'B' lớn

V O

O l

A

V

hơn vật và nằm trong khoảng nhìn rõ của mắt

* Khi ngắm chừng ở vô cực thì độ bội giác G∞ = Đ/f không phụ thuộc vào vị trí của mắt thường được ghi trên vành kính X G

* Khi mắt đặt tại tiêu điểm ảnh F' của kính lúp ( l = f) thì bội giác G không phụ thuộc vào vị trí ngắm chừng

1.4 KÍNH HIỂN VI

- Là một dụng cụ quang học bổ trợ cho mắt , làm tăng góc trông ảnh của những vật rất nhỏ, với độ bội giác lớn hơn rất nhiều so với độ bội giác của kính lúp Cấu tạo: Gồm hai bộ phận chính là vật kính và thị kính

- Vật kính: Là một thấu kính hội tụ có tiêu cự rất ngắn dùng để tạo ra ảnh thật

A1B1 lớn hơn vật cần quan sát

- Thị kính: Đóng vai trò là một kính lúp có tiêu cự ngắn

- Hai kính đặt đồng trục và khoảng cách giữa chúng không đổi

- §é béi gi¸c khi ng¾m chõng ë v« cùc:

2

1 f f

II Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm:

Do thay đổi mới của Bộ GD và ĐT là đưa thêm chương trình Vật Lý

11 với hình thức thi TNKQ vào đề thi THPT Quốc Gia mà trước đây là chỉ tậptrung nội dung kiến thức ở lớp 12 hoặc nếu có thì những năm trước nữa lại thivới hình thức tự luận Chính vì vậy nên cả giáo viên và học sinh gặp nhiều lúngtúng, khó khăn trong quá trình giảng dạy cũng như chọn lựa tài liệu tham khảotrong hầu hết các phần của chương trình Vật Lý 11

Ngoài những khó khăn chung như trên thì phần kiến thức và bài tập vềmắt và các dụng cụ quang học luôn là một phần khó đối với học sinh trongchương trình Vật lý THPT, khi đọc đề học sinh thường không định hướng đượccách giải chứ chưa nói đến giải nhanh, chính xác để phù hợp với một đề thiTNKQ như hiện nay

Trong mục 1.3; 1.4 và 1.5 tác giả tham khảo tài liệu tham khảo 1 và 5

III Giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề

Trong đề tài này, tôi xin giới thiệu một số bài tập định tính ở 5 nội dung cơ bản:

' ' 



Ví dụ 1: Dựng một máy ảnh tiêu cự của vật kính là 10cm và khoảng cách từ

phim đến vật kính có thể thay đổi trong khoảng từ 10cm đến 12cm thì có thểchụp ảnh được vật nằm trong khoảng nào trước máy?

Hướng dẫn.

Khi ảnh ở trên phim cách vật kính d’ = f = 10cm thì d = 

Khi ảnh ở trên phim cách vật kính d’ = 12cm thì d d d f f



 '

'.

10 12

10 12



Vậy máy có thể chụp được các vật nằm cách máy từ 60cm đến vô cực

Ví dụ 2: Dùng một máy ảnh tiêu cự của vật kính là 10cm

để chụp ảnh của một con cá đang ở cách mắt nước 40cm,

vật kính đặt cách mặt nước 30cm trên cùng phương thẳng

đứng phim phải đặt cách vật kính bao nhiêu? Biết chiết

suất của nước là 4/3

f d

10 60

10 60

DẠNG 2: BÀI TẬP VỀ MẮT CÁC TẬT CỦA MẮT VÀ CÁCH SỬA

Lọai 1: Bài tập về cấu tạo mắt.

Phương pháp:

Lúc này coi mắt là TKHT và để mắt nhìn rõ vật thì ảnh của vật qua TTT phảiluôn rơi trên võng mạc: d’ = OV(V- điểm vàng) 1f = d1+ d1'

S.S’.

O H

AB Vật kính A’B’

Vì d’ = OV = hằng số nên khi d thay đổi thì tiêu cự của TTT thay đổi.

Độ biến thiên độ tụ của mắt

V

C OC OC

f f D D

max min

min max     





Thí dụ: Ví dụ 1: Một mắt có võng mạc cách thủy tinh thể 15mm Tìm tiêu cự và độ tụ

của TTT khi nhìn vật AB cách mắt 4m Tìm độ cao tối thiểu của vật AB để mắt còn phân biệt được A và B Biết năng suất phân li của mắt là 3.10-4rad

Hướng dẫn.

AB cách TTT: d = 4000mmCho ảnh trên võng mạc cách TTT: d’ = 15mm

015,0

14

1'

111

Để còn phân biệt được vật AB thì góc trông

mm m

AO AB

- Đặc điểm cấu tạo: fmax<OV nên OCV hữu hạn

- Cách sửa: mang thấu kính phân kì sao cho ảnh của vật ở vô cực cho ở CV

f k  (OC V  l) O K C V (1)

- Điểm gần nhất mà mắt đeo kính còn nhìn thấy được cho ảnh ở CC

d’ = OKCC (OKCC = OCC - OOK)

c K

K O C f

d

11

K O C f

d

11

1





- Giới hạn nhìn rõ khi đeo kính:Vật nằm trong khoảng CC và CV mới của mắt

Trong trang này, Ví dụ 1 tác giả tham khảo tài liệu tham khảo 4

Ví dụ 1: Mắt cận thị có thể nhìn rõ các vật cách mắt từ 12,5cm tới 50cm Nếuđeo kính chữa tật này thì có thể thấy rõ các vật gần nhất cách mắt bao nhiêunêú:

a) Kính đeo sát mắt b) Kính cách mắt 1 cm

f d

50 5 , 12

) 50 (

5 , 12

Điểm gần nhất mà mắt đeo kính còn nhìn thấy được cho ảnh ở CC

f d

f d

49 5 , 11

) 49 (

5 , 11 '

Hướng dẫn.

Muốn vậy thì vật cách mắt d = 25cm phải cho ảnh ở CC d’ = -15cm từ đó tính

d d f

25 , 0

1 15 , 0

1 '

1 1 1

b) Tính độ tụ của kính cần đeo để có thể nhìn vật gần nhất cách mắt 25cm Khi

đó nếu không điều tiết thì thấy rõ vật ở đâu? Biết kính đeo sát mắt

- Đặc điểm cấu tạo: fmax > OV nên CV là điểm ảo.

- Cách sửa: mang thấu kính hội tụ f k (OC V  l) O K C V

- Điểm gần nhất mà mắt đeo kính còn nhìn thấy được cho ảnh ở CC

d’ = OKCC (OKCC = OCC - OOK)

c K

K O C f

d

11

1





-Nếu kính đeo có độ tụ khác (1) thì điểm xa nhất mà mắt đeo kính còn nhìn thấy được cho

ảnh ở CV d’ = OKCV (OKCV = OCV - OOK)

V K

K O C f

d

1 1

c) Nếu muốn thấy rõ vật ở vô cực mà không phải điều tiết thì phải dùng kính có

độ tụ bao nhiêu? Kính đeo sát mắt

f d

10 21

10 21

10 8

f d d

vậy điểm CC trước kính lúp 40cm nên cách mắt 40+10 = 50cm Người này bị tật viễn thị vì có CV ảo ở sau mắt

b) Điểm gần nhất mà mắt đeo kính còn nhìn thấy được cho ảnh ở CC

dd

d d

25 , 0 5 , 0

25 , 0 5 , 0 '

50 9 '

f d d

- Mắt lão thị có điểm cực viễn vẫn ở vô cùng như hồi trẻ

Ví dụ 1: Một người khi về già có điểm CC cách mắt 40cm để có thể đọc sáchcách mắt 20cm khi điều tiết tối đa thì người ấy đeo kính sát mắt kính có độ tụbao nhiêu?

ư ớng dẫn

Khi điều tiết tối đa để có thể đọc sách cách mắt d = 20cm

Thì ảnh của nó phải cho ở CC d’ = -40cm Vậy độ tụ của kính cần đeo là:

dp dd

d

d

) 25 , 0 ( 2 , 0

4 , 0 2 , 0 '

Trong mục các loại bài tập về mắt tác giả tham khảo tài liệu tham khảo 2 và 5

Ví dụ 2 : Một mắt thường về già khi điều tiết thì độ tụ của TTT biến thiên một

lượng 3 dp Hỏi khi người này đeo kính sát mắt số 1 thì nhìn rõ vật cách mắt baonhiêu?

H

ư ớng dẫn

Vi mắt bình thường nên CV ở vô cực Độ biến thiên độ tụ của mắt là:

cm m

D

OC OC

OC OC

C V

C

3 , 33 33 , 0 1 1

1 1

100 3 , 33 '

- Điểm gần nhất mà mắt đeo kính còn nhìn thấy được cho ảnh ở CC

- Điểm xa nhất mà mắt đeo kính còn nhìn thấy được cho ảnh ở CV

- Phạm vi ngắm chừng nằm trong khoảng từ CC đến CV mới

Ví dụ 1: Một mắt bình thường có điểm cực cận cách mắt Đ = 25cm, quan sát

vật nhỏ bằng kính lúp có tiêu cự f = 5cm Tính phạm vi ngắm chừng của kínhlúp trong các trường hợp

1) Mắt đặt tại quang tâm 01 của kính

AB d d’ A’B’

Kính lúp

2) Mắt đặt tại tiêu điểm ảnh F'.

3) Mắt đặt sau kính lúp 4 cm

Hướng dẫn

- Sơ đồ tạo ảnh:

1) Mắt đặt tại quang tâm 01 của kính

- Điểm gần nhất mà mắt đeo kính còn nhìn thấy được cho ảnh ở CC => d’ =-25cm

f d

f

d

525

5.25'

5 ) 20

f d c

c. 4 , 04 '

fd

' v 1

' v

k tg

- Trường hợp ngắm chừng ở điểm CC: GC =

f

d f

1) Tính độ bội giác của kính khi ngắm chừng ở vô cực

2) Tính độ bội giác của kính và độ phóng đại của ảnh khi người quan sát ngắmchừng ở điểm Cc Biết OCc = 25cm mắt đặt sát kính

2) Ngắm chừng ở điểm Cc:  d’

c = -Đ = - 25cm = > dc = cm

f d

f d

c

C. 7 , 14 '

25 1

Loại 1: Xác định phạm vi ngắm chừng của kính hiển vi

toán về hệ quang học

-Sơ đồ tạo ảnh:

- Sử dụng bài toán xác định ảnh tạo bởihệ TK để xác định ảnh tạo bởi quang cụ

- Cách ngắm chừng: thay đổi d1 sao cho ảnh A2B2 nằm trong khoảng CC đến CV

- Phạm vi ngắm chừng:Xác định các điểm cho ảnh ở CC và CV của mắt

- Độ dài quang học của kính:  O1O2  (f1  f2)

AB AVật kính 1B1 AThị kính 2B2

d1 d’1 d

2 d’2

Ví dụ 1: Một kính hiển vi có f1 = 10cm, f2 = 4cm, l = 0102 = 17cm, OCc =15cm, OCv = 50 cm Mắt người đặt sát kính Xác định phạm vi dịch chuyển vậttrước vật kính?

f d

19

60

, 1 244

263

f d

27

100

2

' 2 2

, 1 332

359

* Vậy phạm vi dịch chuyển trước vật kính là: d = 108-107 = 1mm(rất nhỏ)

Ví dụ 2: Kính hiển vi có f1 và f2 = 2cm, l = 0102 = 18cm Mắt không tật đặt tạitiêu điểm ảnh của thị kính để quan sát ảnh ảo A2B2 của vật AB rất nhỏ

1) Tính f1 và 0Cc để mắt có thể nhìn rõ ảnh thì vật dịch chuyển từ

cm1515

Theo đầu bài: phạm vi dịch chuyển của vật là

15

16d

f d

2 2 2

' 2 2

'

1 l d f

d

f d

218(

f

15

16

1 1

f d

16 , 16 1

' 1 1

 = A20B2 là góc rất nhỏ   tg =

§

ABKA

0

ABK

2

 K1 =

5 , 189

G  1 2 §

- Ngắm chừng ở vô cực:

2

1ff