Образовательный сайт-для обучения в школе учителям и ученикам

Оглавление

В этой статье:

Задания базового уровня сложности на 1 баллЗадания повышенного уровня сложности на 2 балла

Первая часть ЕГЭ по физике очень важна, и не стоит ее недооценивать! Если вы полностью решите тестовую часть и только половину второй части, вы уже получите больше заветных 80 баллов. В этой статье я расскажу, какие бывают задания в первой части ЕГЭ и как их решать.

Многие ученики считают, что самое главное на экзамене — решить задачи с развернутым ответом. Они пускают первую часть на самотёк, а зря! На занятиях я всегда объясняю, что тестовую часть необходимо тренировать, ведь за нее можно получить 64% итоговых баллов. Впрочем, это касается не только физики: тестовую часть ЕГЭ важно и нужно решать на всех экзаменах. Читайте в нашей статье, как этому научиться!

Первая часть ЕГЭ по физике состоит из двух типов заданий: базовые (на 1 балл) и продвинутые (на 2 балла). Давайте поговорим о них подробнее.

Хотите круто подготовится к ЕГЭ? Вам поможет учебный центр MAXIMUM Education! Все наши преподаватели сами сдали этот экзамен на высокий балл. Мы ежегодно изучаем изменения ФИПИ и корректируем учебные материалы. Читайте подробнее про наши курсы и выбирайте подходящий!

Год издания: 2015

Пособие по физике для старшеклассников «ЕГЭ 2015. Физика. Репетиционные варианты. 12 вариантов», содержащее необходимый объем теоретических и практических материалов.

В 2015 г. изменена структура КИМ ЕГЭ по физике при сохранении контролируемого содержания и общих подходов к оценке наиболее значимых для предмета видов деятельности.

На новом бланке для каждого задания предлагается поле для ответа из 17 позиций. Ответ на задание с выбором ответа будет записываться в виде одной цифры — номера ответа вместо «крестика» в предыдущей версии бланка. Записывать ответы на задания с кратким ответом (на соответствие) нужно также, как и раньше-в виде набора цифр. Изменения в связи с введением нового бланка коснуться, прежде всего, заданий с выбором ответа, число которых будет существенно уменьшено. Вместо них вводятся задания с кратким ответом, который учащимся придется формулировать самостоятельно (например, в виде числа, которое является ответом к задаче).

Новый бланк позволяет отказаться от необходимости группировать задания в зависимости от формы записи ответа, поэтому в новой экзаменационной работе выделяется только две части. Первая часть включает задания разных форм, ответы на которые записываются в бланк ответов №1, а в конце второй части предлагаются задания с развернутым ответом, решения для которых записываются на традиционном бланке ответов № 2.

В КИМ ЕГЭ 2015 г. по физике число заданий стало меньше (с 35 до 32), более чем в 2,5 раза уменьшено число заданий с выбором ответа (с 25 до 9 заданий) и более чем в 4 раза увеличено число заданий с кратким ответом (с 4 до 18).

Размер: 7,86 Mb

ЕГЭ, Физика, Комплекс материалов для подготовки учащихся, Ханнанов Н.К., Орлов В.А., Демидова М.Ю., Никифоров Г.Г., 2018.

Данное пособие предназначено для подготовки учащихся 10-11 классов к Единому государственному экзамену (ЕГЭ) по физике. Издание включает типовые задания по всем содержательным линиям экзаменационной работы, а также примерные варианты в формате ЕГЭ 2018 года.Пособие поможет школьникам проверить свои знания и умения по предмету, а учителям -оценить степень достижения требований образовательных стандартов отдельными учащимися и обеспечить их целенаправленную подготовку к экзамену. Пособие может быть также использовано учителями как сборник заданий в формате ЕГЭ при системном изучении курса физики в 10-11 классах.

Кинематика.Два автомобиля движутся по прямой дороге в одном направлении: один со скоростью 40 км/ч, а другой — со скоростью 60 км/ч. Чему равна скорость второго автомобиля относительно первого?

Моторная лодка движется на противоположный берег по кратчайшему пути в системе отсчета, связанной с берегом. Скорость течения реки 6 км/ч, а скорость лодки относительно воды 10 км/ч. Чему равен модуль скорости лодки относительно берега?

На графике приведена зависимость проекции скорости тела vх от времени при прямолинейном движении. Определите ускорение тела.

На рисунке приведен график зависимости проекции скорости тела от времени.Выберите два верных утверждения из приведенных. В ответе укажите номера утверждений.1) За время наблюдения тело двигалось равномерно 6с2) Максимальное по модулю ускорение тело было на интервале от 12с до 18с3) Модули ускорений на интервале от 3с до 5с и от 5 до 10с отличаются4) Путь, пройденный телом с 3 по 5с равен 20 м5) На интервале от 5 до 10 с тело двигалось против оси x

СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕРЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ К ЕДИНОМУ ГОСУДАРСТВЕННОМУЭКЗАМЕНУ ПО ФИЗИКЕ В 2018 гТРЕНИРОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЕДИНОМУГОСУДАРСТВЕННОМУ ЭКЗАМЕНУ 2018 гЗадания, проверяющие усвоение элементов содержания КодификатораТематический блок № 1 «Кинематика»Тематический блок № 2 «Динамика»Тематический блок № 3 «Законы сохранения в механике»Тематический блок № 4 «Механические колебания и волны»Тематический блок № 5 «Молекулярная физика. Термодинамика»Тематический блок № 6 «Электростатика»Тематический блок № 7 «Постоянный ток»Тематический блок № 8 «Магнитное поле»Тематический блок № 9 «Электромагнитные колебания и волны»Тематический блок № 10 «Геометрическая оптика»Тематический блок № 11 «Волновая оптика»Тематический блок № 12 «Специальная теория относительности»Тематический блок № 13 «Квантовая физика. Атом»Тематический блок № 14 «Ядерная физика»Тематический блок № 15 «Методы научного познания»ПРИМЕРНЫЕ ВАРИАНТЫ ЕГЭ 2018Вариант 1Вариант 2Вариант 3Вариант 4Вариант 5ОТВЕТЫОтветы к тренировочным материаламОтветы к примерным вариантамПРИЛОЖЕНИЕСписок формул курса физики средней школы.

Дата публикации: 11.04.2018 08:59 UTC

ЕГЭ по физике :: физика :: Ханнанов :: Орлов :: Демидова :: Никифоров

Следующие учебники и книги:

Основные теоретические сведения

Специальная теория относительности (СТО) базируется на двух постулатах:

Равное с постулатами СТО имеет значение положение СТО о предельном характере скорости света в вакууме: скорость любого сигнала в природе не может превосходить скорость света в вакууме: c = 3∙108 м/с. При движении объектов со скоростью сопоставимой со скоростью света, наблюдаются различные эффекты, описанные далее.

1. Релятивистское сокращение длины.

Длина тела в системе отсчета, где оно покоится, называется собственной длиной L0. Тогда длина тела движущегося со скоростью V в инерциальной системе отсчета уменьшается в направлении движения до длины:

где: c – скорость света в вакууме, L0 – длина тела в неподвижной системе отсчета (длина покоящегося тела), L – длина тела в системе отсчета, движущейся со скоростью V (длина тела, движущегося со скоростью V). Таким образом, длина тела является относительной. Сокращение тел заметно, только при скоростях, сопоставимых со скоростью света.

2. Релятивистское удлинение времени события.

Длительность явления, происходящего в некоторой точке пространства, будет наименьшей в той инерциальной системе отсчета, относительно которой эта точка неподвижна. Это означает, что часы, движущиеся относительно инерциальной системы отсчета, идут медленнее неподвижных часов и показывают больший промежуток времени между событиями. Релятивистское замедление времени становится заметным лишь при скоростях сопоставимых со скоростью света, и выражается формулой:

Время τ0, замеренное по часам, покоящимся относительно тела, называется собственным временем события.

3. Релятивистский закон сложения скоростей.

Закон сложения скоростей в механике Ньютона противоречит постулатам СТО и заменяется новым релятивистским законом сложения скоростей. Если два тела движутся навстречу друг другу, то их скорость сближения выражается формулой:

где: V1 и V2 – скорости движения тел относительно неподвижной системы отсчета. Если же тела движутся в одном направлении, то их относительная скорость:

4. Релятивистское увеличение массы.

Масса движущегося тела m больше, чем масса покоя тела m0:

5. Связь энергии и массы тела.

С точки зрения теории относительности масса тела и энергия тела – это практически одно и то же. Таким образом, только факт существования тела означает, что у тела есть энергия. Наименьшей энергией Е0 тело обладает в инерциальной системе отсчета относительно которой оно покоится и называется собственной энергией тела (энергия покоя тела):

Любое изменение энергии тела означает изменение массы тела и наоборот:

где: ∆E – изменение энергии тела, ∆m – соответствующее изменение массы. Полная энергия тела:

где: m – масса тела. Полная энергия тела Е пропорциональна релятивистской массе и зависит от скорости движущегося тела, в этом смысле важны следующие соотношения:

Кстати кинетическую энергию тела, движущегося с релятивистской скоростью, можно считать только по формуле:

С точки зрения теории относительности закон сохранения масс покоя несправедлив. Например, масса покоя атомного ядра меньше суммы масс покоя частиц, входящих в ядро. Однако, масса покоя частицы способной к самопроизвольному распаду больше суммы собственных масс составляющих ее.

Это не означает нарушения закона сохранения массы. В теории относительности справедлив закон сохранения релятивистской массы, так как в изолированной системе тел сохраняется полная энергия, а значит и релятивистская масса, что следует из формулы Эйнштейна, таким образом можно говорить о едином законе сохранения массы и энергии. Это не означает возможность перехода массы в энергию и наоборот.

Между полной энергией тела, энергией покоя и импульсом существует зависимость:

Фотон и его свойства

Свет – это поток квантов электромагнитного излучения, называемых фотонами. Фотон – это частица, переносящая энергию света. Он не может находиться в покое, а всегда движется со скоростью, равной скорости света. Фотон обладает следующими характеристиками:

1. Энергия фотонов равна:

где: h = 6,63∙10–34 Дж∙с = 4,14∙10–15 эВ∙с – постоянная Планка, ν – частота света, λ – длина волны света, c – скорость света в вакууме. Энергия фотона в Джоулях очень мала, поэтому для математического удобства ее часто измеряют во внесистемной единице – электрон-вольтах:

1 эВ = 1,6∙10–19 Дж.

2. Фотон движется в вакууме со скоростью света c.

3. Фотон обладает импульсом:

4. Фотон не обладает массой в привычном для нас смысле (той массой, которую можно измерить на весах, рассчитать по второму закону Ньютона и так далее), но в соответствии с теорией относительности Эйнштейна, обладает массой как мерой энергии (E = mc2). Действительно, любое тело, имеющее некоторую энергию, имеет и массу. Если учесть, что фотон обладает энергией, то он обладает и массой, которую можно найти как:

5. Фотон не обладает электрическим зарядом.

Свет обладает двойственной природой. При распространении света проявляются его волновые свойства (интерференция, дифракция, поляризация), а при взаимодействии с веществом – корпускулярные (фотоэффект). Эта двойственная природа света получила название корпускулярно-волнового дуализма.

Внешний фотоэффект

Фотоэлектрический эффект – явление, заключающееся в появлении фототока в вакуумном баллоне при освещении катода монохроматическим светом некоторой длины волны λ.

Когда напряжение на аноде отрицательно, электрическое поле между катодом и анодом тормозит электроны. Измеряя данное задерживающее напряжение при котором исчезает фототок, можно определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов вырываемых из катода:

Многочисленными экспериментаторами были установлены следующие основные закономерности фотоэффекта:

При взаимодействии с веществом фотон целиком передает всю свою энергию E = hν одному электрону. Часть этой энергии электрон может рассеять при столкновениях с атомами вещества. Кроме того, часть энергии электрона затрачивается на преодоление потенциального барьера на границе металл–вакуум. Для этого электрон должен совершить работу выхода Aвых, зависящую от свойств материала катода. Наибольшая кинетическая энергия, которую может иметь вылетевший из катода фотоэлектрон, в таком случае, определяется законом сохранения энергии:

Эту формулу принято называть уравнением Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. С помощью уравнения Эйнштейна можно объяснить все закономерности внешнего фотоэффекта. Для красной границы фотоэффекта, согласно формуле Эйнштейна, можно получить выражение:

Постулаты Бора

Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний): атомная система может находится только в особых стационарных или квантовых состояниях, каждому из которых соответствует определенная номер n и энергия En. В стационарных состояниях атом не излучает и не поглощает энергию.

Состоянию с наименьшей энергией присваивается номер «1». Оно называется основным. Всем остальным состояниям присваиваются последовательные номера «2», «3» и так далее. Они называются возбужденными. В основном состоянии атом может находиться бесконечно долго. В возбужденном состоянии атом живет некоторое время (порядка 10 нс) и переходит в основное состояние.

Второй постулат Бора (правило частот): при переходе атома из одного стационарного состояния с энергией En в другое стационарное состояние с энергией Em излучается или поглощается квант, энергия которого равна разности энергий стационарных состояний:

Атом водорода

Простейший из атомов – атом водорода. Он содержит единственный электрон. Ядром атома является протон – положительно заряженная частица, заряд которой равен по модулю заряду электрона. Обычно электрон находится на первом (основном, невозбужденном) энергетическом уровне (электрон, как и любая другая система, стремится к состоянию с минимумом энергии). В этом состоянии его энергия равна E1 = –13,6 эВ. В атоме водорода выполняются следующие соотношения, связывающие радиус траектории вращающегося вокруг ядра электрона, его скорость и энергию на первой орбите с аналогичными характеристиками на остальных орбитах:

На любой орбите в атоме водорода кинетическая (К) и потенциальная (П) энергии электрона связаны с полной энергией (Е) следующими формулами:

Атомное ядро

В настоящее время твердо установлено, что атомные ядра различных элементов состоят из двух частиц – протонов и нейтронов, которые принято называть нуклонами. Для характеристики атомных ядер вводится ряд обозначений. Число протонов, входящих в состав атомного ядра, обозначают символом Z и называют зарядовым числом или атомным номером (это порядковый номер в периодической таблице Менделеева). Число нейтронов обозначают символом N. Общее число нуклонов (то есть протонов и нейтронов) называют массовым числом A, для которого можно записать следующую формулу:

Энергия связи. Дефект массы

Важнейшую роль в ядерной физике играет понятие энергии связи ядра. Энергия связи ядра равна минимальной энергии, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на отдельные частицы. Из закона сохранения энергии следует, что энергия связи равна той энергии, которая выделяется при образовании ядра из отдельных частиц.

Энергию связи любого ядра можно определить с помощью точного измерения его массы. Такие измерения показывают, что масса любого ядра Mя всегда меньше суммы масс входящих в его состав протонов и нейтронов: Mя < Zmp + Nmn. При этом разность этих масс называется дефектом масс, и вычисляется по формуле:

По дефекту массы можно определить с помощью формулы Эйнштейна E = mc2 энергию, выделившуюся при образовании данного ядра, то есть энергию связи ядра Eсв:

Но удобнее рассчитывать энергию связи по другой формуле (здесь массы берутся в атомных единицах, а энергия связи получается в МэВ):

Радиоактивность. Закон радиоактивного распада

Почти 90% из известных атомных ядер нестабильны. Нестабильное ядро самопроизвольно превращается в другие ядра с испусканием частиц. Это свойство ядер называется радиоактивностью.

Альфа-распад. Альфа-распадом называется самопроизвольное превращение атомного ядра с числом протонов Z и нейтронов N в другое (дочернее) ядро, содержащее число протонов Z – 2 и нейтронов N – 2. При этом испускается α-частица – ядро атома гелия 42He. Общая схема альфа-распада:

Бета-распад. При бета-распаде из ядра вылетает электрон (0–1e). Схема бета-распада:

Гамма-распад. В отличие от α- и β-радиоактивности γ-радиоактивность ядер не связана с изменением внутренней структуры ядра и не сопровождается изменением зарядового или массового чисел. Как при α-, так и при β-распаде дочернее ядро может оказаться в некотором возбужденном состоянии и иметь избыток энергии. Переход ядра из возбужденного состояния в основное сопровождается испусканием одного или нескольких γ-квантов, энергия которых может достигать нескольких МэВ.

Закон радиоактивного распада. В любом образце радиоактивного вещества содержится огромное число радиоактивных атомов. Так как радиоактивный распад имеет случайный характер и не зависит от внешних условий, то закон убывания количества N(t) нераспавшихся к данному моменту времени t ядер может служить важной статистической характеристикой процесса радиоактивного распада. Закон радиоактивного распада имеет вид:

Величина T называется периодом полураспада, N0 – начальное число радиоактивных ядер при t = 0. Период полураспада – основная величина, характеризующая скорость радиоактивного распада. Чем меньше период полураспада, тем интенсивнее протекает распад.

При α- и β-радиоактивном распаде дочернее ядро также может оказаться нестабильным. Поэтому возможны серии последовательных радиоактивных распадов, которые заканчиваются образованием стабильных ядер.

Ядерные реакции

Ядерная реакция – это процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, сопровождающийся изменением состава и структуры ядра и выделением вторичных частиц или γ-квантов. В результате ядерных реакций могут образовываться новые радиоактивные изотопы, которых нет на Земле в естественных условиях.

При ядерных реакциях выполняется несколько законов сохранения: импульса, энергии, момента импульса, заряда. В дополнение к этим классическим законам сохранения при ядерных реакциях выполняется закон сохранения так называемого барионного заряда (то есть числа нуклонов – протонов и нейтронов). Например, в реакции общего вида:

Выполняются следующие условия (общее число нуклонов до и после реакции остается неизменным):

Энергетический выход ядерной реакции

Ядерные реакции сопровождаются энергетическими превращениями. Энергетическим выходом ядерной реакции называется величина:

Для того чтобы ядерная реакция имела положительный энергетический выход, удельная энергия связи нуклонов в ядрах исходных продуктов должна быть меньше удельной энергии связи нуклонов в ядрах конечных продуктов. Это означает, что величина ΔM должна быть положительной.

Задания повышенного уровня сложности на 2 балла

Задания повышенной сложности оцениваются в 2 балла. Впрочем, первая часть ЕГЭ по физике проще второй, поэтому правильнее сказать, что эти задания средние по сложности. Всего в экзамене 9 задач из этой категории – каждый прототип находится в части 1. В этих заданиях необходимо проанализировать ситуацию с точки зрения физика-экспериментатора.

Первая часть ЕГЭ по физике включает в себя задания трех типов:

Рассмотрим пример каждого типа заданий.

Выбор 2 из 5 утверждений

Здесь необходимо проанализировать каждый пункт с точки зрения формул и законов физики. Важно заметить: в утверждениях никогда не встретится то, что невозможно обосновать.

Выбранные варианты можно записать в любом порядке, а один балл можно получить, если выбрать одно правильное и одно неправильное утверждение.

Пример задания на выбор двух утверждений

Заметим, что пункты 1, 2, 4 связаны с температурой. Поэтому, проанализировав температуры, мы убьем сразу трех зайцев.

Запишем формулу для плотности, где M – молярная масса газа. Выразим температуру и применим ее для описания каждой точки графика.

Проанализируем полученные отношения:

Рассмотрим утверждение 3. Из графика видим, что плотность в процессе 2-3 уменьшается. Применим формулу для массы тела:

Заметим, что масса постоянна. Так как плотность уменьшается, то объем должен увеличиваться. Утверждение 3 неверно.

Теперь проанализируем утверждение 5.

В процессе 3-1 плотность газа остается постоянной. Следовательно, объем тоже должен быть постоянным.

Работа газа зависит от увеличения или уменьшения объема. Так как объем не меняется, то работа не будет совершаться.

Анализ изменения величин

В этом задании описывается ситуация, затем начальные параметры меняют. Например, шарик катится с горки под действием силы тяжести, а потом массу шарика меняют. Нужно определить, как изменятся (увеличатся, уменьшатся, не изменятся) те или иные две величины.

Один балл можно получить, если вы верно определили изменение только одной величины.

Пример задания на анализ изменения величин:

Начнем со времени. Представим, что вы кидаете мячик параллельно полу с высоты колена, а потом поднимаетесь на 25 этаж своего дома и кидаете его с крыши. Будет ли он дольше лететь? Конечно, поэтому смело пишем, что время полета увеличится.

Теперь давайте разберемся с дальностью полета. Надо понимать, что эта задача – частный случай движения под углом к горизонту. Описываться эта задача будет теми же самыми уравнениями.

Важно помнить, что движение по оси OX будет постоянным. Ведь ускорение g действует только по оси OY!

Запишем уравнение для движения вдоль Ох:

Время увеличилось, скорость не изменилась. Зависимость прямо пропорциональная, поэтому путь тоже увеличится.

Установление соответствия

В этих заданиях необходимо установить соответствие между графиками и физическими величинами, либо между формулами и физическими величинами. Один балл можно получить при установлении одного правильного соответствия.

Пример задания на установление соответствия:

Для выполнения этого задания нужно вспомнить формулу для изменения импульса. С одной стороны, это изменение можно записать через силу и время, а с другой – через массу и изменение скорости.

Теперь вы знаете, как решать первую часть ЕГЭ по физике! Если хотите разобраться в остальных темах по физике и не только, обратите внимание на наши онлайн-курсы. Уже более 260 тысяч выпускников подготовились с нами к ЕГЭ.

Задания базового уровня сложности на 1 балл

Здесь выпускнику предлагается решить несложные задания в одно или два действия. В этих заданиях проверяется знание теории, формул, законов, а также умение применять алгоритмы и работать с графиками.

В этих задачах часто ошибаются в размерностях. Например, просят привести ответ в килоджоулях, а ученики пишут в джоулях, теряя на этом балл. Обращайте внимание на требуемую размерность ответа и не забывайте переводить величины в СИ.

А теперь разберем конкретные примеры.

Механика

Важно знать законы!

Это типичная задача по механике на 1 балл. Здесь мы вспоминаем про закон сохранения энергии: кинетическая энергия движения шайбы внизу будет равна потенциальной энергии шайбы на высоте h.

Заметим, что масса шайбы дана нам в граммах, а ответ нужно привести в метрах. Поэтому переведем в граммы в килограммы и получим заветный правильный ответ.

Молекулярная физика

Важно знать алгоритмы!

В этой задаче одними формулами и законами не обойтись. Мои ученики всегда удивляются, насколько простыми становятся задания, если использовать алгоритм.

В молекулярной физике в заданиях на наименьшее и наибольшее значение всегда следует действовать по алгоритму:

Если числитель маленький или знаменатель большой, то коэффициент должен быть маленьким.

Если числитель большой или знаменатель маленький, то коэффициент должен быть большим.

В нашей задаче спрашивают про наименьшее значение объема.  Перенесем объем в правую часть уравнения и проанализируем коэффициент.

Электродинамика

Работа с графиком

Для решения этой электродинамической задачи мы воспользуемся формулой для силы тока. На графике мы можем взять любую точку. Поделим значение заряда на промежуток времени, и получим правильный ответ.