14.4 跨学科实践:制作简易热机模型(分层作业)物理新教材人教版九年级全一册
2026-07-13
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3份
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30页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第4节 跨学科实践:制作简易热机模型 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | 热机 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.33 MB |
| 发布时间 | 2026-07-13 |
| 更新时间 | 2026-07-13 |
| 作者 | 飞哥物理研究站 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58755019.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
练习以“简易热机模型”跨学科实践为核心,采用A/B/C三层递进设计,从基础概念到综合探究,强化能量转化与热机冲程理解,适配新授课分层巩固需求。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|A组|基础概念(热机定义、能量转化、内燃机冲程)|填空题直接考查核心概念,夯实物理观念|
|B组|简易热机模型应用(水火箭、瓶塞冲出等情境)|选择/填空题结合生活实例,培养科学推理|
|C组|实验设计与综合探究(模型制作、改进措施、阅读分析)|实验题/阅读题强调科学探究与创新,提升科学态度与责任|
内容正文:
14.4 跨学科实践:制作简易热机模型
目 录
A组 巩固过关
知识点1:基础概念
知识点2:简易的热机模型
B组 能力进阶
C组 思维拔高
基础概念知识点1
1.热机是利用____做功的机械,工作时将____能转化为____能。常见的外燃机有______,常见的内燃机有_______和________,是现代汽车中最常用的热机类型。
2.内燃机的一个工作循环由四个冲程组成,分别是________、_________、_________和_________ ,其中只有____冲程对外做功,将______能转化为______能,______冲程则将机械能转化为内能。
答案
1.内能;内;机械;蒸汽机;汽油机;柴油机
2.吸气冲程;压缩冲程;做功冲程;排气冲程;做功;内;机械;压缩
简易热机模型知识点2
1.(25-26九年级上·山西运城·期末)科技小组用饮料瓶制作水火箭,先在瓶里装适量水,然后将带有阀门的金属管插入瓶塞,旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气(如图);打开阀门后,水从尾部的金属管向下喷出,水火箭向上飞向空中。瓶内气体压强增大的过程相当于汽油机的( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【答案】B
【详解】A.吸气冲程中进气门打开,排气门关闭,活塞由上端向下端运动,气体的体积增大,压强减小,故A不符合题意;
B.压缩冲程中进气门和排气门关闭,活塞向上运动,气体的体积减小,压强增大,故B符合题意;
C.做功冲程中进气门和排气门关闭,活塞向下运动,气体的体积增大,压强减小,故C不符合题意;
D.排气冲程中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸,压强接近大气压,故D不符合题意。
故选B。
2.(25-26九年级上·河北石家庄·期末)如图所示,用塞子塞紧瓶口,再用打气筒向瓶内打气,当瓶内气压达到足够大时,塞子从瓶口冲出。下列关于瓶内气体的说法,正确的是( )
A.向瓶内打气,是通过热传递的方式改变瓶内气体内能
B.向瓶内打气,气体对外界做功,气体内能增加
C.塞子从瓶口冲出,气体内能转化为塞子的机械能
D.塞子被气体冲出,与四冲程汽油机压缩冲程能量转化相同
【答案】C
【详解】A.向瓶内打气,是通过压缩气体,对气体做功的方式来改变瓶内气体的内能,使得气体内能增加,故A错误;
B.向瓶内打气,是外界对瓶内气体做功,使气体内能增加,而不是气体对外界做功,故B错误;
C.塞子从瓶口冲出,是瓶内气体对塞子做功,将气体的内能转化为塞子的机械能,故C正确;
D.塞子被气体冲出,是内能转化为机械能;四冲程汽油机的压缩冲程是活塞压缩气体,将机械能转化为内能,二者的能量转化过程不相同,故D错误。
故选C。
3.(25-26九年级上·湖北黄石·期末)如图是某同学制作的简易热机模型,水蒸气喷出驱动风车转动的过程,与四冲程汽油机的哪一个冲程的能量转化相似?( )
A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气
【答案】C
【详解】在这个简易热机模型中,水蒸气喷出驱动风车转动,是将水蒸气的内能转化为风车的机械能,与汽油机的做功冲程相似。
故选 C。
4.(25-26九年级上·广东珠海·期末)走马灯底部蜡烛如图所示,扇叶在热空气的驱动下转动起来,其原理与下面汽油机的哪个冲程相似( )
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】走马灯原理:蜡烛加热空气→空气受热密度减小→热空气上升推动扇叶转动→这是内能转化为机械能的过程。汽油机四个冲程对应能量转化:吸气冲程:进气门开,活塞下行吸入混合气(无能量转化);压缩冲程:活塞上行压缩气体,机械能转化为内能(温度升高);做功冲程:火花塞点燃混合气,气体燃烧膨胀推动活塞下行,内能转化为机械能;排气冲程:活塞上行排出废气(无能量转化)。走马灯扇叶转动是热空气膨胀推动的结果,对应内能→机械能,与汽油机的做功冲程本质相同。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.(25-26九年级上·山东济南·期末)如图所示,“脚踏冲天炮”是一种深受大家喜爱的户外玩具。发射时,需要先用脚使劲踩踏气泵,泵内气体被压缩,松开脚后气泵内的气体推动泡沫“火箭”向上飞出。气体推动泡沫“火箭”升空的过程相当于下列的哪个冲程( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】空气推动小火箭升空的过程中,空气体积膨胀对小火箭做功,内能转化为机械能。
A.如图,为排气冲程,不涉及能量转化,故A不符合题意;
B.如图,为压缩冲程,活塞压缩缸内气体,对气体做功,机械能转化为内能,故B不符合题意;
C.如图,为做功冲程,燃气推动活塞做功,内能转化为机械能,故C符合题意;
D.如图,为吸气冲程,不涉及能量转化,故D不符合题意。
故选C 。
6.(25-26九年级上·福建三明·期中)如图所示的“汽油机模型”实验中,将适量的酒精喷入筒内,用橡胶塞塞住筒口,电火花点火,观察到橡胶塞跳出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的( )
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】当电火花点火时,酒精燃烧,圆筒内气体的内能增加,气体对软橡胶塞做功,橡胶塞被高温高压的气体冲出,而汽油机的做功冲程也是高温高压的气体对外做功,因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.(25-26九年级上·安徽亳州·期中)如图甲所示,在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。如图乙所示,用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上,将点燃的点火枪靠近易拉罐底部的小孔,纸杯就会“向前”飞去。下列说法中错误的是( )
A.酒精的热值与质量无关
B.纸杯飞出去后在惯性的作用下继续向前运动
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做功冲程相同
【答案】B
【详解】A.燃料的热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关,因此酒精的热值与质量无关,故A正确,不符合题意;
B.惯性是物体的一种性质,而不是一种力,纸杯飞出后,是由于自身具有惯性,要保持原来的运动状态,所以会继续向前运动,不能说“在惯性的作用下”,故B错误,符合题意;
C.纸杯飞出去时,是易拉罐内燃烧产生的高温高压气体对纸杯做功,将气体的内能转化为纸杯的机械能,所以易拉罐内气体的内能会减小,故C正确,不符合题意;
D.纸杯飞出过程中,是燃料燃烧产生的内能转化为纸杯的机械能;内燃机的做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞做功,也是将内能转化为机械能。因此,二者的能量转化是相同的,故D正确,不符合题意。
故选B。
8.(25-26九年级上·陕西榆林·期末)如图是小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的玻璃容器安装在“船体”上,用蜡烛对玻璃容器底部加热,一段时间后铜管会向右喷蒸汽,“蒸汽船”就向左行驶。蜡烛对玻璃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。当铜管向右喷蒸汽时“船体”向左运动,该过程将内能转化为________能,该过程中能量的总量________。
【答案】 热传递 机械 保持不变
【详解】[1]蜡烛燃烧放出热量被水吸收,水温升高,增大了水的内能,这是通过热传递的方式改变水内能。
[2]当铜管向右喷蒸汽时“船体”向左运动,此时气体内能减小,“船体”机械能增大,这个过程将内能转化为机械能。
[3]根据能量守恒定律可知,该过程中能量的总量保持不变。
9.(25-26九年级上·辽宁抚顺·阶段检测)塑料瓶是一种常见的生活物品,空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下,小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气,如图所示。当气压达到一定程度时,瓶盖飞出,气体的_____转化为瓶盖飞出去的机械能,这一过程与内燃机_____冲程的能量转化情况相同。
【答案】 内能 做功
【详解】[1]当瓶盖飞出时,瓶内高压气体对外做功,内能转化为瓶盖的机械能。
[2]这一能量转化过程(内能→机械能),与内燃机的做功冲程能量转化情况相同(做功冲程中,燃气膨胀推动活塞做功,内能转化为机械能)。
10.(25-26九年级上·河南焦作·期末)碳酸饮料易拉罐的拉环断掉很难打开,如图所示,可用笔尾在罐口旁快速摩擦,易拉罐开口处就可以“炸开”。摩擦时,易拉罐内气体内能_____(选填“增加”“减少”“不变”),气压变大;“炸开”过程的能量转化与四冲程汽油机的_____冲程相同。
【答案】 增加 做功
【详解】[1]用笔尾在罐口旁快速摩擦,克服摩擦做功,机械能转化为内能,易拉罐内气体内能增加。
[2]“炸开”时,罐内气体内能转化为机械能;四冲程内燃机的做功冲程将内能转化为机械能,所以二者能量转化形式相同。
11.(25-26九年级上·河北邢台·期末)如图所示,这是常见的气压式玩具水枪的储水罐。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。在水喷出的过程中,储水罐中气体的内能转化为水的______能,其能量转化与四冲程内燃机的______冲程相同。
【答案】 机械 做功
【详解】[1][2]在水喷出的过程中,储水罐中的气体膨胀对水做功,将水排出,储水罐中的气体的内能转化为水的机械能,四冲程内燃机的做功冲程中,燃料燃烧产生的高温气体对活塞做功,推动活塞下行,也是将内能转化为机械能。能量转化与四冲程内燃机的做功冲程相同。
12.(25-26九年级上·安徽马鞍山·期末)小明制作了一艘“噗噗”船,其结构如图所示。启动前,先注入些水到蒸汽室,当蒸汽室的水被蜡烛火焰加热,随着水温升高,产生的水蒸气从管口喷出,发出“噗噗”的响声,船也会在水池中向前移动,此过程和汽油机的做功冲程能量转化情况相同,水蒸气的内能转化为船的_______能。
【答案】机械
【详解】当蒸汽室的水被蜡烛火焰加热,产生的水蒸气从管口喷出,水蒸气对外做功,推动船在水池中向前移动。在这个过程中,水蒸气的内能转化为船运动的机械能。
13.(25-26九年级上·河南驻马店·期末)如图所示,瓶中装少量的水,水上方有水蒸气,塞紧瓶塞,用打气筒向瓶内打气,看到瓶塞从瓶口跳起。瓶塞跳出时,瓶内气体温度_________(选填“升高”“不变”或“降低”),此过程相当于汽油机的_________冲程。
【答案】 降低 做功
【详解】[1][2]用打气筒向瓶内打气,瓶内气压增大,当瓶塞跳出时,瓶内气体对瓶塞做功,内能转化为瓶塞的机械能,瓶内气体的内能减小,温度降低。汽油机的做功冲程是内能转化为机械能,与汽油机的做功冲程能量转化相同。
14.(25-26九年级上·四川内江·期末)如图甲所示,是小明用易拉罐制作的一辆小车,往易拉罐内喷入一些酒精并点燃后,小车就会向前行驶。如图乙所示是汽油机的四个冲程,其中与甲图中小车行驶时能量转化相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】小车被燃气推动的过程,是燃气的内能转化为小车的机械能,相当于内燃机的做功冲程,做功冲程进气门关闭、排气门关闭,活塞下行,火花塞点火,故选C。
15.(25-26九年级上·广东广州·阶段检测)小明用可乐瓶制作了一个“小火箭”,通过打气筒压缩“小火箭”中空气的方式发射,如图所示,与空气推动“小火箭”升空过程的能量转化情况相同的冲程是( )
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】空气推动“小火箭”升空时,瓶内压缩空气对外做功,内能转化为机械能。吸气冲程、排气冲程没有能量转化;压缩冲程将机械能转化为内能;只有做功冲程是燃气膨胀对外做功,将内能转化为机械能,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C 。
16.(25-26九年级上·山东德州·期中)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,用力迅速拧成图示状态时,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,瓶内气体的内能增加
B.瓶盖弹出前,拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似
C.瓶盖被弹出时,瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能
D.瓶盖被弹出时,气体内能减小,温度降低,瓶内出现白雾
【答案】B
【详解】A.用力拧瓶子时,对瓶内气体压缩做功,机械能转化为瓶内气体的内能,瓶内气体内能增加,故A正确,不符合题意;
B.拧瓶子的过程是机械能转化为内能,和汽油机的压缩冲程能量转化一致,故B错误,符合题意;
C.瓶盖被弹出时,瓶内压缩气体对瓶盖做功,将内能转化为瓶盖的机械能,故C正确,不符合题意;
D.瓶盖弹出时,瓶内气体对外做功,内能减小,温度降低,瓶内水蒸气因降温液化形成小水珠,即瓶内的白雾,故D正确,不符合题意。
故选B。
17.(25-26九年级上·山西晋中·期末)如图所示,用酒精灯给试管中的水加热,水温上升,直至沸腾一段时间后,会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是( )
A.试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的
B.橡皮塞冲出后,试管中的水继续沸腾且吸收热量,温度升高
C.水蒸气对橡皮塞做功,水蒸气的内能不变
D.水蒸气对橡皮塞做功,其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
【答案】D
【详解】A.试管中的水在升温过程中吸收热量,是通过热传递的方式增加内能的,故A错误;
B.水沸腾时吸收热量,温度不变,故B错误;
C.水蒸气对橡皮塞做功,水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能,水蒸气的内能减小,故C错误;
D.水蒸气对橡皮塞做功,将内能转化为机械能,其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同,故D正确。
故选D。
18.(25-26九年级上·广东茂名·期中)物理课上,李老师演示了如图所示的实验。他把活塞迅速压下去,观察到硝化棉燃烧,硝化棉燃烧是由于做功使管内空气的内能________(选填“减小”或“增大”)。这与四冲程柴油机的________冲程相同。若某柴油机的转速为1200r/min,则在1s内这台柴油机对外做功________次。
【答案】 增大 压缩 10
【详解】下压活塞时,活塞对筒内空气做功,机械能转化为空气的内能,使管内空气内能增大,温度升高达到硝化棉的燃点,因此硝化棉燃烧;四冲程柴油机的压缩冲程中,活塞压缩气缸内气体做功,机械能转化为内能,和该实验的能量转化过程一致;柴油机转速
即1秒内曲轴转动20圈;四冲程内燃机每完成一个工作循环,曲轴转2圈,对外做功1次,因此1秒内对外做功的次数为次。
19.(25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测)如图所示为气泡机,主机让高压二氧化碳气体快速冲出,此时二氧化碳气体体积膨胀,内能___________(选填“增大”“减小”或“不变”),打入水瓶内的饮料从而制出冰凉气泡饮料,此过程中的能量转化过程与汽油机的___________冲程相同。若某汽车的汽油机的飞轮转速为1800r/min,则该汽油机每分钟完成___________个工作循环。当汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时汽油的热值将___________(“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 减小 做功 900 不变
【详解】[1]二氧化碳气体体积膨胀,对外做功,将内能转化为机械能,内能减小。
[2]汽油机的做功冲程中,缸内气体推动活塞做功,将内能转化为机械能,所以此过程中的能量转化过程与汽油机的做功冲程相同。
[3]若飞轮转速是1800r/min,表示每分钟飞轮转动1800圈,因为热机完成一个工作循环,飞轮转动2周,所以该汽油机每分钟完成900个工作循环。
[4]热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,当汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时汽油的热值将不变。
20.(25-26九年级上·广西钦州·期中)轩宇是班里的小发明家,刚刚学了热机的他,制作了如图所示的模型,他在透明塑料盒的底部钻一个孔,把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中,打开塑料盒盖,向盒内滴入数滴酒精,再将盒盖盖紧,然后揿动电火花发生器的按钮……
(1)在此过程中,酒精燃烧后产生的________能转化为盒盖的________能。
(2)汽油机工作过程中的________冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。
【答案】(1) 内 机械
(2)做功
【详解】(1)[1][2]酒精燃烧将储存的化学能转化为内能,通过高温高压的燃气体积膨胀对外做功,使盒盖飞出去,将燃气的内能转化为盒盖的机械能。
(2)汽油机的做功冲程中,高温高压燃气推动活塞对外做功,将内能转化为机械能,所以汽油机的做功冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。
21.(25-26九年级上·湖北孝感·期中)如图是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型,在铜制容器中盛一定量的水后将其安装在“船体”上,用蜡烛对铜制容器底部加热,一段时间后铜制容器内水温升高产生蒸汽,铜管会向右喷出蒸汽,“蒸汽船”就会向左行驶。“蒸汽船”模型工作过程的能量转化是:化学能→___________→机械能。这个过程能量转化与四冲程汽油机的___________冲程类似。
【答案】 内能 做功
【详解】[1][2]蜡烛对铜制容器底部加热,这个过程中将化学能转化为水的内能,铜管向右喷蒸汽,“船体”向左行驶,这个过程中将水蒸气的内能转化为船体的机械能,这与四冲程汽油机的做功冲程相同。
22.(25-26九年级上·安徽合肥·期末)小川制作的汽轮机模型如图所示,在试管中装入适量的水,用酒精灯加热,水沸腾后产生的蒸汽冲击叶轮使其转动。这一过程与汽油机的___________冲程作用相似。
【答案】做功
【详解】在这个汽轮机模型中,水蒸气冲击叶轮转动,是将内能转化为机械能的过程。汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能,因此这一过程与汽油机的做功冲程作用相似。
23.(25-26九年级上·云南曲靖·期中)热机是人们获得动力的重要机械,例如燃油汽车中的汽油机、大型轮船使用的柴油机或汽轮机、有些飞机使用的喷气发动机等。热机在生产生活中非常重要,为了更好地了解热机的工作原理,某小组制作一个热机模型。在测试模型的过程中,有同学提出如果换用乙醇蒸气来驱动风车,效果是否会优于水蒸气,于是用如图所示装置进行实验。在桌面上点燃酒精灯,然后分别加热一支悬挂着的装着水的试管,在试管口放一个风车,将水加热至沸腾,使水蒸气喷到风车叶片上;接下来的操作是应换用装有__________的试管,用_________(选填“相同”或“不同”)的酒精灯加热至乙醇沸腾,使乙醇蒸气喷到风车叶片上。对比两种蒸气推动风车叶片转动的转速,若_________________________________,则说明用乙醇蒸气驱动风车的效果不如水蒸气驱动风车的效果。(注:本实验选用的乙醇浓度为15%,不易燃,不易爆炸)
【答案】 乙醇 相同 乙醇蒸汽推动风车叶片转动的转速比水蒸气推动的慢
【详解】[1][2][3]根据控制变量法,应控制其他因素相同,只改变试管内液体的种类,用相同的酒精灯加热,对比两种蒸气推动风车叶片转动的转速,即可比较两种蒸气驱动风车的效果。故接下来的操作是:应换用装有乙醇的试管,用相同的酒精灯加热至乙醇沸腾,如果乙醇蒸气推动风车叶片转动的速度比水蒸气推动时慢,表明用乙醇蒸气驱动风车的效果不如水蒸气驱动风车的效果。
24.(25-26九年级上·山西临汾·阶段检测)为了探究物体内能变化与做功的关系,某小组同学利用气压式喷雾器、数字式温度计、小风扇等进行实验,如图所示。
(1)该实验通过_________的变化来反映气体内能的变化,这里所运用的物理研究方法是_________;
(2)图丙中,打开喷嘴处的阀门,迅速放出喷雾器内一部分气体时,喷雾器前的小风扇转动,此时气体的___________能转化为风扇的___________能,与四冲程内燃机的___________冲程相同。
【答案】(1) 温度计示数 转换法
(2) 内 机械 做功
【详解】(1)内能无法直接观察,本实验中气体内能变化会引起温度变化,因此通过温度计示数(温度)的变化反映气体内能的变化,将不易直接观察的物理量转换为容易测量的物理量,这种研究方法是转换法。
(2)打开阀门后,瓶内高压气体对外做功,推动风扇转动,此过程气体的内能转化为风扇的机械能。
四冲程内燃机的做功冲程,也是内能转化为机械能,因此该过程和做功冲程能量转化相同。
25.(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。
26.(2024·广东·二模)我国航天技术已达到世界领先水平。在跨学科实践课上,某小组开展了“制作火箭模型”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成下列内容:
(1)了解火箭的相关知识:2024年4月25日,搭载神舟十八号载人飞船的“长征二号F”火箭点火发射。如图甲所示,火箭刚发射时,高温火焰向下喷射到发射台的地面,发射台遇到这样的高温容易发生________。为了保护发射台,在发射台底建了一个大水池,让火焰喷射到水中,利用水的________来吸收大量的热量(前两空均填物态变化)火箭升空的瞬间,伴有庞大白色气团实质是________(选填“小水滴”“烟雾”或“水蒸气”)。
(2)制作并发射:火箭模型小组的同学制作了水火箭并进行发射,如图乙,图丙是其结构示意图,对水火箭打气,打开阀门,水向下喷出,水火箭一飞冲天。使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的__________冲程相同,使水火箭上升的施力物体是__________(选填“地球”或“喷出的水”)
(3)项目评估:各个小组制作好了“水火箭”后开展飞行比赛,发现“水火箭”在竖直方向飞行上升的高度不容易测量。同学们讨论后认为可以通过测量__________来评选出“最佳飞行奖”。(写出一种方法即可)
【答案】 熔化 汽化 小水滴 压缩 喷出的水 飞行时间
【详解】(1)[1]火焰的温度很高,所以很多物体遇到高温的火焰会吸热而熔化。
[2]发射台下是水池,而让火焰喷射到水中,水从液态变为气态的水蒸气即发生汽化,从而能从周围吸取热量。
[3]这些水蒸气散发到空气中,遇到冷空气液化成的小水滴就是我们看到的“白气”。
(2)[4]使用打气筒打气时,活塞压缩气体做功,将机械能转化为气体的内能,与汽油机的压缩冲程相同。
[5]水火箭向下喷水,喷出的水给火箭一个向上的力,使火箭上升,所以使水火箭上升的施力物体是喷出的水。
(3)[6]“水火箭”在竖直方向飞行上升的高度不容易测量,可以测量水火箭在空中飞行的时间,时间越长,飞行的高度越高。
27.(25-26九年级上·广东佛山·阶段检测)阅读短文,回答问题。
汽车发动机
发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料,使活塞在气缸中往复运动,一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程,汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积,它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离冲程长度。如果发动机有若干个气缸,所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量,实际汽车往往采用多缸发动机。
如图所示发动机有4个汽缸图中标注1、2、3、,通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
(1)汽油机工作时燃料燃烧,将化学能转化为______能再转化为______能。
(2)若汽车发动机以恒定功率输出,在爬坡的时候减慢车速,______就会增大。
(3)四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中,4号汽缸所处的冲程是______。
A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气
(4)若一个汽缸排量为V,燃气对活塞的平均压强为p,则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为______用字母表示。
(5)当发动机转速为时,则发动机每个工作循环所需要的时间为______s;设做功冲程燃气对活塞的平均压强是,发动机排量为,则发动机转速为时,该轿车的输出功率P与发动机排量为的关系式为______。
A. B. C. D.
【答案】(1) 内 机械
(2)牵引力
(3)A
(4)
(5) 0.04 A
【详解】(1)[1][2]内燃机工作时,燃料燃烧,将燃料的化学能转化为内能,再通过活塞推动缸内气体做功,将内能转化为机械能。
(2)因为发动机的功率,即功率一定时,降低速度是为了增大牵引力。
(3)ABCD.四汽缸发动机,各个汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程,据图可知四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中;2号和3号活塞是向上运动的,应该是排气或压缩冲程;4号活塞向下运动,汽缸所处的是吸气冲程,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
(4)在做功冲程,活塞移动的距离为L,发动机的单缸排量,燃气对活塞所做的功
(5)[1]在发动机工作中,飞轮转2周完成一个工作循环,所以发动机转速为时,1min完成1500个工作循环,每个工作循环所需要的时间为
[2]设做功冲程燃气对活塞的平均压强为,发动机排量为,则一个活塞的排气量,做功冲程燃气对一个活塞的平均压力,每个做功冲程燃气对一个活塞做的功
发动机转速为时,燃气对活塞做功的功率 ,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
28.(25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测)阅读短文,回答问题。
科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后,会把水注入气缸,使水瞬间变成水蒸气,从而带动活塞运动,产生第五冲程,为汽车提供动力,第六冲程让水蒸气排放到冷凝器,变成可再次注入气缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高,“六冲程引擎”发动机比传统四冲程发动机效率可提高40%,在一定程度上能够缓解如今由于能源供应短缺而导致的能源危机。
(1)汽油机在做功冲程里,高温、高压的燃气推动活塞向下运动,对外做功,同时将内能转化为______能;
(2)若汽车发动机以恒定功率输出,在爬坡的时候减慢车速,目的是______;
(3)一台单缸四冲程汽油机的曲轴转速是1200r/min,若每次做功为500J,则汽油机的功率为______W;
(4)测试人员驾驶该车在平直公路上匀速直线行驶0.25h,观察仪表盘,发现这段时间内汽车消耗燃油2kg,车速为50km/h,若这些燃油完全燃烧,则放出的热量为______J(燃油的热值为);
(5)“六冲程引擎”发动机第五冲程相当于四冲程汽油机的______冲程;如果这种单缸六冲程内燃机飞轮转速是3600r/min,则该汽油机每秒钟对外做功______次。
【答案】(1)机械
(2)增大牵引力
(3)5000
(4)9.2×107
(5) 做功 40
【详解】(1)汽油机在做功冲程里,高温、高压的燃气推动活塞向下运动,对外做功,消耗燃气的内能,得到活塞的机械能,因此是将内能转化为机械能。
(2)因为发动机的功率为
即功率一定时,降低速度是为了增大牵引力。
(3)一台单缸四冲程汽油机正常工作时的转速为
因为汽油机的一个工作循环中飞轮转2圈,对外做功一次,所以汽油机1s可以做功的次数
1s内汽油机做的功W=500J×10=5000J
则该汽油机的功率为
(4)若这些燃油完全燃烧,则放出的热量为
(5)[1]由题意可知,六冲程引擎中的第五冲程,是水变为水蒸气推动活塞做功,从而为汽车提供动力,所以相当于四冲程内燃机的做功冲程。
[2]由题意可知,单缸六冲程内燃机飞轮转速为
由题意可知,四冲程内燃机完成一个工作循环,飞轮转2圈,对外做功1次。六冲程发动机在四冲程基础上增加了两个冲程,故完成一个工作循环飞轮转3圈;其中,常规做功冲程和第五冲程均对外做功,故一个工作循环对外做功2次,完成一个工作循环飞轮转3r,对外做功2次,所以飞轮转速是时,飞轮每秒转动60转,因此每秒完成的工作循环个数为
因为一个工作循环对外做功2次,所以对外做功的次数为
即该汽油机每秒对外做功40次。
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14.4 跨学科实践:制作简易热机模型
参考答案
基础概念知识点1
1.内能;内;机械;蒸汽机;汽油机;柴油机
2.吸气冲程;压缩冲程;做功冲程;排气冲程;做功;内;机械;压缩
简易热机模型知识点2
1.B
2.C
3.C
4.C
5.C
6.C
7.B
8. 热传递 机械 保持不变
9.内能 做功
10.增加 做功
11. 机械 做功
12.机械
13. 降低 做功
14.C
15.C
16.B
17.D
18.增大 压缩 10
19.减小 做功 900 不变
20.(1)内 机械 (2)做功
21.内能 做功
22.做功
23.乙醇 相同 乙醇蒸汽推动风车叶片转动的转速比水蒸气推动的慢
24.(1)温度计示数 转换法 (2) 内 机械 做功
25.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
26.熔化 汽化 小水滴 压缩 喷出的水 飞行时间
27.(1) 内 机械 (2)牵引力 (3)A (4) (5)0.04 A
28.(1)机械 (2)增大牵引力 (3)5000 (4)9.2×107 (5)做功 40
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14.4 跨学科实践:制作简易热机模型
目 录
A组 巩固过关
知识点1:基础概念
知识点2:简易的热机模型
B组 能力进阶
C组 思维拔高
基础概念知识点1
1.热机是利用____做功的机械,工作时将____能转化为____能。常见的外燃机有______,常见的内燃机有_______和________,是现代汽车中最常用的热机类型。
2.内燃机的一个工作循环由四个冲程组成,分别是________、_________、_________和_________ ,其中只有____冲程对外做功,将______能转化为______能,______冲程则将机械能转化为内能。
简易热机模型知识点2
1.(25-26九年级上·山西运城·期末)科技小组用饮料瓶制作水火箭,先在瓶里装适量水,然后将带有阀门的金属管插入瓶塞,旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气(如图);打开阀门后,水从尾部的金属管向下喷出,水火箭向上飞向空中。瓶内气体压强增大的过程相当于汽油机的( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
2.(25-26九年级上·河北石家庄·期末)如图所示,用塞子塞紧瓶口,再用打气筒向瓶内打气,当瓶内气压达到足够大时,塞子从瓶口冲出。下列关于瓶内气体的说法,正确的是( )
A.向瓶内打气,是通过热传递的方式改变瓶内气体内能
B.向瓶内打气,气体对外界做功,气体内能增加
C.塞子从瓶口冲出,气体内能转化为塞子的机械能
D.塞子被气体冲出,与四冲程汽油机压缩冲程能量转化相同
3.(25-26九年级上·湖北黄石·期末)如图是某同学制作的简易热机模型,水蒸气喷出驱动风车转动的过程,与四冲程汽油机的哪一个冲程的能量转化相似?( )
A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气
4.(25-26九年级上·广东珠海·期末)走马灯底部蜡烛如图所示,扇叶在热空气的驱动下转动起来,其原理与下面汽油机的哪个冲程相似( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
5.(25-26九年级上·山东济南·期末)如图所示,“脚踏冲天炮”是一种深受大家喜爱的户外玩具。发射时,需要先用脚使劲踩踏气泵,泵内气体被压缩,松开脚后气泵内的气体推动泡沫“火箭”向上飞出。气体推动泡沫“火箭”升空的过程相当于下列的哪个冲程( )
A. B. C. D.
6.(25-26九年级上·福建三明·期中)如图所示的“汽油机模型”实验中,将适量的酒精喷入筒内,用橡胶塞塞住筒口,电火花点火,观察到橡胶塞跳出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
7.(25-26九年级上·安徽亳州·期中)如图甲所示,在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。如图乙所示,用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上,将点燃的点火枪靠近易拉罐底部的小孔,纸杯就会“向前”飞去。下列说法中错误的是( )
A.酒精的热值与质量无关
B.纸杯飞出去后在惯性的作用下继续向前运动
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做功冲程相同
8.(25-26九年级上·陕西榆林·期末)如图是小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的玻璃容器安装在“船体”上,用蜡烛对玻璃容器底部加热,一段时间后铜管会向右喷蒸汽,“蒸汽船”就向左行驶。蜡烛对玻璃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。当铜管向右喷蒸汽时“船体”向左运动,该过程将内能转化为________能,该过程中能量的总量________。
9.(25-26九年级上·辽宁抚顺·阶段检测)塑料瓶是一种常见的生活物品,空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下,小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气,如图所示。当气压达到一定程度时,瓶盖飞出,气体的_____转化为瓶盖飞出去的机械能,这一过程与内燃机_____冲程的能量转化情况相同。
10.(25-26九年级上·河南焦作·期末)碳酸饮料易拉罐的拉环断掉很难打开,如图所示,可用笔尾在罐口旁快速摩擦,易拉罐开口处就可以“炸开”。摩擦时,易拉罐内气体内能_____(选填“增加”“减少”“不变”),气压变大;“炸开”过程的能量转化与四冲程汽油机的_____冲程相同。
11.(25-26九年级上·河北邢台·期末)如图所示,这是常见的气压式玩具水枪的储水罐。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。在水喷出的过程中,储水罐中气体的内能转化为水的______能,其能量转化与四冲程内燃机的______冲程相同。
12.(25-26九年级上·安徽马鞍山·期末)小明制作了一艘“噗噗”船,其结构如图所示。启动前,先注入些水到蒸汽室,当蒸汽室的水被蜡烛火焰加热,随着水温升高,产生的水蒸气从管口喷出,发出“噗噗”的响声,船也会在水池中向前移动,此过程和汽油机的做功冲程能量转化情况相同,水蒸气的内能转化为船的_______能。
13.(25-26九年级上·河南驻马店·期末)如图所示,瓶中装少量的水,水上方有水蒸气,塞紧瓶塞,用打气筒向瓶内打气,看到瓶塞从瓶口跳起。瓶塞跳出时,瓶内气体温度_________(选填“升高”“不变”或“降低”),此过程相当于汽油机的_________冲程。
14.(25-26九年级上·四川内江·期末)如图甲所示,是小明用易拉罐制作的一辆小车,往易拉罐内喷入一些酒精并点燃后,小车就会向前行驶。如图乙所示是汽油机的四个冲程,其中与甲图中小车行驶时能量转化相同的是( )
A. B. C. D.
15.(25-26九年级上·广东广州·阶段检测)小明用可乐瓶制作了一个“小火箭”,通过打气筒压缩“小火箭”中空气的方式发射,如图所示,与空气推动“小火箭”升空过程的能量转化情况相同的冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
16.(25-26九年级上·山东德州·期中)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,用力迅速拧成图示状态时,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,瓶内气体的内能增加
B.瓶盖弹出前,拧瓶子的过程与汽油机的做功冲程类似
C.瓶盖被弹出时,瓶内压缩气体的内能转化为瓶盖的机械能
D.瓶盖被弹出时,气体内能减小,温度降低,瓶内出现白雾
17.(25-26九年级上·山西晋中·期末)如图所示,用酒精灯给试管中的水加热,水温上升,直至沸腾一段时间后,会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是( )
A.试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的
B.橡皮塞冲出后,试管中的水继续沸腾且吸收热量,温度升高
C.水蒸气对橡皮塞做功,水蒸气的内能不变
D.水蒸气对橡皮塞做功,其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
18.(25-26九年级上·广东茂名·期中)物理课上,李老师演示了如图所示的实验。他把活塞迅速压下去,观察到硝化棉燃烧,硝化棉燃烧是由于做功使管内空气的内能________(选填“减小”或“增大”)。这与四冲程柴油机的________冲程相同。若某柴油机的转速为1200r/min,则在1s内这台柴油机对外做功________次。
19.(25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测)如图所示为气泡机,主机让高压二氧化碳气体快速冲出,此时二氧化碳气体体积膨胀,内能___________(选填“增大”“减小”或“不变”),打入水瓶内的饮料从而制出冰凉气泡饮料,此过程中的能量转化过程与汽油机的___________冲程相同。若某汽车的汽油机的飞轮转速为1800r/min,则该汽油机每分钟完成___________个工作循环。当汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时汽油的热值将___________(“变大”、“不变”或“变小”)。
20.(25-26九年级上·广西钦州·期中)轩宇是班里的小发明家,刚刚学了热机的他,制作了如图所示的模型,他在透明塑料盒的底部钻一个孔,把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中,打开塑料盒盖,向盒内滴入数滴酒精,再将盒盖盖紧,然后揿动电火花发生器的按钮……
(1)在此过程中,酒精燃烧后产生的________能转化为盒盖的________能。
(2)汽油机工作过程中的________冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。
21.(25-26九年级上·湖北孝感·期中)如图是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型,在铜制容器中盛一定量的水后将其安装在“船体”上,用蜡烛对铜制容器底部加热,一段时间后铜制容器内水温升高产生蒸汽,铜管会向右喷出蒸汽,“蒸汽船”就会向左行驶。“蒸汽船”模型工作过程的能量转化是:化学能→___________→机械能。这个过程能量转化与四冲程汽油机的___________冲程类似。
22.(25-26九年级上·安徽合肥·期末)小川制作的汽轮机模型如图所示,在试管中装入适量的水,用酒精灯加热,水沸腾后产生的蒸汽冲击叶轮使其转动。这一过程与汽油机的___________冲程作用相似。
23.(25-26九年级上·云南曲靖·期中)热机是人们获得动力的重要机械,例如燃油汽车中的汽油机、大型轮船使用的柴油机或汽轮机、有些飞机使用的喷气发动机等。热机在生产生活中非常重要,为了更好地了解热机的工作原理,某小组制作一个热机模型。在测试模型的过程中,有同学提出如果换用乙醇蒸气来驱动风车,效果是否会优于水蒸气,于是用如图所示装置进行实验。在桌面上点燃酒精灯,然后分别加热一支悬挂着的装着水的试管,在试管口放一个风车,将水加热至沸腾,使水蒸气喷到风车叶片上;接下来的操作是应换用装有__________的试管,用_________(选填“相同”或“不同”)的酒精灯加热至乙醇沸腾,使乙醇蒸气喷到风车叶片上。对比两种蒸气推动风车叶片转动的转速,若_________________________________,则说明用乙醇蒸气驱动风车的效果不如水蒸气驱动风车的效果。(注:本实验选用的乙醇浓度为15%,不易燃,不易爆炸)
24.(25-26九年级上·山西临汾·阶段检测)为了探究物体内能变化与做功的关系,某小组同学利用气压式喷雾器、数字式温度计、小风扇等进行实验,如图所示。
(1)该实验通过_________的变化来反映气体内能的变化,这里所运用的物理研究方法是_________;
(2)图丙中,打开喷嘴处的阀门,迅速放出喷雾器内一部分气体时,喷雾器前的小风扇转动,此时气体的___________能转化为风扇的___________能,与四冲程内燃机的___________冲程相同。
25.(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
26.(2024·广东·二模)我国航天技术已达到世界领先水平。在跨学科实践课上,某小组开展了“制作火箭模型”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成下列内容:
(1)了解火箭的相关知识:2024年4月25日,搭载神舟十八号载人飞船的“长征二号F”火箭点火发射。如图甲所示,火箭刚发射时,高温火焰向下喷射到发射台的地面,发射台遇到这样的高温容易发生________。为了保护发射台,在发射台底建了一个大水池,让火焰喷射到水中,利用水的________来吸收大量的热量(前两空均填物态变化)火箭升空的瞬间,伴有庞大白色气团实质是________(选填“小水滴”“烟雾”或“水蒸气”)。
(2)制作并发射:火箭模型小组的同学制作了水火箭并进行发射,如图乙,图丙是其结构示意图,对水火箭打气,打开阀门,水向下喷出,水火箭一飞冲天。使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的__________冲程相同,使水火箭上升的施力物体是__________(选填“地球”或“喷出的水”)
(3)项目评估:各个小组制作好了“水火箭”后开展飞行比赛,发现“水火箭”在竖直方向飞行上升的高度不容易测量。同学们讨论后认为可以通过测量__________来评选出“最佳飞行奖”。(写出一种方法即可)
27.(25-26九年级上·广东佛山·阶段检测)阅读短文,回答问题。
汽车发动机
发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料,使活塞在气缸中往复运动,一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程,汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积,它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离冲程长度。如果发动机有若干个气缸,所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量,实际汽车往往采用多缸发动机。
如图所示发动机有4个汽缸图中标注1、2、3、,通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
(1)汽油机工作时燃料燃烧,将化学能转化为______能再转化为______能。
(2)若汽车发动机以恒定功率输出,在爬坡的时候减慢车速,______就会增大。
(3)四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中,4号汽缸所处的冲程是______。
A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气
(4)若一个汽缸排量为V,燃气对活塞的平均压强为p,则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为______用字母表示。
(5)当发动机转速为时,则发动机每个工作循环所需要的时间为______s;设做功冲程燃气对活塞的平均压强是,发动机排量为,则发动机转速为时,该轿车的输出功率P与发动机排量为的关系式为______。
A. B. C. D.
28.(25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测)阅读短文,回答问题。
科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后,会把水注入气缸,使水瞬间变成水蒸气,从而带动活塞运动,产生第五冲程,为汽车提供动力,第六冲程让水蒸气排放到冷凝器,变成可再次注入气缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高,“六冲程引擎”发动机比传统四冲程发动机效率可提高40%,在一定程度上能够缓解如今由于能源供应短缺而导致的能源危机。
(1)汽油机在做功冲程里,高温、高压的燃气推动活塞向下运动,对外做功,同时将内能转化为______能;
(2)若汽车发动机以恒定功率输出,在爬坡的时候减慢车速,目的是______;
(3)一台单缸四冲程汽油机的曲轴转速是1200r/min,若每次做功为500J,则汽油机的功率为______W;
(4)测试人员驾驶该车在平直公路上匀速直线行驶0.25h,观察仪表盘,发现这段时间内汽车消耗燃油2kg,车速为50km/h,若这些燃油完全燃烧,则放出的热量为______J(燃油的热值为);
(5)“六冲程引擎”发动机第五冲程相当于四冲程汽油机的______冲程;如果这种单缸六冲程内燃机飞轮转速是3600r/min,则该汽油机每秒钟对外做功______次。
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