12.4　热机与社会发展 2025-2026学年沪粤版九年级上册物理

该初中物理课件围绕“热机与社会发展”主题，系统梳理了热机的基本概念、汽油机工作原理、效率计算及环境保护等内容，通过从生活实例导入（如水火箭、走马灯），自然衔接四冲程循环与能量转化关系，构建起“现象—模型—规律—应用”的学习支架，帮助学生建立清晰的物理观念和科学思维路径。 其亮点在于深度融合核心素养，以“能量观念”为主线贯穿全课，结合“科学探究”设计实验类题目（如水火箭升空能量转化分析）和“科学思维”训练（如飞轮转速与做功次数的逻辑推理），并融入“科学态度与责任”教育（如热机污染与环保措施）。例如第12题通过古代取火器类比压缩冲程，既强化知识迁移能力，又体现科技发展的人文价值。此资料有助于学生形成结构化认知体系，提升问题解决能力，也为教师提供可直接使用的教学资源与分层练习方案。

12.4　热机与社会发展 教材核心速填 一、热机 　热机:___能转化为_____能的装置,常见的热机有蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷 气发动机等。  二、汽油机 1.一个冲程:活塞在_____里做往复运动,从其一端运动到另一端的过程。  2.汽油机的一个工作循环包括_________、_________、_________、_________四个 冲程,完成一个工作循环,活塞往复___次,曲轴转___周,对外做功___次。在四个冲程 中,只有做功冲程是将内能转化为机械能,其他三个冲程靠飞轮的_____带动完成。  内 机械 气缸 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 两 两 一 惯性 三、热机效率 1.热机效率:热机工作时,用来做_______的能量和燃料完全燃烧时放出的能量之比。  2.减少污染、保护环境:减少热机排放的有害物质、控制废气的排放总量、提高燃料利用率等。 　疑难突破:飞轮在转动过程中,并不是每圈都对外做功的,转两圈对外做功1次。(第1圈是吸气和压缩冲程,不对外做功,第2圈是做功和排气冲程,对外做功1次) 有用功 课堂达标速练 1.下列工具工作过程中使用热机的是(　) A.“山东舰”上的战斗机　　　 B.奥运会上的帆船　　　 C.共享单车　　　 D.新能源电动汽车 A 2.如图所示为四冲程汽油机各冲程示意图。工作时,属于做功冲程的是(　) D 3.下列关于热机和环境保护的说法中,正确的是(　) A.热机排出的尾气没有内能 B.热机的效率能达到100% C.热机都是使用汽油作燃料 D.热机的大量使用会造成环境污染 D 4.一台四冲程汽油机的转速为3 000 r/min,则1 s内活塞往复___次,曲轴转动___周, 对外做功___次,完成____个冲程。  5.如图所示,用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间以后,塞子被试管内水蒸 气推出,这是通过_____(选填“做功”或“热传递”)的方式将水蒸气的内能转化为塞子 的机械能;图___(选填“甲”或“乙”)中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转 化是一致的。  50 50 25 100 做功 乙 课时分层进阶   考点一　热机 1.下列交通或运输工具中,动力设备不是热机的是(　) 2.热机工作时,内能被转化为(　) A.核能 B.电能 C.机械能 D.化学能 D C 考点二　汽油机和柴油机 3.汽油机工作循环的四个冲程中,汽车获得动力的冲程是(　) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 C 4.我国传统的走马灯,能利用空气受热后上升来推动轴及连带的纸剪人马转动。 从原理上来看,它是现代燃气涡轮机的萌芽。汽油机的四个冲程与走马灯的能量 转化相同的是(　) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 C 5.如图所示是汽油机工作时的四个冲程示意图,下列说法正确的是(　)   A.甲是压缩冲程,将机械能转化为内能 B.活塞在气缸内上下往复运动一次,该汽油机对外做功一次 C.丁冲程气缸内的气体推动活塞向下运动,气体的内能增大 D.该汽油机的四个冲程正确的工作顺序是丙→甲→丁→乙 A 考点三　热机效率 6.(2022·柳州中考)下列关于热机的说法正确的是(　) A.热机的效率为100% B.热机只有汽油机和柴油机两种 C.好的热机工作时不排放废气 D.热机工作时都要利用燃料的化学能 D 7.“某汽油机比柴油机效率低”这句话的意思是(　) A.汽油机的功率比柴油机功率小 B.汽油机用来做功的能量比柴油机少 C.汽油机比柴油机所消耗的燃料少 D.汽油机用来做有用功的能量跟燃料完全燃烧所放出的能量的比值比柴油机小 D 8.小汽车行驶一段路程消耗汽油2 kg,这些汽油完全燃烧放出的热量是________J, 若此过程中获得有用的机械能为2.76×107J,汽油机的热机效率为_____。如果减少 机械摩擦消耗的能量,汽油机的热机效率将_____。(汽油的热值q=4.6×107 J/kg)  9.2×107 30% 增大 易错点　理不清飞轮转速与冲程、做功次数等的参数关系 9.一台四冲程汽油机,飞轮的转速为1 800 r/min,则此汽油机每秒完成___个冲程,对 外做功___次,飞轮转过___周,活塞往复___次,完成___个工作循环。  纠错:记住内燃机各个量之间的比例关系(1∶4∶1∶2∶2) 工作循环 冲程个数 做功次数 活塞往复次数 飞轮转数 1 4 1 2 2 60 15 30 30 15 10.汽车发动机一般是汽油机,汽油的热值为4.6×107 J/kg。某汽油机的能量流向 如图所示,下列说法正确的是(　) A.该汽油机的效率为35% B.1 kg的汽油燃烧能够释放4.6×107 J/kg的能量 C.换用热值较大的燃料,热机效率会提高 D.如果改进技术,汽油机的效率就可以达到100% A 11.2025年4月,某学校举行“科学实验展评活动”成果展。如图甲为某小组同学自制的水火箭结构示意图。如图乙为使用打气筒向水火箭内不断打气的示意图,当水面上方压强增大到一定程度时,会使水向下喷出,从而使水火箭升空。  结合材料,你认为以下说法不正确的是(　) A.利用打气筒向水火箭内打气,水火箭中空气的内能增大 B.打气筒将空气压入水火箭内时机械能转化为内能 C.水火箭升空时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 D.水火箭升空是利用了物体间力的作用是相互的 C 12.如图为我国古代劳动人民的智慧成果“取火器”的模型图,把木质推杆迅速推入内 壁光滑的牛角套筒时,杆前端的艾绒立刻燃烧起来,这是通过_____的方式使筒内空 气的温度升高,达到艾绒的着火点,这一过程与四冲程汽油机的_____冲程原理相同, 艾绒在燃烧不充分时,它的热值_____(选填“变大”“不变”或“变小”)。  做功 压缩 不变 13.某次测试中,氢能源公交车以70 kW的恒定功率匀速行驶5 min,此过程消耗了 0.3 kg的氢燃料,已知氢燃料的热值q=1.4×108 J/kg,水的比热容c=4.2×103 J/(kg· ℃), 求: (1)氢燃料完全燃烧放出的热量; (2)若放出的热量全部被质量为1 000 kg的水吸收,水温的变化量; (3)氢能源公交车动力系统的效率。 解:(1)0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量 Q放=mq=0.3 kg×1.4×108 J/kg=4.2×107 J (2)若放出的热量全部被质量为1 000 kg的水吸收,即Q吸=Q放=4.2×107 J,根据Q吸=c水m水Δt可知,水温的变化量Δt===10 ℃ (3)氢能源公交车以70 kW的恒定功率匀速行驶5 min,此过程氢能源公交车动力做的机械功 W=Pt=70×103 W×5×60 s=2.1×107 J 氢能源公交车动力系统的效率η===50% $