第14章 5 第4节　跨学科实践：制作简易热机模型-【全程突破】2025-2026学年九年级物理全一册同步训练（人教版2024）

物理 9年级 全一册 R 第4节　跨学科实践：制作简易热机模型 第十四章 内能的利用 目录 01 知识准备 02 实战演练 知识准备 目录 1.热机是指利用　　　　能做功的机械.蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等都是热机. 2.蒸汽机 (1)原理：如图甲所示，利用锅炉加热水产生大量高温的水蒸气，水蒸气不断上升向外膨胀并推动活塞做功，带动曲轴转动，实现内能向机械能的转化. 目录 内 (2)实验模型：如图乙所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住 管口，将水加热一段时间，会观察到水沸腾一会儿后，橡胶塞 被冲出，试管口附近出现　　　　. (3)实验中的能量转化过程如下. ①酒精燃烧放出热量，酒精的　　　　能转化为水的　　　　能. ②水吸热沸腾，产生大量的水蒸气，水蒸气膨胀推动橡胶塞做功，水蒸气的　　　　能转化为橡胶塞的　　　　能. 目录 白雾 化学 内 内 机械 3.内燃机 (1)内燃机与蒸汽机的主要区别：内燃机是燃料直接在发动机气缸内燃烧产生高温高压的　　　　，推动活塞做功，带动曲轴转动，从而获得机械能的机械；蒸汽机的燃烧室在汽缸外. (2)内燃机按使用的燃料分为汽油机和柴油机. (3)四冲程内燃机的工作过程经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程. 目录 燃气 4.汽轮机：一种旋转式蒸汽动力装置.高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为高速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片的转子旋转，同时对外做功. 5.喷气式发动机：靠向后高速喷出气体而前进，利用的原理是物体间力的作用是　　　　的. 6.在功率相同时，汽轮机、内燃机、喷气发动机三者受到的重力依次减小. 目录 相互 实战演练 目录 1.某小组同学制作了如图所示的汽轮机，制作过程如下. (1)制作叶轮：在圆柱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，在软木塞中心用锥子钻一个小孔， 将铁丝穿过小孔，使软木塞能在铁丝上自由转动. (2)组装汽轮机：如图所示组装器材，注意调整叶轮的位置，使导管的管口正对叶片. (3)给试管中的水加热直至沸腾，当大量的“白气”从导管口喷出时，可以看到叶轮转动起来. 目录 1 2 3 (4)探究思考. ①燃料燃烧时将燃料的化学能转化为水和水蒸气的　　　 能.随着温度的升高，水和水蒸气的该能量　　　　(选填“增加”或“减少”)，水和水蒸气对外做功的本领　　 　　(选填“增强”或“减弱”). ②汽轮机工作时，水蒸气对叶轮做功，又将　　　　能转化为　　　　能. ③由②可知，水蒸气对外做功后，内能　　　　，温度　　　　，故瓶口处喷出大量“白气”. 目录 1 2 3 内 增加 增强 内 机械 减少 降低 2.如图甲所示为四缸发动机的工作原理.发动机通过连杆把四个气缸的活塞连在同一根曲轴上，并使各气缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个气缸在做功，其他三个气缸分别在做吸气、压缩和排气工作. 目录 1 2 3 (1)有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示.其中排量等于四个气缸工作容积的总和，气缸的工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的横截面积和活塞上下运动的距离(即冲程长).转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的圈数. ①该发动机在1 s内做的功是　　　　J. 目录 排量/L 2.0 输出功率/kW 120 转速/(r·min－1) 6 000 1 2 3 1.2×105 解析：由P＝可得，发动机在1 s内做的功 W1＝Pt＝120×103 W×1 s＝1.2×105 J ②在每个做功冲程里，发动机做的功是　　　　J. 目录 1 2 3 600 解析：发动机飞轮的转速为6 000 r/min，所以飞轮每秒转100圈，四缸的飞轮每转2圈，对外做功4次，每转1圈，对外做功2次，所以发动机在1 s内做功200次，每次做的功W2＝＝＝600 J (2)如图乙所示为发动机在做功冲程中的示意图.设活塞的横截面积为S，冲程长为l，燃气对活塞的压强为p，则发动机做的功W＝　　　　.(用字母 表示) 目录 1 2 3 pSl 解析：由p＝可得，活塞受到的压力大小F＝pS 因为在做功冲程中，活塞移动的距离为l，所以燃气对活塞所做的功W＝Fl＝pSl 3.如图所示是火箭喷气发动机的工作原理图.燃料和氧化剂分 别装在两个箱子里，由输送系统按时按量地把燃料和氧化剂喷 入燃烧室，用电火花点燃，燃烧产生的气体以很大的速度从尾部喷管喷出，从而对火箭产生了强大的反冲推力使火箭前进. (1)火箭喷气发动机在工作过程中，先将燃料的化学能转化为　　　　能，然后再将其转化为火箭的　　　　能. 目录 1 2 3 内 机械 解析：[1][2]火箭喷气发动机在工作过程中，燃料和氧化剂在燃烧室内燃烧，将化学能转化为内能.燃烧产生的高温高压气体从尾部喷管喷出，对火箭产生反冲推力，使火箭前进，将内能转化为机械能. (2)火箭喷气发动机　　　　(选填“能”或“不能”)在大气层外工作. 目录 1 2 3 能 解析：[3]火箭喷气发动机自带氧化剂，并不依赖大气层中的氧气，因此它能在大气层外工作. (3)我国研制的长征九号重型运载火箭的平均推力约为6×107 N，综合性能指标达到国际运载火箭的先进水平.假设将该火箭在100 s内推到约6×104 m的高度，则火箭发动机推力做功的平均功率约为　 　 　　W. 目录 1 2 3 解析：[4]火箭发动机推力做的功为 W＝Fs＝6×107 N×6×104 m＝3.6×1012 J 火箭发动机推力做功的平均功率为 P＝＝＝3.6×1010 W 3.6×1010 本PPT课件由思而优研发制作，仅限思而优配套教学使用。 未经授权，任何人不得以商业目的进行拷贝、转发、转售， 一经发现，我司将追究侵权者的法律责任。 温馨提示 $$