1. Основные сведения об оценке общеобразовательной подг отовки выпускников по физике в 2010 году Назначение экзаменационной работы icon

1. Основные сведения об оценке общеобразовательной подг отовки выпускников по физике в 2010 году Назначение экзаменационной работы



Смотрите также:
Спецификация контрольных измерительных материалов для проведения регионального обязательного...
Спецификация контрольных измерительных материалов для проведения регионального обязательного...
В. А. Болотов «11» ноября 2004г...
Спецификация экзаменационной работы для проведения государственной итоговой аттестации...
Контрольная работа по физике за курс основной школы...
Программа вступительного экзамена по немецкому языку Назначение экзаменационной работы...
2003 г. Спецификация экзаменационной работы по русскому языку для выпускников Х i ( XII )...
Проект спецификация экзаменационной работы по физике единого государственного экзамена 2009 г...
«Подготовка выпускников к государственной итоговой аттестации»...
Анализ результатов государственной (итоговой) аттестации выпускников IX классов...
Анализ результатов государственной (итоговой) аттестации выпускников IX классов...
Экзамен по русскому языку (приняли участие 2355 чел. 96...



скачать
1. Основные сведения об оценке общеобразовательной подготовки выпускников по физике в 2010 году


Назначение экзаменационной работы заключается в оценке общеобразовательной подготовки по физике выпускников XI классов общеобразовательных учреждений с целью контроля уровня усвоения выпускниками федерального компонента государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования, а также конкурсного отбора в образовательные учреждения среднего профессионального и высшего профессионального образования как результаты вступительных испытаний по физике для дифференциации абитуриентов.

^ Структура и содержание работы определяются Федеральной предметной комиссией по физике по согласованию с научно- методическим советом ФИПИ по физике и утверждаются в нормативных документах – кодификаторе элементов содержания по физике и спецификации экзаменационной работы.

Кодификатор 2010 г. составлен на основе Федерального компонента государственного стандарта основного общего и среднего (полного) образования по физике, базовый и профильный уровень (приказ МО от 5 марта 2004 г. № 1089) и содержит перечень выносимых на проверку основных тематических элементов.

Содержание экзаменационной работы соответствует Федеральному компоненту государственного стандарта основного общего и среднего (полного) образования по физике. Каждый вариант экзаменационной работы состоит из трех частей и включает 36 заданий всех таксономических уровней, контролирующих элементы содержания из всех разделов школьного курса физики: «Механика» (кинематика, динамика, статика, законы сохранения в механике, механические колебания и волны); «Молекулярная физика. Термодинамика»; «Электродинамика» (электростатика, постоянный ток, магнитное поле, электромагнитная индукция, электромагнитные колебания и волны, оптика, элементы СТО) и «Квантовая физика» (корпускулярно-волновой дуализм, физика атома, физика атомного ядра).

Содержание экзаменационной работы нацелено на проверку различных видов деятельности: владение

  • основным понятийным аппаратом школьного курса физики (понимание смысла физических понятий, явлений, моделей, величин, законов);

  • основами знаний о методах научного познания;

  • решение задач различного типа и уровня сложности.

Большая часть заданий с выбором ответа, а также задания на установление соответствия, представленные во второй части работы, проверяли овладение основным понятийным аппаратом школьного курса физики. Два последних задания в первой части работы были направлены на проверку различных методологических умений. Двенадцать заданий из разных частей работы контролировали умение экзаменуемых решать задачи по различным разделам, разного типа и уровня сложности.

Задания базового уровня сложности дают возможность оценить уровень усвоения наиболее значимых содержательных элементов образовательного стандарта по физике и овладение наиболее важными видами деятельности, повышенного и высокого - степень подготовленности учащегося к продолжению образования в высшей школе и контролируют следующие навыки: умение использовать физические понятия и законы для анализа достаточно сложных процессов и решать задачи на применение одного – двух законов (формул) по одной из тем школьного курса физики (повышенный уровень) и применение знаний сразу из двух-трех разделов физики в измененной или новой ситуации (высокий уровень).

Контрольные измерительные материалы по физике в 2010 г. по содержанию и структуре в точности соответствовали материалам 2009 г. Экзаменационная работа состояла из 36 заданий. В первую часть работы было включено 25 заданий с выбором одного ответа (20 заданий базового уровня сложности и 5 повышенного). Вторая часть содержала 5 заданий с кратким ответом (В1 и В2 представляли собой задания на установление соответствия и соответствовали базовому уровню сложности, а задания В3-В5 – расчетные задачи с кратким числовым ответом повышенного уровня сложности). Третья часть включала 6 заданий с развернутым ответом, среди которых 1 качественная задача повышенного уровня сложности, требующая развернутого ответа и 5 расчетных задач, уровень сложности которых является высоким. Каждый вариант содержал 10-11 заданий по механике, 7-9 заданий по молекулярной физике, 11-13 заданий по электродинамике и 6-7 заданий по квантовой физике. Общее время выполнения работы составляло 210 минут.

Максимальный первичный балл за выполнение всех заданий экзаменационной работы - 50 баллов. Перевод в тестовые баллы по 100-балльной шкале осуществлялся на основе первичных баллов. Минимальная граница ЕГЭ по физике 2010 г. была установлена на уровне 34 тестовых баллов, что соответствует 8 первичным баллам (50% от 16 заданий базового уровня, отвечающих содержанию соответствующего стандарта, 16% от максимального первичного балла). В Свердловской области в первой волне ЕГЭ по физике использовали 20 вариантов, составленных на основе серии из 4 составленных ФИПИ вариантов.


^ 2. Основные результаты ЕГЭ по физике в 2010 г.


В Российской Федерации (РФ) Общее количество участников ЕГЭ по физике в мае-июне 2010 г. составило 194 339 человек, что составляет порядка 23% от общего числа выпускников. В Свердловской области (СО) ЕГЭ по физике сдавали 6612 человек что составляет 3,4% от количества участников ЕГЭ по физике в России. В 2009 г. число участников ЕГЭ по России составило 205 379 человек, по Свердловской области. 7 217 или 3,5% от количества участников по России. Некоторое снижение числа участников экзамена в 2010 г., связано с демографической ситуацией.

По степени массовости физика является четвертым предметом после обязательных экзаменов по математике и русскому языку и обществознания (предмет по выбору) как в Российской Федерации, так и в Свердловской области. Это напрямую связано с перечнем вступительных испытаний в учреждения высшего профессионального образования. Среди участников ЕГЭ по физике в Свердловской области 72% составили юноши, что обусловлено планируемым продолжением образования в вузах физико-технического профиля. Среди участников первой волны 85% составили учащиеся общеобразовательных школ, лицеев и гимназий (29% из специализированных образовательных учреждений), 25% - учащиеся общеобразовательных учреждений других типов (вечерних школ, профессиональных училищ и лицеев, колледжей и техникумов).

Оценку результата выполнения экзаменационных работ проводили по нескольким показателям. Наиболее значимыми являются первичный балл (сумма баллов, набранных за выполнение каждого задания экзаменационной работы) и тестовый балл, полученный при переводе первичного балла в 100-балльную шкалу, установленную Рособрнадзором в 2010 г. В таблице 1 приведены итоги ЕГЭ по физике 2010 г. по тестовым баллам, а на рис.1 показано распределение тестируемых по первичным баллам. Минимальное количество первичных баллов и баллов по 100-балльной шкале («порог успешности») по физике в 2010 г. составили 8 и 34 балла соответственно. В Свердловской области «порог успешности» не преодолели 4,7%, от общего числа участников, что значительно ниже прошлогоднего (~8%). В Российской Федерации не преодолели минимальную границу ЕГЭ по физике 6,7% от общего числа тестируемых, в 2009 г. — 6,2%. Также как и в Российской Федерации, в Свердловской области процент выпускников прошлых лет, принимавших участие в ЕГЭ 2010 г. и не преодолевших минимальную границу ЕГЭ, значительно выше, чем данный показатель среди выпускников текущего года и составляет 2,7 и 16,6% (6,0 и 16,3 по России). В 2010 году имела место положительная динамика повышения среднего балла в Свердловской области. Средний первичный балл составил 20,2 балла или 51,5 балла по 100-балльной шкале, что несколько выше соответствующих значений (19,6 и 50,5) по Российской Федерации1. В текущем году имело место снижение количества 100-балльных работ до 2 (0,03%), в 2009 году их было 8 (0,11%). Такая же тенденция отмечается в целом и по России: число тестируемых, набравших максимально возможный балл, составило 113 человек или 0,06% от общего числа сдающих. (В 2009 г. —189 человек, 0,09%).

Положительную динамику повышения уровня некоторых показателей ЕГЭ в Свердловской области демонстрируют также рисунок 2 и таблица 2.

Таблица 1

Распределение участников ЕГЭ 2010 г. по полученным тестовым баллам



^ Интервал тестовых баллов


0-10

11-20

21-30

31-40

41-50

51-60

61-70

71-80

81-90

91-100

^ Процент участников

РФ

0,1

0,2

1,5

17,6

31,8

29,2

13,9

4,6

0,8

0,2

СО

0

0,09

1,16

19,5

32,7

25,0

14,6

5,9

1,0

0,2






Таблица 2

Средние показатели выполнения заданий ЕГЭ





2010 г.

2009 г.

Количество верно выполненных заданий

20,0

17,9

Процент верно выполненных заданий

40,0

35,8

Количество верно выполненных заданий типа А

14,9

13,2

Количество верно выполненных заданий типа В

2,7

2,7

Количество верно выполненных заданий типа С

2,4

1,9

Итоговый балл

51,5

46,4



^ 3. Анализ выполнения заданий участниками ЕГЭ в 2010 г.


На примере некоторых конкретных заданий проанализируем правильность их выполнения участниками ЕГЭ по физике 2010 г. в Свердловской области и характерные ошибки, допущенные экзаменующимися.

Задача 1 (часть А)




На рисунке представлен график зависимости скорости v автомобиля от времени t. Определите по графику путь, пройденный автомобилем, в интервале времени от 1 до 3 с.


1) 10 м

2) 15 м

3) 20 м

4) 25 м



Р
1
ешение


С помощью графика зависимости проекции скорости от времени путь находится по площади фигуры, ограниченной графиком скорости, осью времени и перпендикуляром, восставленным из заданной точки на оси времени до пересечения с графиком скорости. В нашем случае это площадь прямоугольника со сторонами 2 и 10.




Анализ:

Верный ответ 3 при решении этой задачи выбрали около 65% участников ЕГЭ. Почти четверть выбрала ответ 4, скорее всего по невнимательности, найдя путь в интервале времени от 0 до 3с. В аналогичных задачах остальных трех вариантов процент успешности гораздо выше (до 80%), поскольку там необходимо было искать путь от 0с. Также следует отметить, что успешность решения задач такого типа по сравнению с 2009 годом существенно повысилась. В прошлом году она составляла ~40%.


Задача 2 (часть А)


При исследовании зависимости силы трения скольжения Fтр стального бруска от массы m бруска получен график, представленный на рисунке. Согласно графику, в этом исследовании коэффициент трения приблизительно равен


1) 0,10

2) 0,02

3) 1,00

4) 020



Р
1
ешение


Так как брусок расположен на горизонтальной поверхности и его тянут (обычно) горизонтальной силой, то сила нормальной реакции опоры равна силе тяжести N=mg, а сила трения скольжения рассчитывается по формуле Fтр= N = mg. Для любой точки представленной на графике Fтр(m) прямой Fтр/m = g = 0,5Н/0,5 кг = 1 Н/кг. Считая g = 10 Н/кг, получаем, что  = 0,1.

Анализ:

Верный ответ 1 при решении этой задачи выбрали 53% экзаменующихся. Ответ 3 выбрало больше трети выпускников, с этим вариантом. Этот ответ можно получить делением Fтр/m. Это свидетельствует о том, что почти половина выпускников не решает задачу, а выбирает ответ, руководствуясь случайными или косвенными признаками. В задачах остальных вариантов картина более благополучная: процент верных ответов составляет от 62 до 71%. Данный вариант единственный, в котором среди неверных ответов представлен результат деления Fтр/m. Это говорит о том, что более благополучная картина в остальных вариантах – иллюзия.


Задача 3 (часть А)


Два маленьких шарика массой m каждый находятся на расстоянии r друг от друга и притягиваются с силой F. Какова сила гравитационного притяжения двух других шариков, если масса каждого из них, а расстояние между их центрами 2r?


1)

2)

3)

4)



Р
1
ешение


При решении задачи нужно дважды записать закон Всемирного тяготения  .

После деления правых частей уравнения и сокращении одинаковых величин получим откуда

Анализ:

Верный ответ 4 выбрали около 48% учащихся. Более четверти дали ответ 2, что говорит и о потере квадрата в законе Всемирного тяготения и о том, что забыли об уменьшении вдвое масс обоих тел. При решении остальных вариантов наблюдается аналогичная картина, процент верных решения колеблется от 51 до 60%.


Задача 4 (часть А)


Легковой автомобиль и грузовик движутся по мосту со скоростями v1=108 км/ч и v2=54 км/ч. Масса легкового автомобиля m1= 1000 кг. Какова масса грузовика, если отношение значений потенциальной энергии грузовика и автомобиля относительно уровня воды равно 4?


1) 1000 кг

2) 2000 кг

3) 3000 кг

4) 4000 кг



Р
1
ешение


При решении задачи надо дважды записать выражение для потенциальной энергии взаимодействия тела с Землей, считая высоту от уровня воды до центра тяжести машин одинаковой: Ep1=m1gh; Ep2=m2gh. После деления второго уравнения на первое получим: . Отсюда m2=4m1=4000кг

Анализ:

В качестве верного ответ 4 выбрали около 65% учащихся. В аналогичных задачах остальных вариантов процент выбора верных решений существенно выше: (85 – 90)%. Резкое (в 1,5 раза) уменьшение процента правильных произошло из-за появления лишних данных: в условиях задач остальных вариантов не указаны скорости движения автомобилей. Это свидетельствует о том, что многие выпускники задачи не решают, а угадывают ответ. Появление двух новых чисел увеличило разброс ответов.


Задача 5 (часть А)


В таблице представлены данные о положении шарика, колеблющегося вдоль оси Ох, в различные моменты времени.


t, с

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

3,2

х, мм

0

2

5

10

13

15

13

10

5

2

0

0-2

-5

-10

-13

-15

-13


Какова амплитуда колебаний шарика?


1) 7,5 мм

2) 13 мм

3) 15 мм

4) 30 мм



Р
1
ешение


По определению, амплитуда колебаний – максимальное отклонение шарика от положения равновесия. Из таблицы координата положения равновесия х=0мм. Максимальное же отклонение при х=15мм и х=-15мм, то есть расстояние от положения равновесия до состояния максимального отклонения от него составляет 15 мм.

Анализ:

Верный ответ 3 выбрали около 62% учеников. Почти пятая часть выпускников выбрала ответ 4, поскольку считает, что амплитуда – расстояние между крайними положениями шарика. В аналогичной задаче на определение периода результат существенно хуже. Верные решения составляют всего лишь 37%. 32% учащихся выбрали ответ, соответствующий промежутку времени между последовательным прохождением положения равновесия, а это лишь половина периода.


Задача 6 (часть А)


На горизонтальном полу стоит ящик массой 10 кг. Коэффициент трения скольжения между полом и ящиком равен 0,25. К ящику в горизонтальном направлении прикладывают силу 20 Н. При этом ящик

  1. останется в покое

  2. будет двигаться равномерно

  3. будет двигаться с ускорением 1,5 м/с2

  4. будет двигаться с ускорением 1 м/с2


Р
1
ешение


Так как ящик расположен на горизонтальной поверхности и его тянут с силой, приложенной горизонтально, то сила нормальной реакции опоры равна силе тяжести N=mg, а максимальная сила трения покоя рассчитывается по формуле Fтр= N = mg = 0,25∙10кг∙10м/с2= 25Н. Сила, с которой тянут ящик, меньше, следовательно, ящик останется в покое.

Анализ:

Менее 50% участников экзамена выбрали верный ответ 1; 28% учащихся выбрали ответ 2, что, по-видимому, связано с отсутствием сформированных представлений о силе трения покоя.


Задача 7 (часть А)


В каком случае внутренняя энергия воды не изменяется?

1) при ее переходе из жидкого состояния в твердое

2) при увеличении скорости сосуда с водой

3) при увеличении количества воды в сосуде

4) при сжатии воды в сосуде


Р
1
ешение


Внутренняя энергия тела не зависит от его механической энергии. Она зависит от количества молекул, от потенциальной энергии молекул тела, следовательно, от расстояния между ними, значит и от объема тела. Поэтому ответы 3, 1 и 4 не подходят. Если пренебречь превращением механической энергии во внутреннюю, верный ответ – 2.


Анализ: Ответ 2 в качестве верного выбрали 48% учеников. Около 30% экзаменующихся не понимают, что внутренняя энергия зависит от количества молекул, около 13% выпускников не знают, что изменение агрегатного состояния обязательно меняет потенциальную энергию молекул, которая является частью внутренней энергии. Тем не менее, связь внутренней энергии и температуры усвоена достаточно прочно. На вопрос задачи, касающейся способа изменения внутренней энергии воды в стакане, 90% учащихся выбирают ответ, связанный с нагреванием воды.


Задача 8 (часть А)


Газ в сосуде сжали, совершив работу 25 Дж. Внутренняя энергия газа при этом увеличилась на 30 Дж. Следовательно, газ

  1. получил извне количество теплоты, равное 5 Дж

  2. получил извне количество теплоты, равное 55 Дж

  3. отдал окружающей среде теплоты, равное 5 Дж

  4. отдал окружающей среде теплоты, равное 55 Дж

Р
1
ешение


По первому закону термодинамики изменение внутренней энергии газа происходит за счет совершения над ним работы внешними силами и передачи газу количества теплоты. ΔU=A+Q. Отсюда Q = 30Дж – 25 Дж = 5 Дж. Так как число получилось положительным, то газ получил извне 5 Дж тепла.


Анализ: Верный ответ 1 выбрали лишь 45% учащихся. Чаще всего первый закон термодинамики применяется в таком виде: Q = A+ ΔU, где А – совершаемая газом работа. Ответ 2 получили 33% учащихся в результате простой подстановки числовых значений условия задачи в эту формулу без анализа знака работы, совершаемой газом. В этом случае работа газа отрицательна, поскольку она совершается внешними силами и равна работе внешних сил по модулю при равномерном перемещении поршня. Процент успешности при решении задач такого типа в остальных трех вариантах находится в пределах (56-67)%. Ошибки аналогичны.





Задача 9 (часть А)


В сосуде находится некоторое количество идеального газа. Как изменится объем газа, если он перейдет и состояния 1 в состояние 2 (см. рисунок)?



1)

2)

3)

4)
Решение

Решение задачи затруднено отсутствием масштаба. Поэтому абсолютные значения объемов найти не представляется возможным, тем не менее, нахождение их отношения является решаемой задачей. Для этого, например, выберем условный масштаб: будем считать давление в одну клетку за p0, а температуру в одну клетку за T0. Для 1 и 2 состояний запишем уравнение состояния идеального газа. Тогда для 1 состояния имеем: р0V1 = R2T0, для второго 4 р0V2 = R3T0. Поделив второе уравнение на первое, получим V2/V1= 3/8. Поэтому правильный ответ 2.


Анализ: Ответ 2 в качестве верного выбрали лишь 39% учеников. Для аналогичной задачи другого варианта, по условию которой требовалось сравнение температур, где состояния идеального газа представлены на координатной плоскости (p,V), а давление отложено по оси ординат, процент верных решений составил около 48. Инверсия осей координат приводит к снижению числа верных решений для задачи первого типа до 34%, второго – до 42%. Заметим, что процент успешности решения аналогичной задачи, представленной на репетиционном тестировании в 2009 году, составил те же 35%, а на основном экзамене 2009 г. – (50-56)%.

Задача 10 (часть А)


На рисунке изображены три пары одинаковых легких шариков, заряды которых равны по модулю. Шарики подвешены на шелковых нитях. Знак заряда одного из шариков каждой пары указан на рисунке. В каком(-их) слу- чае(-ях) заряд другого шарика положителен?



1) только А

2) А и Б

3)только Б

4) А и В



Решение

Поскольку одноименные заряды отталкиваются, верным является ответ 1.


Анализ:

Ответ 1 выбрали около 67% учащихся. К сожалению, третья часть выпускников имеет слабое представление о взаимодействии заряженных тел. Тем не менее, взаимодействие заряженных тел является одной из линий заданий, контролирующих усвоение содержательных элементов. Успешность выполнения задач такого типа, представленных в других вариантах, находится в пределах (75-83)%. Видно, что постановка вопроса: «Как должен быть заряжен второй шарик, если они отталкиваются?» сложнее, чем аналогичный вопрос о притяжении и сложнее, чем вопрос: «Шарики заряжены одноименно, притягиваются или отталкиваются они?»


Задача 11 (часть А)


По проводнику течет постоянный электрический ток. Величина заряда, проходящего через проводник, возрастает с течением времени согласно графику. Сила тока в проводнике равна



1) 24 А

2) 12 А

3) 6 А

4) 1,5 А



Решение

Величина заряда, походящего через поперечное сечение проводника при постоянном токе, линейно зависит от времени q = I·t. Следовательно, сила тока будет равна отношению ординаты и абсциссы любой точки графика. Например, I = 6 Кл/4с = 1,5 А, поэтому верный ответ 4.


Анализ:

Успешность решения этой задачи составила 74%. Верные решения аналогичных задач других вариантов находятся в пределах (69 – 85)%. Тем не менее, до 19% учащихся силу тока находят умножением заряда на время его прохождения.


Задача 12 (часть А)




По двум тонким прямым проводникам, параллельным друг другу, текут одинаковые токи I, направление которых указано стрелками (см. рисунок). Как направлен вектор магнитной индукции, создаваемого ими магнитного поля в точке С?



1) к нам

2) от нас

3) вверх

4) вниз



Решение:

По правилу буравчика, верхний проводник с током в точке С создает поле, направленное от нас. Нижний проводник создает поле, направленное к нам. Так как верхний проводник ближе к точке С, чем нижний, а силы токов в проводниках одинаковы, то модуль вектора магнитной индукции, направленного от нас, больше, чем направленного к нам. Следовательно, суммарный вектор направлен от нас. Верный ответ 2.


Анализ:

Верный ответ 2 при решении этой задачи выбрали около 43% учащихся. Успешность решения подобных задач остальных вариантов составила (45-54)%. Причинами сравнительно низкой успешности решения задач такого типа является недостаточный уровень знаний о направлении силовых линий магнитного поля и вектора магнитной индукции, отсутствие навыков действия над векторами, понимания зависимости модуля вектора магнитной индукции от расстояния до проводника с током, а также трудность перехода от плоского рисунка к пространственному представлению.


Задача 13 (часть А)

Примером дифракции может служить

  1. появление радуги после дождя

  2. солнечное затмение

  3. поглощение рентгеновских лучей свинцовой пластиной

  4. проникновение света в область геометрической тени



Решение:

Радуга возникает из-за явлений отражения, преломления и дисперсии, солнечное затмение демонстрирует прямолинейность распространения света, поглощение рентгеновских лучей свинцовой пластинкой проявляет корпускулярный характер излучения. Школьное определение дифракции соответствует ответу 4.


Анализ:

Ответ 4 в качестве правильного выбрали лишь 28% учащихся. Это демонстрирует слабое понимание явлений интерференции, дифракции, дисперсии света.


Задача 14 (часть А)


Две частицы с соотношением зарядов влетели в однородные магнитные поля, векторы магнитной индукции которых перпендикулярны их скоростям: первая с поле с индукцией , вторая – в поле с индукцией . Найдите отношение модулей импульсов частиц , если радиусы их траекторий одинаковы, а отношение модулей индукции .


1) 1

2) 2

3) 8

4) 4



Решение:

На движущуюся в магнитном поле частицу действует сила Лоренца. Если векторы скорости частицы и магнитной индукции взаимно перпендикулярны, FL=qvB. Под действием этой силы частица движется по окружности с постоянной по модулю скоростью, поэтому центростремительное ускорение частицы a = v2/R. Запишем динамическое уравнение движения частицы в этом случае: F = ma. Подставляя выражения для силы и ускорения и, учитывая, что импульс частицы p = mv, получим для обеих частиц:




Используя условие, и поделив последние уравнения друг на друга, имеем: р21=4. Следовательно, верный ответ 4.


Анализ:

Ответ 4 в качестве правильного при решении этой задачи выбрали лишь 38% экзаменующихся. При решении похожих остальных задач трех остальных вариантов не требовалось использовать выражение для импульса. Успешность решения этих задач несколько выше и составляет (49-65)%.


Задача 15 (часть А)


На рисунке изображены схемы четырех атомов, соответствующие модели атома Резерфорда. Черными точками обозначены электроны. Какая схема соответствует атому ?


1)

2)

3)

4)



Решение:

Цифра 6 означает число нуклонов в ядре, а 2 – число протонов, которое равно числу электронов вокруг ядра нейтрального атома. На рисунке на круговых орбитах по модели Резерфорда изображены электроны, поэтому верным ответом является ответ 4.


Анализ:

Верный ответ 4 выбрали около 44% экзаменующихся. 29% выбрали ответ 1, неверно полагая, что 6 – число электронов. На основании представленных решений можно заключить, что больше половины выпускников имеют неверные представления (или не имеют их вовсе) о строении атома.


Задача 16 (часть А)

Какая доля радиоактивных атомов распадется через интервал времени, равный двум периодам полураспада?



1) 100%

2) 75%

3) 50%

4) 25%



Решение:

Период полураспада – время, в течение которого распадется половина имеющихся ядер, а половина остается. Значит, через два периода распадется еще половина от оставшейся половины. Следовательно, всего распадется три четверти от исходного числа ядер или 75%. Верным является ответ 2. Задачу также можно было решить, использовав закон радиоактивного распада.

Анализ:

Процент верных ответов при решении этой задачи составил 44,5. Больше половины выпускников плохо разбираются в сущности радиоактивного распада. Показательно, что более 20% допустили стандартную ошибку, считая, что, если за период полураспада распадется половина ядер, то за два периода распадутся все.


Задача 17 (часть А)

Один из способов измерения постоянной Планка основан на определении максимальной кинетической энергии фотоэлектронов с помощью измерения напряжения, задерживающего их. В таблице представлены результаты одного их таких опытов.


Задерживающее напряжение U, В

0,4

0,6

Частота света , 1014, Гц

5,5

6,1


Постоянная Планка по результатам этого эксперимента равна

  1. 6,6 .10-34 Дж..с

  2. 5,3 .10-34 Дж..с

  3. 7,0 .10-34 Дж..с

  4. 6,3 .10-34 Дж..с


Решение:

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: hвых + Екин. Вся кинетическая энергия Екин выбитого электрона идет на работу против электрического поля при запирающем напряжении. Тогда по теореме о кинетической энергии (или из закона сохранения энергии) получается Екин=eU. Подставив выражение для Екин в уравнение Эйнштейна, получим: hвых+ eU. Запишем это уравнение для обоих опытов и вычтем из второго уравнения первое: h1вых+ eU1; h2вых+ eU2; h(2-1)=e(U2-U1). Откуда h = e(U2-U1)/ (2-1). После подстановки числовых значений получим 5,3 .10-34 Дж..с. Таким образом, верен ответ 2.


Анализ:

Ответ 2 в качестве правильного выбрали всего лишь около 25% экзаменующихся. 45% учащихся выбрали ответ 1, которому соответствует табличное значение постоянной Планка. Такая картина, по-видимому, связана с отсутствием экспериментальных навыков у выпускников и слабым представлением о том, что любой экспериментальный результат отягощен погрешностями измерений.


.

Задача 18 (часть А)


В результате теоретических расчетов ученик пришел к следующему выводу: если тело соскальзывает без трения по наклонной плоскости с некоторой высоты h, то приобретаемая им скорость . Далее ученик провел эксперимент: измерял скорость металлического цилиндра при скатывании его по наклонной плоскости с разных высот. График теоретически предсказанной зависимости v(h) приведен на рисунке. Там же отмечены результаты измерений. Какой вывод можно сделать из эксперимента?

1) Погрешность измерения высоты оказалась слишком большой, чтобы проверить правильность расчетов.

2) Экспериментальная установка не соответствует теоретической модели, используемой при расчете.

3) Законы механики неприменимы в данном случае.

4) С учетом погрешности измерений эксперимент подтвердил теоретические расчеты.


Решение:

Поскольку при выполнении эксперимента цилиндр не скользил, а катился, то эксперимент не соответствует теоретической модели. Верный ответ 2.


Анализ:

Успешность решения этой задачи составляет 40%. Показательны выборы ответов 1 (21%) и, особенно, 4 (31%), так как очень часто всякие несоответствия на лабораторных работах мы списываем на погрешность измерений.


Задача 19 (часть А)




Ученик предположил, что для сплошных тел из одного и того же вещества их масса прямо пропорциональна их объему. Для проверки этой гипотезы он взял бруски разных размеров из разных веществ. Результаты измерения объема брусков и их массы ученик отметил точками на координатной плоскости {V,m}, как показано на рисунке. Погрешности измерения объема и массы равны соответственно 1 см3 и 1 г. Какой вывод можно сделать по результатам эксперимента?

  1. С учетом погрешности измерений эксперимент подтвердил правильность гипотезы.

  2. Условия проведения эксперимента не соответствуют выдвинутой гипотезе.

  3. Погрешности измерений столь велики, что не позволили проверить гипотезу.

  4. Эксперимент не подтвердил гипотезу.


Решение:

Поскольку учеником гипотеза выдвинута для одного и того же вещества, а эксперимент он проводил с брусками из разных веществ, условия проведения эксперимента не соответствуют выдвинутой гипотезе. Верный ответ 2.


Анализ:

Успешность решения этой задачи такая же, как и предыдущей, и составляет 41%. 21 и 25% учащихся выбрали ответы 1 и 4. Это свидетельствует о том, что учащиеся, во-первых, слабо представляют правило постановки эксперимента: при исследовании зависимости а(b) кроме b и а на входе и выходе опыта ничего не должно меняться. Вносимые изменения третьего параметра нарушают важнейшее правило проведения эксперимента. Во-вторых, невнимательно читают условие задания: противоречия фигурируют в задании достаточно четко. В-третьих, не умеют соотносить погрешности измерений с представлением результатов на графике.


Задача 20 (часть В)


Груз изображенного на рисунке пружинного маятника совершает гармонические колебания между точками 1 и 3. Как меняются кинетическая энергия груза маятника, скорость груза и жесткость пружины при движении груза маятника от точки 1 к точке 2?

Для каждой величины определите соответствующий характер ее изменения:

  1. увеличится

  2. уменьшится

  3. не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.

Цифры в ответе могут повторяться.


Кинетическая энергия груза маятника

Скорость

груза

Жесткость

пружины












Решение:

Положение 2 – положение равновесия груза. В положении равновесия скорость груза (а следовательно и кинетическая энергия) максимальна, а сила и энергия взаимодействия (потенциальная энергия) с пружиной равна нулю и минимальна. В положениях 1 и 3 наоборот, скорость и кинетическая энергия равна нулю, а потенциальная энергия максимальна. Следовательно, при движении груза к положению равновесия кинетическая энергия и скорость груза увеличиваются. Жесткость пружины – характеристика пружины и в ходе колебаний не изменяется. Поэтому верный ответ 113.


Анализ:

При решении заданий группы В1 требуется не только понимание описанного процесса и явления, но и знание формул для физических величин, описывающих данные процессы. Правильно определили характер изменения всех величин 31,4% экзаменуемых, получив за выполнение задания 2 балла. 26,5% учащихся правильно указали характер изменения двух величин и получили за выполнение задания 1 балл.


Задача 21 (часть В)


Пучок света переходит из воздуха в воду. Частота световой волны – , скорость света в воздухес, показатель преломления воды относительно воздуха – n. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


Физические величины


формулы

А) длина волны света в воздухе

1)

Б) длина волны света в воде

2)




3)


А

Б









4)



Решение:

В воздухе скорость света с частота длина волны 0 связаны соотношением 0=с/. В воде скорость уменьшается в n раз, а частота не изменяется, поэтому длина волны в воде равна =с/(n∙). Таким образом, верный ответ выражается комбинацией цифр 12.


Анализ:

Задания В2 направлены на проверку понимания смысла физических величин и законов. Они проверяют усвоение этих содержательных элементов на уровне простого узнавания формул, а также их применения при расчетах в простых учебных ситуациях. В задании этого варианта правильно указали обе формулы и получили 2 балла за решение задачи 41% выпускников, 40% учащихся указали одну из формул и получили 1 балл, продемонстрировав, таким образом, сравнительно высокий процент успешности. В задаче другого варианта, где пучок света переходит из воды в воздух, успешность решения несколько ниже: 30% выпускников получили 2 балла и лишь 23% 1 балл. При решении подобной задачи, где требуется установить соответствие формул для нахождения скорости света при переходе луча из воздуха в воду. 2 балла получили 51% выпускников, 17% получили 1 балл. Для аналогичной задачи при обратном ходе светового луча лишь 17% учащихся правильно указали обе формулы, а 12% только одну.


Задача 22 (часть В)


Автомобиль совершает поворот на горизонтальной дороге по дуге окружности. Каков минимальный радиус окружности траектории автомобиля при его скорости 18 м/с и коэффициенте трения автомобильных шин о дорогу 0,4?


Решение:

На автомобиль, совершающий поворот, действуют следующие силы: по горизонтали, вдоль радиуса окружности к ее центру – сила трения; по вертикали – равные по величине и противоположные по направлению сила тяжести mg и сила реакции опоры N. Так как радиус окружности минимален, сила трения покоя максимальна и примерно равна силе трения скольжения. Поэтому сила трения равна Fтр = ∙N = ∙mg. Равнодействующая этих трех сил F является центростремительной и равна силе трения. Основное уравнение динамики в проекции на радиальное направление F=ma = m∙2/R. Объединяя все рассуждения, получаем: ∙mg = m∙2/R; R = ∙2/(∙g) = 81 м.


Анализ:

Процент верных решений этой задачи составил 27. Примерно такая же картина наблюдается и в остальных вариантах: (26 – 32)%.


Задача 23 (часть В)


Газ при температуре 100 К и давлении 2*105 Па имеет плотность 0,5 кг/м3. Какова молярная масса газа? Ответ выразите в г/моль и округлите до целых.


Решение:

Запишем уравнение состояния идеального газа pV = (m/M)∙RT. Учтем, что плотность  = m/V. Тогда M = ∙RT/p = 2 г/моль


Анализ:

Эту задачу решили правильно около 33% учащихся. Процент верных решений аналогичных задач на применение уравнения состояния идеального газа в остальных вариантах примерно такой же: (26-33)%.


Задача 23 (часть В)


При подключении к выводам гальванического элемента с ЭДС 1,6 В электрической лампы сила тока в цепи 0,1 А, а напряжение на лампе 1,5 В. Найдите внутреннее сопротивление гальванического элемента.


Решение:

По закону Ома для полной цепи = U + Ir. Отсюда r = (U)/I = 1 Ом


Анализ:

Задачи такого типа верно решили (45-47)% абитуриентов. При решении аналогичных задач, в условии которых фигурирует короткое замыкание, верные решения составляют лишь (26-32)%.


Задача 24 (С1)




В цилиндре, закрытом подвижным поршнем, находится идеальный газ. Его переводят из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояние 3, как показано на рисунке (ΔU — изменение внутренней энергии газа, Q — переданное ему количество теплоты). Меняется ли объем газа в процессе проведения опыта, и если меняется, то как? Ответ обоснуйте, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.


Образец возможного решения

1) В процессе 1 → 2 газ получает некоторое количество теплоты, но его внутренняя энергия не меняется. Следовательно, согласно первому началу термодинамики, газ отдает получаемую энергию, совершая работу, т.е. в данном процессе его объем увеличивается.

2) В процессе 2 → 3 теплообмена газа с внешней средой нет, но его внутренняя энергия уменьшается. Следовательно, и этот процесс связан с расширением газа, поскольку он совершает работу.

3) Ответ: переход газа из состояния 1 в состояние 3 все время сопровождается увеличением его объема.


Задача 25 (С2)


В безветренную погоду самолет затрачивает на перелет между городами 6 часов. Если во время полета дует боковой ветер со скоростью 20 м/с перпендикулярно линии полета, то самолет затрачивает на перелет на 9 минут больше. Найдите скорость самолета относительно воздуха, считая ее постоянной.


Образец возможного решения (рисунок не обязателен)


Уравнение движения для перелета в первом случае: s свt1 , где υсв – скорость самолета относительно воздуха. Закон сложения скоростей в векторном виде для перелета во время ветра:, где – скорость самолета относительно Земли,– скорость ветра. Следовательно, выражение для скорости самолета относительно Земли во втором случае имеет вид:.Уравнение движения для перелета во втором случае:. Окончательное уравнение:. Отсюда Ответ: υсв = 328 км/ч.


Задача 26 (С3)




В цилиндр объемом 0,5 м3 закачивается воздух со скоростью 0,002 кг/с. В верхнем торце цилиндра есть отверстие, закрытое предохранительным клапаном. Клапан удерживается в закрытом состоянии стержнем длиной 0,5 м, который может свободно поворачиваться вокруг оси в точке А (см. рисунок). К свободному концу стержня подвешен груз массой 2 кг. Определите момент времени, когда клапан откроется, если в начальный момент времени давление воздуха в цилиндре было равно атмосферному. Площадь закрытого клапаном отверстия 5*10–4 м2, расстояние АВ равно 0,1 м. Температура воздуха в цилиндре и снаружи не меняется и равна 300 К. Стержень считать невесомым.


Образец возможного решения


Клапан откроется, когда избыточная сила F давления воздуха на клапан изнутри цилиндра сравняется с силой давления стержня на этот клапан. Если превышение давления воздуха в цилиндре над атмосферным Δр, а площадь клапана s, то F = sp. Сила действия стержня на клапан равна , где m, L и l соответственно масса груза, длина стержня и длина его участка АВ. Итак, должно выполняться условие sΔp mg. Дополнительное давление воздуха определяется увеличением массы Δmв воздуха в цилиндре. Согласно уравнению Клапейрона-Менделеева, p=, где М — молярная масса воздуха. Поэтому условие открытия клапана имеет вид: mg , или . Если насос закачивает каждую секунду w кг воздуха, то массу Δmв он закачает в цилиндр за время t =. Следовательно, клапан откроется в момент времени. Ответ: t ≈ 580 с ≈ 9,7 мин.


Задача 27 (С4)


При проведении лабораторной работы ученик собрал электрическую цепь по схеме на рисунке. Сопротивления R1 и R2 равны 40 Ом и 20 Ом соответственно. Сопротивление вольтметра равно 10 кОм, а амперметра – 0,3 Ом. ЭДС источника равна 4,6 В, а его внутреннее сопротивление – 0,6 Ом.

На рисунке приведены шкалы приборов с показаниями, которые получил ученик. Исправны ли приборы или же какой-то из них даёт неверные показания?


Образец возможного решения

Вольтметр подключён так, что измеряет напряжение на участке параллельно соединённых резисторов. Сопротивление этого участка

Отсюда (Ом).

Сопротивление вольтметра на 3 порядка больше сопротивления участка цепи и, следовательно, током через вольтметр можно пренебречь. Отсюда А. Для определения напряжения используем закон Ома для участка цепи:. Отсюда U = IRобщ = 0,33*13,47 ≈ 4,45 (В). Вольтметр же показывает напряжение 4,6 В. Цена деления вольтметра равна 0,2 В, что немного больше отклонения показаний. Можно считать, что вольтметр даёт верные показания.

Для определения силы тока используем закон Ома для участка цепи:(А).

Амперметр также показывает силу тока 0,22 А. Следовательно, амперметр показывает верное значение силы тока в цепи.


Задача 28 (С5)


Период электромагнитных колебаний в идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, равен 6,3 мкс. Амплитуда колебаний силы тока Im = 5 мА. В момент времени t сила тока в катушке равна 3 мА. Найдите заряд конденсатора в этот момент.


Образец возможного решения


В идеальном контуре сохраняется энергия колебаний: . Период колебаний определяется формулой: T = 2π . Из закона сохранения энергии определяем: q = LC, откуда получаем: . Ответ: q ≈ 4 нКл.


Задача 29 (С6)




На рисунке представлены энергетические уровни электронной оболочки атома и указаны частоты фотонов, излучаемых и поглощаемых при некоторых переходах между ними. Какова максимальная длина волны фотонов, излучаемых атомом при любых возможных переходах между уровнями Е1, Е2, Е3 и Е4, если ν13 = 7·1014 Гц, ν24 = 5·1014 Гц, ν32 = 3·1014 Гц?


Образец возможного решения

Максимальная длина волны соответствует минимальной частоте. Частота фотона, испускаемого атомом при переходе с одного уровня энергии на другой, пропорциональна разности энергий этих уровней: .

Имеем: Е21= Е32, следовательно hν21 = hν13hν32, значит ν21 = ν13 – ν32 = 1014(7 – 3) = 4*1014 (Гц), ν32 = 3*1014 (Гц), ν43 = ν24 – ν32 = 1014(5 – 3) = 2*1014 (Гц).

Минимальной здесь является частота ν43 = 2*1014 (Гц). Ей соответствует длина волны .

. Ответ: λ43 ≈ 1,5*10–6 м.


Проанализируем успешность решения задач части С.

На рисунке 3 представлена диаграмма, отражающая успешность выполнения заданий части С. Видно, что в 2010 году процент ненулевых баллов, полученных участниками ЕГЭ в части С по-прежнему невысок и составляет 34%. Тем не менее, как это следует из рисунка, по сравнению с 2009 годом имеет место положительная динамика результативности. Задача части С считается решенной, если экзаменуемый получает за нее не менее 2 баллов. Успешность решения задач части С в 2010 году по сравнению с 2009 годом возросла с 8,8 до 11,2%. Повышению успешности выполнения заданий учащимися способствовал комплекс мероприятий, направленных на анализ основных ошибок и путей их устранения и, конечно, же огромный труд учителей города и области.





Тематический анализ успешности, приведенный на рисунке 4, показывает, что повышение уровня знаний выпускников произошло практически по всем предложенным темам курса. Кроме того, как это видно из рис.4, повышению успешности в некоторой степени способствовал и тот факт, что доля тематики 7-8 классов в заданиях 2010 года была существенно снижена.





Анализ результатов выполнения экзаменационной работы по физике выпускниками с различным уровнем подготовки


Проанализируем результаты экзамена по пяти группам с разными уровнями подготовки: минимальным, низким, удовлетворительным, хорошим и отличным2.

Минимальный уровень выполнения экзаменационной работы характеризует результаты тех выпускников, которые получили минимальное число баллов ЕГЭ. Выпускников с минимальным уровнем подготовки характеризует отсутствие системы знаний и умений. Они демонстрируют выполнение отдельных заданий, проверяющих элементы содержания, которые изучаются в основной и средней школе.

Низкий уровень характеризует результаты выпускников, которые получили балл, ниже которого находятся примерно 25% экзаменуемых. Эта группа выпускников показывает некоторую системность знаний по стандарту базового уровня. Она выполняет задания, которые, как правило, проверяют воспроизведение наиболее часто встречающихся формул и достаточно успешно справляется с простейшими расчетами.

Удовлетворительный уровень фиксирует уровень, разделяющий экзаменуемых на две равные части. Выпускники этой группы справляются с 70% заданий базового уровня и демонстрируют в этой области достаточно устойчивые знания по всем разделам курса физики. Они пытаются выполнять расчетные задачи повышенного уровня, но удается это лишь в случаях типичных учебных ситуаций.

Хороший уровень соответствует границе, выше которой находятся результаты примерно 25% наиболее подготовленных экзаменуемых. Группа тестируемых с хорошим уровнем подготовки успешно выполняет задания базового уровня сложности и более половины заданий повышенного уровня и приступает к выполнению заданий высокого уровня сложности.

Отличный уровень фиксирует уровень, выше которого находятся результаты 10% наиболее подготовленных экзаменуемых. Группа выпускников с отличным уровнем подготовки способна успешно обучаться в вузах физического профиля. Как правило, тестируемые, относящиеся к этой группе, успешно выполняют задания базового и повышенного уровня сложности и около половины заданий с развернутым ответом. Различия в выполнении заданий базового и повышенного уровней сложности с предыдущей группой связаны с умением объяснять протекание различных физических явлений.


В таблице 3 представлены результаты сравнительного анализа успешности выполнения заданий ЕГЭ отдельными группами участников экзамена. Проводится сравнение результатов Свердловской области со средними результатами по Российской Федерации.


Уровень

балл

% участников

^ Достигших и превысивших уровень

В группе с данным уровнем

первичный

тестовый

РФ

СО

РФ

СО

Минимальный

8-12

34-42

95,1

95,4

18,3

19,8

Низкий

13-17

43-49

76,2

75,6

23,1

23,9

Удовлетворительный

18-24

50-57

53,1

51,7

26,4

22,2

Хороший

25-32

58-65

26,7

29,4

16,9

16,2

Отличный

33-50

66-100

9,8

13,3






Таблица 3


Видно, что в Свердловской области несколько выше процент участников ЕГЭ по физике, достигших и превысивших хороший и отличный уровень.


Резюмируя вышеизложенное, можно сделать следующее выводы.

В 2010 году достигнута положительная динамика повышения уровня знаний выпускников. Тем не менее, следует отметить, что в соответствии с приведенными в таблице 3 интервалами, в среднем, удалось достичь лишь удовлетворительного уровня подготовки. Поэтому задача повышения образовательного уровня выпускников по-прежнему является актуальной.

Основные ошибки участников единого государственного экзамена по физике в 2010 году, в основном, те же и связаны со слабым знанием формул, выражающих основные законы и описывающих физические процессы и явления, отсутствием представлений об их графической интерпретации, недостаточным уровнем знания геометрии и неумением переносить знания математики на решение физических задач, недостаточно сформированными навыками решения уравнений и уровнем аналитического мышления.


В качестве рекомендаций по устранению выявленных проблем можно порекомендовать использовать учебники, имеющие гриф Министерства образования РФ; пособия, включенные в перечень учебных изданий, допущенных Министерством образования РФ; пособия, рекомендованные ФИПИ для подготовки к единому государственному экзамену, а также обратиться к полезной информации, приведенной, например, в следующих источниках:

На сайтах

http://www.ege66.ru/

http://www.fipi.ru

www.rustest.ru

www.ege.edu.ru


В литературе

  1. Касаткина И.Л. Репетитор по физике.

  2. Тарасов Л.В., Тарасова А.Н. Вопросы и задачи по физике.

  3. Парфентьева Н., Фомина М. Решение задач по физике (части 1 и 2).

  4. ЕГЭ 2009. Физика. Федеральный банк экзаменационных материалов / Авт .-сост. Демидова М.Ю., Нурминский А.И.

  5. ЕГЭ 2007-2008. Физика. Репетитор / Грибов В.А., Ханнанов Н.К.


Много интересной и полезной литературы в электронном виде (в том числе и часть вышеперечисленных материалов) содержится в Кабинете физики СПбАППО – Библиотеке учителя физики. Ниже приведена ссылка на электронный адрес этого кабинета.

http://www.edu.delfa.net/books/knigi.htm



1 Все данные по РФ приводятся по информации, опубликованной на сайте ФИПИ: http://fipi.ru


2 Подробная информация о классификации и характеристиках групп представлена в документах, размещенных на сайте ФИПИ




Скачать 396,29 Kb.
оставить комментарий
Дата27.09.2011
Размер396,29 Kb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

наверх