14.4 跨学科实践：制作简易热机模型- 2025-2026学年物理人教版（2024）九年级全一册

第4节　跨学科实践：制作简易热机模型 知识点1　热机的原理 1.（广东深州期中）如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，把水加热至沸腾一段时间后，塞子受到水蒸气的压力会冲出去。下列说法正确的是(　D　) A．塞子冲出去前，试管内气体压强变小 B．塞子冲出去时，管口周围出现的白雾是空气液化成小水珠形成的 C．塞子冲出去后，气体的内能增大 D．这个实验虽然简单，却基本展示了蒸汽机的工作原理 2.（山东济南市中区校级月考）如图所示是瓦特制造的蒸汽机。蒸汽机的发明是人类利用能源的新里程碑，它的工作原理是：用煤烧水产生水蒸气，水蒸气进入气缸，推动活塞，带动机器工作。由此可知，蒸汽机工作过程中能量转化的正确顺序是(　C　) A．内能→机械能→化学能 B．内能→化学能→机械能 C．化学能→内能→机械能 D．机械能→内能→化学能 3.（山东济南莱芜区模拟）如图所示的实验展示了人类利用内能的过程，加热使水沸腾，盖在试管口上的塞子会受到水蒸气的压力而冲出，利用该原理制成了热机，其能量转化是　内能转化为机械能　（填能的转化）；塞子被冲出后，还能继续前进，这是因为塞子具有　惯性　。 知识点2　制作简易热机 4.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。在汽油机的四个冲程中与水蒸气推动风车转动原理相同的是(　A　) A．做功冲程 B．压缩冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程 5.如图所示是学校小制作比赛中的作品——自制蒸汽机，烧瓶瓶口的橡皮塞上插着S形喷管，喷管的最上端通过球形磁铁吸到铁架台上，使烧瓶可以自由转动，当加热至水沸腾，水蒸气从喷嘴喷出，烧瓶开始快速旋转。下列说法正确的是(　C　) A．酒精灯中的酒精未完全燃烧时，酒精的热值较小 B．烧瓶中的水沸腾时，内能增大，温度升高 C．水蒸气喷出时对喷管做功，内能减小 D．此实验的原理等效内燃机压缩冲程，此时机械能转化为内能 热值只和燃料的种类有关，与燃烧状况无关，酒精灯中的酒精未完全燃烧时，酒精的热值不变，故A错误；烧瓶中的水沸腾时，吸收热量，内能增大，温度不变，故B错误；水蒸气喷出时对喷管做功，使烧瓶转动，将内能转化为机械能，水蒸气的内能减小，故C正确；此实验的原理等效内燃机的做功冲程，此时内能转化为机械能，故D错误。 6.制作简易蒸汽机。 实验器材：易拉罐、剪刀、细线、水、密封胶、一小块泡沫。 　　 实验步骤： (1)在易拉罐的侧壁的同一高度，用剪刀开3个小孔，注意小孔的开口方向要向同一侧，如图(a)所示。（操作过程中要注意安全） (2)在易拉罐内加入少量的水。 (3)用一小块泡沫和密封胶，将易拉罐的口封住。 (4)用细线吊起易拉罐，在煤气灶上加热，如图(b)所示。 (5)当水沸腾后，你观察到了什么现象？尝试解释原因。 当水沸腾后，会看到易拉罐飞出去。这个过程是由于水蒸气的内能转化为易拉罐的机械能。 7.（黑龙江哈尔滨南岗区校级期末）如图所示是蒸汽机的原理图，气缸内活塞的左右移动由滑块阀门来控制。关于该原理图，下列说法正确的是(　A　) A．在图示状态下，水蒸气将推动活塞向右移动 B．在图示状态下，水蒸气不能通过进气管2进入气缸 C．无论活塞处在气缸中的什么位置，进气管1都跟下方处于连通状态 D．该蒸汽机实现了机械能向内能的转化 8.如图是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型，在铜制容器中盛有一定量的水之后安装在“船体”上，用蜡烛对铜质容器底部加热，一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽，铜管会向右喷出蒸汽，“蒸汽船”就会向左行驶。下列说法正确的是(　B　) A．水变热是通过做功来改变内能的 B．“蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同 C.水在沸腾时会有热量的散失，所以能量不守恒 D．“蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能 9.（科学探究）（辽宁本溪溪湖区校级月考）制作汽轮机。 (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，使导管的管口正对着叶片。 (3)给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酒精燃烧，　化学　能转化为水和水蒸气的内能。 ②汽轮机工作时，水蒸气对叶轮　做功　，又将　内　能转化为　机械　能。 ③由②可知水蒸气的内能　减小　，温度　降低　，故瓶口处喷出大量“白气”。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节　跨学科实践：制作简易热机模型 知识点1　热机的原理 1.（广东深州期中）如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，把水加热至沸腾一段时间后，塞子受到水蒸气的压力会冲出去。下列说法正确的是( ) A．塞子冲出去前，试管内气体压强变小 B．塞子冲出去时，管口周围出现的白雾是空气液化成小水珠形成的 C．塞子冲出去后，气体的内能增大 D．这个实验虽然简单，却基本展示了蒸汽机的工作原理 2.（山东济南市中区校级月考）如图所示是瓦特制造的蒸汽机。蒸汽机的发明是人类利用能源的新里程碑，它的工作原理是：用煤烧水产生水蒸气，水蒸气进入气缸，推动活塞，带动机器工作。由此可知，蒸汽机工作过程中能量转化的正确顺序是( ) A．内能→机械能→化学能 B．内能→化学能→机械能 C．化学能→内能→机械能 D．机械能→内能→化学能 3.（山东济南莱芜区模拟）如图所示的实验展示了人类利用内能的过程，加热使水沸腾，盖在试管口上的塞子会受到水蒸气的压力而冲出，利用该原理制成了热机，其能量转化是 （填能的转化）；塞子被冲出后，还能继续前进，这是因为塞子具有 。 知识点2　制作简易热机 4.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。在汽油机的四个冲程中与水蒸气推动风车转动原理相同的是( ) A．做功冲程 B．压缩冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程 5.如图所示是学校小制作比赛中的作品——自制蒸汽机，烧瓶瓶口的橡皮塞上插着S形喷管，喷管的最上端通过球形磁铁吸到铁架台上，使烧瓶可以自由转动，当加热至水沸腾，水蒸气从喷嘴喷出，烧瓶开始快速旋转。下列说法正确的是( ) A．酒精灯中的酒精未完全燃烧时，酒精的热值较小 B．烧瓶中的水沸腾时，内能增大，温度升高 C．水蒸气喷出时对喷管做功，内能减小 D．此实验的原理等效内燃机压缩冲程，此时机械能转化为内能 6.制作简易蒸汽机。 实验器材：易拉罐、剪刀、细线、水、密封胶、一小块泡沫。 　　 实验步骤： (1)在易拉罐的侧壁的同一高度，用剪刀开3个小孔，注意小孔的开口方向要向同一侧，如图(a)所示。（操作过程中要注意安全） (2)在易拉罐内加入少量的水。 (3)用一小块泡沫和密封胶，将易拉罐的口封住。 (4)用细线吊起易拉罐，在煤气灶上加热，如图(b)所示。 (5)当水沸腾后，你观察到了什么现象？尝试解释原因。 7.（黑龙江哈尔滨南岗区校级期末）如图所示是蒸汽机的原理图，气缸内活塞的左右移动由滑块阀门来控制。关于该原理图，下列说法正确的是( ) A．在图示状态下，水蒸气将推动活塞向右移动 B．在图示状态下，水蒸气不能通过进气管2进入气缸 C．无论活塞处在气缸中的什么位置，进气管1都跟下方处于连通状态 D．该蒸汽机实现了机械能向内能的转化 8.如图是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型，在铜制容器中盛有一定量的水之后安装在“船体”上，用蜡烛对铜质容器底部加热，一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽，铜管会向右喷出蒸汽，“蒸汽船”就会向左行驶。下列说法正确的是( ) A．水变热是通过做功来改变内能的 B．“蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同 C.水在沸腾时会有热量的散失，所以能量不守恒 D．“蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能 9.（科学探究）（辽宁本溪溪湖区校级月考）制作汽轮机。 (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，使导管的管口正对着叶片。 (3)给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酒精燃烧， 能转化为水和水蒸气的内能。 ②汽轮机工作时，水蒸气对叶轮 ，又将 能转化为 能。 ③由②可知水蒸气的内能 ，温度 ，故瓶口处喷出大量“白气”。 学科网（北京）股份有限公司 $