Бесплатная консультация юриста

+7 (800) 302-87-29

Реклама jurik.ru

Единый государственный экзамен (ЕГЭ) по физике — один из самых сложных и объемных экзаменов. Успешная сдача требует не только знания формул, но и глубокого понимания физических закономерностей, умения строить математическую модель явления и грамотно оформлять решение; Данное пособие структурирует ключевые разделы кодекса ЕГЭ, акцентирует внимание на «ловушках» и дает рекомендации по эффективной подготовке.

Структура экзамена и кодекс (Краткий обзор)

Экзамен состоит из двух частей:

Часть 1 (Задания 1–21): Краткий ответ (число, последовательность цифр, слово). Проверяются базовые и повышенные уровни сложности. Время выполнения — около 60–90 минут.
Часть 2 (Задания 22–30): Развернутый ответ. Требуют полной записи решения, объяснений, схем и выводов. Проверяются экспертами по критериям. На них уходит основное время (120+ минут).

Ключевые разделы кодекса: Механика, Молекулярная физика и термодинамика, Электродинамика, Квантовая физика, Астрофизика (базовые знания).

Раздел 1. Механика (Основа основ)

Около 30–35% баллов экзамена приходится на механику. Здесь критически важно владеть векторным методом и законами сохранения.

Кинематика

Векторы: Вектор скорости всегда направлен по касательной к траектории. Вектор ускорения, в сторону вогнутости траектории (центростремительное ускорение) и/или по касательной (касательное ускорение).
Движение брошенного тела: Разложение на две независимые оси (Ox — равномерное, Oy — равноускоренное). Формулы дальности полета и максимальной высоты нужно уметь выводить, а не только заучивать.
Относительное движение: Закон сложения скоростей: v = v_отн + v_пер. Классические задачи: переправы через реку, дождь/ветер, догоняющие тела.

Динамика (Законы Ньютона)

Алгоритм решения: 1) Схема/рисунок. 2) Выбор системы отсчета (обычно несущая/Земля). 3) Расстановка сил (векторно!). 4) Запись 2-го закона Ньютона в векторном виде. 5) Проекции на оси. 6) Кинематические уравнения. 7) Ответ.
Сила трения: Скорение трения F_тр = μN. Важно отличать статическое трение (0 ≤ F_тр ≤ μN) и скольжение (F_тр = μN).
Силы упругости и нити: Закон Гука F = kx. Нить не сжимается, стержень, работает и на растяжение, и на сжатие.
Нелинейные системы: Задачи на «пружинки» (последовательное/параллельное соединение, эффективная жесткость).

Законы сохранения в механике

Это самый мощный инструмент для задач повышенной сложности (№19, 25, 26).

Импульс: p = mv. Закон сохранения импульса работает в замкнутой системе (или когда векторная сумма внешних сил = 0). Встречные удары, отскок, реактивное движение.
Энергия: Кинетическая (E_к = mv²/2), Потенциальная (гравитационная mgh, упругая kx²/2). Закон сохранения энергии: ΣE_к1 + ΣE_п1 = ΣE_к2 + ΣE_п2 + A_вн.сил.
Мощность: N = A/t = F·v (мгновенная). Задачи на КПД, подъем грузов, движение машин.

Статика и вращательное движение

Равновесие тел: Результат сил = 0, Сумма моментов сил = 0 (правило моментов). Выбор оси вращения упрощает уравнение (силы, проходящие через ось, не дают момента).
Центр масс: Координаты ЦМ для системы точечных тел. Теорема о движении ЦМ: ЦМ движется как материальная точка под действием суммы внешних сил.
Момент инерции: J = Σmr². Теорема Штейнера (Хюйгенса — Штейнера): J = J₀ + md².
Момент импульса: L = Jω. Закон сохранения момента импульса (если ΣM_вн = 0). Классика: фигурист стягивает руки, человек на вращающемся стуле.

Раздел 2. Молекулярная физика и Термодинамика

Раздел требует четкого понимания микроскопических моделей и умения работать с графиками (циклы).

Основы МФ (Молекулярно-кинетическая теория)

Уравнение МКТ: p = (1/3)n m₀ v̄² или pV = (1/3)N m₀ v̄².
Связь с термодинамикой: Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул: Ē_к = (3/2)kT (k, постоянная Больцмана).
Уравнение Клапейрона, Менделеева: pV = νRT = (m/M)RT. Работает для идеального газа. Обязательно следить за единицами измерения (Па, м³, К, моль).
Изопроцессы: Изотерма (pV=const), Изобара (V/T=const), Изохора (p/T=const), Адиабата (pV^γ=const, TV^γ-1=const). Уметь строить на графиках (p,V), (p,T), (V,T).

Первый закон термодинамики

Q = ΔU + A, главное уравнение раздела.

Внутренняя энергия идеального газа: U = (i/2)νRT = (i/2)pV (i, число степеней свободы: 3 для одноатомных, 5 для двухатомных, 6 для многоатомных).
Работа газа: A = ∫p dV, площадь под графиком процесса в координатах (p, V). Знак работы: расширение (A > 0), сжатие (A < 0).
Количество теплоты: Q = νCΔT. Молярные теплоемкости: C_V = iR/2, C_p = C_V + R (показатель адиабаты γ = C_p/C_V).

Циклы тепловых машин

КПД цикла: η = A/Q₁ = 1 ─ |Q₂|/Q₁. Q₁, теплота, полученная от нагревателя, Q₂, теплота, отданная холодильнику;
Цикл Карно: Две изотермы и две адиабаты. Максимальный КПД: η_К = 1 ─ T₂/T₁ (Т в Кельвинах!).
Уметь находить работу цикла (площадь фигуры на pV-диаграмме) и КПД произвольных циклов (прямоугольник, треугольник, сложные фигуры).

Насыщенный пар и влажность

Насыщенный пар, пар в термическом равновесии со своей жидкостью. Давление насыщенного пара зависит только от температуры (таблица/график).
Относительная влажность: φ = p/p_нас(T) · 100% или φ = ρ/ρ_нас(T) · 100%.
Точка росы: температура, при которой пар становится насыщенным при данном парциальном давлении.

Раздел 3. Электродинамика (Самый объемный раздел)

Здесь часто теряют баллы из-за неаккуратности со знаками зарядов, направлениями векторов и выбором систем уравнений.

Электростатика

Закон Кулона: F = k|q₁q₂|/r². Принцип суперпозиции: векторное сложение сил и потенциалов.
Поле: Напряженность E = F/q (вектор). Потенциал φ = W/q (скаляр). Связь: E = -Δφ/Δl (направлено в сторону убывания потенциала).
Работа поля: A = qΔφ. Не зависит от формы траектории (поле потенциально). Энергия взаимодействия зарядов: W = kq₁q₂/r.
Диполь: Момент диполь p = ql. Момент силы в однородном поле: M = pE sinα.

Конденсаторы

Емкость: C = q/U. Плоский конденсатор: C = εε₀S/d.
Соединения: Параллельное: C = ΣC_i, U = const, q распределяется пропорционально C. Последовательное: 1/C = Σ(1/C_i), q = const, U распределяется обратно пропорционально C.
Энергия: W = CU²/2 = q²/(2C) = qU/2. Задачи на переключение ключей, введение диэлектрика (заряжен/раззаряжен, подключен к источнику/отключен).

Постоянный ток (Законы Кирхгофа)

Закон Ома для участка: I = U/R (U, напряжение на участке). Для всего цепи: I = ε/(R + r).
Правила Кирхгофа:
1. Узловой: ΣI_вх = ΣI_вых (закон сохранения заряда).
2. Контурный: ΣI_kR_k = Σε_k (закон сохранения энергии). Важно: знаки ЭДС и падений напряжения зависят от направления обхода контура и тока.
Мощность и тепло: P = UI = I²R = U²/R. Закон Джоуля — Ленца: Q = I²Rt.
Измерительные приборы: Вольтметр (параллельно, R_В → ∞), Амперметр (последовательно, R_А → 0). Омметр, ваттметр.

Магнитное поле и ЭИ

Сила Ампера: F = BIl sinα (на проводник с током). Правило левой руки.
Сила Лоренца: F = qvB sinα (на заряд). Движение зарядов в магнитном поле: окружность (R = mv/qB), спираль, циклотрон.
Электромагнитная индукция: ЭДС индукции ε_и = -ΔΦ/Δt. Поток Φ = BS cosα. Правило Ленца (направление тока препятствует изменению потока).
Самоиндукция: ε_с.и. = -L ΔI/Δt. Энергия магнитного поля катушки: W = LI²/2.

Переменный ток

Эффективные значения: I = I_м/√2, U = U_м/√2. Амперметры/вольтметры показывают эффективные значения.
Реактивные сопротивления: X_L = ωL (катушка), X_C = 1/(ωC) (конденсатор).
Полное сопротивление: Z = √(R² + (X_L — X_C)²).
Резонанс напряжений: X_L = X_C → Z_min = R, I_max, φ = 0. Частота резонанса ω₀ = 1/√(LC).
Мощность: Активная P = IU cosφ, Полная S = IU, Реактивная Q = IU sinφ. cosφ = R/Z.
Трансформатор: U₁/U₂ = N₁/N₂ = I₂/I₁ (идеальный). КПД η = P₂/P₁.

Раздел 4. Оптика

Часто подготавливают поверхностно, а тут легко получить 2–3 первичных балла.

Геометрическая оптика

Закон преломления: n₁ sinα₁ = n₂ sinα₂. Полное внутреннее отражение (sinα > n₂/n₁). Оптоволокна.
Тонкая линза: 1/F = 1/d + 1/f. Увеличение Γ = f/d = h’/h. Знаки: F > 0 (собирающая), F < 0 (рассеивающая); d > 0 (реальный предмет), f > 0 (реальное изображение), f < 0 (мнимое).
Оптическая сила: D = 1/F (диоптрии). При контакте линз: D = ΣD_i.
Глаз и исправление: Ближайшая точка четкого зрения (≈ 25 см). Миопия (близорукость) — рассеивающая линза. Гиперметропия (дальнозоркость) — собирающая линза.

Волновая оптика

Интерференция: Коherentные волны. Усиление: Δ = kλ. Ослабление: Δ = (2k+1)λ/2. Пленки: учет смены фазы при отражении от оптически более плотной среды (π или λ/2).
Дифракция: Решетка: d sinφ = kλ (k — порядок спектра). Ширина щели и угол дифракции.
Поляризация: Закон Малюса: I = I₀ cos²φ. Угол Брюстера: tanφ_Б = n (отраженный луч полностью поляризован).

Раздел 5. Квантовая физика (Современная физика)

Задания №20, 21, 29, 30. Требуют знания формул и физического смысла явлений.

Фотоэлектрический эффект

Уравнение Эйнштейна: hν = A_вых + E_{к max}. A_вых = hν_кр — работа выхода.
Законы: 1) Насыщение тока. 2) E_{к max} линейно зависит от ν, не зависит от интенсивности. 3) Фотоэффект мгновенный. 4) Существует красная граница (ν_кр).
Давление света: p = I/c (поглощение), p = 2I/c (отражение).

Атомная физика

Модель Резерфорда — Бора: Квантовые числа n, l, m. Постулаты Бора: стационарные орбиты, квантование момента импульса (mvr = nħ), правило частот (hν = E_n ─ E_k).
Энергетические уровни: E_n = -13.6/n² (эВ) для водорода. Серии спектра (Лаймана, Бальмера, Пашена).
Лазеры: Население верхнего уровня, инвертированная популяция, индуцированное излучение, оптический резонатор.

Ядерная физика

Состав ядра: Z — заряд (протоны), N — нейтроны, A = Z + N — массовое число. Изотопы.
Массовый дефект и энергия связи: Δm = Zm_p + Nm_n ─ m_яд. E_св = Δm·c². Удельная энергия связи (пик у Fe-56).
Радиоактивность: α, β⁻, β⁺, γ-распад. Законы смещения. Закон радиоактивного распада: N = N₀e^-λt. Период полураспада T_1/2 = ln2/λ. Активность A = λN.
Ядерные реакции: Деление (U + n → фрагменты + n + Q), Синтез (легкие ядра → тяжелые + Q). Закон сохранения заряда и массового числа. Q = (m_нач, m_кон)c².

Стратегия подготовки: От теории к 90+ баллам

Этап 1: Фундамент (Сентябрь — Ноябрь)

Прохождение кодекса по порядку: Не прыгай между темами. Механика → МФ → Электродинамика → Оптика → Квантовая.
Конспектирование: Веди структурированный конспект: «Формула, Единицы СИ — Условия применимости — Типовая ошибка».
Базовые задачи (ФИПИ, Решу ЕГЭ, Яндекс.ЕГЭ): Разбирай все задания части 1 по теме до автоматизма. Цель: 21/21 балла за 40 минут.

Этап 2: Развитие навыков решения (Декабрь — Февраль)

Разбор части 2 (Задания 22–26): Учись оформлять решение по критериям экспертов.
- Дано (в СИ).
- Схема/Рисунок (обязательно для механики, оптики, цепей).
- Краткое условие/Выбор модели.
- Основные уравнения (законы) в общем виде.
- Решение «в буквах».
- Подстановка чисел и расчет.
- Ответ с единицами измерения.
Тренировка на вариантах: 1 полный вариант в неделю в режиме экзамена (3ч 55мин, без телефона/шпаргалок).
Работа над ошибками: Заведи «Дневник ошибок». Пиши: «Задача №, тема, почему ошибся (не перевел в СИ, забыл вектор, не учел силу трения), правильное решение».

Этап 3: Шлифовка и сложные темы (Март, Май)

Задания 27–30 (Высокая сложность): Не игнорируй их. Даже частичное решение (правильная схема, запись закона сохранения) дает 1–2 балла.
- №27: Механика (часто нелинейная, с пружинами/ударми/вращением).
- №28: МФ/ТД (циклы, смешанные процессы, насыщенный пар).
- №29: Электродинамика (переходные процессы, сложные цепи, ЭИ).
- №30: Квантовая/Астрофизика/Комбинированные.
Тренажеры по критериям: Изучи официальные критерии оценки (КИМ ФИПИ). Понимай, за что дают баллы, а за что снимают (например, отсутствие «Ответ: …» стоит 1 балл).
Психологическая готовность: Решай варианты в неидеальных условиях (шум, усталость), чтобы адаптироваться к стрессу.

Типичные ошибки, отнимающие баллы

Единицы измерения: Не перевели см в м, г в кг, кВ в В, мА в А, °C в К. Всегда переводи в СИ перед подстановкой!
Знаки в векторных уравнениях: Проекции на ось — это со знаком. Направь оси удобно (обычно по ускорению или току).
Игнорирование внутреннего сопротивления источника тока (r): В 90% задач на цепи оно дано не просто так.
Неправильное применение законов сохранения: Пишут закон сохранения энергии там, где работает только импульс (неупругий удар), или забывают работу внешних сил/трения.
Халатность в оформлении Ч.2: Нет схемы, нет «Дано», нет «Ответ», пропущены шаги вывода формулы. Эксперт не угадает твои мысли.
Забывание про «скрытые» условия: «Гладкая поверхность» (нет трения), «Невесомый блок/нить», «Идеальный газ», «Квантовый объект».

Физика на ЕГЭ — это не про заучивание, а про физическое мышление. Успех складывается из трех компонентов: знание теории (понимание сути) + алгоритмизация решения (навык) + аккуратность и внимательность (дисциплина).

Начинай подготовку рано, двигайся системно, регулярно решай полные варианты и безжалостно анализируй ошибки. Физика поддается логике — и высокий балл станет заслуженным результатом твоего труда.

Удачи на экзамене! Помни: каждая решенная задача приближает тебя к цели.

Физика теория для егэ пособие