Физика — один из популярных предметов по выбору на ЕГЭ. Но даже хорошо подготовленные ученики нередко допускают досадные ошибки в своих работах. Как их избежать? Какие виды задач представлены в КИМах? Разбираемся с ответственным секретарем предметной комиссии ЕГЭ по физике города Москвы Ларисой Капустиной.

Структура и содержание контрольных измерительных материалов ЕГЭ по физике 2021 года не изменились по сравнению с 2020 годом, экзамен по-прежнему состоит из двух частей.

Первая часть содержит 24 вопроса, ответы на которые нужно записать в бланк ответов № 1. Максимальное количество первичных баллов — 34. Во второй части экзаменационных материалов будет, как и прежде, восемь задач, но только на две задачи — 25 и 26 — нужно дать краткий ответ, записав его в бланк ответов № 1. Остальные задачи второй части проверяются экспертами, их решения записываются в бланке ответов № 2.

Для успешной сдачи ЕГЭ по физике я рекомендую разобрать критерии оценивания и посмотреть, за что эксперты могут снять баллы при проверке заданий с развернутым ответом; ознакомиться с кодификатором, так как при решении задач можно использовать только формулы из кодификатора (исключение — законы Кирхгофа и теорема Гаусса), а также обращать внимание на формулировки заданий: требования могут быть разными.

Предлагаю рассмотреть основные ошибки и пути решения заданий первой части ЕГЭ по физике.

Задания по молекулярной физике

В заданиях 8–12 первой части контрольных измерительных материалов больше всего ошибок допускают при решении задач по теме «Насыщенный пар. Относительная влажность».

Рассмотрим задание 10. В сосуде под поршнем находится 2 г водяного пара под давлением 50 кПа и при температуре 100 °С. Не изменяя температуры, объем сосуда уменьшили в 4 раза. Найдите массу образовавшейся при этом воды.

Здесь нужно обратить внимание прежде всего на то, что температура пара равна 100 °С, а давление насыщенного пара при этой температуре равно 105 Па. В начальный момент времени газ находится под давлением 50 кПа, поэтому является ненасыщенным. При увеличении давления в два раза пар достигнет насыщения, а объем при постоянной температуре уменьшится в два раза. Значит, при объеме V/2 пар станет насыщенным и его давление не будет меняться при дальнейшем уменьшении объема.

Задания по электродинамике

Решая задания по электродинамике из первой части, учащиеся затрудняются ответить на вопрос, связанный с периодом изменения энергии электрического или магнитного поля в колебательном контуре. При ответе, как правило, не учитывается, что период изменения энергии электрического и магнитного поля в два раза меньше периода изменения силы тока или заряда на обкладках конденсатора колебательного контура.

При решении заданий по оптике (дифракция) участники экзамена путают такие понятия, как «максимальный порядок спектра» и «максимальное количество спектров». Максимальное количество спектров, которое можно увидеть, используя данную дифракционную решетку, можно найти, умножив значение максимального порядка спектра на два и прибавив к полученному произведению один.

В задании 24 проверяются знания выпускников по астрономии. Правильный ответ оценивается в два первичных балла. С 2020 года в этом задании предлагается пять утверждений, из которых нужно выбрать все правильные. Если в ответе указать хотя бы одну лишнюю цифру или не записать один элемент ответа, то снимается один балл из двух.

При проверке оценивается не столько знание огромного объема данных по астрономии, сколько умение анализировать представленный в табличном виде материал, связанный с характеристиками планет, спутников и звезд.

Задачи с развернутым ответом

Для получения максимального балла на ЕГЭ выпускнику необходимо выполнить задания с развернутым ответом. В экзаменационной работе их шесть:

• задание 27 — качественная задача (3 балла, повышенный уровень сложности);
• расчетные задачи 29–32 (3 балла, высокий уровень сложности);
• задача 28 (2 балла, повышенный уровень сложности).

Всего за эти задания можно получить 17 первичных баллов.

В задании 27 нужно записать рассуждения, указать физические явления и законы, а главное — четко сформулировать полный ответ. Если участник экзамена будет рассуждать правильно, но даст неверный ответ, то получит максимум один балл.

Когда выпускник работает над заданием, он должен внимательно прочитать условие, выделить все встречающиеся в условии задачи термины и вспомнить их определения, ответить для себя на вопросы, об изменении каких физических величин идет речь, что нужно найти и в какой форме необходимо дать ответ (словами — например, «увеличивается», «уменьшается», в виде числового ответа, в виде графика и т. д.).

После того как выпускник ознакомится с условием, ему нужно будет проанализировать процессы, о которых идет речь. Для этого можно:

1. выделить из текста описание физических процессов, условия и последовательность их протекания;

2. установить взаимосвязь между физическими величинами, изменение которых надо рассмотреть при решении задачи, записать законы и формулы, которые отражают эту зависимость;

3. записать свои рассуждения в виде логической цепочки;

4. сформулировать ответ.

Рассмотрим пример решения задания 27

Задача

В цилиндре под поршнем при комнатной температуре t₀ долгое время находится только вода и ее пар. Масса жидкости в два раза больше массы пара. Медленно перемещая поршень, объем V под поршнем изотермически увеличивают от V₀ до 6V₀. Постройте график зависимости давления p в цилиндре от объема V на отрезке от V₀ до 6V₀. Укажите, какими закономерностями вы при этом пользовались.

Анализ условия задачи

Обратите внимание: в условии требуется построить график. Значит, именно он и будет правильным ответом к данной задаче. В условии определено, во сколько раз меняется объем, значит, для ответа на вопрос нужно точно рассчитать, во сколько раз изменится давление, а не просто констатировать факт его уменьшения или увеличения. Эти расчеты нужно учесть при построении графика. Если рассуждения в ответе будут абсолютно верными, но не будет графика, то эксперты оценят решение задачи в один балл.

Решение

В начальном состоянии над водой долгое время находится насыщенный водяной пар. За длительное время в системе установилось термодинамическое равновесие, поэтому можно сделать вывод, что пар — насыщенный.

Пока в цилиндре остается вода, при медленном изотермическом расширении пар остается насыщенным. Поэтому график p(V) будет графиком константы, то есть отрезком горизонтальной прямой. Количество воды в цилиндре при этом убывает. При комнатной температуре концентрация молекул воды в насыщенном паре ничтожна по сравнению с концентрацией молекул воды в жидком агрегатном состоянии. Масса воды в два раза больше массы пара. Поэтому, во-первых, в начальном состоянии насыщенный пар занимает объем практически равный V₀. Во-вторых, чтобы вся вода испарилась, нужно объем под поршнем увеличить еще на 2V₀. Таким образом, горизонтальный отрезок описывает зависимость p(V) на участке от V₀ до 3V₀.

При V > 3V₀ под поршнем уже нет жидкости — все молекулы воды образуют ненасыщенный водяной пар, который можно на изотерме описывать законом Бойля — Мариотта: pV = const, т. е. p ⁓ 1/V. Графиком этой зависимости является гипербола. Таким образом, на участке от 3V₀ до 6V₀зависимость p(V) изображается фрагментом гиперболы. Раз объем увеличился в два раза, значит, давление уменьшилось в два раза.

Ответ

На участке от V₀ до 3V₀ давление под поршнем постоянно (давление насыщенного пара на изотерме). На участке от 3V₀ до 6V₀ давление под поршнем подчиняется закону Бойля — Мариотта. Таким образом, на участке от V₀ до 3V₀ график представляет собой горизонтальный отрезок прямой, а на участке от 3V₀ до 6V₀ — фрагмент гиперболы.

Расчетные задачи высокого уровня сложности (29, 30, 31, 32)

Чтобы получить максимально возможные 3 балла в расчетных задачах 29–32, выпускнику нужно:

• записать «Дано», представить рисунок, если это необходимо для понимания ситуации;
• записать нужные для решения формулы и физические законы;
• описать все буквенные обозначения физических величин, которые используются в решении. Исключение — константы и физические величины, которые есть в условии задачи;
• сделать рисунок с указанием сил, которые действуют на тело, если это прописано в условии;
• провести необходимые преобразования и расчеты (при этом допустимо решать по частям, тогда при расчетах в конечную формулу необходимо подставить числа);
• представить правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины.

Но помните, что по критериям оценивания расчетных задач балл может быть снижен на один, если:

• отсутствуют рисунок или схема, которые нужно было сделать по условию;
• есть одна или несколько ошибок на рисунке;
• отсутствуют описания впервые вводимых физических величин;
• есть ошибки в математических преобразованиях, расчетах, или математические преобразования вообще отсутствуют в ходе решения задачи;
• нет подстановки цифр в конечную формулу или в промежуточные формулы в ситуации, когда расчет осуществляется по действиям.

Типичные ошибки

Рассмотрим типичные ошибки выпускников при решении задач ЕГЭ по физике и расскажем, как их не допустить в своей работе.

1. Использование формул, которых нет в кодификаторе

Снижение на два балла возможно, если в решении применяются формулы, которых нет в кодификаторе. Чаще всего подобные ошибки участники экзамена допускают в задачах по термодинамике и на движение тела, брошенного под углом к горизонту или горизонтально. При решении задач с развернутым ответом по баллистике нельзя в готовом виде использовать формулы для максимальной дальности полета, времени всего движения по параболе и максимальной высоты подъема. Их надо выводить.

В задачах по термодинамике подобные ошибки выпускники допускают, 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, ее нужно вывести, поэтому в решении необходимо записать первый закон термодинамики, уравнение для изменения внутренней энергии и формулу для работы газа при изобарном процессе.

2. Решение задач только числами

Некоторые учащиеся решают задачи, сразу подставляя числа, не записав формулу в общем виде. В этом случае будет поставлено 0 баллов — за отсутствие формул, необходимых для решения задачи.

3. Не подставлены числа в формулу при расчете

Для проведения расчетов в выведенную при решении задачи формулу, в которой искомая физическая величина выражена через известные в задаче физические величины, надо обязательно подставить числа. Их также надо подставлять и при расчете задачи по частям.

Рекомендации по подготовке к экзамену

При подготовке к ЕГЭ по физике я рекомендую выпускникам использовать:

1. открытый банк заданий Федерального института педагогических измерений;

2. записи вебинаров по разбору заданий единого государственного экзамена на сайте МЦКО;

3. самодиагностики в МЭШ. Для школьников доступны задания нескольких уровней сложности: стартового, базового, профильного и олимпиадного.

4. еженедельный проект для учащихся 9-х и 11-х классов «Субботы московского выпускника» Московского центра качества образования и Московского образовательного телеканала, в котором ведущие эксперты МЦКО в прямом эфире разбирают решения заданий ЕГЭ и ОГЭ, а также проводят видеоконсультации по различным темам для подготовки к государственной итоговой аттестации;

5. видеоконсультации по подготовке к ЕГЭ на Московском образовательном телеканале.

Фото на обложке: Unsplash / Taton Moïse