14.4跨学科实践：制作简易热机模型（暑假预习作业）2026-2027学年人教版九年物理全一册

**基本信息** 以跨学科实践为载体，通过“知识梳理-课时训练”分层设计，实现从热机概念记忆到实验探究的进阶，强化能量转化物理观念与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |知识梳理|热机定义、分类、冲程等基础概念|基础填空形式，聚焦核心概念记忆，夯实物理观念| |课时训练（选择填空）|能量转化、冲程应用、生活实例分析|单选（1-7题）侧重单一知识点理解，多选（8-10题）及填空综合考查能量转化与热机原理，体现科学推理| |实验探究|模型制作、改进与科学实践|项目式实验题（18-19题）含设计、测试、改进环节，培养科学探究与创新能力，渗透科学态度与责任|

14.4跨学科实践：制作简易热机模型（暑假预习作业） 第一部分：知识梳理 一、热机基础概念 1. 热机是利用________做功的机械，工作时先将燃料的________能转化为________能，再转化为________能。 2. 热机分为两类：燃料在气缸内燃烧的叫________，燃料在气缸外燃烧的叫________（如蒸汽机）。 3. 内燃机常见两种： 机和 机。 4. 活塞在气缸内从一端运动到另一端，叫做一个________。汽油机一个工作循环包含四个冲程： 、 、 、 。 二、制作简易热机模型 1. 简易蒸汽热机模型材料：易拉罐、水、吸管、酒精灯、支架、密封胶、小风扇；燃料酒精燃烧，________作为工作介质推动扇叶转动。 2. 加热易拉罐内水，水沸腾产生水蒸气喷出推动风扇，水蒸气对外做功，自身内能________，温度 ，管口出现白雾（液化小水珠）。 3. 安全注意事项： ①罐口不要正对人，防止________烫伤。 ②密封不要过紧，防止罐体炸裂。 ③加热过程中手不要触摸易拉罐以免烫伤。 4.简易热机燃料在罐外燃烧，属于________机。 第二部分：课时训练 一、选择题（本题共10小题， 1~7题为单选题， 8~10题为多选题。） 1．跨学科实践小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热至沸腾，而后，蒸汽从管口喷出使风车转动。简易汽轮机工作过程中（　　） A．酒精燃烧时，内能转化为化学能 B．管口喷出的“白气”是水蒸气 C．蒸汽被喷出时，内能转化为机械能 D．蒸汽的内能可以全部转化为风车的机械能 2．小山同学利用易拉罐自制了一个简易“蒸汽机”，如图所示。点燃易拉罐下酒精灯，给易拉罐中的水加热。喷嘴喷出的蒸汽成功地让风车转了起来。下列说法错误的是（　　） A．罐中水的温度升高以后，水的比热容变大 B．罐中水的内能增大是通过热传递方式实现的 C．此实验展现了热机工作时做功冲程的能量转化过程 D．为提高蒸汽机的效率，可增加一个燃料燃烧密封装置 3．物理兴趣小组利用饮料瓶演示热机的工作原理，实验步骤如下：①如图甲，取一个空的饮料瓶，并在瓶子下端开一个小口；②如图乙，向瓶内喷入适量酒精；③如图丙，在瓶口处盖上纸杯，再在小孔处点火。实验现象：纸杯被向上顶出。下列分析正确的是（     ） A．步骤②中喷入酒精是在模拟做功冲程 B．步骤③中点火时，酒精燃烧越充分，其热值越大 C．步骤③中点火时，将酒精的化学能转化为内能 D．纸杯被顶出去时，瓶内气体的内能增大 4．课外活动中，小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧，用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧成如图所示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响声，同时瓶口内出现白雾。关于上述过程，下列说法错误的是（　　） A．矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明力可以使物体发生形变 B．瓶盖弹出前，瓶内气体含有的热量增多 C．瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机的压缩冲程类似 D．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能 5．如图所示古人利用牛角筒和燃烧的艾草制作简易装置，艾草燃烧产生的高温高压气体推动筒内部件向外运动。“筒内部件被燃气推动”的能量转化方式，与汽油机的哪个冲程相同（     ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 6．如图是高空礼花弹的结构原理图。用火点燃引线后，燃烧的引线会把发射药引燃，产生高温高压气体，将礼花弹打出发射筒并飞向高空，延期引线在空中点燃礼花弹，从而绽放出绚丽的烟花。下列说法正确的是（     ） A．用火点燃引线后，通过做功的方式把发射药引燃 B．发射药燃烧过程中，剩余发射药的热值会逐渐减小 C．气体将礼花弹打出发射筒的过程中，内能转化为机械能 D．礼花弹升空的过程中，重力势能转化为动能 7．如图是手工制作的简易等离子炮装置，由空塑料瓶、软管和打火机组成。使用时，向瓶内通入打火机燃气，点燃后瓶内气体迅速燃烧膨胀，从瓶口高速喷出，推翻前方目标物，“燃气推翻目标物”与内燃机哪个冲程的原理相似（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 8．如图所示为礼宾花结构图，用力旋转纸筒时，气阀被打开，气罐里的压缩空气将纸筒里的彩条高高喷射而出，缤纷绚丽。下列关于彩条被喷出的原因说法正确的是（     ） A．用力旋转纸筒使气罐内气体的内能减小 B．罐内气体将彩条喷出会使气体内能减小 C．罐内气体将彩条喷出会使气体温度升高 D．喷出彩条与热机做功冲程能量转化相同 9．如图所示，用酒精灯给锥形瓶中的水加热，用带小孔的胶塞塞住瓶口，水沸腾后观察到小孔上方的“叶轮”转动。下列说法正确的是（     ） A．给水加热的过程，水通过热传递改变内能 B．酒精燃烧，酒精的内能转化为化学能 C．水蒸气推动叶轮转动，水蒸气内能增加 D．“叶轮”转动，与热机做功冲程原理相同 10．宜春市某中学科技节活动——物理趣味实验展演活动中曾老师现场制作了水火箭并发射了水火箭，以趣味实验传物理知识，用水火箭点燃科技梦想，简易原理图如图所示。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。以下说法正确的是（　　） A．水火箭升空时没有受到重力 B．水火箭能升空是利用了力的作用是相互的原理 C．使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 D．水喷出时水火箭内气体温度降低 二、填空题 11．如图所示是物理老师在课堂上演示“等离子炮”的装置，向管内充入适量的丁烷气体，点火后燃烧的火焰顺着管道流向塑料桶，然后在桶内爆炸，气体冲出。丁烷气体燃烧过程中将________转化为________（选填能量形式）。丁烷在桶内爆炸后将气体冲出时与内燃机的________冲程相似。 12．如图是一个简易的蒸汽船模型，玻璃瓶中装有适量的水，点燃蜡烛。当吸管有大量水蒸气向右喷出时，船会向左运动，说明_________________，该过程中，能量转化与四冲程汽油机的_________冲程相似。蜡烛燃烧逐渐变短，其热值_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 13．我国古代曾发明一种点火器如图所示。取火时用手向内猛推推杆，这是通过________的方式，使套筒内________（填“艾绒”或“空气”）的内能增大，从而点燃艾绒。用手推推杆这个过程的能量转化与汽油机________冲程的情况相同。 14．图为气泡饮料制作过程：把装有高压（）气体的气弹，快速打入预先调制好的饮料中，就制出冰冷气泡饮料。高压（）气体从气弹中冲出时对外做功，其______减少、温度降低、然后通过热传递使饮料的温度降低。汽油机中______冲程所包含的原理，与高压（）气体从气弹喷出的过程相同。 15．小明利用易拉罐等器材制作了如图所示的蒸汽轮机模型。实验时，点燃酒精灯，当易拉罐中的水大量沸腾时，水蒸气便会从导管口冲出，推动扇叶和转轴一起在支架上转动，水蒸气推动扇叶转动过程中的能量转化与内燃机工作过程中的__________冲程相似。 16．如图所示，手摇爆米花机是劳动人民创造的黑科技。将少量玉米放入锅内，封好锅盖，在火炉上不断转动，当锅内达到一定气压后，打开锅盖，玉米花瞬间爆出，锅内气体膨胀对外做功，内能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），此能量转化的过程和四冲程汽油机的_______冲程相似。 17．如图某小组同学设计的简易热机模型，他们设想：点燃酒精灯，当导气管出气口有蒸气喷出时，小风车就转动起来，此过程中烧瓶中水蒸气的内能______（选填“增大”或“减小”），是通过______（选填“做功”或“热传递”）方式改变的，但在实验过程中，发现小风车不转动，你的解决办法是______。 三、实验题 18．跨学科实践：制作简易汽轮机模型 【项目提出】 (1)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，制作简易________模型。 【项目实施】 (2)设计并制作：设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐________，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用封口泥将罐与笔的空隙处________。将易拉罐用大铁夹夹住，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 (3)测试实验：点燃易拉罐下面的蜡烛，等待热气喷出推动扇叶转动。 ①汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→________→________。 ②此汽轮机模型属于________（填“内”或“外”）热机。 (4)实验改进： ①同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，笔尖处出来的水蒸气为“飘动状”，而不是“喷射状”，叶轮没有转动过。思考上述现象中存在的问题，提出一条改进措施：________。 ②改进上述问题后，笔尖处的水蒸气变为“喷射状”，叶轮转动几圈后又停止转动。同学用手拨动叶轮，叶轮转动几圈后仍停止了转动。针对叶轮进行改进的措施可以是：________。 【项目拓展】 (5)同学交流过程中，有同学设想：用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐，制成一个“太阳能蒸汽机”，你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是：________（写出一条即可） 19.热机是获取动力的主要机械，广泛应用于生产生活中。某科技小组在跨学科实践活动中，制定了以下学习流程。 项目提出及项目分析 (1)研究热机的工作原理。 如图甲所示，试管中的水沸腾后，橡胶塞被冲出，水蒸气的_____能转化为橡胶塞的______能，此过程与汽油机的_____冲程原理相同。在加热过程中，酒精灯内剩余酒精的热值______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 项目实施 (2)受上述实验启发，如图乙所示，小华在易拉罐内注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的笔管尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放在金属圈上并固定。笔管的尖端对准小风车的扇叶。点燃酒精灯，易拉罐中水的内能增加是通过_______的方式实现的，此过程______（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 项目延伸 (3)展示交流后，小聪又用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖。如图丙所示扭转瓶子，轻轻松动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时出现“白雾”。“白雾”是水蒸气_____（填物态变化名称）形成的。 试卷第4页，共8页 试卷第5页，共8页 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（暑假预习作业） 第一部分：知识梳理 一、热机基础概念 1. 热机是利用________做功的机械，工作时先将燃料的________能转化为________能，再转化为________能。 2. 热机分为两类：燃料在气缸内燃烧的叫________，燃料在气缸外燃烧的叫________（如蒸汽机）。 3. 内燃机常见两种： 机和 机。 4. 活塞在气缸内从一端运动到另一端，叫做一个________。汽油机一个工作循环包含四个冲程： 、 、 、 。 二、制作简易热机模型 1. 简易蒸汽热机模型材料：易拉罐、水、吸管、酒精灯、支架、密封胶、小风扇；燃料酒精燃烧，________作为工作介质推动扇叶转动。 2. 加热易拉罐内水，水沸腾产生水蒸气喷出推动风扇，水蒸气对外做功，自身内能________，温度 ，管口出现白雾（液化小水珠）。 3. 安全注意事项： ①罐口不要正对人，防止________烫伤。 ②密封不要过紧，防止罐体炸裂。 ③加热过程中手不要触摸易拉罐，以免烫伤。 4.简易热机燃料在罐外燃烧，属于________机。 一、热机基础概念 1. 内能 化学 内 机械 2. 内燃机 外燃机 3. 汽油 柴油 4. 冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 二、制作简易热机模型 1. 水蒸气 2. 减小 降低 3. 高温蒸气 4. 外燃机 第二部分：课时训练 一、选择题（本题共10小题， 1~7题为单选题， 8~10题为多选题。） 1．跨学科实践小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热至沸腾，而后，蒸汽从管口喷出使风车转动。简易汽轮机工作过程中（　　） A．酒精燃烧时，内能转化为化学能 B．管口喷出的“白气”是水蒸气 C．蒸汽被喷出时，内能转化为机械能 D．蒸汽的内能可以全部转化为风车的机械能 【答案】C 【详解】A．酒精燃烧时，将酒精储存的化学能转化为内能，故A错误； B．水蒸气是肉眼不可见的气体，管口喷出的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故B错误； C．蒸汽喷出时推动风车转动，将蒸汽的内能转化为风车的机械能，故C正确； D．能量转化过程中不可避免存在能量损耗，如内能散失、克服摩擦消耗能量等，蒸汽的内能不可以全部转化为风车的机械能，故D错误。 故选 C。 2．小山同学利用易拉罐自制了一个简易“蒸汽机”，如图所示。点燃易拉罐下酒精灯，给易拉罐中的水加热。喷嘴喷出的蒸汽成功地让风车转了起来。下列说法错误的是（　　） A．罐中水的温度升高以后，水的比热容变大 B．罐中水的内能增大是通过热传递方式实现的 C．此实验展现了热机工作时做功冲程的能量转化过程 D．为提高蒸汽机的效率，可增加一个燃料燃烧密封装置 【答案】A 【详解】A．不同的物质，比热容一般不同，其大小与温度无关，因此罐中水的温度升高以后，水的比热容不变，故A错误，符合题意； B．因为酒精灯火焰的温度高于罐中水的温度，所以罐中水从火焰中吸收热量，内能增大，这是通过热传递方式实现的，故B正确，不符合题意； C．热机工作时做功冲程中将内能转化为机械能，此实验中，喷嘴喷出的蒸汽成功地让风车转了起来，蒸汽的内能转化为风车的机械能，所以此实验展现了热机工作时做功冲程的能量转化过程，故C正确，不符合题意； D．增加一个燃料燃烧密封装置，可以减少热量的散失，将更多的内能转化为机械能，提高蒸汽机的效率，故D正确，不符合题意。 故选A。 3．物理兴趣小组利用饮料瓶演示热机的工作原理，实验步骤如下：①如图甲，取一个空的饮料瓶，并在瓶子下端开一个小口；②如图乙，向瓶内喷入适量酒精；③如图丙，在瓶口处盖上纸杯，再在小孔处点火。实验现象：纸杯被向上顶出。下列分析正确的是（     ） A．步骤②中喷入酒精是在模拟做功冲程 B．步骤③中点火时，酒精燃烧越充分，其热值越大 C．步骤③中点火时，将酒精的化学能转化为内能 D．纸杯被顶出去时，瓶内气体的内能增大 【答案】C 【详解】A．热机的吸气冲程的作用是向气缸内吸入燃料或空气和燃料混合物，步骤②向瓶内喷入酒精，模拟的是吸气冲程，故A错误； B．热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧无关，步骤③中点火时，酒精燃烧越充分，其热值不变，故B错误； C．步骤③中点火，酒精燃烧时，将自身储存的化学能转化为内能，故C正确； D．纸杯被顶出去时，瓶内气体对纸杯做功，内能转化为纸杯的机械能，因此瓶内气体的内能减小，故D错误。 故选C。 4．课外活动中，小亮将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧，用手握住瓶子的上下两部分，用力迅速拧成如图所示状态时，瓶盖被弹出并伴有爆响声，同时瓶口内出现白雾。关于上述过程，下列说法错误的是（　　） A．矿泉水瓶被用力拧成图示形状，说明力可以使物体发生形变 B．瓶盖弹出前，瓶内气体含有的热量增多 C．瓶盖弹出前，拧瓶子的过程与汽油机的压缩冲程类似 D．瓶盖被弹出时，瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能 【答案】B 【详解】A．由图可知，矿泉水瓶在力的作用下发生形状改变，说明力可以使物体发生形变，故A正确，不符合题意； B．热量是过程量，不能用“含有”描述，故B错误，符合题意； C．瓶盖弹出前，拧瓶子时压缩瓶内气体做功，将机械能转化为瓶内气体的内能，汽油机的压缩冲程也是将机械能转化为内能，二者原理类似，故C正确，不符合题意； D．瓶盖被弹出时，瓶内被压缩的气体对瓶盖做功，将自身的内能转化为瓶盖的机械能，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．如图所示、古人利用牛角筒和燃烧的艾草制作简易装置，艾草燃烧产生的高温高压气体推动筒内部件向外运动。“筒内部件被燃气推动”的能量转化方式，与汽油机的哪个冲程相同（     ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 6．如图是高空礼花弹的结构原理图。用火点燃引线后，燃烧的引线会把发射药引燃，产生高温高压气体，将礼花弹打出发射筒并飞向高空，延期引线在空中点燃礼花弹，从而绽放出绚丽的烟花。下列说法正确的是（     ） A．用火点燃引线后，通过做功的方式把发射药引燃 B．发射药燃烧过程中，剩余发射药的热值会逐渐减小 C．气体将礼花弹打出发射筒的过程中，内能转化为机械能 D．礼花弹升空的过程中，重力势能转化为动能 【答案】C 【详解】A．用火点燃引线，是通过热传递的方式使发射药温度升高达到燃点被引燃，故A错误； B．燃料的热值是指燃料完全燃烧放出的热量与其质量的比值，其大小只与燃料的种类有关，故B错误； C．气体将礼花弹打出发射筒的过程中气体的内能减小，转化为礼花弹的机械能，故C正确； D．礼花弹升空的过程中，速度增大，动能增大，高度增加，重力势能都增加，所以不是重力势能转化为动能，故D错误。 故选C。 7．如图是手工制作的简易等离子炮装置，由空塑料瓶、软管和打火机组成。使用时，向瓶内通入打火机燃气，点燃后瓶内气体迅速燃烧膨胀，从瓶口高速喷出，推翻前方目标物，“燃气推翻目标物”与内燃机哪个冲程的原理相似（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【详解】该过程中，瓶内燃气燃烧后内能增大，膨胀对外做功，将内能转化为机械能推翻目标物。 内燃机的四个冲程中，做功冲程的原理是燃料燃烧产生高温高压燃气，燃气膨胀推动活塞做功，将内能转化为机械能，与该过程原理一致；压缩冲程是机械能转化为内能，吸气、排气冲程无主要能量转化，因此ABD不符合题意，C符合题意。 故选C 8．如图所示为礼宾花结构图，用力旋转纸筒时，气阀被打开，气罐里的压缩空气将纸筒里的彩条高高喷射而出，缤纷绚丽。下列关于彩条被喷出的原因说法正确的是（     ） A．用力旋转纸筒使气罐内气体的内能减小 B．罐内气体将彩条喷出会使气体内能减小 C．罐内气体将彩条喷出会使气体温度升高 D．喷出彩条与热机做功冲程能量转化相同 【答案】B 【详解】A．用力旋转纸筒的作用是打开气阀，该过程并未使气罐内气体的内能减小，故A错误； BC．在喷出彩条的过程中，罐内的压缩空气对彩条做功，将内能转化为机械能，会使罐内气体内能减少，温度降低，故B正确，C错误； D．喷出彩条的能量转化是内能转化为机械能；热机做功冲程是对外做功，能量转化是内能转化为机械能，二者能量转化相同，故D正确。 故选BD。 9．如图所示，用酒精灯给锥形瓶中的水加热，用带小孔的胶塞塞住瓶口，水沸腾后观察到小孔上方的“叶轮”转动。下列说法正确的是（     ） A．给水加热的过程，水通过热传递改变内能 B．酒精燃烧，酒精的内能转化为化学能 C．水蒸气推动叶轮转动，水蒸气内能增加 D．“叶轮”转动，与热机做功冲程原理相同 【答案】D 【详解】A．改变物体内能的方式有做功和热传递两种，给水加热时，水吸收热量、内能增加，是通过热传递改变内能，故A错误； B．酒精燃烧过程将酒精储存的化学能转化为内能，故B错误； C．水蒸气推动叶轮转动时，水蒸气对叶轮做功，将自身的内能转化为叶轮的机械能，水蒸气自身内能减小，故C错误； D．热机做功冲程将内能转化为机械能，本实验中叶轮转动的能量转化同样是内能转化为机械能，二者原理相同，故D正确。 故选D。 10．宜春市某中学科技节活动——物理趣味实验展演活动中曾老师现场制作了水火箭并发射了水火箭，以趣味实验传物理知识，用水火箭点燃科技梦想，简易原理图如图所示。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。以下说法正确的是（　　） A．水火箭升空时没有受到重力 B．水火箭能升空是利用了力的作用是相互的原理 C．使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同 D．水喷出时水火箭内气体温度降低 【答案】BCD 【详解】A．地球附近的所有物体都受重力作用，水火箭升空时仍然受到重力，故A错误； B．水火箭向下喷水时，对水施加向下的力，根据力的作用是相互的，水对水火箭施加向上的反作用力，使水火箭升空，故B正确； C．打气筒打气时，对气体做功，将机械能转化为内能；汽油机压缩冲程中，活塞对气体做功，也是将机械能转化为内能，二者能量转化过程相同，故C正确； D．水喷出时，水火箭内气体对外做功，内能减小，温度降低，D正确。 故选BCD。 二、填空题 11．如图所示是物理老师在课堂上演示“等离子炮”的装置，向管内充入适量的丁烷气体，点火后燃烧的火焰顺着管道流向塑料桶，然后在桶内爆炸，气体冲出。丁烷气体燃烧过程中将________转化为________（选填能量形式）。丁烷在桶内爆炸后将气体冲出时与内燃机的________冲程相似。 【答案】 化学能 内能 做功 【详解】丁烷属于燃料，燃料储存的能量是化学能，燃烧过程中会产生大量的热，将化学能转化为内能；丁烷爆炸后将气体冲出的过程，是内能转化为机械能的过程。与做功冲程的能量转化相同。 12．如图是一个简易的蒸汽船模型，玻璃瓶中装有适量的水，点燃蜡烛。当吸管有大量水蒸气向右喷出时，船会向左运动，说明_________________，该过程中，能量转化与四冲程汽油机的_________冲程相似。蜡烛燃烧逐渐变短，其热值_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 力的作用是相互的 做功 不变 【详解】当吸管有大量水蒸气向右喷出时，水蒸气会给船一个向左的反作用力，船会向左运动，说明物体间力的作用是相互的。 水蒸气对船做功，水蒸气的内能转化为船的机械能，汽油机的做功冲程是内能转换为机械能，该过程能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相同。 热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况无关，蜡烛燃烧逐渐变短，质量减小，热值不变。 13．我国古代曾发明一种点火器如图所示。取火时用手向内猛推推杆，这是通过________的方式，使套筒内________（填“艾绒”或“空气”）的内能增大，从而点燃艾绒。用手推推杆这个过程的能量转化与汽油机________冲程的情况相同。 【答案】 做功 空气 压缩 【详解】改变物体内能的方式有做功和热传递两种，向内猛推推杆时，推杆对套筒内的空气做功，将机械能转化为空气的内能，因此是通过做功的方式，使空气的内能增大，空气温度升高后达到艾绒的燃点，从而点燃艾绒； 这个过程中能量转化为机械能转化为内能，与汽油机压缩冲程的能量转化一致。 14．图为气泡饮料制作过程：把装有高压（）气体的气弹，快速打入预先调制好的饮料中，就制出冰冷气泡饮料。高压（）气体从气弹中冲出时对外做功，其______减少、温度降低、然后通过热传递使饮料的温度降低。汽油机中______冲程所包含的原理，与高压（）气体从气弹喷出的过程相同。 【答案】 内能 做功 【详解】根据改变内能的规律：物体对外做功时，自身内能减小，温度降低，因此高压（）气体冲出对外做功后，内能减少； 汽油机四个冲程中，做功冲程是缸内高温高压燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，自身内能减小，和这个过程的原理相同。 15．小明利用易拉罐等器材制作了如图所示的蒸汽轮机模型。实验时，点燃酒精灯，当易拉罐中的水大量沸腾时，水蒸气便会从导管口冲出，推动扇叶和转轴一起在支架上转动，水蒸气推动扇叶转动过程中的能量转化与内燃机工作过程中的__________冲程相似。 【答案】做功 【详解】水蒸气推动扇叶转动时，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。内燃机的四个工作冲程中，做功冲程的能量转化是燃气的内能转化为活塞的机械能，所以和该过程的能量转化一致。 16．如图所示，手摇爆米花机是劳动人民创造的黑科技。将少量玉米放入锅内，封好锅盖，在火炉上不断转动，当锅内达到一定气压后，打开锅盖，玉米花瞬间爆出，锅内气体膨胀对外做功，内能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），此能量转化的过程和四冲程汽油机的_______冲程相似。 【答案】 减小 做功 【详解】当物体对外做功时，内能转化为机械能，自身内能减小，因此锅内气体膨胀对外做功，内能减小。 四冲程汽油机的做功冲程中，缸内燃气膨胀对外做功，能量转化同样是内能转化为机械能，与该过程的能量转化一致。 17．如图某小组同学设计的简易热机模型，他们设想：点燃酒精灯，当导气管出气口有蒸气喷出时，小风车就转动起来，此过程中烧瓶中水蒸气的内能______（选填“增大”或“减小”），是通过______（选填“做功”或“热传递”）方式改变的，但在实验过程中，发现小风车不转动，你的解决办法是______。 【答案】 减小 做功 换用更细的导管 【详解】[1][2]点燃酒精灯，化学能转化为内能，给水加热，产生水蒸气，水蒸气从导管喷出，对外做功，推动小风车转动，即水蒸气对外做功，水蒸气的内能减小，这是通过做功的方式改变内能。 [3]实验过程中，发现小风车不转动，通常是因为气流不够大、不够集中，可以换用更细的导管或减小出气口横截面积、换更轻的风车，这样小风车就可以转动起来了。 三、实验题 18．跨学科实践：制作简易汽轮机模型 【项目提出】 (1)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，制作简易________模型。 【项目实施】 (2)设计并制作：设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐________，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用封口泥将罐与笔的空隙处________。将易拉罐用大铁夹夹住，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 (3)测试实验：点燃易拉罐下面的蜡烛，等待热气喷出推动扇叶转动。 ①汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→________→________。 ②此汽轮机模型属于________（填“内”或“外”）热机。 (4)实验改进： ①同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，笔尖处出来的水蒸气为“飘动状”，而不是“喷射状”，叶轮没有转动过。思考上述现象中存在的问题，提出一条改进措施：________。 ②改进上述问题后，笔尖处的水蒸气变为“喷射状”，叶轮转动几圈后又停止转动。同学用手拨动叶轮，叶轮转动几圈后仍停止了转动。针对叶轮进行改进的措施可以是：________。 【项目拓展】 (5)同学交流过程中，有同学设想：用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐，制成一个“太阳能蒸汽机”，你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是：________（写出一条即可） 【答案】(1)汽轮机 (2) 水 密封 (3) 内能 机械能 外 (4) 见解析 见解析 (5)见解析 【来源】广东省广州市江南外国语学校2025-2026学年九年级上学期12月月考物理试题 【详解】（1）题目要求制作简易汽轮机模型。 （2）[1]向易拉罐内注入水，蜡烛加热后水会汽化成水蒸气。 [2]用封口泥将空隙密封，是为了防止水蒸气泄漏，保证蒸汽能从笔端喷出推动扇叶。 （3）[1][2]蜡烛燃烧是化学能转化为内能，内能使水变成水蒸气，水蒸气喷出推动扇叶转动，内能又转化为扇叶的机械能。 [3]外热机的特点是燃料在外部燃烧，通过加热某种物质（此处为水）产生蒸汽做功，该模型中蜡烛在易拉罐外燃烧加热水，属于外热机。 （4）[1]水蒸气呈“飘动状”而非“喷射状”，是因为蒸汽喷出的压力或速度不足，通过减小喷出口径、提高加热功率、减少待加热水量等方式来改进，写出其中一条即可。 [2] 叶轮转动几圈后停止，是因为摩擦阻力大、叶轮惯性大或蒸汽对扇叶的作用力不足，针对这些问题提出改进措施即可。比如：减小叶轮的质量；给叶轮的转轴添加润滑油；增加扇叶的数量或增大扇叶面积，写出其中一条即可。 （5）太阳能蒸汽机利用太阳能加热，相比酒精灯加热，在能源利用、环保、安全等方面有明显优势，写出其中一条即可。 19.热机是获取动力的主要机械，广泛应用于生产生活中。某科技小组在跨学科实践活动中，制定了以下学习流程。 项目提出及项目分析 (1)研究热机的工作原理。 如图甲所示，试管中的水沸腾后，橡胶塞被冲出，水蒸气的_____能转化为橡胶塞的______能，此过程与汽油机的_____冲程原理相同。在加热过程中，酒精灯内剩余酒精的热值______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 项目实施 (2)受上述实验启发，如图乙所示，小华在易拉罐内注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的笔管尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放在金属圈上并固定。笔管的尖端对准小风车的扇叶。点燃酒精灯，易拉罐中水的内能增加是通过_______的方式实现的，此过程______（选填“遵循”或“不遵循”）能量守恒定律。当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 项目延伸 (3)展示交流后，小聪又用塑料矿泉水瓶进行了如下探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖。如图丙所示扭转瓶子，轻轻松动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时出现“白雾”。“白雾”是水蒸气_____（填物态变化名称）形成的。 【答案】(1) 内 机械 做功 不变 (2) 热传递 遵循 (3)液化 【详解】（1）试管内水蒸气推动橡胶塞冲出时，水蒸气对塞子做功，自身的内能转化为橡胶塞的机械能； 汽油机的做功冲程也是内能转化为机械能，因此原理相同； 热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与质量无关，因此酒精灯内剩余酒精的热值不变。 （2）酒精灯加热过程中，热量从酒精灯传递给易拉罐和水，是通过热传递的方式改变水的内能； 能量守恒定律是自然界的普遍规律，所有能量转化或转移过程都遵循能量守恒定律。 （3）瓶盖被冲出时，瓶内气体对外做功，内能减小、温度降低，瓶内气态水蒸气遇冷变为液态小水滴，也就是“白雾”，这个物态变化是液化。 试卷第8页，共13页 试卷第13页，共13页 学科网（北京）股份有限公司 $