Примерный образец ЕГЭ по физике, тесты и задачи, которые встречаются на экзамене по физике.

1А . На рисунке представлен график движения автомобиля из пункта А в пункт Б и обратно. Пункт А находится в точке с координатой Х=0, а пункт Б - в точке с координатой Х=30 км. Чему равна наименьшая скорость автомобиля на пути следования?
1) 90 км/ч
2) 100 км/ч
3) 110 км/ч
4) 120 км/ч

2А. Шары одинаковой массы движутся так, как показано на рисунке и абсолютно неупруго соударяются.

Как будет направлена скорость шаров после соударения?

3А. Объем неизменной массы идеального газа уменьшился в 6 раз, а давление увеличилось в 3 раза. Температура газа при этом
1) уменьшилась в 2 раза 3) уменьшилась в 18 раз
2) увеличилась в 2 раза 4) увеличилась в раз

4А. Два незаряженных свинцовых кубика 1 и 2 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле, напряженность которого направлена, как показано на рисунке. Затем кубики раздвинули, и уже потом убрали электрическое поле. Какое утверждение о знаках зарядов разделенных кубиков 1 и 2 правильно?
1) заряды обоих кубиков положительны
2) заряд первого кубика положителен, второго –отрицателен
3) заряд первого кубика отрицателен, второго – положителен
4) заряды обоих кубиков равны нулю

5А. На рисунке показан участок цепи постоянного тока, содержащий 4 лампочки накаливания. Сопротивление каждой лампочки равно 12 Ом.

Сопротивление всего участка цепи

1) 48 Ом 2) 24 Ом 3) 12 Ом 4) 0 Ом

6А. Заряженная частица, движется cо скоростью V в магнитном поле с индукцией В в плоскости, перпендикулярной линиям индукции. Магнитное поле действует на нее силой F. С какой силой будет действовать на ту же частицу такое же магнитное поле, если угол меду вектором скорости частицы и вектором индукции поля равен 30?
1) 2F
2) F
3) F/2
4) 0

1 B . Идеальный газ, заключенный в сосуд постоянного объема нагрели, повысив его температуру в два раза, а затем удалили из сосуда половину массы газа. Как в результате изменяются величины, перечисленные в левом столбце таблицы?

ВЕЛИЧИНА
	Концентрация молекул	Возрастает
	Давление	Уменьшается
	Средняя энергия теплового движения	Не изменяется

Получившуюся последовательность цифр впишите в таблицу:

2 B . Источник постоянного напряжения нагрузили переменным сопротивлением и медленно увеличивают это сопротивление. Как при этом изменяются величины, перечисленные в левом столбце таблицы?

ВЕЛИЧИНА		ИЗМЕНЕНИЕ
	Сила тока в цепи		не изменяется
	Напряжение на полюсах источника
	ЭДС источника

Получившуюся последовательность цифр впишите в таблицу.

1C. Какова скорость α-частицы, которая движется в магнитном поле индукцией 20 мТл по дуге окружности радиусом 1 м?

α-частица – ядро атома гелия, молярная масса гелия M = 0,004 кг/моль, число Авогадро NA = 6 1023 моль-1, заряд α-частицы q = 3,2 10-19 Кл.

Для решения задания №16 нужно знать основы электростатики, а также явление электромагнитной индукции и законы, связанные с нею. В помощь приведены необходимые теоретические сведения, формулы для решения расчетных задач по этим темам.

Теория к заданию №16 ЕГЭ по физике

Закон Кулона

Закон Кулона позволяет вычислить силу взаимодействия пары неподвижных точечных заряженных тел:

где q 1 и q 2 – величина взаимодействующих зарядов, r – расстояние между заряженными телами, k – электрическая постоянная (k=9˙10 9 Н˙м 2 /Кл 2).

Напряженность электрического поля

Напряженность – величина, количественно характеризующая электрическое поле в конкретной его точке. Определяется как результат воздействия поля на точечный неподвижный заряд. Напряженность эл.поля имеет определенную направленность; она направлена из точки с положительным зарядом и в точку с отрицательным.

Проводники и диэлектрики в электрическом поле

При воздействии внешнего эл.поля в проводниках происходит перераспределение свободных электронов, в результате которого они (т.е. отрицательные заряды) концентрируются на одном конце поверхности проводника, а нескомпенсированные положительные заряды – на другом. При этом свободные электроны всегда перемещаются в направлении, противоположном направлению вектора напряженности.

Диэлектрики в электрическом поле поляризируются. Это явление заключается в повороте электрических диполей диэлектрика либо в ограниченном смещении его зарядов под воздействием внешнего эл.поля.

Понятие электромагнитной индукции

Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического (индукционного) тока в замкнутом проводнике (проводящем контуре) при изменениях магнитного поля. Магнитная индукция В является количественной характеристикой, демонстрирующей способность магнитного поля осуществлять силовое воздействие на контур. В – векторная величина. Единицей ее измерения является 1 Тл (тесла).

Электродвижущая сила (ЭДС)

ЭДС индукции (ε) – количественная характеристика, определяющая, как в проводящем контуре меняется магнитное поле. В замкнутом контуре ЭДС представляет собой модуль скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

ЭДС вычисляется по формуле: , где – магнитный поток, – время движения магнитного потока. ЭДС – векторная величина. Направление этого вектора всегда противоположно направлению вектора Ф. Единица изменения ЭДС – 1 Вб/с.

Индукционный ток

Сила индукционного тока рассчитывается так: . Сопротивление R в этой формуле принято считать величиной постоянной, исходя из чего, ЭДС прямо пропорциональна величине индукционного тока.

Разбор типовых вариантов заданий №16 ЕГЭ по физике

Демонстрационный вариант 2018

На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведенному графику. На основании этого графике выберите два верных утверждения о процессах, происходящих в катушках и сердечнике.

В промежутках 0–1 и 1–2 с направления тока в правой катушке различны.
В промежутке времени 2–3 с сила тока в левой катушке отлична от нуля.
Модуль силы тока в левой катушке в промежутке 1–2 с больше, чем в промежутке 3–5 с.
В промежутке 0–2 с модуль магнитной индукции в сердечнике минимален.
В промежутке 1–2 с сила тока в левой катушке равномерно увеличивается.

Алгоритм решения:

Рассматриваем рисунок и соотносим процессы, происходящие в катушках, со значениями на графике.
Записываем формулу для наведенной ЭДС.
Анализируем формулу.
Анализируем варианты ответа и делаем выводы и правильности предложенных утверждений.

Решение:

1. На рисунке видно, что обе катушки имеют общий сердечник. Правая катушка подключена к аккумулятору, силу тока в ней может менять с помощью реостата. Магнитное поле (магнитный поток) создается током в правой катушке и пронизывает левую. Соответственно, в левой катушке наводится ЭДС. Амперметр на рисунке предназначен для измерения силы тока. Его показания, отображенные на графике, при необходимости могут служить альтернативой вольтметру для измерения ЭДС (см.раздел «Индукционный ток»).

2. Записываем формулу для ЭДС: .

3. Из формулы следует, что при увеличении магнитного потока (∆Ф) ЭДС увеличивается. И наоборот. Когда же ∆Ф не изменяется, ЭДС не возникает, т.е. равна нулю.

4. Анализируем предложенные варианты ответов.

1) На графике линия значений для i разделена осью ОХ, т.е. часть их имеет отрицательные значения (отриц.сила тока), часть – положительные (положит.сила тока). Это означает, что на промежутках 0–1 и 1–2 ток движется в разных направлениях, и утверждение верно .

2) На промежутке 2–3 сила тока не меняется → она постоянна → магнитный поток не меняется и ЭДС отсутствует. Следовательно, утверждение неверно .

3) На промежутке 1–2 сила тока в правой катушке – и, следовательно, в сердечнике – меняется на 4 А за 1 с (равна 4 А/с), на промежутке 3–5 – на 4 А за 2 с (равна 2 А/с). Т.е. на промежутке 1–2 сила тока в левой катушке больше, чем на промежутке 3–5. О модуле силы тока здесь упоминается вот почему. Из графика следует, что индукционный ток на промежутке 1–2 возрастает, на 3–5 убывает. Но сравнить здесь предлагается только абсолютные величины изменения, т.е. модули. Итак, утверждение верно .

4) Из графика видно, что на промежутке 0–2 в правой катушке ток изменятся быстро. Это говорит о том, что магнитная индукция (ее модуль) тоже изменяется с определенной скоростью, и ее значение не является минимальным. Утверждение неверно .

5) Чтобы разобраться, верно или нет это утверждение, следует использовать понятие производной.

Поскольку график на промежутке 1–2 представляет собой прямую линию, то мы имеем дело с линейной функцией (у=ax+b). Это означает, что магнитный поток меняется линейно. ЭДС – это фактически производная от магнитного потока (. Производная от линейной функции есть величина постоянная, т.е. ЭДС здесь постоянна. А т.к. она пропорциональна силе тока, то, значит, и сила тока в левой катушке на промежутке 1–2 постоянна. Таким образом, утверждение неверно .

Первый вариант задания (Демидова, №3)

Два незаряженных пластмассовых кубика 1 и 2 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле, напряжённость которого направлена горизонтально вправо, как показано в левой части рисунка. То же самое проделали с двумя незаряженными стальными кубиками 3 и 4. Затем кубики быстро раздвинули и уже потом убрали электрическое поле (правая часть рисунка).

Выберите два верных утверждения, описывающих данный процесс.

После разделения кубик 3 имеет отрицательный заряд.
При помещении пластмассовых кубиков в электрическое поле наблюдается явление поляризации.
В электрическом поле кубики 1 и 2 приобретают суммарный отрицательный заряд.
В электрическом поле кубики 3 и 4 приобретают суммарный отрицательный заряд.
После разделения кубик 2 имеет положительный заряд.

Алгоритм решения:

Анализируем физические процессы, описанные в условии.
Анализируем предложенные варианты ответов и определяем правильность каждого из них.
Записываем ответ.

Решение:

1. Пластмассовые кубики являются диэлектриками. После их помещения в эл.поле перемещения свободных зарядов в них происходить не будет, но возникнет явление поляризации, т.е. выстраивания диполей в том же направлении, в котором направлен вектор напряженности.

Стальные кубики – проводники. Поскольку они расположены вплотную, то заряды в них перераспределятся так: свободные электроны сконцентрируются в 3-м кубике, а положительные заряды – в 4-м. такое перераспределение связано с направлением напряженности. Напряженность направлена вправо, а значит, свободные электроны переместятся влево, т.е. в 3-й кубик.

2. Утверждение 1 верно , исходя из приведенного выше анализа. Утверждение 2 верно , т.к. пластмассовые кубики являются диэлектриками. Утверждение 3 неверно , поскольку кубики 1 и 2 не являются проводниками и перераспределения зарядов в них не происходит. Утверждение 4 неверно ; суммарный отрицательный заряд концентрируется только в одном кубике – 3-м. Утверждение 5 неверно , т.к. перераспределения зарядов в кубиках-диэлектриках не происходит.

Второй вариант задания (Демидова, № 10)

Две маленькие закрепленные бусинки, расположенные в точках А и В, несут на себе заряды +q>0 и -2q соответственно (см. рисунок).

Из приведенного ниже списка выберите два правильных утверждения и укажите их номера.

На бусинку А со стороны бусинки В действует сила Кулона, направленная горизонтально влево.
Напряженность результирующего электростатического поля в точке С направлена горизонтально вправо.
Модули сил Кулона, действующих на бусинки, одинаковы.
Если бусинки соединить медной проволокой, они будут притягивать друг друга.
Если бусинки соединить стеклянной палочкой, их заряды станут равными.

Алгоритм решения:

Анализируем физические процессы, описанные в условии и в предложенных вариантах ответов.
Делаем анализ и расчеты (при необходимости) для каждого из вариантов ответа и выводы об истинности каждого утверждения.
Записываем ответ.

Решение:

1. В задаче взаимодействуют два заряженных тела (бусинки). Они имеют разные знаки, следовательно, притягиваются. Электростатическое поле, созданное зарядами, имеет напряженность, направленную горизонтально.

2. Разберем каждое из утверждений:

1) Бусинка А притягивается бусинкой В. Направление силы Кулона – в сторону бусинки В от бусинки А, т.е. горизонтально слева направо. Утверждение неверно .

2) Результирующая напряженность в точке С формируется из напряженностей, исходящих от точек А и В. Т.к. заряд А положительный, то направление напряженности – горизонтально из т.А в сторону т.С. Напряженность в т.В направлена от т.С горизонтально в т.В, поскольку напряженность отрицательного заряда направлена в него («входит» в него). Соответственно, получаем 2 вектора напряженности, направленные вправо по горизонтали. Результирующая напряженность направлена горизонтально вправо. Утверждение верно .

3) На каждую бусинку по закону Кулона действует сила. Т.е. величина силы в обоих случаях одинакова. Утверждение верно .

4) Медная проволока – проводник. Поэтому после соединения бусинок под воздействием электростатического поля происходит перераспределение заряженных частиц, и заряды выравниваются. Их величина станет равной (+q-2q)/2 = -0,5q. Таким образом, на полюсах (в точках А и В) возникнут отрицательные заряды, которые будут отталкиваться. Утверждение неверно .

5) Заряды не станут равными, поскольку стеклянная палочка не является проводником (стекло – диэлектрик) и перераспределение зарядов не вызывает. Утверждение неверно .

В экзаменационной модели 2017 г. появилось три задания на множественный выбор. Утверждения в этих заданиях затрагивают различные стороны рассматриваемого процесса: от узнавания названия явления до оценочных расчетов различных величин, которые характеризуют данный процесс. Для этих заданий характерен высокий (более 50) процент участников, набравших 1 балл, и разительно более низкий процент участников, набравших 2 балла. Очевидно, это связано с комплексным характером анализа процессов в этих заданиях. В качестве примера рассмотрим одно из заданий по электростатике.

Пример 8 (1 балл - 65%; 2 балла - 24%). Два незаряженных стеклянных кубика 1 и 2 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле, напряжённость которого направлена горизонтально вправо, как показано в левой части рисунка. То же самое проделали с двумя незаряженными медными кубиками 3 и 4. Затем кубики быстро раздвинули и уже потом убрали электрическое поле. Выберите два верных утверждения, описывающих данный процесс. 1) После разделения кубик 3 приобретает отрицательный заряд. 2) При помещении стеклянных кубиков в электрическое поле наблюдается явление поляризации. 3) В электрическом поле кубики 1 и 2 приобретают суммарный отрицательный заряд. 4) В электрическом поле кубики 3 и 4 приобретают суммарный отрицательный заряд. 5) После разделения кубик 2 приобретает положительный заряд.

Ответ: В этом задании анализируются процессы электризации проводника и поляризации диэлектрика. Ответ 2 более простой, так как требует лишь знания названия явления (поляризация), ответ 1 проверяет понимание перераспределения зарядов в проводнике при разделении в электрическом поле. При выполнении этого задания около 24% участников экзамена верно выбрали оба ответа. Примерно треть выпускников указали ответы 13 и 15, т.е. показали, что они понимают свойства электризации проводников, но не ориентируются в том, как ведут себя диэлектрики в электрическом поле.

Из 15 групп заданий c использованием различных процессов, уровень освоения не достигнут лишь для трех ситуаций: изопроцессы в идеальном газе, представленные с помощью таблиц зависимости параметров газа; преломление света на границе разделов двух сред; электромагнитная индукция. Одно из этих заданий приведено ниже.

Пример 9 (средний процент выполнения - 39). При изучении процессов, происходящих с гелием, ученик занёс в таблицу результаты измерения температуры и давления одного и того же количества газа в различных равновесных состояниях. Какие два из утверждений, приведённых ниже, соответствуют результатам этих опытов? Газ считать идеальным. 1) В состояниях 4-7 объём газа был одинаковым. 2) Объём газа в состоянии 4 в 2 раза меньше объёма газа в состоянии 1. 3) Внутренняя энергия газа в состоянии 6 в 3 раза больше, чем в состоянии 5. 4) При переходе от состояния 2 к состоянию 3 в ходе изотермического процесса газ получал тепло. 5) При переходе от состояния 5 к состоянию 6 в ходе изохорного процесса газ совершал работу.

Noсостояния

Ответ: Для выполнения этого задания нужно выделить из таблицы изотермический процесс (1-4) и изохорный процесс 4-7 (предварительно выразив температуры в абсолютной шкале). Каждое из утверждений проверяет одно из свойств процессов: 1 и 2 - формулы для изопроцессов; 3 - внутреннюю энергию идеального газа; 4 и 5 - применение первого закона термодинамики к изопроцессам. В этом задании 62% экзаменуемых смогли верно указать один элемент ответа, а 2 балла набрали лишь 16% участников.

Задания, требующие комплексного применения знаний о различных свойствах процесса и различных физических величинах, описывающих данный процесс, очень полезны в рамках систематизации и обобщения материала.

и А, и Б

ни А, ни Б

Учитель поднес отрицательно заряженную палочку к шару электрометра (рис. а), затем другой рукой коснулся шара электрометра, заземлив его (рис. б). Далее он снял руку с шара (убрал заземление), после чего убрал и палочку (рис. в). Каков по знаку заряд шара и стрелки?

1) заряд шара положительный, стрелки – отрицательный

2) заряд и шара, и стрелки положительный

3) заряд и шара, и стрелки отрицательный

4) заряд шара отрицательный, стрелки – положительный

Два стеклянных кубика 1 и 2 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле, напряженность которого направлена горизонтально вправо, как показано в верхней части рисунка. Затем кубики раздвинули, и уже потом убрали электрическое поле (нижняя часть рисунка). Какое утверждение о знаках зарядов разделенных кубиков 1 и 2 правильно?

1) заряды первого и второго кубиков положительны

2) заряды первого и второго кубиков отрицательны

3) заряды первого и второго кубиков равны нулю

4) заряд первого кубика отрицателен, заряд второго – положителен

Два стеклянных кубика 1 и 2 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле отрицательно заряженного шара, как показано в верхней части рисунка. Затем кубики раздвинули, и уже потом убрали заряженный шар (нижняя часть рисунка). Какое утверждение о знаках зарядов разделенных кубиков 1 и 2 правильно?

1) заряды первого и второго кубиков положительны

2) заряды первого и второго кубиков отрицательны

3) заряд первого кубика положителен, заряд второго – отрицателен

4) заряды первого и второго кубиков равны нулю

В неполярных диэлектриках

отрицательные и положительные заряды расположены в каждой молекуле так, что их центры не совпадают

имеются свободные отрицательно заряженные частицы – электроны, блуждающие в положительно заряженной металлической решётке сохранения электрического заряда . 2. Наблюдение...

Рабочая программа предмета «Физика» для 10-11 классов базовый уровень
Рабочая программа
44. Урок 2. Электризация тел. Два рода зарядов . Закон сохранения электрического заряда . Объяснение процесса электризации тел Электризация . Закон сохранения электрического заряда 1 Тестовое задание...
Цели и задачи программы: формирование у учащихся знаний основ физики, экспериментальных фактов, понятий, законов, подготовка к формированию у учащихся целостных представлений о современной физической картине мира, формирование
Документ
10 ч) Электростатика. Электрический заряд и элементарные частицы. Закон сохранения электрического заряда . Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции...
Домашнее задание. Учить конспект. Прочитать § Решить задачу:№682. Скакой силой взаимодействуют два заряда по 10 нКл, находящихся на расстоянии 3 см друг от друга? Занятие №33
Конспект
32 Электризация тел. Закон Кулона. Закон Кулона: сила электрического взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в... = 1,6.10-19 Кл. Электрический заряд любого тела кратен элементарному. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА – при любых процессах...
Программа факультативного курса по физике для 8 класса «Углублённое изучение физики» Пояснительная записка
Программа
Раздел 3. Электрические явления. (7 часов) Электризация тел. Электрический заряд . Объяснение явления электризации . Закон сохранения электрического заряда . Взаимодействие заряженных тел. Электрическое поле...

М. Ю. Демидова ,
, ФИПИ, г. Москва;
Г. Г. Никифоров ,
, ИСМО РАО, ФИПИ, г. Москва

Основные результаты ЕГЭ-2007 по физике. 11-й класс

Основные результаты ЕГЭ-2007 по физике

М.Ю.ДЕМИДОВА ,
Г.Г.НИКИФОРОВ , г. Москва

Основные результаты ЕГЭ-2007 по физике

(Печатается в сокращении. Полный текст можно прочитать на сайте http://www.fipi.ru .)

Экзаменационная работа имела ту же структуру, что и в предыдущие два года: часть 1 – 30 заданий с выбором ответа (сначала шли все задания по механике, затем по МКТ и термодинамике, электродинамике и, наконец, по квантовой физике, последнее, 30-е, задание проверяло умение анализировать результаты экспериментальных исследований, представленные в виде таблицы или графика, а также строить графики по результатам эксперимента), часть 2 – 4 задания, на которые следовало дать краткий ответ, часть 3 – 6 расчётных задач, к которым необходимо было привести полное развёрнутое решение. Общее время выполнения работы 210 мин.

Все задания частей 1 и 2 оценивались в 1 первичный балл, решения задач части 3 проверялись двумя экспертами в соответствии с обобщёнными критериями оценивания, с учётом правильности и полноты ответа и оценивались максимально в 3 балла каждая (задача считалась решённой, если учащийся набрал за неё не менее 2 баллов). Первичные баллы переводились в «тестовые» баллы по 100-балльной шкале и в отметки по пятибалльной шкале (см. таблицу).

В ЕГЭ по физике участвовали 70 052 человека из 65 регионов, причём количество выпускников, выбравших физику в формате ЕГЭ, варьировалось от 5316 в Республике Татарстан до 51 в Ненецком автономном округе, а в процентном отношении к общему числу выпускников – от 0,34% в г. Москве до 19,06% в Самарской области. Экзамен по физике выбирали преимущественно юноши, и лишь четверть от общего числа участников составили девушки, выбравшие для продолжения образования вузы физико-технического профиля. Почти половина сдававших живут в крупных городах, 20% закончили сельские школы. Около 98% сдававших ЕГЭ пришли из общеобразовательных учреждений. В целом отметку «5» получили 12% сдававших, «4» – 32,5%, «3» – 43,2%, «2» – 12,3%. Распределение по тестовым баллам показано на диаграмме справа.

Лидеры этого года - 27 юношей и лишь одна девушка – А.И.Романова из Нововоронежской СОШ № 1, причём в лицее № 153 г. Уфы и гимназии № 4 им. А.С.Пушкина в Йошкар-Оле оказалось сразу по двое выпускников, набравших 100 баллов.

Анализ выполнения заданий с выбором ответа (часть 1 заданий ЕГЭ)

Механика

На долю механики приходится почти треть заданий ч. 1. При этом во всех вариантах проверяются элементы содержания, относящиеся к темам «Кинематика», «Динамика», «Законы сохранения в механике», «Элементы статики», «Колебания и волны». Большинство заданий требуют проведения хотя бы элементарных расчётов, а среди заданий повышенного уровня, как правило, встречаются 1–2 расчётные задачи.

На уровне 65% выполнения и выше усвоены элементы знаний, проверяемые следующими заданиями базового уровня : определение ускорения по графику зависимости скорости от времени; зависимость центростремительного ускорения от радиуса и линейной скорости; расчёт скорости, пути и времени движения при свободном падении; третий закон Ньютона (модули и направления сил взаимодействия); применение формулы для силы трения; применение формулы для силы упругости; условие равновесия рычага; гидростатическое давление; закон всемирного тяготения; применение формулы для кинетической энергии; закон сохранения импульса (определение направления результирующего импульса при неупругом ударе); зависимость длины волны от частоты колебаний и скорости. Затруднения вызвали вопросы, проверяющие следующие элементы:

– центростремительное ускорение (выполняемость 52%), причём основная ошибка связана не с незнанием формулы, а с вычислением квадрата скорости;

– механическую работу (62%), когда сила направлена под углом к перемещению, – подсчёт косинуса угла внёс наибольшее количество ошибок;

– потенциальную энергию деформированной пружины (48%) – учащиеся либо ошибаются с возведением в квадрат, либо путают формулу для потенциальной энергии деформированной пружины с формулой для силы упругости;

– зависимость периода колебаний математического маятника от длины нити и его независимость от массы груза (56%);

– определение разности фаз между различными точками на профиле бегущей волны при сдвиге фаз на /2 или 3/2 (59%).

В качестве заданий повышенного уровня давались задачи на движение связанных тел (движение двух грузов, связанных нитью, перекинутой через неподвижный невесомый блок – выполняемость 46% – и на движение тела по горизонтальному столу без трения – 41%), а также на применение:

– закона сохранения энергии при неупругом ударе (вылет снаряда из ствола пушки, закреплённого под углом к горизонту) – 49%;

– закона сохранения энергии и формулы для работы силы трения (автомобиль спускается с горы и тормозит под действием силы трения) – 47%;

– закона сохранения импульса и формулы для кинетической энергии – 27% (!). Пример:

Доска массой 0,5 кг шарнирно подвешена к потолку на лёгком стержне. На доску со скоростью 10 м/с налетает пластилиновый шарик массой 0,2 кг и прилипает к ней. Скорость шарика перед ударом направлена под углом 60° к нормали к доске. Кинетическая энергия системы тел после соударения равна :

1) 0,7 Дж; 2) 1,0 Дж; 3) 2,9 Дж; 4) 10,0 Дж.

МКТ и термодинамика. В каждый вариант были включены пять заданий: 4 – базового уровня и 1 – повышенного. Усвоенными оказались: применение уравнения Клапейрона–Менделеева; зависимость давления газа от концентрации молекул и температуры; количество теплоты при нагревании и охлаждении (расчёт); особенности теплопередачи; относительная влажность воздуха (расчёт); работа в термодинамике (график).

Среди заданий базового уровня затруднения вызвали:

– изменение внутренней энергии в различных изопроцессах, например, при изохорном увеличении давления – выполняемость 50%;

– графики изопроцессов – 56%;

– определение влажности воздуха по фотографии психрометра – 50% (надо было снять показания сухого и влажного термометров, а затем определить влажность воздуха по психрометрической таблице, приведённой в задании);

– первый закон термодинамики – 45% (надо было по графику определить вид изопроцесса и затем один параметр по заданному другому).

Задания повышенного уровня – это расчётные задачи на применение уравнения состояния газа (54%), а также на определение изменения параметров идеального газа в произвольном процессе (45%). Например:

В сосуде, закрытом поршнем, находится идеальный газ. Процесс изменения состояния газа показан на рисунке. Как менялся объём газа при его переходе из состояния А в состояние В ?

1) Всё время увеличивался;
2) всё время уменьшался;
3) сначала увеличивался, затем уменьшался;
4) сначала уменьшался, затем увеличивался.

Электродинамика

Каждый вариант содержал 9 заданий с выбором ответа (7 на базовом уровне и 2 на повышенном). На базовом уровне продемонстрировано усвоение следующих элементов: взаимодействие зарядов; принцип суперпозиции для кулоновских сил (определение направления); зависимость электроёмкости плоского конденсатора от площади пластин и расстояния между ними; применение закона Ома для участка цепи и формулы для удельного сопротивления; мощность электрического тока (по графику зависимости силы тока от напряжения); сравнение мощности, выделяющейся на резисторах при их последовательном и параллельном соединениях; применение закона Джоуля–Ленца; магнитный поток; построение изображения в линзе; закон отражения света. Сложности вызвали:

Два стеклянных кубика 1 и 2 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле отрицательно заряженного шара, как показано в верхней части рисунка. Затем кубики раздвинули и уже потом убрали заряженный шар (нижняя часть рисунка). Какое утверждение о знаках зарядов разделённых кубиков 1 и 2 правильно?

1) Заряды кубиков 1 и 2 положительны;
2) заряды кубиков 1 и 2 отрицательны;
3) заряд кубика 1 положительный, заряд 2 – отрицательный;
4) заряды кубиков 1 и 2 равны нулю.

(Почти 30% учащихся выбрали третий дистрактор, а ведь речь шла о диэлектриках.)

– применение принципа суперпозиции для напряжённости электростатического поля (определение направления результирующей напряжённости и качественное сравнение величины напряжённости в разных точках) – 40%;

– применение закона Ома для участка цепи и смешанное соединение проводников (схема) – 39%. Крайне низкий результат получен для типичной схемы из пяти одинаковых резисторов, соединённых в две параллельные ветви, для которой надо было определить силу тока или напряжение на одном из резисторов;

– определение направления силы Ампера – 54%;

– энергия магнитного поля катушки с током – 55%;

– характеристики электромагнитных волн различных диапазонов (47%) и свойства электромагнитных волн (52%). Например:

Среди приведённых ниже примеров электромагнитных волн максимальной длиной волны обладает:

1) инфракрасное излучение Солнца;
2) ультрафиолетовое излучение Солнца;
3) излучение -радиоактивного препарата;
4) излучение антенны радиопередатчика.

Среди заданий повышенного уровня по электродинамике лишь для двух элементов содержания средний процент выполнения превышал 65%: явление электромагнитной индукции (условия возникновения ЭДС индукции) и применение закона Ома для полной цепи. Выполняемость остальных заданий ниже 50%:

– применение формулы Томсона – 45%;

– определение направления силы Лоренца – 44%;

– зависимость показателя преломления среды от скорости света – 48% (причём для определения скорости света в веществе – около 60%, а абсолютного показателя преломления – 45%). Например:

Синус предельного угла полного внутреннего отражения на границе стекло–воздух равен 8/13. Абсолютный показатель преломления стекла приблизительно равен:

1) 1,63 (48%); 2) 1,5 (7%); 3) 1,25 (7%); 4) 0,62 (37%).

Указанные в скобках проценты выбора дистракторов демонстрируют, что далёкое от реального значение показателя преломления 0,62 пользовалось довольно большой популярностью. Следовательно, учащиеся применяют знакомую формулу, не задумываясь о соответствии полученного ответа действительности. То же самое можно сказать и о задачах на определение скорости света, в которых значительное число школьников выбирало значения, бльшие скорости света в вакууме.

Квантовая физика. В первую часть работы входили пять заданий: 4 – базового уровня и 1 – повышенного. Усвоены на базовом уровне : линейчатые спектры; уравнения ядерных реакций, - и -распады; постулаты Бора; период полураспада; закон радиоактивного распада (определение периода полураспада по графику). Затруднения вызвали задания на определение энергии и импульса фотона (50%) и на применение закона радиоактивного распада (58%), – учащиеся путали количество распавшихся и нераспавшихся ядер.

На повышенном уровне проверялись явление фотоэффекта и применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта. В последнем случае с расчётными задачами справились примерно 52% выпускников. Серия заданий оказалась крайне сложной, в некоторых неверный дистрактор выбирался чаще, чем верный. Например:

В опытах по фотоэффекту пластину из металла с работой выхода 3,4 · 10 –19 Дж осветили светом частоты 3 · 10 14 Гц. Затем частоту увеличили в 2 раза, оставив неизменным число фотонов, падающих на пластину за 1 с. В результате этого число фотоэлектронов, покидающих пластину за 1 с:

1) не изменилось;
2) стало не равным нулю;
3) увеличилось в 2 раза (43%);
4) увеличилось менее чем в 2 раза.

(Выбирая третий дистрактор, выпускники, очевидно, не обращали внимания на то, что в условии приведено значение работы выхода и первоначальной частоты фотонов, энергия которых меньше работы выхода.)

Задания А30 были посвящены проверке методологических умений. Использовались серии заданий на проверку умений: а ) строить график по экспериментальным точкам; б ) рассчитывать заданный коэффициент; делать выводы по результатам эксперимента. В случае а предлагались рисунки с координатными осями, на которые были нанесены экспериментальные точки с обозначением погрешностей измерений. Требовалось провести прямую и определить примерное значение жёсткости пружины, сопротивления резистора, ускорения и т.п. Когда график проходил через начало координат, результаты выполнения составляли в среднем 50%. Например (это задание выполнили 52% выпускников):

Космонавты исследовали зависимость силы тяжести от массы тела на посещённой ими планете. Погрешность измерения силы тяжести равна 4 Н, а массы тела 50 г. Результаты измерений с учётом их погрешности представлены на рисунке. Согласно этим измерениям, ускорение свободного падения на планете приблизительно равно:

1) 10 м/с 2 ; 2) 7 м/с 2 ; 3) 5 м/с 2 ; 4) 2,5 м/с 2 .

Однако, когда предлагалось построить график, не проходящий через начало координат, выполняемость резко падала. Например, с определением постоянной Планка по графику зависимости энергии фотоэлектронов от частоты падающих фотонов справились лишь 36% тестируемых.

Наибольшие затруднения вызвали задания, в которых был представлен график зависимости длины пружины, а не привычного удлинения, от массы груза. Найти удлинение и подсчитать жёсткость смогли лишь 18% выпускников. В этой серии задач «5» получили только 46%, «4» – 37%, «3» – 35%. Например:

На графике представлены результаты измерения длины пружины при различных значениях массы грузов, лежащих в чашке пружинных весов. С учётом погрешностей измерений (m = ±1 г, l = ± 0,2 см) жёсткость пружины k приблизительно равна:

1) 7 Н/м; 2) 10 Н/м; 3) 20 Н/м; 4) 30 Н/м.

В случае б предлагалась таблица с результатами какого-либо эксперимента, и нужно было выбрать вывод, который мог следовать из них. Например (выполняемость 65%):

Исследовалась зависимость растяжения жгута от приложенной силы. В таблице приведены результаты измерений.


l , см

Погрешности измерений силы и длины жгута равны соответственно 0,5 Н и 1 мм. На основании этих результатов можно сделать вывод:

1) жёсткость жгута равна 200 Н/м;
2) закон Гука выполняется только при силах растяжения, меньших 4 Н;
3) жёсткость жгута сначала уменьшается, а при больших значениях l – увеличивается;
4) с учётом погрешностей измерений закон Гука выполняется при всех значениях силы

При выполнении таких заданий необходимо было либо построить график, либо представить себе, ложатся ли с учётом погрешностей экспериментальные данные на прямую. Задания оказались вполне по силам «отличникам» (80%) и «хорошистам» (65%). В целом же с ними справились чуть больше половины учащихся (56%).

Задания А30 относились к базовому уровню сложности, но результаты их выполнения, к сожалению, оказались существенно ниже ожидаемых. Очевидно, сказывается нехватка такого рода заданий в традиционных задачниках и дидактических материалах. Кроме того, проверяемые в этих заданиях умения формируются в основном при выполнении лабораторных работ, объём которых в связи с уменьшением количества учебных часов на преподавание физики в последнее время постоянно снижается.

Следует отметить, что этот вид деятельности проверялся в вариантах ЕГЭ впервые, и это также повлияло на уровень их выполнения. В дальнейшем объём таких заданий в КИМах будет постепенно расти, поэтому необходимо шире включать в практику преподавания предмета различные формы работы, формирующие как теоретические знания о методах познания, так и различные экспериментальные умения.

Анализ выполнения заданий с кратким ответом (часть 2 заданий ЕГЭ)

В содержание входили расчётные задачи по механике, МКТ и термодинамике, электродинамике. В 2007 г. задания по квантовой физике в эту часть работы не включались. Уровень сложности заданий был в целом несколько ниже, чем в предыдущие годы. Очевидно, это повысило привлекательность части 2 и увеличило долю учащихся, приступивших к выполнению хотя бы одного из заданий В 1 –В 4 (58–95% тестируемых). Причём определяющим фактором явилась не столько тематика заданий или сложность математических расчётов, сколько «стандартность» формулировки. От 23 до 65% тестируемых получили 0 баллов за выполнение хотя бы одного задания с кратким ответом (причём в качестве правильных засчитывались и ответы, полученные, например, путём неверного округления или использования отличного от приведённых в таблице варианта физических постоянных).

Самыми простыми оказались задачи по темам «Магнитное поле», «Геометрическая оптика» и «МКТ». Однако причина заключается не столько в более хорошем усвоении данных тем, сколько в меньшем объёме математических преобразований.

Ниже ожидаемого оказались результаты решения задач по механике. Хотя задачи такого типа являются стандартными и встречаются в каждом школьном задачнике, довести решение до правильного численного ответа удаётся в среднем всего лишь трети тестируемых. Например (выполняемость 29%):

Лыжник массой 60 кг спустился с горы высотой 20 м. Какой была сила сопротивления его движению по горизонтальной лыжне после спуска, если он остановился, проехав 200 м? Считать, что по склону горы лыжник скользил без трения.

Правильный ответ 60 Н получается при использовании одной формулы: изменение механической энергии лыжника равно работе силы трения (цифры подобраны так, чтобы ответ получился целочисленным).

Неожиданно большим оказался разброс результатов по задаче на равномерное движение заряженной капли в конденсаторе. Здесь во всей серии вариантов использовалась одна и та же ситуация, но требовалось рассчитать различные параметры (напряжение на пластинах, расстояние между пластинами конденсатора, массу капли и т.д.). Самой сложной (выполняемость 13%) оказалась следующая задача:

Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 1 см друг от друга. Напряжение на пластинах 5000 В. В пространстве между пластинами падает капля жидкости. Масса капли 4 · 10 –6 кг. При каком значении заряда q капли её скорость будет постоянной? Влиянием воздуха на движение капли пренебречь. Ответ выразите в пикокулонах (10 –12 Кл). (Ответ : 80 пКл.)

Результаты выполнения заданий с кратким ответом резко снижаются при использовании в тексте формулировки, немного отличной от текстов стандартных задачников. Так, например, в одной из задач на движение частицы в электростатическом поле требовалось определить потенциал точки поля, в которой скорость протона возрастёт в два раза (начальная скорость и потенциал начальной точки были указаны). Для этого необходимо было помнить, что на протон действует сила, направленная в сторону уменьшения потенциала. Приступили к решению этой задачи почти 72% экзаменуемых, но дать полностью правильный ответ смогли лишь 11%.

Крайне низкие результаты показали задания на применение формулы для дифракционной решётки. Например:

Плоская монохроматическая световая волна падает по нормали на дифракционную решётку с периодом 5 мкм. Параллельно решётке позади неё размещена собирающая линза с фокусным расстоянием 20 см. Дифракционная картина наблюдается на экране в задней фокальной плоскости линзы. Расстояние между её главными максимумами 1-го и 2-го порядков равно 18 мм. Найдите длину падающей волны. Ответ выразите в нанометрах (нм), округлив до целых. Считать для малых углов ( 1 радиан)
tg sin . (Ответ : 450.)

В среднем 42% тестируемых вообще не приступали к выполнению этой задачи (по другим задачам второй части этот показатель обычно составляет порядка 20%). Очевидно, выпускников испугала помещённая за дифракционной решёткой линза, которая не влияет на ход решения задачи, а нужна лишь для получения изображения на экране.