第十四章 第4节 跨学科实践：制作简易热机模型-【新课程能力培养】2025-2026学年新教材九年级上册物理同步练习（人教版2024）

第十四章内能的利用【 第4节跨学科实践：制作简易热机模型 项目素养 1.简单了解热机的工作原理和基本结构。 2.知道怎样选择制作简易热机需要的热源和工作物质。 3.知道热机如何将内能转化为机械能。 4.能从安全的角度选择并制作热机模型并进行演示。 学科拓展 1.查阅资料，认识热机的结构和工作原理。 (1)工作原理：热机是将 能转化为 的机械。 (2)热机的工作方式： ①外燃机：燃料燃烧加热水产生 (或直接加热空气)来做功的机械； ②内燃机：燃料直接在封闭的缸体内燃烧做功的机械。 相比之下， 要更安全。 (3)汽轮机的基本结构：主轴、动叶片、气缸、喷嘴、轴承等。 喷嘴 气缸 蒸汽 甲汽轮机的模型图 乙汽轮机的原理图 丙简易汽轮机模型 第1题图 2.制作简易汽轮机。 (1)材料：一个空易拉罐，一支去掉笔芯和尾塞的中性笔，一台小风扇，一个酒精灯。 其中 相当于气缸， 相当于动叶片， 相当于喷嘴。 (2)制作： ①向易拉罐内部注入大约半罐水。将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的 开口处密封： ②将易拉罐如图丙所示放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶： ③点燃易拉罐下面的酒精灯，将燃料的 能转化为 能，通过 的 方式，使水的内能增加，温度 ,汽化出大量高温水蒸气，当有蒸汽喷出时，扇叶就 033 加理九年级上册人教版》 转动起来，此时，水蒸气对动叶片 使水蒸气的内能转化为扇叶的 能。 (3)改进和建议： 为了提高汽轮机的工作效率： 应用实践 1.如图是学校制作比赛中的作品— 自制蒸汽机，在烧瓶瓶口的橡皮 球形磁铁 塞上插着喷管，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 喷管 转动。当加热至水沸腾时，水蒸气会从喷嘴喷出，烧瓶开始快速旋转。关于 这一过程，下列说法正确的是() A.水沸腾时温度不断升高 B.烧瓶向水蒸气喷出的方向转动 第1题图 C.水蒸气喷出时对喷管做功，内能减少 D.水蒸气推动烧瓶转动相当于内燃机排气冲程 2.(多选)如图所示，是某实验小组制作的“汽油机模型”，将适量的 ,软木塞 圆筒 汽油喷入厚壁有机玻璃圆筒内，用软木塞塞住筒口，筒内底装有两根与静电 电机相连接的放电针，当放电针释放电火花时，软木塞被冲出。以下说法正 放电针 确的是() A.圆筒内的放电针相当于汽油机的火花塞 连接起电机 第2题图 B.燃气将软木塞冲出的过程，燃气的内能不变 C.此装置可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程 D.圆筒处的软木塞相当于汽油机中的曲轴 3.如图是某同学制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水 铜制 铜管 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 容器 时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。 船体 =EE== (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 第3题图 的方式改变水的内能。 (2)当管向右喷蒸汽时，“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。 034加理九年级上册人教版》 运动(4)12 (2)Q=0=5.04X0」=14x10J。 第十四章内能的利用 36% 第1节能量的转化与守恒 6)g-9-g-4x10m 【基础巩固达标闯关】 第4节跨学科实践：制作简易热机模型 1.(1)机械能 (2)光能(3)内能 (4)化 【学科拓展】 学能 1.(1)内机械(2)①水蒸气②外燃机 2.C3.不变方向性4.D5.B6.C 2.(1)易拉罐扇叶笔芯(2)③化学内热传 【能力提升综合拓展】 递升高做功机械(3)可以在叶轮与主轴间加润滑 1.机械能量守恒定律2.BD 油，减小叶轮和主轴之间的摩擦。（答案合理即可） 【素养探究综合实践】 【应用实践】 1.化学机械2.A3.AD4.B 1.C2.AC3.(1)热传递(2)内机械做功 第2节热机 第十四章测试题 【基础巩固达标闯关】 一、选择题 1.化学内热传递做功内机械2.C 1.C 2.B 3.B 4.B 5.B 6.C 7.ACD 8.ABC 3.(1)吸气做功压缩排气甲丙乙丁(2)乙 9.BCD 丙(3)做功惯性(4)做功(5)12260 二、填空题 240(6)内机械做功 10.不变不可能11.不能小于12.做功3000 4.AD 13.不变比热容14.化学减少15.高汽油和空气的 【能力提升综合拓展】 混合物16.8.6×10220%17.8.4×1050.04 1.400热传递2.做功压缩3.B4.BD5.AD 三、实验题 【素养探究综合实践】 18.(1)自下而上(2)①甲、丙②相同加热时 1.热传递压缩2.机械做功3.A4.C 间的长短③b(3)①甲、乙②cm(-)③不可靠， 第3节热机的效率 m1-m2 【基础巩固达标闯关】 由于燃料很难完全燃烧，部分热量会散失等因素会导致液 1.(1)质量为1kg的汽油完全燃烧放出的热量为4.6× 体吸收的热量小于燃料完全燃烧放出的热量，使所测热 10?J相同(2)化学内能热值(3)烟煤 值偏小 2.D3.D 四、综合题 4.解：(1)Q殿=c水m水(t-to)=4.2×103J/(kg.℃)x2kg× 19.解：(1)由图可知，输出有用机械能所占比例为 (100℃-20℃)=6.72×105J. 7=100%-33%-25%-7%=35%。 (2)若不计热量损失，Q做=Q股， (2)由g=9得Q=qm=4.2×10'Jg×0.1kg=4.2x10J。 由g=0得V==67210】=0.048m. g1.4×10'J/m3 (3)由7=得0版=n0=25%x4.2x10J=1.05×10J, Q 5.A6.C 1.05×10°J 7.解：(1)由g=2丝得Q数=mg=10kgX4.6× 由Q限=cm△t得△= c*m水4.2×102J/kg℃)x5kg =50℃。 m 20.解：(1)Q殿=cm(t-6)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg× 107J/g=4.6×108J。 (65℃-20℃)=1.89×102J 2由示只得=a0=304610h13x10J (2)由9==得0=9V-4.2x10Jkgx15m63x10J。 &.解：（1)）由g=号得0=g=021mx4×10Jm (3)元g=189x10=30%6 Q做6.3×107J 8.4×10°J。 (2)Q吸=c水m水(t-t)=4.2×10J/(kg·℃)×20kg×(60℃ =063101,a79a-525e。 -10℃)=4.2×10J。 21.(1)热值减少(2)化学(3)做功吸收 (6)亦8-餐-50%. (4)①3.08×102②1.584×109 【能力提升综合拓展】 第十五章电流和电路 1.C2.D 第1节两种电荷 【素养探究综合实践】 【基础巩固达标闯关】 1.AD 1.电荷吸引轻小物质2.两负异 2.解：(1)Q骏=c水m(i-o)=4.2×10J/(kg℃)×2kg× 3.同种电荷相互排斥是否带电正 (80℃-20℃)=5.04x105J. 4.正负不带电5.D6.D7.A8.B