第14章 第4节 跨学科实践：制作简易热机模型-【通成学典】2025年新教材八年级物理暑期升级训练（人教版2024）

61 第4节　跨学科实践：制作简易热机模型 1. 热机是将燃料燃烧产生的 能转化为 能的装置,根据燃料燃烧位置的不 同,热机可分为 机和 机。 2. 蒸汽机工作时,燃料燃烧使水变成水蒸气, 水蒸气推动活塞运动产生动力。蒸汽机的 燃烧室在汽缸外,属于 机,蒸汽机 的工作物质是 。 3. 在制作热机模型时,需要考虑:(1) ? (2) ? (3) 如何将 能转化成 能? 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 典例1 制作汽轮机。 典例1图 (1) 制作叶轮:在圆形软木塞四周用小刀切几 个对称的小缝,将铝片插在小缝中,在叶轮中心 用锥子钻一个小孔,将铁丝穿过小孔,使叶轮能 在铁丝上自由转动。 (2) 组装汽轮机:按照如图所示组 装器材,注意调整叶轮的位置,使 导管管口正对着铝片。 (3) 将烧瓶中的水加热直至沸腾, 当大量的“白气”从导管口喷出时可以看到叶轮 转了起来。 (4) 探究思考: ① 汽轮机工作时,水蒸气对叶轮 ,水蒸 气的内能 (填“增大”“减小”或“不变”), 温度 (填“升高”“降低”或“不变”)。 ② 汽轮机工作过程中,将 能转化为 能。 本题主要考查了热机的能量转化和做功 改变物体的内能,需要根据制作热机时所要考 虑的问题进行解答。 典例2 如图是小明制作的简易“蒸汽船”模型。 将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上, 用蜡烛对铜制容器底部加热,一段时间后铜管 会向右喷蒸汽,“蒸汽船”就向左行驶。 典例2图 (1) 蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温 升高,这是通过 的方式改变水的内能。 (2) 铜管向右喷蒸汽时“船体”向左运动,这个 过程的能量转化是 能转化为 能。这与热机的 冲程相同。 本题主要考查简易热机制作的实际应用, 涉及的知识有改变内能方式、能量转化及热机 冲程。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第1题 1. 如图所示是某科技小组制作的 实验装置,将试管中的水加热 后,水蒸气从橡皮塞小孔冲出推 动风车转动。下列热机冲程示 意图中(火花塞产生电火花未画 出),与如图水蒸气推动风车转动原理相同 的冲程是 ( ) A B C D 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 3预学储备 拍 照 批 改 62 2. (泰安岱岳三模)2024年4月24日是第九个 “中国航天日”,物理社团的同学们制作了水 火箭,如图是水火箭的简易原理图。使用打 气筒向水火箭内不断打气,当内部气体压强 增大到一定程度时,会使水从水火箭中向下 喷出,从而使水火箭升空。结合题中信息, 下列说法错误的是 ( ) 第2题 A. 水向下喷出会使水火箭升空是由于物体 间力的作用是相互的 B. 上升过程中,水火箭瓶内气体的内能减少 C. 水火箭加速升空过程中能量守恒 D. 往水火箭里打气的过程相当于热机的做 功冲程 3. (无锡惠山模拟)如图是小明用塑料瓶制作 的水火箭。小明先在瓶里装适量水,然后将 带有阀门的金属管插入瓶塞,旋紧瓶塞后用 打气筒往瓶里打足气;打开阀门后,水从尾 部的金属管向下喷出,水火箭向上飞向空 中。下列说法正确的是 ( ) 第3题 A. 瓶内气体是通过热传递改变内能的 B. 水火箭升空时与热机的压缩冲程工作原 理相似 C. 水火箭升空时受到平衡力的作用 D. 水火箭升空时高压气体的内能转化为水 火箭的机械能 4. 小明同学在学习了热机的有关知识后,自己 找来一些器材制作了一个鸡蛋纸船,如图所 示。其中船体用硬蜡纸折成,鸡蛋用注射器 开孔吸出蛋清和蛋黄,蛋壳里注一半的水, 塑料管的一端斜插入鸡蛋里的水面上,另一 端斜向下,整个鸡蛋用两根弯铁丝固定在船 上,鸡蛋下放着装有棉花和酒精的小铁盒 盖,用塑料片粘一个船舵,凡是开口处都用 胶水和塑料纸粘好,做好鸡蛋纸船后,将纸 船放进装有水的塑料脸盆中,使塑料管口浸 入船尾水面下,然后用火柴点燃酒精,纸船 尾部喷射蒸气使纸船破浪前进。 (1) 蛋壳在被加热过程中会被烧坏破裂吗? 为什么? (2) 是什么力推动纸船前进? 它的施力物体 是谁? 第4题 (3) 在这个过程中能量转化过程如何? 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 八年级物理(RJ版) 21 第4节 跨学科实践:制作简易热机模型 知识梳理 1. 内 机械 内燃 外燃 2. 外燃 水蒸气 3. 用什么作热源 工作物质是什么 内 机械 典例演练 典例1 (4) ① 做功 减小 降低 ② 内 机械 典例2 (1) 热传递 (2) 内 机械 做功 预学训练 1. B 2. D 3. D 4. (1) 蛋壳在被加热过程中不会被烧坏破裂。因 为水沸腾时温度保持在沸点,不再升高,水的沸点 在标准大气压下是100℃,蛋壳在这样的温度下 不会被烧坏 (2) 因为一部分高压水蒸气受到鸡 蛋内其他水蒸气压力而向后喷出,喷出的水蒸气 同时对内部的水蒸气有一个反作用力,这个力就 是推动纸船前进的力,它的施力物体是喷出的水 蒸气 (3) 首先是酒精燃烧时,把它的化学能转 化为火焰的内能,火焰的内能通过热传递转移给 水,从而形成高温高压的水蒸气,水蒸气喷射后, 把内能转化为纸船的机械能 第十三、十四章预学检测 一、 1. A 2. C 3. B 4. A 5. D 6. C 7. B 8. D 9. A 10. C 二、 11. 引力 扩散 剧烈 12. 做功 增加 13. 不能够 转化 转移 14. 做功 15 15. 散热和克服摩擦损失的能量 废气带走了大 部分能量 7.5 三、 16. (1) 如图甲所示 (2) 如图乙所示 第16题 17. (1) 秒表 (2) 质量 加热时间 (3) b b (4) 4.2×103 18. (1) 质量 (2) 大于 3∶2 (3) c水m2Δt m1 小 燃料没有完全燃烧(或燃烧产生的热量没有 完全被水吸收) 19. (1) 水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2× 103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-31℃)= 2.898×105J (2) 燃料完全燃烧放出的热量 Q放= Q吸 η =2.898×10 5J 42% =6.9×10 5J;液态燃料 的热值q燃料= Q放 m燃料= 6.9×105J 30×10-3kg =2.3×107J/kg 20. (1) 氢气完全燃烧产生的热量Q放=mq氢= 0.02kg×1.4×108J/kg=2.8×106J (2) 根据 题意可知,氢能自行车牵引力做的功W=Fs= 42N×5×104m=2.1×106J (3) 氢能自行车 的效率η= W Q放×100%= 2.1×106J 2.8×106J×100%=75% 第十五章　电流和电路 第1节 两种电荷 知识梳理 1. 摩擦起电 轻小物体 2. 丝绸摩擦过的玻璃棒 毛皮摩擦过的橡胶棒 排斥 吸引 3. 电荷量 库仑 C 4. 验电器 同种电荷相互排斥 5. 电荷 电子 电子 6. 静电 静电拖把 静电喷漆 典例演练 典例1 B 典例2 D 典例3 D 预学训练 1. D 2. C 3. C 4. B 5. C 6. 负 正 7. 带负电 吸引 8. 摩擦起电 吸 引 9. 电荷发生了转移 同种 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈