Какие изменения ждут выпускников на ЕГЭ по физике, как подготовиться к решению расчетных и качественных задач и получить высокий балл за работу? Рассказывает председатель региональной предметной комиссии по физике в Москве, кандидат физико-математических наук, доцент МГУ им. М. В. Ломоносова Сергей Стрыгин.

О контрольных измерительных материалах ЕГЭ-2023

В 2023 году каждый вариант контрольных измерительных материалов (КИМ) состоит из двух частей и включает в себя 30 заданий. В первую часть входят 23 задания с кратким ответом, во вторую — 7 с развернутым ответом, в которых необходимо решить задачи (и обязательно записать решение в бланк) или дать объяснения с опорой на изученные явления или законы.

Структура КИМ по сравнению с прошлым годом существенно не изменилась. В первой части задание 1 (базового уровня сложности) и задание 2 (повышенного уровня) изменили свои номера. Теперь они имеют номера 20 и 21 соответственно. Эти задания имеют интегрированный характер. Они включают в себя элементы содержания не менее чем из трех разделов курса физики (механика, электродинамика, молекулярная и квантовая физика).

Для успешного решения задания 20 (№ 1 в КИМ 2022 года) нужно знать формулировки физических законов, определения физических величин и понимать особенности протекания физических явлений и процессов.

Для решения задания 21 (№ 2 в КИМ 2022 года) нужно уметь устанавливать соответствие между зависимостями физических величин и видами графиков, которые описывают каждую конкретную зависимость.

Задания с развернутым ответом

Для получения высокого балла на ЕГЭ по физике нужно прежде всего научиться решать задания с развернутым ответом. В экзаменационной работе таких заданий семь:

• ·задание 24 — качественная задача повышенного уровня сложности. Может быть по любой теме школьного курса физики (от механики до квантовой физики). Максимальный балл за задачу — 3;
• задание 25 — расчетная задача повышенного уровня сложности по механике или молекулярной физике. Максимальный балл — 2;
• задание 26 — расчетная задача повышенного уровня сложности по электродинамике или квантовой физике. Максимальный балл — 2;
• задание 27 — расчетная задача высокого уровня сложности по молекулярной физике. Максимальный балл — 3;
• задание 28 — расчетная задача высокого уровня сложности по электродинамике. Максимальный балл — 3;
• задание 29 — расчетная задача высокого уровня сложности по электродинамике или квантовой физике. Максимальный балл — 3;
• задание 30 — расчетная задача высокого уровня сложности по механике. Максимальный балл — 4.

За полное и верное решение всех заданий второй части КИМ можно получить 20 из 54 первичных баллов, которые можно заработать за всю правильно выполненную работу.

При решении качественной задачи 24 нужно записать рассуждения, указать физические явления и законы, а главное — четко сформулировать полный ответ. Как правило, цепочка логических рассуждений, необходимая для объяснения, содержит не менее трех звеньев. Согласно критериям оценивания, при неверном ответе, даже при полностью верных рассуждениях, максимальная оценка за такое решение не превысит 1 балл.

При выполнении этого задания внимательно прочитайте условие, выделите все встречающиеся термины и дайте им определения. Ответьте на вопросы: об изменении каких физических величин идет речь в задаче? Во сколько раз они изменяются и как? Что в задаче необходимо найти? В какой форме ответ должен быть дан — словами (например, «увеличивается» или «уменьшается»), числами, графиком?

После знакомства с условием задачи проведите анализ процессов или явлений, о которых идет речь в условии

Для этого выделите из текста описание физических процессов или явлений, условия и последовательность их протекания. Затем установите взаимосвязь между физическими величинами, изменение которых надо рассмотреть, запишите законы и формулы, отражающие эту зависимость. Сформулируйте свои рассуждения в виде логической цепочки. Запишите ответ.

Задание 24 может быть по теме «Электростатика» и, например, выглядеть так: «Между двумя металлическими близко расположенными пластинами, укрепленными на изолирующих подставках, подвесили на длинной шелковой нити легкую металлическую незаряженную гильзу. Когда к пластинам приложили постоянное высокое напряжение, гильза пришла в движение. Опираясь на законы электростатики и механики, опишите движение гильзы и объясните его (гильза расположена между пластинками ближе к одной из них)».

При выполнении этой задачи возникают следующие ошибки:

• не объясняется перераспределение заряда в начале эксперимента или указывается, что гильза приобрела заряд в начале эксперимента, что неверно, так как произошло именно перераспределение заряда;
• не дается ссылка на второй закон Ньютона (или сложение сил) для объяснения начала движения гильзы;
• не указывается, что силы взаимодействия заряженных тел уменьшаются с увеличением расстояния между ними;
• находится сила, с которой электрическое поле действует на заряженную гильзу по закону Кулона для точечных зарядов;
• не дается объяснение перераспределению заряда в гильзе и его изменению при соприкосновении гильзы с пластинами;
• ошибочно считается, что если гильза легкая, то сила тяжести на нее не действует.

Чтобы получить максимально возможные баллы в расчетных задачах 25, 26 и 27–29, необходимо записать «Дано» и, если это нужно для понимания физической ситуации, представить рисунок, затем — записать необходимые для решения формулы и физические законы, описать буквенные обозначения всех вновь вводимых физических величин, которые используются в решении.

Те физические величины, которые записаны в «Дано», отдельно словами описывать не надо

Если вы делаете рисунок и расставляете на нем силы, действующие на тела, то это уже и есть описание тех сил, которые будут использоваться для решения задачи. В таком случае отдельно писать, что mg — сила тяжести, а N — сила реакции опоры, нет необходимости.

Константы, такие как универсальная газовая постоянная, ускорение свободного падения и другие в «Дано» можно не писать, за исключением тех случаев, когда константы в решении имеют нестандартные обозначения. Например, если гравитационная постоянная обозначается не стандартной буквой G, а какой-либо другой буквой.

При записи «Дано» помните, что разные физические величины, используемые при решении задачи, не должны обозначаться одной буквой. Скажем, если t — температура, тогда время — τ).

Сделайте рисунок с указанием сил, которые действуют на тела. Покажите ход лучей через линзу, постройте изображение, начертите эквивалентную электрическую схему, если это указано в условии задачи. При построении хода лучей через линзу помните, что обязательно строить изображение любого источника света, даже того, который находится в двойном фокусе линзы. При построении изображения учитывайте, что «мнимое» продолжение луча надо изображать пунктиром.

Проведите необходимые математические преобразования и расчеты. Допустимо делать расчеты «по частям», но в любом случае в формулу необходимо подставить цифры из условия.

Представьте правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины.

По критериям оценивания расчетных задач отметка может быть снижена на один балл, если:

• отсутствует рисунок или схема, которые нужно было сделать по условию;
• есть одна или несколько ошибок на рисунке;
• отсутствуют описания вновь вводимых физических величин;
• присутствуют ошибки в математических преобразованиях, расчетах или математические преобразования в ходе решения задачи представлены не полностью;
• нет подстановки цифр в конечную формулу или в промежуточные формулы в ситуации, когда расчет производится по действиям;
• в решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не зачеркнуты.

При наличии таких недочетов за решение заданий 25 и 26 будет поставлен 1 балл, а за решение заданий 27–29 — 2 балла. Если в решении есть одна ошибка в формуле или одна из необходимых формул отсутствует, то за задания 25 и 26 будет выставлено ноль баллов, а за задания 27–29 — 1 балл. Также возможно снижение на два балла, если при решении расчетной задачи используется формула, которой нет в кодификаторе ФИПИ по физике.

Чаще всего подобные ошибки выпускники допускают в задачах по термодинамике, когда для решения нужно найти количество теплоты, которое необходимо сообщить газу в изобарном процессе. Участники экзамена знают формулу для количества теплоты и сразу ее записывают. Однако ее нет в кодификаторе, поэтому, чтобы вывести формулу, в решении необходимо записать первый закон термодинамики, уравнения для изменения внутренней энергии и работы при изобарном процессе соответственно.

При решении задач по баллистике помните, что формул для максимальной дальности полета, максимальной высоты подъема и общего времени движения тела по параболе нет в кодификаторе ФИПИ по физике. Их тоже надо выводить в ходе решения.

Расчетная задача 27 высокого уровня сложности может быть на тему «Относительная влажность» и выглядеть, например, так: «В запаянной с одного конца трубке находится влажный воздух, отделенный от атмосферы столбиком ртути длиной l = 76 мм. Когда трубка лежит горизонтально, относительная влажность воздуха ϕ1 в ней равна 80%. Какой станет относительная влажность этого воздуха ϕ2, если трубку поставить вертикально, открытым концом вниз? Атмосферное давление равно 760 мм рт. ст. Температуру считать постоянной».

Обратите внимание, что в задаче речь идет не о водяном паре, а о влажном воздухе. Основная ошибка при ее решении в том, что выпускники не различают влажный воздух и водяной пар. В отличие от водяного пара, влажный воздух — это смесь сухого воздуха и водяного пара, а давление влажного воздуха определяется законом Дальтона.

Задача 30 по механике оценивается по двум критериям, максимум можно получить 4 балла

По критерию К1 оценивается обоснование применимости всех законов, необходимых для решения задачи. Если верно обоснована возможность использования законов (закономерностей), то выставляется 1 балл. Если допущены ошибки или недочеты, то за обоснование будет выставлено ноль баллов. По критерию К2 решение задачи оценивается от нуля до трех первичных баллов. Критерии для оценки решения задачи 30 совпадают с критериями оценивания задач 27–29.

В задании 30 можно встретить задачи по темам механики (связанные системы, законы сохранения и статика).

Для обоснования применимости законов физики в задачах на связанные системы нужно указать инерциальную систему отсчета (ИСО) и применимость модели материальной точки для описания движения тел, связанных нитью. Также надо четко установить причинно-следственные связи для объяснения равенства сил натяжения нити и равенства ускорения тел в системе. А именно: нить невесома, следовательно, равны силы натяжения нити; нить нерастяжима, следовательно, равны ускорения тел, составляющих систему.

Для обоснования применимости законов физики в задачах, где для решения необходимо использовать законы сохранения импульса и механической энергии, используйте следующие понятия: материальная точка; ИСО, связанная с конкретным телом; замкнутая система тел; внешние и внутренние силы; потенциальные и непотенциальные силы; работа потенциальных и непотенциальных сил.

Для обоснования применимости законов физики в задаче 30 по теме «статика» необходимо:

• ввести ИСО, связанную с Землей (или другим телом);
• помнить, что тело, для которого мы записываем условия равновесия, нельзя считать материальной точкой. Условие равновесия (равенство нулю суммы моментов сил) можно записать для абсолютно твердого тела;
• если есть блок, то необходимо записать условие равновесия блока (равенство нулю суммы моментов сил натяжения нитей относительно оси блока) и обратить внимание, что блок идеальный, а также обосновать равенство сил натяжения нитей;
• если есть тела, связанные нитью, то, как и в задачах на связанные системы, нужно обосновать на основании нерастяжимости нити состояние покоя всех тел, входящих в систему;
• если в решении задачи нужно помимо условий равновесия тел (равенство нулю векторной суммы всех внешних сил и/или равенство нулю суммы моментов сил) применить законы Ньютона, то это также надо обосновать тем, что законы Ньютона описывают поведение материальной точки относительно выбранной ИСО.
• при чтении всех задач обращайте внимание на физические условия, которые заданы в неявном виде. Например: «движение из состояния покоя», «гладкая поверхность», «идеальный прибор».

Рекомендации по подготовке к ЕГЭ по физике в 2023 году

1. Ознакомьтесь на сайте ФИПИ с кодификатором, спецификацией и демоверсией КИМ ЕГЭ по физике. Изучите критерии оценивания заданий с развернутым ответом. Дополнительную информацию по заданиям вы можете найти в открытом банке заданий ЕГЭ. Полезно будет поработать с навигатором самостоятельной подготовки к ЕГЭ.
2. Помогут выпускникам и вебинары, посвященные особенностям ЕГЭ 2023 года. Их можно найти на сайтах Московского центра качества образования, Регионального центра обработки информации, в группе Московского центра качества образования социальной сети «ВКонтакте» и на сервисе Rutube.
3. В подготовке к экзамену важна практика. Поэтому выпускники могут принять участие в независимых диагностиках в формате ЕГЭ на базе Центра независимой диагностики (ЦНД) Московского центра качества образования (МЦКО). Диагностики проводятся не только в соответствии с реальной процедурой ЕГЭ, но и по актуальным версиям КИМ 2023 года. Участие в них позволит выпускникам почувствовать себя в условиях реального экзамена и оценить уровень своей подготовки. Записаться на независимые диагностики можно на сайте МЦКО, в разделе «ЦНД».
4. В этом учебном году выпускники приняли участие в единых городских контрольных работах. Вебинары с анализом результатов, подробным разбором выполнения каждого задания и разбором типичных ошибок можно посмотреть на сайте Регионального центра обработки информации, в группе Московского центра качества образования и на сервисе Rutube.
5. И независимые диагностики на базе ЦНД, и единые городские контрольные работы позволяют будущим выпускникам проверить уровень своих знаний и понять, какие темы стоит повторить.
6. Посмотрите онлайн-консультацию по подготовке к ЕГЭ по физике «На все 100!» и видеоконсультации на странице Рособрнадзора во «ВКонтакте».
7. Не пропустите марафон Рособрнадзора «ЕГЭ — это проСТО», который пройдет в апреле 2023 года.

Иллюстрация: GoodStudio / Shutterstock / Fotodom