第2章 3 跨学科实践：保护地球家园-【一本】2025-2026学年新教材九年级物理全一册同步训练（教科版2024）

3跨学科实践： A知识梳理 1.汽油和柴油的燃烧，不仅排放了大量氮氧化 物、碳氧化物和铅，汽车内燃机的废气和冷却 水还会带走总热量的60%左右，对环境产生 较大的热污染，成为城市 的元凶 之一。此外，各种汽车发出的噪声也是危害 人们身心健康的公害之一。 2.热机排出的 所引起的额外的温室 效应，对地球表面的 有较大影响。 B实践应用 一、我们面临的困扰 1.关于热机对环境的影响，下列说法正确的是 () A.热机的大量使用会造成环境污染 B.热机排出的尾气中没有有害气体 C.热机的噪声可以通过消声器完全消除 D.热机的废气不会对水体造成污染 2.热机为人类发展作出了重大贡献，但对环境 的污染也较为严重。请简要说明热机使用会 带来哪些污染。 3.请仔细阅读下文，并回答文后问题。 汽车的尾气 汽车为人类文明作出了巨大的贡献，同 时对自然生态环境的恶化负有难以推卸的 责任。 某些城市交通发达，车辆川流不息。行 驶的汽车排放大量含氨氧化物、一氧化碳、碳 氧化物等的废气。在强烈的日光作用下，这 些排放物发生光化学反应，生成二次污染物。 这是一种浅蓝色、有刺激性的烟雾—光化 学烟雾。 第2章改变世界的热机同步训练 保护地球家园 自20世纪50年代以来，光化学烟雾在 世界上许多大城市都发生过，它造成庄稼等 植物大面积受害，建筑物被腐蚀，大气的能见 度降低等。 我国政府为了减少汽车尾气带给人们的 危害，花费了大量的精力、财力。由于天然气 和液化石油气的热值大、价格低，燃烧后生成 物中不含铅，污染少。因此，在北京街头，随 处可见用天然气或液化石油气作为燃料的 汽车。 (1)汽车排放的废气在 作用下， 可能发生光化学反应，生成光化学烟雾。 (2)针对环境污染，汽车使用天然气或液化石 油气作燃料的优点是 (3)请你另外提出一条治理汽车尾气污染的 合理化建议： 二、国家发展战略 4.随着城市人口的增长和工业发展、机动车辆 猛增，污染物和悬浮物的大量增加，直接导致 能见度降低。各地环保局也提出要进一步改 善城市空气质量，创造更加适宜的人居环境。 以下措施与改善空气质量无关的是( A.加大煤改电、煤改气力度，推广使用清洁 能源 B.加大老旧机动车更新力度，提高尾气排放 标准 C.减少学生户外运动时间，避免呼吸道疾病 D.限制节日爆竹燃放，减少有害气体排放 21 同步训练初中物理9年级JK版 5.大亚湾核电站基地六台机组的年发电能量约 为450亿度，其中70%输往香港，30%输往 南方电网。 (1)一般中型发电厂发电的煤耗大约是每度 电500g,这些煤完全燃烧将放出 J 的热量，如果发电500万度(1度电=3.6× 10J),需要烧煤 t。（q煤=3.0X 107J/kg) (2)从能量转化的角度看，核电厂利用核能转 化为汽轮机的 (选填“电能”或“机械 能”)，然后再转化为电能。 (3)若大亚湾核电站一号机组满功率发电功 率为958.65MW(1MW=106W),对应反应 堆热功率为2905MW,则其效率为 。 6.为应对全球气候变化，我国科研工作者坚持 科技创新，不断提升燃煤效率，使我国燃煤发 电技术水平领先世界。 (1)我国城市中，被广泛使用的火力发电站 (如图所示)，通常以褐煤作为燃料，火电站里 的褐煤燃烧时，主要将褐煤的化学能转化为 能。 (2)若某火力发电站以褐煤作为燃料时，发电 效率为36%，假设完全燃烧1kg褐煤会排放 2.5kg的二氧化碳，该火力发电站每产生3.6× 10J的电能，会排放多少千克的二氧化碳？ (假设褐煤完全燃烧，9褐煤=2.5×10'J/kg) 22 7.全球汽车保有量在迅速增长，截至2024年 底，我国燃油汽车保有量约为3.2亿辆。假 设每辆汽车每年耗油1.8t,汽车内燃机平均 效率为30%，9汽油=4.6×107J/kg。 (1)求我国3.2亿辆汽车每年汽油完全燃烧 放出的热量。 (2)若将燃油汽车全部换为电动汽车，每辆汽 车每年所需能量将由电能提供，假设电动汽 车的电动机能量利用率为75%，则我国 3.2亿辆电动汽车每年消耗的多少电能？ (3)如果能把内燃机效率提高1个百分点，我 国每年可以节约多少吨汽油？答：(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N;(2)一个 做功冲程中燃气对活塞做的功为135J;(3)汽油机的功率为 2025W。 2热机效率 课内精讲精练 知识点11.有用功完全特别注意小于无 3.(1)完全(2)摩擦(3)废气 例1D 例2解：(1)柴油燃烧放出的热量 Q放=m柴油q=0.7kg×4.3×107J/kg=3.01×107J, 该车在此过程中所做的有用功 W有用=P1=210×103W×43s=9.03×106J, 该柴油发动机的效率 _W有用_9.03×108J 7-Q量-3.01X10×100%=30%. (2)汽车的速度v=72km/h=20m/s, 由P=”-=F和得， t P2.1×105W 汽车的牵引力F= =1.05×104N, 20m/s 因为汽车做匀速直线运动，所以阻力 f=F=1.05×104N。 答：(1)该柴油发动机的效率为30%：(2)该车在以此速度匀 速行驶的过程中受到的阻力是1.05×104N 知识点21.蒸汽机2.汽油机柴油机喷气式发动机 课后分层作业 1.C2.B3.C4.B5.B6.125032.6%7.做功2 8.机械高9.内28% 10据：1汽车的平均惠度0=-36的"=90km. (2)全程消耗汽油的体积V=30L=0.03m3, 汽油的质量m=pV=0.71×103kg/m3×0.03m3=21.3kg, 汽油完全燃烧放出的热量 Q=mq=21.3kg×4.6×107J/kg=9.798×108J。 (3)汽车全程所做的有用功 W=P1=25×103W×4×3600s=3.6×108J, 则汽车发动机的效率 W3.6×108J 7=Q9.798X10×100%≈36.7%. ●参考答案 答：(1)汽车的平均速度为90km/h;(2)汽油完全燃烧放出的热 量为9.798×108J:(3)汽车发动机的效率为36.7%。 11.751.12×10837.5% 12.解：(1)1min内输出有用的机械功 W有用=Pt=5.52×104W×60s=3.312×105J。 (2)混合气体的质量 m混合=pV=1.5kg/m3×2×10-3m3=3×10-3kg, 因为空燃比是14：1，所以燃油的质量是整个质量的5， 做一次功消耗汽油的质量 m*描=3×10-3kg×5=2×10-1kg. (3)飞轮转速为2500r/min,1min内汽油机对外做功1250次， 消耗汽油的质量 m汽抽=1250×2×10-4kg=0.25kg, 汽油完全燃烧放出的热量 Q放=m汽抽9=0.25kg×4.6×107J/kg=1.15×107J, 发动机的效率 )0-部x8号×1m%=a8%。 答：(1)1min内输出有用的机械功为3.312×106J:(2)做功一 次消耗汽油的质量为2×10-4kg;(3)发动机的效率为28.8%。 3跨学科实践：保护地球家园 知识梳理 1.热岛效应2.二氧化碳热平衡 实践应用 1.A 2,答：(1)尾气排放造成的空气污染；(2)燃料燃烧排放的烟尘造成的 粉尘污染；(3)废渣造成的固体污染；(4)噪声污染。（合理即可） 3.(1)强烈的日光(2)生成物中不含铅，污染少(3)推广使用新 能源汽车（合理即可）4.C5.(1)1.5×1072500 (2)机械能(3)33% 6.(1)内 解：(2)由刀。知，褐煤完全燃烧放出的热量 Q-W-3.6X10」=1×10J,根据Q=mg知，褐煤的质量 36% Q 1×107J m= 9揭煤2.5X107J/kg =0.4kg,已知完全燃烧1kg褐煤会排 放2.5kg的二氧化碳，所以排放二氧化碳的质量 同步训练初中物理9年级JK版《 m'=0.4X2.5kg=1kg。 答：会排放1kg的二氧化碳 7.解：(1)3.2亿辆汽车每年燃烧汽油的质量 m=1.8×103kg×3.2×108=5.76×1011kg, 3.2亿辆汽车每年消耗的汽油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=5.76×101kg×4.6×107J/kg≈2.65×1019J。 (2)我国3.2亿辆汽车每年所需的有用功 W有用=Q做01=2.65×1019JX30%-7.95×1018J, 我国3.2亿辆电动汽车每年消耗的电能 W有里-7.95×101」-1.06×109J. W电= 72 75% (3)内燃机效率提高1个百分点，燃油燃烧需要放出的热量 Qk-w-mg 3 需要燃烧燃油的质量 mq m'=Q放=3 =2m, 973 全球每年可以节约燃油的质量 △m=m-m'=m-2m=m(1-1)=5.76×101kg×(1 73 73 30% 31%)≈1.86×1010kg=1.86×107t. 答：(1)我国3.2亿辆汽车每年汽油完全燃烧放出的热量为 2.65×1019J:(2)若将燃油汽车全部换为电动汽车，我国3.2亿辆 电动汽车每年消耗的电能为1.06×1019J:(3)我国每年可节约 1.86×107t燃油。 第3章简单电路 1电现象 课内精讲精练 知识点11.吸引轻小物体摩擦起电2.正电荷负电荷 3.(2)弱正负(3)电荷异 例1得到正 知识点21.排斥吸引 方法点拔吸引轻小物体带电排斥 例2C 知识点31.定向移动2.正正负3.化学电 特别注意相同相反自由电子相反 例3负BA 课后分层作业 1.D2.B3.C4.A5.C6.B7.C8.B9.D10.B 章末整合复习 知识回顾 内能机械能内能机械能做功内机械打开关闭 下空气和汽油关闭上增大升高机械内火花塞 高温高压下内机棱关闭打开上)”想 Q 达标小练 1.C2.D3.B4.A5.B6.A7.化学内内机械 8.做功做功6022.59.250.9 10.解：1)汽车行驶的速度u=三-108km=108km/h=30m/s. t (2)汽车沿平直公路匀速行驶，牵引力和阻力是一对平衡力，则 引力F=f=1380N,牵引力的功率 P=W-5=F0=1380NX30m/s=4.14X10W. t t (3)牵引力做的功 W布用=PL=4.14×101W×3600s=1.4904×108J, 汽油完全燃烧放出的热量 Q放=mq汽=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J, 汽车发动机的效率 w有里=1.4904×10JX100%=32.4%. 刀一Q成 4.6×108J 答：(1)汽车行驶的速度是30m/s:(2)牵引力的功率是4.14× 10W;(3)汽车发动机的效率是32.4%。 11.BAA12.电荷（或电）纸巾13.异种电荷同种电荷 互相排斥14.化学负15.D16.D 2电路 课内精讲精练 知识点1电电 知识点21.有2.无3.电源 特别注意不 例1 例2电源短路，灯不亮L1不亮，L2亮L1不亮，L2亮 电源短路，L1、L2都不亮例3B例4B