Phương pháp giải bài tập trắc nghiệm Vật lí 1 lớp 12

PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM 
Bài toán thí nghiệm chia thành 3 dạng cơ bản:
1. Chọn dụng cụ hoặc bộ dụng cụ đo một đại lượng
2. Sắp xếp trình tự tiến hành thí nghiệm đo một đại lượng
3. Xử lý sai số
DỤNG CỤ ĐO
Ví dụ: Để đo chu kỳ dao động của một con lắc lò xo ta chỉ cần dùng dụng cụ
A. Thước	B. Đồng hồ bấm giây	C. Lực kế	D. Cân
Ví dụ: Độ cứng là đại lượng đặc trưng cho mức độ đàn hồi của lò xo. Độ cứng phụ thuộc bản chất vật liệu lò xo và tỉ lệ nghịch với chiều dài của lò xo. Nói chung, lò xo “càng ngắn càng cứng” J. Bố trí con lắc lò xo tại nơi có đã biết gia tốc trọng trường g. Để đo độ cứng của lò xo thì không sử dụng bộ dụng cụ nào? 
Chọn đáp án bạn “thích” nhất???
A. Thước và Đồng hồ	B. Đồng hồ và cân	C. Lực kế và thước	D. Mỹ nhân kế
Phân tích:
 => Đáp án B
 => Đáp án A
 => Đáp án C
Mỹ nhân kế: là loại dụng cụ đa năng, khó sử dụng, khó bảo quản nhưng lại có thể đo được nhiều thông số. Ví dụ đo độ “cứng” của “thanh niên cứng” J :D . Tuyệt nhiên loại dụng cụ này không đo được độ cứng của lò xo. 
 TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
B1: Bố trí thí nghiệm
B2: Đo các đại lượng trực tiếp (Thường tiến hành tối thiểu 5 lần đo cho một đại lượng)
B3: Tính giá trị trung bình và sai số
B4: Biểu diễn kết quả.
Để làm dạng bài tập này thì các em cần nắm được dạng 1: dụng cụ đo và công thức liên hệ giữa đại lượng cần đo gián tiếp và các đại lượng có thể đo trực tiếp.
Ví dụ: Dụng cụ thí nghiệm gồm: Máy phát tần số; Nguồn điện; sợi dây đàn hồi; thước dài. Để đo tốc độ sóng truyền trên sợi dây người ta tiến hành các bước như sau
a. Đo khoảng cách giữa hai nút liên tiếp 5 lần
b. Nối một đầu dây với máy phát tần, cố định đầu còn lại.
c. Bật nguồn nối với máy phát tần và chọn tần số 100Hz
d. Tính giá trị trung bình và sai số của tốc độ truyền sóng 
e. Tính giá trị trung bình và sai số của bước sóng
Sắp xếp thứ tự đúng 
A. a, b, c, d, e	B. b, c, a, d, e	C. b, c, a, e, d	D. e, d, c, b, a 
Phân tích: 
B1: Bố trí thí nghiệm ứng với b, c
B2: Đo các đại lượng trực tiếp ứng với a
B3: Tính giá trị trung bình và sai số ứng với e, d
Vậy chọn đáp án C
 SAI SỐ VÀ XỬ LÝ SAI SỐ
Nguyên nhân sai số là gì? Có 2 nguyên nhân mà các bạn cần biết, nó như hế này:
- Sai số ngẫu nhiên
Đã bảo ngẫu nhiên thì đừng hỏi vì sao. Vậy nên cứ đo nhiều lần vào nhé! 
- Sai số dụng cụ
Không có sản phẩm nào là hoàn hảo, kể cả tài liệu này. Dụng cụ đo cũng không nằm ngoài quy luật này. 
Quy ước: Sai số dụng cụ DAdc lấy bằng 1 hoặc 0,5 độ chia nhỏ nhất của dụng cụ.
Ví dụ: 	Đồng hồ bấm dây có độ chia nhỏ nhất là 0,01s thì DAdc = 0,01s hoặc 0,005s
	Thước có độ chia nhỏ nhất là 1mm thì DAdc = 1mm hoặc 0,5mm
Có 2 loại sai số các bạn cần quan tâm: Sai số tuyệt đối DA; Sai số tương đối eA(%), với A là đại lượng cần đo.
3.1. Phép đo trực tiếp
Đại lượng cần đo là A
Thực hiện n lần đo với kết quả: 	A1, A1,  An
Giá trị trung bình : 	
Sai số tuyệt đối ngẫu nhiên trung bình 
Sai số tuyệt đối : 	
Sai số tương đối eA: 	(%)
Kết quả của phép đo: 	 	hoặc	
Ví dụ: Đùng đồng hồ bấm giây có thang chia nhỏ nhất là 0,01s để đo chu kỳ (T) dao động của một con lắc. Kết quả 5 lần đo thời gian của một dao động toàn phần như sau: 3,00s; 3,20s; 3,00s; 3,20s; 3,00s (Thường lập bảng cho oách) 
Lần đo
1
2
3
4
5
T (s)
3,00
3,20
3,00
3,20
3,00
Kết quả T ?
Hướng dẫn
Tự thấy mình ra đề rất nhân đạo ^^, bị vì thầy cho 5 lần đo nhưng chỉ có 2 giá trị khác nhau. Trắc nghiệm thì chỉ nên cho vậy thôi nà.
s.
Sai số tuyệt đối: 
Kết quả: T = 3,08 ± 0,11s
* Lỗi thí sinh hay mắc phải là quên cộng sai số dụng cụ 
3.2 Phép đo gián tiếp
Các em chủ yếu gặp trường hợp với m, n, k >0.
trong đó A là đại lượng cần đo nhưng lại không đo trực tiếp được (xem bảng 2). Các đại lượng x, y, z là các đại lượng có thể đo trực tiếp.
Để tính sai số tuyệt đối và tương đối của phép đo A, các em hãy làm theo các bước sau:
B1. Tính được kết quả các phép đo x, y, z như mục 3.1:
 với 
 với 
 với 
B2. 	+ Tính giá trị trung bình :	
+ Tính sai số tương đối eA: 	
 	+ Sai số tuyệt đối :	
B3. Kết quả:	 	hoặc	
Ví dụ: Đo tốc độ truyền sóng trên sợi dây đàn hồi bằng cách bố trí thí nghiệm sao cho có sóng dừng trên sợi dây. Tần số sóng hiển thị trên máy phát tần f = 1000Hz ± 1Hz. Đo khoảng cách giữa 3 nút sóng liên tiếp cho kết quả: d = 20cm ± 0,1cm. Kết quả đo vận tốc v là ?
Hướng dẫn
Bước sóng l = d = 20cm ± 0,1cm
 cm/s
cm/s
Kết quả: v = 20.000 ± 120 (cm/s) hoặc v = 20.000 cm/s ± 0,6%
Trường hợp đại lượng , với n > 0.
Đây là trường hợp đã đề cập ở “vấn đề phát sinh” trong mục 3.1. 
Để tính được sai số tương đối của A ta làm như sau:
Tính với 
Khi đó: và 
Một số phép đo tương ứng với trường hợp này:
	- Dùng đồng hồ bấm giây đo chu kỳ dao động của con lắc. Thường người ta đo thời gian t của n dao động toàn phần rồi suy ra T = t/n.
 và 
	- Dùng thước đo bước sóng của sóng dừng trên sợi dây đàn hồi: Người ta thường đo chiều dài L của n bước sóng rồi suy ra l = L/n
 và 
	- Dùng thước đo khoảng vân giao thoa: Người ta thường đo bề rộng L của n khoảng vân rồi suy ra i = L/n. Chứ 1 khoảng vân giao thoa cỡ một vài mm thì có mà đo bằng mắt à? (Vốn dĩ nó phải được đo bằng thước J)
 và 
Đu du ân đờ sờ ten?
Ví dụ: Dùng thí nghiệm giao thoa khe Young để đo bước sóng của một bức xạ đơn sắc. Khoảng cách giữa hai khe sáng S1S2 đã được nhà sản xuất cho sẵn a = 2mm ± 1%. Kết quả đo khoảng cách từ màn quan sát đến mặt phẳng chưa hai khe là D = 2m ± 3%. Đo khoảng cách giữa 20 vân sáng liên tiếp là L = 9,5mm ± 2%. Kết quả đo bước sóng l = ?
Hướng dẫn
Khoảng cách giữa 20 vân sáng liên tiếp là 19 khoảng vân (cái này mà không để ý thì coi như tiêu): L = 19i Þ i = L/19
Giá trị trung bình của i: . Có cái này thì mới tính được giá trị bước sóng trung bình à.
Bước sóng trung bình: 
Sai số tương đối của bước sóng: 
với 
Sai số tuyệt đối của bước sóng: 
Kết quả: l = 0,5µm ± 6% hoặc l = 0,5µm ± 0,03 µm
 CHỮ SỐ CÓ NGHĨA
	Định nghĩa: Chữ số có nghĩa là những chữ số (kể cả chữ số 0) tính từ trái sang phải kể từ chữ số khác không đầu tiên. 
Giả sử sai số tuyệt đối hoặc tương đối của một đại lượng A nào đó nhận một trong các giá trị sau: 
+ 0,97: chữ số khác không đầu tiên tô màu đỏ in đậm ® có 2 chữ số có nghĩa
+ 0,0097: chữ số khác không đầu tiên tô màu đỏ in đậm ® có 2 chữ số có nghĩa
+ 2,015: chữ số khác không đầu tiên tô màu đỏ in đậm ® có 4 chữ số có nghĩa (phải tính cả chữ số 0 đằng sau)
+ 0,0669: chữ số khác không đầu tiên tô màu đỏ in đậm ® có 3 chữ số có nghĩa (chữ số lặp lại cũng phải tính)	
+ 9,0609: chữ số khác không đầu tiên tô màu đỏ in đậm ® có 5 chữ số có nghĩa	
Vậy khi xác định số chữ số có nghĩa thì đừng quan tâm dấu phẩy “,”. Trong định nghĩa cũng đâu liên quan đến dấy phẩy đâu nà. Ok man?
 BÀI TẬP TỰ RÈN
Câu 1: Kết quả sai số tuyệt đối của một phép đo là 0,0609. Số chữ số có nghĩa là
A. 1	B. 2	C. 4	D. 3
Câu 2: Kết quả sai số tuyệt đối của một phép đo là 0,2001. Số chữ số có nghĩa là
A. 1	B. 2	C. 4	D. 3
Câu 3: Kết quả sai số tuyệt đối của một phép đo là 1,02. Số chữ số có nghĩa là
A. 3	B. 2	C. 4	D. 1
Câu 4: Để đo lực kéo về cực đại của một lò xo dao động với biên độ A ta chỉ cần dùng dụng cụ đo là
A. Thước mét	B. Lực kế 	C. Đồng hồ 	D. Cân
Câu 5: Cho con lắc lò xo đặt tại nơi có gia tốc trọng trường đã biết. Bộ dụng cụ không thể dùng để đo độ cứng của lò xo là
A. thước và cân	B. lực kế và thước	C. đồng hồ và cân	D. lực kế và cân
Câu 6: Để đo bước sóng của bức xạ đơn sắc trong thí nghiệm giao thoa khe Y âng, ta chỉ cần dùng dụng cụ đo là
A. thước 	B. cân	C. nhiệt kế	D. đồng hồ
Câu 7: Để đo công suất tiêu thụ trung bình trên đoạn mạch chỉ có điện trở thuần, ta cần dùng dụng cụ đo là
A. chỉ Ampe kế 	B. chỉ Vôn kế	C. Ampe kế và Vôn kế	D. Áp kế
Câu 8: Để đo gia tốc trọng trường dựa vào dao động của con lắc đơn, ta cần dùng dụng cụ đo là
A. chỉ đồng hồ	B. đồng hồ và thước	C. cân và thước	D. chỉ thước
Câu 9: Để đo gia tốc trọng trường trung bình tại một vị trí (không yêu cầu xác định sai số), người ta dùng bộ dụng cụ gồm con lắc đơn; giá treo; thước đo chiều dài; đồng hồ bấm giây. Người ta phải thực hiện các bước:
Treo con lắc lên giá tại nơi cần xác định gia tốc trọng trường g
Dùng đồng hồ bấm dây để đo thời gian của một dao động toàn phần để tính được chu kỳ T, lặp lại phép đo 5 lần 
Kích thích cho vật dao động nhỏ
Dùng thước đo 5 lần chiều dài l của dây treo từ điểm treo tới tâm vật
Sử dụng công thức để tính gia tốc trọng trường trung bình tại một vị trí đó
Tính giá trị trung bình và 
Sắp xếp theo thứ tự đúng các bước trên
A. a, b, c, d, e, f	B. a, d, c, b, f, e	C. a, c, b, d, e, f	D. a, c, d, b, f, e
Câu 10: Để đo công suất tiêu thụ trung bình trên điện trở trên một mạch mắc nối tiếp (chưa lắp sẵn) gồm điện trở R, cuộn dây thuần cảm và tụ điện, người ta dùng thêm 1 bảng mạch ; 1 nguồn điện xoay chiều ; 1 ampe kế ; 1 vôn kế và thực hiện các bước sau
nối nguồn điện với bảng mạch 
lắp điện trở, cuộn dây, tụ điện mắc nối tiếp trên 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 trên vôn kế và ampe kế
tính công suất tiêu thụ trung bình 
Sắp xếp theo thứ tự đúng các bước trên
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 của một vật bằng cách đo thời gian mỗi dao động. Ba lần đo cho kết quả thời gian của mỗi dao động lần lượt là 2,00s; 2,05s; 2,00s ; 2,05s; 2,05s. Thang chia nhỏ nhất của đồng hồ là 0,01s. Kết quả của phép đo chu kỳ được biểu diễn bằng
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 của con lắc đơn. Dùng đồng hồ bấm giây đo 5 lần thời gian 10 đao động toàn phần lần lượt là 15,45s; 15,10s; 15,86s; 15,25s; 15,50s. Bỏ qua sai số dụng cụ. Kết quả chu kỳ dao động là
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 của con lắc đơn. Dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian 10 đao động toàn phần và tính được kết quả t = 20,102 ± 0,269 (s). Dùng thước đo chiều dài dây treo và tính được kết quả L = 1 ± 0,001(m). Lấy p2=10 và bỏ qua sai số của số pi (π). Kết quả gia tốc trọng trường tại nơi đặt con lắc đơn là
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 của con lắc đơn. Dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian 10 đao động toàn phần và tính được kết quả t = 20,102 ± 0,269 (s). Dùng thước đo chiều dài dây treo và tính được kết quả L = 1 ± 0,001(m). Lấy p2=10 và bỏ qua sai số của số pi (π). Kết quả gia tốc trọng trường tại nơi đặt con lắc đơn là
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 và đồng hồ bấm giây để đo độ cứng của lò xo. Dùng cân để cân vật nặng và cho kết quả khối lượng m = 100g ± 2%. Gắn vật vào lò xo và kích thích cho con lắc dao động rồi dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian t của một dao động, kết quả t = 2s ± 1%. Bỏ qua sai số của số pi (p). Sai số tương đối của phép đo độ cứng lò xo là
A. 4%	B. 2%	C. 3%	D. 1%
Câu 16: Để đo tốc độ truyền sóng v trên một sợ dây đàn hồi AB, người ta nối đầu A vào một nguồn dao động có tần số f = 100 (Hz) ± 0,02%. Đầu B được gắn cố định. Người ta đo khoảng cách giữa hai điểm trên dây gần nhất không dao động với kết quả d = 0,02 (m) ± 0,82%. Tốc độ truyền sóng trên sợi dây AB là
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%
 ( Tham khảo Thầy Trần Quốc Lâm )