Контрольная работа № 1 по теме «Тепловые явления»

Эта страница помогает подготовиться к контрольной работе по теме «Тепловые явления». Здесь собрана тренировочная версия: на уроке учитель может изменить ситуации, числа и порядок заданий. Поэтому полезнее понять маршрут решения, чем запоминать ответы.

В одной комнате одновременно проявляются разные способы теплопередачи. Изображение помогает поставить вопросы, но не заменяет физическое объяснение.

Что проверяет работа

Тема охватывает материал §§ 1–11 учебника:

• внутренняя энергия и способы её изменения;
• теплопроводность, конвекция и излучение;
• количество теплоты при нагревании и охлаждении;
• удельная теплота сгорания топлива;
• плавление, кристаллизация, парообразование и конденсация;
• уравнение теплового баланса.

В расчётах пригодятся формулы:

$Q=cm\Delta t$,

$Q=qm$,

$Q=\lambda m$,

$Q=rm$.

В учебнике удельная теплота парообразования может быть обозначена буквой $L$. В этом комплекте используется $r$: это одно и то же физическое понятие, то есть $r=L$.

Как оформлять расчёт

Даже если вычисление не получилось с первого раза, записанный ход показывает физическую мысль:

1. выпиши данные и искомую величину;
2. переведи массу в килограммы и проверь остальные единицы;
3. выбери формулу;
4. подставь числа;
5. выполни вычисление;
6. запиши единицу и выдели ответ.

В реальной установке энергия топлива передаётся не только воде. В учебной задаче всегда читай, какими потерями разрешено пренебречь.

Тренировочная работа — 20 баллов

Сначала выполни все задания самостоятельно. Ответы и критерии находятся только после разделителя.

1. Объясни явления — 4 балла

Дай по одному короткому физическому объяснению.

1. Почему металлическая дверная ручка в прохладной комнате кажется холоднее деревянной, хотя термометр показывает одинаковую температуру?
2. Почему тёплый воздух над радиатором поднимается к потолку?
3. Почему тепло от костра ощущается на расстоянии?
4. Почему проволока нагревается, если её несколько раз согнуть? Как меняется её внутренняя энергия и каким способом?

2. Прочитай график — 3 балла

Условный график нагревания кристаллического вещества:

T, °C
 80 |                         /
 60 |                      /
 40 |          ──────────/
 20 |       /
  0 |    /
    +────┬────┬────┬────┬──── t, мин
         0    2    4    6    8

Ответь:

1. Какой процесс идёт до достижения 40 °C?
2. Что происходит на горизонтальном участке?
3. При какой температуре идёт второй процесс?

3. Нагревание — 3 балла

Воду массой $0{,}30$ кг нагрели от $15\ ^\circ\mathrm{C}$ до $35\ ^\circ\mathrm{C}$. Найди полученное водой количество теплоты. Удельная теплоёмкость воды $c=4200\ \mathrm{Дж/(кг\cdot ^\circ C)}$.

4. Сгорание топлива — 3 балла

Какое количество теплоты выделится при полном сгорании $20$ г торфа? По таблице учебника $q=15{,}0\ \mathrm{МДж/кг}$.

5. Плавление — 3 балла

Какое количество теплоты нужно, чтобы расплавить $0{,}15$ кг льда при температуре плавления? По таблице учебника $\lambda=333\ \mathrm{кДж/кг}$.

6. Тепловой баланс — 4 балла

В калориметре смешали $0{,}25$ кг воды при $70\ ^\circ\mathrm{C}$ и $0{,}35$ кг воды при $10\ ^\circ\mathrm{C}$. Теплопотерями и теплоёмкостью калориметра пренебречь. Найди установившуюся температуру смеси.

До вычислений сделай прогноз: температура смеси должна оказаться между начальными температурами.

Проверь себя

• Я ответил на четыре качественных вопроса.
• Я связал горизонтальный участок графика с фазовым переходом.
• Я перевёл граммы в килограммы.
• В каждом расчёте есть формула и единица.
• Температура смеси лежит между $10\ ^\circ\mathrm{C}$ и $70\ ^\circ\mathrm{C}$.

---

Ответы и критерии

1. Качественные вопросы

1. Металл быстрее отводит энергию от руки из-за большей теплопроводности, поэтому ощущается холоднее при той же температуре.
2. Нагретый воздух расширяется, его плотность уменьшается, и он поднимается; это конвекция.
3. Энергия передаётся излучением, которому не нужен перенос вещества от костра к человеку.
4. Внутренняя энергия проволоки увеличивается за счёт совершения механической работы.

Каждый физически верный ответ — 1 балл.

2. График

1. Вещество нагревается в твёрдом состоянии.
2. Идёт плавление при постоянной температуре.
3. Температура плавления по графику равна $40\ ^\circ\mathrm{C}$.

Каждый ответ — 1 балл.

3. Нагревание

$Q=cm\Delta t=4200\cdot0{,}30\cdot(35-15)=25\,200\ \mathrm{Дж}=25{,}2\ \mathrm{кДж}$.

4. Сгорание топлива

$20$ г $=0{,}020$ кг.

$Q=qm=15{,}0\cdot10^6\cdot0{,}020=300\,000\ \mathrm{Дж}=300\ \mathrm{кДж}$.

5. Плавление

$Q=\lambda m=333\cdot0{,}15=49{,}95\ \mathrm{кДж}$.

В задачах 3–5: 1 балл за модель и формулу, 1 балл за единицы и подстановку, 1 балл за вычисление и ответ.

6. Тепловой баланс

Удельная теплоёмкость воды сокращается:

$0{,}25(70-T)=0{,}35(T-10)$.

$17{,}5-0{,}25T=0{,}35T-3{,}5$,

$21=0{,}60T$, поэтому $T=35\ ^\circ\mathrm{C}$.

Проверка: $10\ ^\circ\mathrm{C}<35\ ^\circ\mathrm{C}<70\ ^\circ\mathrm{C}$.

Баллы: 1 — уравнение баланса, 1 — подстановка, 1 — решение, 1 — верный ответ с единицей. Проверка диапазона помогает обнаружить ошибку, но отдельно не оценивается.

Короткий итог

• Объяснение должно называть механизм, а не только повторять бытовую ситуацию.
• На горизонтальном участке фазового перехода температура постоянна, но энергия передаётся.
• Табличные величины и единицы нужно читать внимательно.
• Тепловой баланс выражает сохранение энергии при принятых в задаче допущениях.
• Тренировочный результат помогает найти пробелы, но не заменяет отметку учителя за контрольную работу.