Hướng dẫn học sinh giải nhanh bài tập trắc nghiệm về thấu kính

MỤC LỤC Trang 2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 5 2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến… 5 2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm… 14 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH H

MỤC LỤC

Trang

2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 5

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến… 5

2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm… 14

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH 2

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC

NGHIỆM VỀ THẤU KÍNH

Người thực hiện: Trịnh Trung Kiên Chức vụ: Giáo Viên

SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Vật Lí

THANH HOÁ NĂM 2020

MỤC LỤC

Trang

2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 5

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến… 5

2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm… 18

1 MỞ ĐẦU

1.1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI:

Theo quy chế thi THPT Quốc gia môn Vật lí Từ năm học năm học

2018-2019 thì kiến thức thi trong đề thi sẽ ra vào nội dung kiến thức lớp 11 và sẽ mở rộng vào cả chương trình lớp 10 vào những năm học tiếp theo

Tuy nhiên theo cấu trúc thi THPT Quốc gia môn vật lí năm học của năm học( 2018- 2019) và cấu trúc thi do Bộ Giáo Dục công bố của năm học 2019-2020 Nội dung kiến thức của chương trình vật lí 11 chiếm khoảng 10% ( khoảng 4 đến 6 câu ) Với số lượng câu hỏi ít trong đề thi và nội dung kiến thức lại trải dài toàn bộ nội dung chương trình của lớp 11, thì đây là một khó khăn lớn đối với các thầy cô

và các em học sinh trong quá trình dạy và học

Qua phân tích cấu trúc đề thi THPT Quốc gia năm 2018- 2019 và cấu trúc dự thảo đề thi Tốt nghiệp năm học 2019-2020 Bản thân tôi nhận thấy rằng tuy số

lượng câu hỏi trong đề rất ít (khoảng 4 đến 6 câu) trên nội dung kiến thức 7 chương

trong chương trình vật lí 11 Thì kiến thức sẽ tập chung vào một số chương quan trọng và cụ thể hơn là những bài có kiến thức gắn kết với kiến thức vật lí 12, cùng với những đơn vị kiến thức nói về những thiết bị, dụng cụ có tính ứng dụng thực tiễn cao như (lăng kính, Thấu kính, các thiết bị quang học bổ trợ mắt vv)

Với lượng kiến thức vật lí theo cấu trúc thi của Bộ là rất nhiều, đòi hỏi học sinh phải ghi nhớ, hiểu rõ được kiến thức cơ bản, đồng thời phải áp dụng linh hoạt các công thức cơ bản và những công thức được suy diễn từ nhũng nội dung cơ bản

để giải nhanh các bài toán (đặc biệt là các bài tập trắc nghiệm khách quan)

Tuy nhiên qua các giai đoạn ôn thi THPT Quốc gia tôi nhận thấy rằng khi đề cập tới những kiến thức về vật lí 11 các e hầu như không còn nắm rõ kiến thức căn bản theo các đơn vị kiến thức Cũng như là sự lúng túng, khó định hướng trong cách tiếp cận giải bài toán Trong đó phải kể đến một số những dạng toán về thấu kính

Các dạng bài toán về thấu kính khá đa dạng và phong phú Tuy nhiên, trong chương trình Sách giáo khoa và các tài liệu tham khảo lại đề cập rất ít đến các dạng bài tập ở phần này Do đó trong quá trình giảng dạy giáo viên cần phải có nhũng phương pháp truyền đạt, kinh nghiệm sử lý bài toán tốt nhất với mục tiêu để giúp học sinh nắm vũng, hiểu rõ các đơn vị kiến thức, từ đó học sinh có thể nhận diện, định hướng nhanh, chính xác các dạng toán Đưa ra cách giải và có được kết quả một cách nhanh nhất có thể

Xuất phát từ thực trạng đó, tôi đã mạnh dạn đưa ra sáng kiến: “ Hướng dẫn

học sinh giải nhanh bài tập trắc nghiệm về Thấu kính

1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:

Mục đích khi nghiên cứu sáng kiến kinh nghiệm này là nhằm cung cấp cho học sinh phương pháp giải nhanh các bài tập trắc nghiệm khách quan về thấu kính nằm trong chương trình Vật lí 11 Đồng thời cung cấp cho học sinh tài liệu học tập về Thấu kính Từ đó học sinh thấy được vai trò, chức năng, ứng dụng của thấu kính trong thực tiễn cuộc sống

1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU:

1 Phương pháp dạy học môn Vật lí, phần Thấu kính

2 Phạm vi nghiên cứu:

- Học sinh lớp 11B1,11B2 trường THPT Thạch Thành 2 năm học 2019 – 2020

- Trong đó lớp thực nghiệm 11B1, lớp đối chứng 11B2

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

Trong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng một số phương pháp sau :

- Phương pháp điều tra giáo dục

- Phương pháp quan sát sư phạm

- Phương pháp thống kê, tổng hợp, so sánh

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN:

Nghị quyết Đại hội của Đảng cộng sản Việt Nam qua các kỳ Đại hội luôn khẳng định: “Giáo dục là quốc sách hàng đầu”, “Đầu tư cho giáo dục là đầu tư cho

sự phát triển” Để chất lượng giáo dục đạt kết quả cao đòi hỏi người giáo viên phải

có chuyên môn vững vàng, đồng thời phải có khinh nghiệm giảng dạy để đưa ra các phương pháp giúp học sinh học tập đạt kết quả cao nhất

Trong hệ thống các môn học của nhà trường THPT, mỗi môn học có một vai trò riêng đối với việc hoàn thiện tri thức và phát triển nhân cách học sinh Trong các môn học đó, Vật lí học giữ một vai trò quan trọng giúp học sinh có một cái nhìn khoa học về thực tiễn cuộc sống Có thể nói Vật lí là môn học gắn liền với thực tiễn Những thành tựu của vật lí được ứng dụng vào thực tiễn lao động sản

xuất, giúp chúng ta có sự hiểu biết về tự nhiên, về thế giới xung quanh Ngược lại thực tiễn là yếu tố kiểm chứng sự đúng đắn của tri thức vật lí, là động lực thúc đẩy vật lí phát triển

Đất nước đang trong thời kì phát triển và hội nhập, để bắt kịp với xu thế phát triển chung của thời đại, trong những năm qua chúng ta đã thực hiện cải cách giáo dục, đổi mới phương pháp dạy và học Việc dạy học Vật lí cũng không nằm ngoài

xu hướng chung đó Để có thể giữ tốt vai trò là người hướng dẫn, định hướng để học sinh nghiên cứu, tìm tòi và tiếp nhận kiến thức thì đòi hỏi bản thân người giáo viên ngoài có hệ thống kiến thức sâu rộng, vững vàng còn phải có phương pháp sư phạm tốt, biết đưa ra hệ thống các công thức trong từng bài dạy, từng phần và từng chương phù hợp với từng đối tượng học sinh Xuất phát từ quan điểm trên, tôi

mạnh dạn chọn đề tài: " Hướng dẫn học sinh giải nhanh bài tập trắc nghiệm về thấu kính”.

2.2 THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ TRƯỚC KHI ÁP DỤNG:

Trong nội dung chương trình vật lí 11, phần kiến thức về thấu kính là vô cùng quan trọng Bởi tính ứng dụng thực tiễn của nó là rất lớn Thấu kính là một bộ phận quan trọng không thể thiếu trong các thiết bị quang học (Kính lúp, Kính thiên văn, Kính hiển vi ) Tuy nhiên trong chương trình học, thời lượng tiết lí thuyết và bài tập dành cho đơn vị kiến thức này là rất ít Điều đó khó có thể đáp ứng được việc nắm kiến thức bài của học sinh và khả năng sử dụng các đơn vị kiến thức vào việc giải quyết những yêu cầu cụ thể thông qua các bài toán Đặc biệt đối với các dạng toán khai thác theo hình thức trắc nghiệm

Bên cạnh đó nguồn sách tham khảo cũng chỉ đề cập một cách chung chung, rất khó cho việc lĩnh hội kiến thức của học sinh Dẫn đến hiệu quả giáo dục không cao

Một thực trạng nữa là các hiện tượng vật lí đòi hỏi học sinh cần sự tư duy, phân tích, tưởng tượng trong quá trình học và làm bài toán Nên thường gây ra khó khăn lớn cho học sinh khi tiếp cận kiến thức, và vận dụng kiến thức trong bài vào giải quyết những yêu cầu cụ thể

Thực tế giảng dạy những năm vừa qua cho thấy nhiều học sinh thực sự lúng túng trước những yêu cầu đặt ra của bài toán vật lí Riêng phần nội dung thấu kính trong chương trình vật lí 11, nhiều học sinh chưa phân biệt được rạch ròi các khái niệm, không nắm rõ được tính chất, sự quy ước của các đơn vị kiến thức trong bài Dẫn tới việc lĩnh hội kiến thức mới và vận dụng các đơn vị kiến thức vào những yêu cầu của bài toán là chưa cao

Cụ thể hơn trong năm học 2019-2020 tôi đã khảo sát, đánh về kết quả hoc tập của hai nhóm đối tượng học sinh của 2 lớp gồm11B2 (lớp đối chứng), lớp 11B1 (

lớp thực nghiệm) Về mặt chất lượng đầu vào hai lớp gần như tương đương Sau

khi học chuyên đề về thấu kính thì nhận thấy rằng

- Đối với lớp 11B2 phần lớn các e biết lựa chọn các đơn vị kiến thức vào giảỉ quyết những yêu cầu cụ thể thông qua các bài toán, hay các yêu cầu của giáo viên nhưng còn rất chậm

- Việc nhận diện dạng bài toán để từ đó đưa ra phương pháp giải chưa nhanh

- Hướng sử lí còn dài dòng, mức độ chính xác không cao

- Hứng thú khi học chuyên đề này thấp

Bảng số liệu cụ thể sau bài kiểm tra, đánh giá: Đề 15 phút dành cho B2

Điểm 1,2,

3

Điểm 4 Điểm 5, 6 Điểm 7, 8 Điểm 9,10

Từ những kết quả nhìn nhận trên, thì mục tiêu giáo dục chưa thể đạt được theo yêu cầu đề ra

Xuất phát từ thực trạng trên, với mong muốn giúp học sinh học tốt hơn, có kiến thức vật lí sâu rộng về thấu kính Hình thành, hoàn thiện kĩ năng giải quyết các yêu cầu của bài toán về thấu kính được chính xác hơn, mất ít thời gian hơn Tôi đã xây dựng phương pháp truyền đạt kiến thức, với hệ thống các công thức mà trong sách giáo khoa không có để từ đó giúp học sinh biết lựa chọn linh hoạt các đơn vị kiến thức vào các bài toán cụ thể Từ đó các em sẽ chủ động khai thác lĩnh hội kiến thức về nội dung thấu kính

2.3 CÁC GIẢI PHÁP ĐỂ TỔ CHỨC THỰC HIỆN:

Giải pháp 1: Cung cấp lí thuyết về thấu kính

1 Công thức thấu kính

* Công thức về vị trí ảnh

-vật:

'

d d f

d > 0 nếu vật thật

d < 0 nếu vật ảo

d’ > 0 nếu ảnh thật

d' < 0 nếu ảnh ảo

2 Công thức về hệ số phóng đại ảnh:

'

d

k

d

 ;

AB

B A k

/ /



(k > 0: ảnh, vật cùng chiều; k < 0: ảnh, vật ngược chiều.)

( | k | > 1: ảnh cao hơn vật, | k | < 1: ảnh thấp hơn vật )

d Hệ quả:

' d f

d

d f



 ; d d f''.

d f





' '

d d f

d d







Giải pháp 2: Phân loại các dạng bài tập, đưa ra phương pháp giải các dạng bài tập thấu kính

DẠNG 1 Tính tiêu cự và độ tụ

Phương pháp: - Áp dụng công thức: 1 ( 1 )( 1 1 )

2

1 R R n

n f

D

mt

tk









- Chú ý giá trị đại số của bán kính mặt cầu: R > 0 nếu mặt cầu lồi; R < 0 nếu lõm,

R = : mặt phẳng ) f : mét (m); D: điốp (dp)

Câu 1: Một thấu kính mỏng bằng thủy tinh có chiết suất 1,5 được cấu tạo từ hai

mặt cầu lồi có bán kính 10cm và 30 cm Tính tiêu cự của kính đặt trong nước

n/=4/3 là bao nhiêu

Hướng dẫn Lưu ý : - Bán kính mặt cầu lồi: R > 0

- Mặt cầu lồi lõm; R < 0

- Mặt phẳng R = :

Từ CT: 1 ( 1 )(1 1 )

2

1 R R n

n f

D

mt

tk

















 30 3 /

4,5 1

2

R

n tk mt

f = 60cm

Câu 2: Một thấu kính mỏng, phẳng - lồi làm bằng thủy tinh có chiết suất n=1,5 đặt

trong không khí Biết độ tụ của kính là D= +5 đp, tính bán kính mặt lồi của thấu kính

Lưu ý - Bán kính mặt phẳng R = :

- Bán kính mặt cầu lồi: R > 0

- Thấu kính đặt trong không khí do đó nmt=1

Từ CT: 1 ( 1 )( 1 1 )

2

R

n f

D

10

2 5 , 1 5

1





 









DẠNG TOÁN 2 Vị trí, tính chất, độ phóng đại ảnh và chiều cao ảnh

Phương pháp:

Từ   

f d d

1 1 1

/ d = d d f f



/

/

; d d d f f





/

/

.

d d

d d f





d

d AB

B A k

/ /

/







Lưu ý : d/ > 0 Ảnh thật k >0 ảnh ảo

d/ <0 ảnh ảo k<0 ảnh thật

Câu 1 Đặt Vật AB có chiều cao AB= 4 cm và vuông góc với trục chính của thấu

kính phân kỳ và cách thấu kính 50 cm Thấu kính có tiêu cự -30 cm Xác định tính chất và độ cao của ảnh

Hướng dẫn

Tính d/ 

f d

f d



.

) 30 ( 50

) 30 (

50

cm











: Ảnh ảo , cách thấy kính 18,75 cm

* Số phóng đại ảnh : 0 , 375

50

75 , 18











d

d

k : Ảnh cùng chiều và bằng 0,375 lần vật

* Chiều cao ảnh : A/B/ k.AB 1 , 5cm





Câu 3 Vật sáng nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính và cách

thấu kính 15 cm cho ảnh ảo lớn hơn vật hai lần Tính tiêu cự của thấu kính

Hướng dẫn

Lưu ý HS

* Đối với thấu kính phân kì vật thật luôn cho ảnh ảo nhỏ hơn vật

* Đối với thấu kính hội tụ vật nằm trong tiêu cự cho ảnh ảo lớn hơn vật

* Bài toán cho độ phóng đại ảnh k , do đó cần phân tích và đưa ra xét dấu của hệ số

k

Từ ct : d d d f f





/

=>k d d

/



 = 15 , 2 f 30 (cm)

d f

f d k

















Câu 4 Một thấu kính có tiêu cự 30 cm Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính

của thấu kính Ảnh của vật sáng tạo bởi thấu kính ngược chiều với vật và cao gấp 3 lần vật Vật AB cách thấu kính bao nhiêu

Hướng dẫn

Từ giữ kiện bài toán : Ảnh ngược chiều, cao bằng 3 lần vật -> do đó k = -3

Ta có : k d d

/



d f

f f k

















Câu 5 Vật sáng nhỏ AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính Khi vật cách

thấu kính 30 cm thì cho ảnh thật A1B1 Đưa vật đến vị trí khác cho ảnh ảo A2B2

cách thấu kính 20 cm Nếu hai ảnh A1B1 và A2B2 có cùng độ lớn thì tiêu cự của kính

là bao nhiêu

Hướng dẫn Lưu ý:

* Đối với thấu kính phân kì vật thật luôn cho ảnh ảo, do đó thấu kính trên phải là

thấu kính hội tụ

Từ k d d/ f f d f f d/





   k1  k2

f

f f

30















cm f

cm f

20 15

chọn f = 20cm

DẠNG TOÁN 3 Bài toán liên quan tới tính dịch chuyển vật - Thấu kính - màn chắn ảnh.

Phương pháp.

* Từ CT: d = d d f f



/

/

; d d d f f





/

Suy ra 









fk f d

k

f f d

/

d

d AB

B A k

/ /

/





* Khi thấu kính cố định, dịch chuyển vật, thì vật và ảnh dịch chuyển cùng chiều





d b

d/2 /1

1

2

hoặc 



d b

d/2 /1

1 2

( vật dịch ra xa một đoạn a thì ảnh dịch lại gần một đoạn b và ngược lại)

Câu 1: Một điểm sáng A đặt trên trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự

12cm, cho ảnh thật A/ Khi dời A lại gần thấu kính 6 cm thì A/ dời đi 2 cm Định vị trí của vật trước và sau khi dịch chuyển

Lưu ý:

* Khi thấu kính cố định, dịch chuyển vật, thì vật và ảnh dịch chuyển cùng chiều

do đó khi rời A lại gần thấu kính thì A/ rời xa thấu kính

Từ CT:













fk f d

k

f f d

















2 6

; 12

1 / / 2 1 2

d

d f



















2 12 12

6 12 12

1 2

1 2

k k

k





























 3 5 , 0 1 2

2 1 2 1

k k k k

3 2

12 12 3

2

1

loại

5 , 0

12 12 5

,











Câu 2: Vật AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự f

=12cm, qua thấu kính cho ảnh ảo A1B1, dịch chuyển thấu kính ra xa thêm 8cm Khi

đó ta thu được ảnh thật A2B2 cách A1B1 đoạn 72 cm Vị trí ban ban đầu của vật AB cách thấu kính

Lưu ý: Nếu khi dịch chuyển vật ra xa thấu kính hội tụ mà ảnh thay đổi bản chất từ

ảo sang thật thì 









b d d

a d d

1 / 2 / 1 2

Từ CT:













fk f d

k

f f d















72 8

; 12

1 / / 2 1 2

d

d f































3 3 72

12 12 8 12 12

2 1 1

2 1 2

k k k

k k

3

12 12



Câu 3 Một vật sáng phẳng đặt trước thấu kính, vuông góc với trục chính thấu kính.

Ảnh của vật bằng 3 lần vật, dời vật lại gần thấu kính một đoạn 12 cm Ảnh của vật

ở vị trí mới vẫn bằng ba lân vật Tính tiêu cự của kính

Hướng dẫn Lưu ý:

* Thấu kính phân kì, vật thật luôn cho ảnh ảo

* Thấu kinh hội tụ vật thật có thể cho ảnh thật hoặc ảnh ảo tùy vào khoảng cách từ vật tới thấu kính

* Bài toán cho hai ảnh có độ lớn bằng nhau sau khi dịch chuyển Do đó phải có một ảnh thật và một ảnh ảo

Từ CT: df  k f => f cm

f f d

f f d

d 18 3

3 12 2

1

2

 























Câu 4 Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính, cho ảnh ảo A1B1

với độ phóng đại là k1= - 4 Dịch chuyển vật ra xa thấu kính thêm 5 cm thì thu được ảnh A2B2 với độ phóng đại k2 = - 2 Khoảng cách giữa A1B1 và A2B2

Hướng dẫn Lưu ý:

* Với tích chất dịch chuyển vị trí vật, làm thay đổi hệ số k

* Yêu cầu tính khoảng cách vị trí của hai ảnh

Ta có: 









































    

cm k

k f d d fk f d

cm f

f f d d k

f f

40 ) 4 2 ( 20 ) (

20 5

4 2

1 2 /

2 / 1 /

1 2 2

;

4 2 1

Câu 5 Vật sáng AB vuông góc với trục chính thấu kính có tiêu cự -10cm cho ảnh

A1B1 với số phóng đại k1 Khi dịch chuyển vật ra xa thấu kính thêm một đoạn 15cm thì cho ảnh A2B2 cách ảnh A1B1 một khoảng 1,5 cm với độ phóng đại k2 Tính các giá trị k1, k2 ?





















 













   

25 ,0 4, 15 ,0 5,1 1

1 2 2 1

5,

15

;

10

/

2

k k k

k kf

f

d

k

f

Câu 6: Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của thấu kính O ( có tiêu cự f)

cho ảnh A1B1 Khi dịch chuyển vật ra xa thêm O một khoảng 10 cm thì thấy ảnh dịch chuyển một khoảng 2cm, còn nếu cho vật dịch chuyển lại gần O thêm 20cm thì ảnh dịch chuyển 10cm Độ lớn tiêu cự f gần giá trị nào nhất.?

A 17,5 cm B 10 cm C 16 cm D 21,5cm

Hướng dẫn

Từ CT:









































10 20 2 10

/ 3 / 1 3 1 1 / 2 / 1 2 /

d d d d d d d d

k f f

d

k

f

f

d









































10

.

20

2

.

10

2 1

2 1

2 1

2 1

k f k

f

k f k

f

k f k

f

k f k

f













20 1 4 , 0 5 , 0

3 1

f

k

k

và 

















2 0 1 4 , 0 5 , 0

3 1

f k k

Ta chọn D

Dạng 4 Bài toán liên quan tới khoảng cách từ vật đến ảnh

Phương pháp: Vận dụng các hệ thức

* 









fk f

d

k f f

d

/

* Khoảng cách từ vật đến ảnh: L =























L d

d

L d d d

d

/

/ /

Kinh nghiệm.

* Thấu kính hội tụ vật thật cho ảnh thật thì L= d+d/

* Thấu kính hội tụ vật thật cho ảnh ảo thì - L= d+d/

* Thấu kính phân kì vật thật cho ảnh ảo thì L= d+d/

Câu 1:

Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 50 cm Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính, cách thấu kính khoảng 30cm Khoảng cách vật và ảnh?

Hướng dẫn

Từ CT : L d d d d d f f









cm L

f

d 30  ;  50   105

  

Câu 2: Đặt vật sáng AB vuông góc với trục chính thấu kính có tiêu cự 16cm, cho

ảnh bằng nửa vật Khoảng cách giữa vật và ảnh?

Hướng dẫn Lưu ý:

* Giữ kiện cho f và k => ta tính được d và d /













fk

f

d

k

f

f

d

/  f16 k ,    0 , 5  L d d cm

d d

72 24

48 /

/    







