14.4 跨学科实践：制作简易热机模型（举一反三·讲义）物理新教材人教版九年级全一册

本讲义聚焦“制作简易热机模型”跨学科实践，核心知识点包括热机的工作本质（内能转化为机械能）、工作过程（燃料燃烧→内能增加→对外做功）及跨学科实践设计（融合热学、力学与工程思维），搭建从理论原理到动手制作的学习支架。 资料以情景导入激发兴趣，通过例题及变式题（如蒸汽机模型、易拉罐热机）强化物理观念与科学思维，项目式学习流程（提出-分析-实施-展示）培养科学探究能力。课中辅助教师引导实践，课后作业覆盖选择、填空、综合题，助力学生巩固知识、查漏补缺。

14.4 跨学科实践：制作简易热机模型 【新教材人教版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳+3个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 我们将融合之前学过的热学、力学知识，结合手工制作和简单的工程设计思维，动手制作简易热机模型。 你感兴趣吗？ 知识归纳 【知识点1 热机的工作本质（核心原理）】 热机的工作原理为 内能 转化为 机械能 。通过燃料燃烧获取内能，利用内能对外做功，推动机械运动，实现能量的转化。生活中汽油机、柴油机、蒸汽机等所有热机，核心能量转化方式均一致，这也是简易热机模型制作的理论基础。 1.【例1】（25-26•九年级上·吉林松原•期末）如图所示是科技小组制作的实验装置，燃料燃烧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，下列说法正确的是（　　） A．在这个实验中，燃料的化学能直接转化为风车的机械能 B．在这个实验中，燃料燃烧产生的热量完全传给了水和水蒸气 C．在这个实验中，水蒸气的内能全部转化成风车的机械能 D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理，蒸汽机属于热机的一种 【答案】D 【详解】A．在这个实验中，燃料的化学能转化为内能，内能再转化为风车的机械能，故A错误； B．在能量转化过程中会有能量的损耗，燃料燃烧产生的热量不能完全传给水和水蒸气，故B错误； C．在能量转化过程中会有能量的损耗，水蒸气的内能不能全部转化成风车的机械能，故C错误； D．在四冲程的热机中，做功冲程是内能转化为机械能的冲程，试管内水蒸气的内能可以转化为塞子的机械能，与做功冲程相同，故该实验基本展示了蒸汽机的工作原理，故D正确。 故选D。 【变式1-1】（25-26•九年级上·湖北荆州•期末）如图是某同学制作的简易热机模型。优先选用铝质易拉罐作为核心部件，是因为铝质材料具有较好的（    ） A．导热性 B．导电性 C．延展性 D．弹性 【答案】A 【详解】A．简易热机模型是利用外部热源对罐内空气加热，空气受热膨胀做功，铝的导热性好，能快速将外界热量传至罐内，故A符合题意； B．本热机模型无导电、通电的设计，导电性与工作原理无关，故B不符合题意； C．铝虽有良好延展性，但这是制作易拉罐的通用属性，并非作为热机核心部件的优先选择理由，故C不符合题意； D．铝的弹性较差，且热机模型工作过程中无需利用材料的弹性，故D不符合题意。 故选A。 【变式1-2】（25-26•九年级上·广西南宁•期末）如图所示，是跨学科实践小组制作的简易热机模型。用酒精灯加热易拉罐中的水，水沸腾后产生蒸汽从管口喷出使风车转动。当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。此过程由蒸汽的________能转化为扇叶的机械能。这一过程与四冲程汽油机的________冲程相似。 【答案】 内 做功 【详解】[1][2]由题可知，用酒精灯加热易拉罐中的水，水沸腾后产生蒸汽从管口喷出使风车转动，此过程中燃料燃烧的化学能转化为蒸汽的内能，然后蒸汽的内能转化为扇叶的机械能。四冲程汽油机的做功 冲程将内能转化为机械能，这一过程与四冲程汽油机的做功冲程相似。 【知识点2 简易热机的工作过程与做功特点】 简易热机依靠水蒸气、高温空气等介质获得内能，通过受热膨胀对外做功，推动构件运动。其工作过程可总结为：燃料燃烧 放热 →物体 内能 增加→ 内能 对外做功→机械能产生。整个过程中，内能是消耗的能量，机械能是获得的动力能量，印证了做功可以改变物体的能量形式。 【例2】（25-26•九年级上·山西运城•期末）学校将举办“科学嘉年华”活动，小明和同学们计划制作一个简易热机模型——蒸汽轮机，在活动中进行展示。请你协助他写好下列说明： (1)热机模型的核心功能是_________； (2)材料清单有：_________； (3)制作和操作时需要注意的事项：_________；（列举一条即可） (4)若要提高蒸汽轮机的效率，你的方法是_________。 【答案】(1)将内能转化为机械能 (2)易拉罐、酒精、一支去掉笔芯和尾塞的中性笔、密封胶、轻质叶轮、两个塑料瓶盖，铝片、锥子、铁丝、小刀、剪刀、水、一小块泡沫、火柴 (3)有“白气”喷出时防止被蒸汽烫伤等。 (4)更换一个更细的喷嘴/减小铁丝与瓶盖之间的摩擦 【详解】（1）制作一个简易热机模型——蒸汽轮机，是利用水蒸气的内能推动汽轮机转动，故能量转化是将内能转化为机械能。 （2）制作简易热机的模型需包含的能量转化为关键部件： 燃料：如酒精：提供化学能。 容器：易拉罐：用于加热水并产生蒸汽。 蒸汽通道：一支去掉笔芯和尾塞的中性笔，引导蒸汽喷出。 密封材料：胶——密封易拉罐开口，防止蒸汽泄漏。 支架：铁丝、两个塑料瓶盖——支撑易拉罐和笔。 动力接收装置：轻质叶轮，固定在泡沫上。 故实验所需要的器材为易拉罐、酒精、一支去掉笔芯和尾塞的中性笔、密封胶、轻质叶轮、两个塑料瓶盖，铝片、锥子、铁丝、小刀、剪刀、水、一小块泡沫、火柴等。 （3）实验时需确保装置安全和能量转化有效： 安全方面：酒精易燃，需远离火源；有“白气”喷出时防止被蒸汽烫伤 密封方面：胶密封要牢固，防止蒸汽泄漏导致能量损失 加热方面：酒精灯的火焰需要对准易拉罐底部，确保水均匀受热 （4）若要提高蒸汽轮机的效率，你的方法是减小热量的损失，比如用保温杯套包裹易拉罐，减少蒸汽热量的损失，再比如减小铁丝与瓶盖之间的摩擦；还可以是优化蒸汽通道：选择更细的笔管，使蒸汽喷出更集中，减少能量的损耗。 【变式2-1】（25-26•九年级上·湖北黄冈•期末）在跨学科实践活动中，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置，如图所示。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中（    ） A．酒精燃烧将内能转化为化学能 B．这种汽轮机不属于热机 C．蒸汽对飞轮做功，内能减小 D．蒸汽的内能全部转化为风车的机械能 【答案】C 【详解】A．酒精燃烧是一个化学过程，它将储存在酒精中的化学能转化为内能和光能，而不是将内能转化为化学能，故A错误； B．热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。该装置利用水蒸气的内能推动风车转动，获得了机械能，所以它属于热机，故B错误； C．水蒸气从管口喷出，推动风车转动，是水蒸气对风车做功。在这个过程中，水蒸气的内能转化为风车的机械能，因此水蒸气的内能会减小，故C正确； D．在能量转化的过程中，总会有一部分能量以热量的形式散失到空气中，同时推动风车转动后的蒸汽仍然具有内能，所以蒸汽的内能不可能全部转化为风车的机械能，故D错误。 故选C。 【变式2-2】（25-26•九年级上·吉林长春•期末）实践小组制作的简易热机模型如图所示。易拉罐中装有适量的水，点燃酒精灯，有蒸汽喷出时，风车的扇叶就转动起来。下列说法正确的是（　　） A．酒精燃烧过程中热值不变 B．管口冒出的“白气”是汽化现象 C．蒸汽的内能转化为扇叶的机械能 D．简易热机模型改进后效率可达100% 【答案】AC 【详解】A．热值是燃料本身的固有特性，只和燃料的种类有关，和燃料质量、燃烧情况无关，酒精燃烧过程中燃料种类不变，因此热值不变，故A正确； B．管口冒出的“白气”是喷出的高温水蒸气遇冷液化形成的小液态水滴，属于液化现象，不是汽化，故B错误； C．蒸汽喷出时推动风车扇叶转动，蒸汽对外做功，将自身的内能转化为扇叶的机械能，故C正确； D．任何热机工作时都不可避免存在能量损失，比如散热损失、克服摩擦消耗能量等，因此热机效率一定小于100%，不可能达到100%，故D错误。 故选AC。 【知识点3 跨学科实践的设计与应用思维】 简易热机模型制作融合物理热学、力学、工程设计、手工实操多学科知识。利用身边简易材料复刻热机模型，验证了物理理论的实用性；同时通过模型制作，理解实际机械“结构服务于原理”的工程思维，明白生活中复杂热机均由基础内能做功原理演变而来，实现理论与实践的结合。 【例3】（25-26•九年级上·山西运城•期末）热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出—项目分析—项目实施—展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的蜡烛，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 (1)实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，留出容纳___________的空间； (2)蜡烛燃烧过程中的能量转化情况为：化学能—___________； (3)当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来，此过程水蒸气的内能___________，温度___________。 【答案】(1)水蒸气 (2)内能 (3) 减小 降低 【详解】（1）蜡烛燃烧，是将蜡烛的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和易拉罐，水吸热迅速地汽化，形成大量的水蒸气，则实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，是为了留出容纳水蒸气的空间。 （2）蜡烛燃烧，是将蜡烛的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和易拉罐，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对扇叶做功。 （3）[1][2]高温水蒸气喷出推动小风扇做功，水蒸气的内能转化为扇叶的机械能，则蒸汽的内能将减少，温度也会降低。 【变式3-1】（25-26•九年级上·辽宁本溪•期末）小勇在跨学科实践活动中制作了一个简易的汽轮机模型，如图所示。 (1)当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来，此时能量转化与四冲程汽油机的__________冲程相同。 (2)团队的同学们发现项目实施过程中存在一些不安全因素，请你为他们拟写一条注意事项__________。 【答案】(1)做功 (2)加热过程中不要用手触摸易拉罐，以免烫伤 【详解】（1）当蒸汽喷出推动扇叶转动时，是内能转化为机械能；四冲程汽油机的做功冲程中，燃气膨胀推动活塞做功，同样是内能转化为机械能，二者的能量转化形式一致，所以当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来，此时能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同。 （2）常见的不安全因素及注意事项： 加热过程中不要用手触摸易拉罐，以免烫伤；将底座用重物压实或用夹具固定在桌面，防止模型倾倒砸伤；调整扇叶和蒸汽喷嘴的朝向，避免蒸汽直接对着人喷射。这些注意事项写出一条即可。 【变式3-2】（25-26•九年级上·广东广州•期末）【项目提出】制作简易热机模型 【项目分析】①热机的工作原理是什么？②热机包含哪些主要装置？ 【项目实施】 ①制作叶轮：取一个空易拉罐，剪下一块圆形片，再将圆形金属片剪成螺旋桨的形状。最后，在中心钻孔，用铁丝穿过小孔，如图甲； ②组装“汽轮机”：在另一个易拉罐盖旁打个孔，倒出饮料后往其内部装入半罐水，如图乙；用铁丝制作支架，最后组装器材，如图丙，该“汽轮机”属于_______（选填“内燃机”或“外燃机”）； ③“汽轮机”工作：点燃固体酒精，加热易拉罐中的水直至沸腾，当孔周围出现大量的“白气”时，再将叶轮移到正对孔的位置。该“汽轮机”工作时，图丙中的水蒸气的_______能转化为叶轮的_______能，这是通过_______方式改变水蒸气能量。 【展示交流】 ①小昕发现，该“汽轮机”工作时，叶轮转动断断续续，根据这一现象，请你提出一条改进措施：______； ②小昕改进问题后，叶轮能持续稳定转动，但速度慢，小阳提议用干抹布覆盖储水罐顶部，尝试后叶轮转动速度变快，该操作提高了“汽轮机”的_______。 A．燃料热值    B．输出功率    C．输出效率 【答案】 外燃机 内 机械 做功 增大酒精灯火焰或增加水量、用密封性更好的容器 B 【详解】[1]“汽轮机”类型 该“汽轮机”属于外燃机。它是通过外部加热水产生水蒸气来推动叶轮转动的，燃料在装置外部燃烧，符合外燃机的特点。 [2][3][4]水蒸气的内能转化为叶轮的机械能，这是通过做功方式改变水蒸气能量的。水蒸气推动叶轮转动时，自身的内能减少，转化为叶轮的机械能，这个过程是通过做功的方式来实现能量转化的。 [5]增大酒精灯火焰或增加水量、用密封性更好的容器，以持续产生稳定的水蒸气，让叶轮转动更平稳。 [6]用干抹布覆盖储水罐顶部，减少了热量散失，使水蒸气的内能更集中地转化为叶轮的机械能，从而加快了叶轮转速，提升了输出功率。AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 模块三 课后作业 一、单项选择题(共7题) 1.（25-26•九年级上·河南平顶山•期末）关于跨学科实践步骤更科学的是（   ） A．项目提出→项目分析→查阅资料→搜集材料→制作模型→模型测试→展示评估→模型改进 B．项目提出→查阅资料→项目分析→搜集材料→制作模型→模型测试→模型改进→展示评估 C．查阅资料→项目提出→项目分析→搜集材料→制作模型→模型测试→展示评估→模型改进 D．查阅资料→项目提出→项目分析→搜集材料→制作模型→模型测试→模型改进→展示评估 【答案】A 【详解】项目提出：这是任何项目的起点，明确要解决的问题或目标。 项目分析：对项目进行深入分析，理解其需求和挑战。 查阅资料：在明确项目后，需要查阅相关资料以获取必要的信息和知识。 搜集材料：根据项目需求，搜集所需的材料和资源。 制作模型：利用搜集到的材料，根据分析和设计制作模型。 模型测试：对制作的模型进行测试，验证其功能和效果。 展示评估：向相关人员展示模型，并接受评估和反馈。 模型改进：根据测试和评估结果，对模型进行必要的改进。 A选项（项目提出→项目分析→查阅资料→搜集材料→制作模型→模型测试→展示评估→模型改进）的顺序最为科学，因为它遵循了从明确问题到分析、准备、实施、测试、评估和改进的自然流程。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2.（25-26•九年级上·江西上饶•期末）如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。以下说法正确的是（　　） A．酒精燃烧越充分，其热值越大 B．纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功 C．纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能减小 D．纸杯飞出过程中的能量转化，与内燃机的压缩冲程相同 【答案】C 【详解】A．燃料的热值是燃料的一种特性，热值的大小与燃料的种类有关，与质量和燃烧情况等无关，因此酒精是否充分燃烧，其热值不变，故A错误； BC．纸杯飞出去时，易拉罐内的酒精燃烧产生的气体对纸杯做功，气体的内能减小，故B错误，C正确； D．纸杯飞出过程中，内能转化为机械能，内燃机的压缩冲程中将机械能转化为内能，两者能量转化不同，故D错误。 故选C。 3.（25-26•九年级上·江苏常州•期末）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将适量的汽油喷入厚壁有机玻璃圆筒内，用软木塞塞住筒口，筒内底钻有两根与静电起电机（电源）相连接的放电针，当放电针释放电火花时，以下说法正确的是（　　） A．汽油的热值随其质量的减小而减小 B．此装置可模拟四冲程汽油机工作时的压缩冲程 C．电火花放电使汽油燃烧的过程，将电能转化为汽油的化学能 D．燃气将软木塞冲出的过程，燃气的内能转化为软木塞的机械能 【答案】D 【详解】A．燃料的热值是燃料的特性，不会随着质量的改变而改变，故A错误； B．将适量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，当放电针放电时，汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出，而汽油机的做功冲程对外做功，所以，该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程，故B错误； C．当放电针放电时，汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，该过程中电能转化为内能，故C错误； D．汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出，燃气的内能转化为软木塞的机械能，燃气的内能减小，故D正确。 故选D。 4.（25-26•九年级上·广东江门•期末）在学校科技周展示中，物理兴趣小组的同学用塑料瓶自制了一个火箭模型，在瓶子的侧壁安装一个电火花发生器，按下按钮会产生电火花，从瓶口喷入酒精后，盖上锥形纸筒，按下按钮，纸筒立即向上飞出。下列说法正确的是（　　） A．瓶内酒精燃烧越充分，酒精热值越大 B．纸筒飞出过程中内能转化为机械能 C．纸筒飞出相当于热机工作时的压缩冲程 D．瓶内出现的白雾是由水蒸气汽化而成的 【答案】B 【详解】A．热值是燃料的特性，同种燃料的热值相同，酒精热值保持不变，不是瓶内酒精燃烧越充分，酒精热值越大，故A错误； BC．纸筒飞出过程中内能转化为机械能，而热机工作时的压缩冲程是机械能转化为内能，那么纸筒飞出不是相当于热机工作时的压缩冲程，故B正确，C错误； D．瓶内出现的白雾是人眼能看到的，是液态小水珠，是由水蒸气液化而成的，故D错误。 故选B。 5.（25-26•九年级上·湖北恩施•期末）小明学习完热机后，利用厨房里的蒸蛋器自制了一个简易“蒸汽机”，如图所示。在使用过程中蒸蛋器会通过上方的小孔喷出蒸汽，小明将自制的风车放在蒸蛋器上方，成功地让风车转了起来。下列说法错误的是（　　） A．蒸蛋器内部温度越高，水蒸发越快 B．水的内能增大是通过热传递方式实现的 C．水的温度升高以后，水的比热容变小 D．此实验展现了热机工作时做功冲程的能量转化过程 【答案】C 【详解】A．蒸发的快慢与液体温度、液体表面积、液体表面空气流动速度有关，温度越高，蒸发越快，故A正确，不符合题意； B．改变内能的方式有两种，分别是做功和热传递，由题意可知，水内能增大是通过热传递实现的，故B正确，不符合题意； C．比热容与物质的种类有关，与温度无关，所以温度升高，水的比热容不变，故C错误，符合题意； D．由题意可知，简易“蒸汽机”的能量转化是将内能转化为机械能，做功冲程是将内能转化为机械能，故D正确，不符合题意。 故选C。 6.（25-26•九年级上·陕西咸阳•期末）要提高热机的效率，下列做法不可行的是（ ） A．尽量减少废气带走的热量 B．尽量保持机械部件之间有良好的润滑 C．尽量减少曲轴传递给飞轮的机械能 D．尽量减少散热损失 【答案】C 【详解】ABD．保持机件之间良好的润滑减少克服摩擦消耗的能量、减少机器的散热损失以及减少废气带走的内能，可以减少能量的损失，提高热机的效率，故ABD说法正确；不符合题意； C．热机是将内能转化为机械能的机器，在做功冲程将内能转化为活塞、曲轴、飞轮的机械能，而减少了曲轴传给飞轮的机械能，反而会降低热机的效率，故C说法不正确．符合题意． 故选C 7．（25-26•九年级上·湖南永州•期末）在跨学科实践活动中，某同学设计并制作了一个如图所示的简易热机模型，其通过酒精灯加热使水汽化，利用蒸汽推动活塞，活塞经曲柄连杆机构将直线运动转为旋转运动。下列说法正确的是（     ） A．酒精用掉一部分后，剩余酒精的热值变小 B．用酒精灯给水加热是通过做功的方式增加水的内能 C．蒸汽推动活塞向下运动时，水蒸气的内能全部转化为活塞的机械能 D．蒸汽推动活塞向下运动的过程，能量转化与汽油机的做功冲程相同 【答案】D 【详解】A．热值是燃料的特性，与质量无关。酒精用掉一部分后，剩余酒精的热值不变，故A错误； B．用酒精灯给水加热，是通过热传递的方式增加水的内能，故B错误； C．蒸汽推动活塞时，水蒸气的内能大部分转化为活塞的机械能，但会有热量损失、克服摩擦等损耗，不可能全部转化，故C错误； D．蒸汽推动活塞向下运动时，内能转化为机械能，这与汽油机的做功冲程（内能转化为机械能）的能量转化形式相同，故D正确。 故选D。 二、多项选择题(共2题) 8.（25-26•九年级上·河南周口•期末）如图是小明同学自制的简易热机模型，在矿泉水瓶的侧壁上钻一个小孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，在瓶口喷入液态酒精并盖上纸杯。按下电火花发生器的按钮后，酒精燃烧，纸杯飞出。下列说法正确的是（　　） A．纸杯飞出的过程相当于热机的做功冲程 B．纸杯飞出时，瓶内气体内能减小 C．酒精燃烧时，酒精的热值会随质量减小而减小 D．通过改进热机模型的结构，其效率可达100% 【答案】AB 【详解】A．纸杯飞出时，瓶内燃气膨胀对外做功，将内能转化为纸杯的机械能，热机做功冲程的能量转化就是内能转化为机械能，二者过程相同，故A正确； B．纸杯飞出时，瓶内气体对外做功，内能转化为机械能，因此瓶内气体的内能减小，故B正确； C．热值是燃料本身的特性，热值大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以酒精燃烧时质量减小，热值不变，故C错误； D．热机工作过程中，不可避免会克服摩擦做功、有热量散失、废气带走部分能量，因此总存在额外功，效率一定小于100%，即使改进结构也不可能达到100%，故D错误。 故选AB。 9.（25-26•九年级上·四川攀枝花•期末）小明做了一个如图所示的简易热机，用酒精灯加热使易拉罐内的水沸腾后，蒸汽吹动小风扇转动。加热过程中忽略罐内气压的变化，则下列说法正确的是（　　） A．罐内水的内能是通过做功方式改变的 B．扇叶周围的“白气”是水蒸气液化形成的 C．热机工作过程中将内能转化为机械能 D．加热过程中酒精的热值变大 【答案】BC 【详解】A．用酒精灯给易拉罐内的水加热是通过热传递的方式增大其内能的，故A错误； B．扇叶周围的“白气”是易拉罐内喷出的水蒸气在空气中遇冷液化形成的小液滴，故B正确； C．该热机工作过程中高温高压的水蒸气推动风扇转动，水蒸气的内能转化为小风扇的机械能，故C正确； D．热值是燃料的特性，与燃料的质量、燃烧放出的热量以及燃烧情况等无关，所以加热过程中酒精的热值不变，故D错误。 故选 BC。 三、填空题(共5题) 10.（25-26•九年级上·海南海口•期末）制作简易热机模型 （1）准备材料：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。 （2）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。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就______。 【答案】转动起来 【详解】酒精灯加热易拉罐内的水，产生大量水蒸气，使罐内气压增大，高温高压的水蒸气从笔管尖端高速喷出，冲击小风扇的扇叶，对扇叶施加力的作用，使扇叶转动起来，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。 11.（25-26•九年级上·广东韶关•期末）下图是小科制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。 (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__________的方式改变水的内能。 (2)铜管向右喷蒸汽，“船体”向左行驶，这个过程中的能量转化与四冲程汽油机的__________（填冲程名称）冲程相同。 【答案】(1)热传递 (2)做功 【详解】（1）蜡烛燃烧放出热量被水吸收而增大水的内能，这是通过热传递的方式改变水内能的。 （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：内能减小，机械能增大，内能转化为机械能。这与热机的做功冲程相同。 12.（25-26•九年级上·江苏常州•期末）跨学科实践：制作简易热机模型。 【项目分析】要完成热机模型的制作，需要重点考虑以下几个问题： (1)用_____作热源； (2)工作物质是_____； (3)选择比较坚固的金属容器，比如_____装工作物质； (4)将内能转化为机械能通过_____装置实现。 【答案】(1)酒精灯/蜡烛/燃气/煤气 (2)水沸腾后产生的水蒸气 (3)易拉罐（铁罐） (4)汽轮机/小风车/小叶轮 【详解】（1）热机工作需要持续的热源提供热量，酒精灯、蜡烛等是易获取且能稳定供热的热源。 （2）热机的工作物质需要能吸收热量后易膨胀做功，水受热变成水蒸气后，水蒸气体积膨胀明显，能对外做功，适合做工作物质。 （3）铁、铝、铜等这类金属物质，耐高温，导热性较好，硬度大，能承受工作物质（如水蒸气）受热膨胀产生的压力，所以用铁、铝、铜等物质做成的金属容器（如易拉罐等）适合装工作物质。 （4）因为汽轮机或小风车工作时，可以将水蒸气的内能转化为自身的机械能，可以对外做功，因此将内能转化为机械能可以通过汽轮机来实现。 13.（25-26•九年级上·广东珠海•期末）如图所示，在制作简易热机模型时，选择外燃机类型更安全，因为燃烧室在气缸外，避免直接接触工作部件。该热机的工作物质是________（选填“水”或“水蒸气”），工作时将________能转化成________能。 【答案】 水蒸气 内 机械 【详解】[1]这种外燃机模型是通过加热水产生水蒸气，再由水蒸气推动装置运转的，因此工作物质是水蒸气。 [2][3]燃料燃烧时，将化学能转化为内能，加热水产生高温高压的水蒸气；水蒸气推动装置做功，将内能转化为机械能。 14.（25-26•九年级上·湖南长沙•期末）实践小组制作了如图简易汽轮机模型，向易拉罐内注入大约半罐水。 (1)点燃酒精灯一段时间后，水蒸气从笔管口高速喷出，此过程的能量转化是化学能转变成水蒸气的内能，再转化成水蒸气的______能； (2)在相同气流的作用下，为了使小风扇转动效果更好，高速气流应该对准风扇______（选填“转轴O”或“远离转轴的A”）处； (3)本实验应该特别重视安全问题，结合你的实践，提出一条实验中关于安全方面的注意事项∶______。 【答案】(1)机械/动 (2)远离转轴的A (3)不要将喷口对准他人，防止水蒸气烫伤 【详解】（1）酒精燃烧将化学能转化为内能，加热使水变成高温水蒸气，水蒸气高速喷出时，内能转化为水蒸气的机械能（动能），符合热机的能量转化规律。 （2）相同气流的冲击力相同时，作用在远离转轴的位置，力臂更大，对转轴的力矩更大，转动效果更明显，因此选择对准A处。 （3）实验涉及高温酒精灯、高温水蒸气，提出合理的安全注意事项即可。 四、综合题(共3题) 15.（25-26•九年级上·陕西安康•期末）“牛顿”学习小组的同学们在项目化学习过程中，制作了如图所示的器具研究热机原理。实验时向烧瓶内部注入适量的水，塞上带导气管的塞子。将导气管的另一端管口对准叶轮的叶片。点燃酒精灯，当导气管出气口有蒸汽喷出时，叶片就转动起来。 (1)该装置工作时，涉及多处能量转化或转移，请仿照示例写出一例。 【示例】现象：酒精灯加热水使水温升高。能量转化或转移：通过热传递使内能发生了转移。 现象：________________________。 能量转化或转移：________________________________________。 (2)实验时若叶轮不转动，请你写出一个解决办法：________________。 (3)这种热机的效率能不能达到100％？请你说明判断的理由：________________________________。 【答案】(1) 蒸汽喷出使叶轮转动 内能转化为机械能 (2)增大酒精灯火焰 (3)不能；存在热量损失，机械能不可能完全转化为有用功 【详解】（1）蒸汽从管口喷出具有内能，推动叶轮使其转动起来，叶轮获得了机械能，这是内能向机械能的转化过程。 现象：蒸汽推动叶轮转动。 能量转化或转移：蒸汽的内能转化为叶轮的机械能。 （2）如果叶轮不转动，可能是蒸汽产生的动力不足，增大酒精灯火焰可以使水更快地沸腾产生更多蒸汽，从而增大蒸汽的动力；检查装置气密性是因为如果装置漏气，蒸汽的压力会减小，导致无法推动叶轮转动。 （3）不能达到100%。理由：在热机工作过程中，燃料燃烧放出的能量，一部分用来做有用功推动叶轮转动，但是还有一部分能量会散失到周围环境中（如向外界散热、克服机械间的摩擦等），所以热机效率不能达到100%。 16.（25-26•九年级上·广西防城港•期末）图是17世纪一种原始热机的示意图，以下是它对外做一次功的简要概述： ①燃烧燃料，对锅炉里的水加热，产生大量的水蒸气； ②高温水蒸气通过锅炉与汽缸间的阀门进入汽缸； ③关闭锅炉与汽缸间的阀门，打开水箱与汽缸间的阀门，向汽缸里注入冷水； ④汽缸里大量的水蒸气液化成水； ⑤活塞向下运动，对连杆产生巨大的向下的拉力，从而对外提供动力做功。 (1)改变内能的方法有两种，①中通过________的方法使水的内能增大； (2)④中水蒸气液化，要________热量； (3)不计活塞质量，在④和⑤中，汽缸内大量水蒸气液化成水，导致汽缸内气压减小，在________的作用下，活塞向下运动。 【答案】(1)热传递 (2)放出 (3)外界大气压 【详解】（1）[1]改变内能的方法有两种：做功和热传递。①中燃料燃烧对锅炉中的水加热，是将燃料燃烧的热量传递给了水，即通过热传递增大了水的内能。 （2）[2]物体从气态变为液态的过程叫做液化，液化时放出热量。 （3）[3]在④和⑤中，汽缸内大量水蒸气液化成水，气缸内气压减小，而外界大气压不变，若不计活塞质量，则在外界大气压作用下，活塞将向下运动。 17.（25-26•九年级上·辽宁沈阳•期末）跨学科实践：制作简易热机模型 【项目提出】 (1)随着科技发展，热机是人们获得动力的重要机械，汽车走入寻常百姓家，燃烧汽油的是汽油机，大型轮船和飞机有的使用柴油作为燃料，是柴油机，而早年燃烧煤炭的火车使用的是蒸汽机。热机在生产生活中非常重要，如果我们能尝试制作一个热机模型，就可以更好地了解热机是利用燃料燃烧获得的______能转化为______能的机器。 【项目分析】 (2)燃料燃烧后加热水产生水蒸气，通常实验室用______作热源； (3)用可以密封的易拉罐加热水，类比家用高压锅，开小孔后蒸汽喷出，可以推动高压阀运动，利用水蒸气作为工作介质，好处是______； 【项目实施】 (4)实验步骤：请根据自己的设计，制作一个简易的热机模型。准备以下材料：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，一个支架。 向易拉罐内部注入大约半罐水。将笔的______端（选填“粗”或“细”）朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 【展示交流】 (5)在展示交流中，说一说你在制作过程中的心得体会，想一想在哪些方面还可以做得更好_______？ 【答案】(1) 内 机械 (2)酒精灯 (3)见解析 (4)细 (5)见解析 【详解】（1）[1][2]汽车使用燃烧汽油的汽油机，大型轮船和部分飞机需要的动力大，使用燃烧柴油的柴油机，早年燃烧煤炭的火车使用蒸汽机，热机的工作原理是利用燃料燃烧获得内能，再将内能转化为机械能。 （2）实验室常用的加热仪器是酒精灯，通过酒精灯加热水产生水蒸气。 （3）密封的易拉罐加热水，类比高压锅，开小孔后蒸汽喷出推动高压阀运动，此时工作物质是水汽化后的水蒸气，实现了水蒸气内能转化为机械能，对环境几乎无污染。 （4）在水蒸气流量相同的情况下，笔的细端的流速更大，产生的推力更大，故水蒸气从笔的尖端细端喷出，推动扇叶转动效果更好。 （5）密封性优化：使用更耐高温的密封胶或金属垫圈，减少蒸汽泄漏。结构强化：加固易拉罐支架，避免高温变形影响稳定性。安全性提升：添加隔热层或调整酒精灯位置，降低烫伤风险。 13 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.4 跨学科实践：制作简易热机模型 【新教材人教版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳+3个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 我们将融合之前学过的热学、力学知识，结合手工制作和简单的工程设计思维，动手制作简易热机模型。 你感兴趣吗？ 知识归纳 【知识点1 热机的工作本质（核心原理）】 热机的工作原理为 转化为 。通过燃料燃烧获取内能，利用内能对外做功，推动机械运动，实现能量的转化。生活中汽油机、柴油机、蒸汽机等所有热机，核心能量转化方式均一致，这也是简易热机模型制作的理论基础。 1.【例1】（25-26•九年级上·吉林松原•期末）如图所示是科技小组制作的实验装置，燃料燃烧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，下列说法正确的是（　　） A．在这个实验中，燃料的化学能直接转化为风车的机械能 B．在这个实验中，燃料燃烧产生的热量完全传给了水和水蒸气 C．在这个实验中，水蒸气的内能全部转化成风车的机械能 D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理，蒸汽机属于热机的一种 【变式1-1】（25-26•九年级上·湖北荆州•期末）如图是某同学制作的简易热机模型。优先选用铝质易拉罐作为核心部件，是因为铝质材料具有较好的（    ） A．导热性 B．导电性 C．延展性 D．弹性 【变式1-2】（25-26•九年级上·广西南宁•期末）如图所示，是跨学科实践小组制作的简易热机模型。用酒精灯加热易拉罐中的水，水沸腾后产生蒸汽从管口喷出使风车转动。当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。此过程由蒸汽的________能转化为扇叶的机械能。这一过程与四冲程汽油机的________冲程相似。 【知识点2 简易热机的工作过程与做功特点】 简易热机依靠水蒸气、高温空气等介质获得内能，通过受热膨胀对外做功，推动构件运动。其工作过程可总结为：燃料燃烧 →物体 增加→ 对外做功→机械能产生。整个过程中，内能是消耗的能量，机械能是获得的动力能量，印证了做功可以改变物体的能量形式。 【例2】（25-26•九年级上·山西运城•期末）学校将举办“科学嘉年华”活动，小明和同学们计划制作一个简易热机模型——蒸汽轮机，在活动中进行展示。请你协助他写好下列说明： (1)热机模型的核心功能是_________； (2)材料清单有：_________； (3)制作和操作时需要注意的事项：_________；（列举一条即可） (4)若要提高蒸汽轮机的效率，你的方法是_________。 【变式2-1】（25-26•九年级上·湖北黄冈•期末）在跨学科实践活动中，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置，如图所示。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中（    ） A．酒精燃烧将内能转化为化学能 B．这种汽轮机不属于热机 C．蒸汽对飞轮做功，内能减小 D．蒸汽的内能全部转化为风车的机械能 【变式2-2】（25-26•九年级上·吉林长春•期末）实践小组制作的简易热机模型如图所示。易拉罐中装有适量的水，点燃酒精灯，有蒸汽喷出时，风车的扇叶就转动起来。下列说法正确的是（　　） A．酒精燃烧过程中热值不变 B．管口冒出的“白气”是汽化现象 C．蒸汽的内能转化为扇叶的机械能 D．简易热机模型改进后效率可达100% 【知识点3 跨学科实践的设计与应用思维】 简易热机模型制作融合物理热学、力学、工程设计、手工实操多学科知识。利用身边简易材料复刻热机模型，验证了物理理论的实用性；同时通过模型制作，理解实际机械“结构服务于原理”的工程思维，明白生活中复杂热机均由基础内能做功原理演变而来，实现理论与实践的结合。 【例3】（25-26•九年级上·山西运城•期末）热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出—项目分析—项目实施—展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的蜡烛，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 (1)实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，留出容纳___________的空间； (2)蜡烛燃烧过程中的能量转化情况为：化学能—___________； (3)当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来，此过程水蒸气的内能___________，温度___________。 【变式3-1】（25-26•九年级上·辽宁本溪•期末）小勇在跨学科实践活动中制作了一个简易的汽轮机模型，如图所示。 (1)当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来，此时能量转化与四冲程汽油机的__________冲程相同。 (2)团队的同学们发现项目实施过程中存在一些不安全因素，请你为他们拟写一条注意事项__________。 【变式3-2】（25-26•九年级上·广东广州•期末）【项目提出】制作简易热机模型 【项目分析】①热机的工作原理是什么？②热机包含哪些主要装置？ 【项目实施】 ①制作叶轮：取一个空易拉罐，剪下一块圆形片，再将圆形金属片剪成螺旋桨的形状。最后，在中心钻孔，用铁丝穿过小孔，如图甲； ②组装“汽轮机”：在另一个易拉罐盖旁打个孔，倒出饮料后往其内部装入半罐水，如图乙；用铁丝制作支架，最后组装器材，如图丙，该“汽轮机”属于_______（选填“内燃机”或“外燃机”）； ③“汽轮机”工作：点燃固体酒精，加热易拉罐中的水直至沸腾，当孔周围出现大量的“白气”时，再将叶轮移到正对孔的位置。该“汽轮机”工作时，图丙中的水蒸气的_______能转化为叶轮的_______能，这是通过_______方式改变水蒸气能量。 【展示交流】 ①小昕发现，该“汽轮机”工作时，叶轮转动断断续续，根据这一现象，请你提出一条改进措施：______； ②小昕改进问题后，叶轮能持续稳定转动，但速度慢，小阳提议用干抹布覆盖储水罐顶部，尝试后叶轮转动速度变快，该操作提高了“汽轮机”的_______。 A．燃料热值    B．输出功率    C．输出效率 模块三 课后作业 一、单项选择题(共7题) 1.（25-26•九年级上·河南平顶山•期末）关于跨学科实践步骤更科学的是（   ） A．项目提出→项目分析→查阅资料→搜集材料→制作模型→模型测试→展示评估→模型改进 B．项目提出→查阅资料→项目分析→搜集材料→制作模型→模型测试→模型改进→展示评估 C．查阅资料→项目提出→项目分析→搜集材料→制作模型→模型测试→展示评估→模型改进 D．查阅资料→项目提出→项目分析→搜集材料→制作模型→模型测试→模型改进→展示评估 2.（25-26•九年级上·江西上饶•期末）如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。以下说法正确的是（　　） A．酒精燃烧越充分，其热值越大 B．纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功 C．纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能减小 D．纸杯飞出过程中的能量转化，与内燃机的压缩冲程相同 3.（25-26•九年级上·江苏常州•期末）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将适量的汽油喷入厚壁有机玻璃圆筒内，用软木塞塞住筒口，筒内底钻有两根与静电起电机（电源）相连接的放电针，当放电针释放电火花时，以下说法正确的是（　　） A．汽油的热值随其质量的减小而减小 B．此装置可模拟四冲程汽油机工作时的压缩冲程 C．电火花放电使汽油燃烧的过程，将电能转化为汽油的化学能 D．燃气将软木塞冲出的过程，燃气的内能转化为软木塞的机械能 4.（25-26•九年级上·广东江门•期末）在学校科技周展示中，物理兴趣小组的同学用塑料瓶自制了一个火箭模型，在瓶子的侧壁安装一个电火花发生器，按下按钮会产生电火花，从瓶口喷入酒精后，盖上锥形纸筒，按下按钮，纸筒立即向上飞出。下列说法正确的是（　　） A．瓶内酒精燃烧越充分，酒精热值越大 B．纸筒飞出过程中内能转化为机械能 C．纸筒飞出相当于热机工作时的压缩冲程 D．瓶内出现的白雾是由水蒸气汽化而成的 5.（25-26•九年级上·湖北恩施•期末）小明学习完热机后，利用厨房里的蒸蛋器自制了一个简易“蒸汽机”，如图所示。在使用过程中蒸蛋器会通过上方的小孔喷出蒸汽，小明将自制的风车放在蒸蛋器上方，成功地让风车转了起来。下列说法错误的是（　　） A．蒸蛋器内部温度越高，水蒸发越快 B．水的内能增大是通过热传递方式实现的 C．水的温度升高以后，水的比热容变小 D．此实验展现了热机工作时做功冲程的能量转化过程 6.（25-26•九年级上·陕西咸阳•期末）要提高热机的效率，下列做法不可行的是（ ） A．尽量减少废气带走的热量 B．尽量保持机械部件之间有良好的润滑 C．尽量减少曲轴传递给飞轮的机械能 D．尽量减少散热损失 7．（25-26•九年级上·湖南永州•期末）在跨学科实践活动中，某同学设计并制作了一个如图所示的简易热机模型，其通过酒精灯加热使水汽化，利用蒸汽推动活塞，活塞经曲柄连杆机构将直线运动转为旋转运动。下列说法正确的是（     ） A．酒精用掉一部分后，剩余酒精的热值变小 B．用酒精灯给水加热是通过做功的方式增加水的内能 C．蒸汽推动活塞向下运动时，水蒸气的内能全部转化为活塞的机械能 D．蒸汽推动活塞向下运动的过程，能量转化与汽油机的做功冲程相同 二、多项选择题(共2题) 8.（25-26•九年级上·河南周口•期末）如图是小明同学自制的简易热机模型，在矿泉水瓶的侧壁上钻一个小孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，在瓶口喷入液态酒精并盖上纸杯。按下电火花发生器的按钮后，酒精燃烧，纸杯飞出。下列说法正确的是（　　） A．纸杯飞出的过程相当于热机的做功冲程 B．纸杯飞出时，瓶内气体内能减小 C．酒精燃烧时，酒精的热值会随质量减小而减小 D．通过改进热机模型的结构，其效率可达100% 9.（25-26•九年级上·四川攀枝花•期末）小明做了一个如图所示的简易热机，用酒精灯加热使易拉罐内的水沸腾后，蒸汽吹动小风扇转动。加热过程中忽略罐内气压的变化，则下列说法正确的是（　　） A．罐内水的内能是通过做功方式改变的 B．扇叶周围的“白气”是水蒸气液化形成的 C．热机工作过程中将内能转化为机械能 D．加热过程中酒精的热值变大 三、填空题(共5题) 10.（25-26•九年级上·海南海口•期末）制作简易热机模型 （1）准备材料：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。 （2）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。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就______。 11.（25-26•九年级上·广东韶关•期末）下图是小科制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。 (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__________的方式改变水的内能。 (2)铜管向右喷蒸汽，“船体”向左行驶，这个过程中的能量转化与四冲程汽油机的__________（填冲程名称）冲程相同。 12.（25-26•九年级上·江苏常州•期末）跨学科实践：制作简易热机模型。 【项目分析】要完成热机模型的制作，需要重点考虑以下几个问题： (1)用_____作热源； (2)工作物质是_____； (3)选择比较坚固的金属容器，比如_____装工作物质； (4)将内能转化为机械能通过_____装置实现。 13.（25-26•九年级上·广东珠海•期末）如图所示，在制作简易热机模型时，选择外燃机类型更安全，因为燃烧室在气缸外，避免直接接触工作部件。该热机的工作物质是________（选填“水”或“水蒸气”），工作时将________能转化成________能。 14.（25-26•九年级上·湖南长沙•期末）实践小组制作了如图简易汽轮机模型，向易拉罐内注入大约半罐水。 (1)点燃酒精灯一段时间后，水蒸气从笔管口高速喷出，此过程的能量转化是化学能转变成水蒸气的内能，再转化成水蒸气的______能； (2)在相同气流的作用下，为了使小风扇转动效果更好，高速气流应该对准风扇______（选填“转轴O”或“远离转轴的A”）处； (3)本实验应该特别重视安全问题，结合你的实践，提出一条实验中关于安全方面的注意事项∶______。 四、综合题(共3题) 15.（25-26•九年级上·陕西安康•期末）“牛顿”学习小组的同学们在项目化学习过程中，制作了如图所示的器具研究热机原理。实验时向烧瓶内部注入适量的水，塞上带导气管的塞子。将导气管的另一端管口对准叶轮的叶片。点燃酒精灯，当导气管出气口有蒸汽喷出时，叶片就转动起来。 (1)该装置工作时，涉及多处能量转化或转移，请仿照示例写出一例。 【示例】现象：酒精灯加热水使水温升高。能量转化或转移：通过热传递使内能发生了转移。 现象：________________________。 能量转化或转移：________________________________________。 (2)实验时若叶轮不转动，请你写出一个解决办法：________________。 (3)这种热机的效率能不能达到100％？请你说明判断的理由：________________________________。 16.（25-26•九年级上·广西防城港•期末）图是17世纪一种原始热机的示意图，以下是它对外做一次功的简要概述： ①燃烧燃料，对锅炉里的水加热，产生大量的水蒸气； ②高温水蒸气通过锅炉与汽缸间的阀门进入汽缸； ③关闭锅炉与汽缸间的阀门，打开水箱与汽缸间的阀门，向汽缸里注入冷水； ④汽缸里大量的水蒸气液化成水； ⑤活塞向下运动，对连杆产生巨大的向下的拉力，从而对外提供动力做功。 (1)改变内能的方法有两种，①中通过________的方法使水的内能增大； (2)④中水蒸气液化，要________热量； (3)不计活塞质量，在④和⑤中，汽缸内大量水蒸气液化成水，导致汽缸内气压减小，在________的作用下，活塞向下运动。 17.（25-26•九年级上·辽宁沈阳•期末）跨学科实践：制作简易热机模型 【项目提出】 (1)随着科技发展，热机是人们获得动力的重要机械，汽车走入寻常百姓家，燃烧汽油的是汽油机，大型轮船和飞机有的使用柴油作为燃料，是柴油机，而早年燃烧煤炭的火车使用的是蒸汽机。热机在生产生活中非常重要，如果我们能尝试制作一个热机模型，就可以更好地了解热机是利用燃料燃烧获得的______能转化为______能的机器。 【项目分析】 (2)燃料燃烧后加热水产生水蒸气，通常实验室用______作热源； (3)用可以密封的易拉罐加热水，类比家用高压锅，开小孔后蒸汽喷出，可以推动高压阀运动，利用水蒸气作为工作介质，好处是______； 【项目实施】 (4)实验步骤：请根据自己的设计，制作一个简易的热机模型。准备以下材料：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，一个支架。 向易拉罐内部注入大约半罐水。将笔的______端（选填“粗”或“细”）朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 【展示交流】 (5)在展示交流中，说一说你在制作过程中的心得体会，想一想在哪些方面还可以做得更好_______？ 11 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $