2.3 跨学科实践：保护地球家园&阶段训练（二）-【学海风暴】2026-2027学年九年级全一册物理同步备课（教科版·新教材）

3 跨学科实践 实践项目解读 一、我们面临的困扰 1.火力发电厂获得电能的同时，燃烧形成 的污染物给环境带来了压力。 2.汽车排放的废气会对环境产生较大的 热污染，成为城市热岛效应的元凶之一。其发 出的噪声也是危害人们身心健康的公害之一。 3.热机排出的二氧化碳所引起的额外温 室效应，对地球表面的热平衡有较大影响。 二、国家发展战略 1.通过技术革新，降低燃料使用过程中带 来的负面影响。 2.不断提高燃煤效率，建立清洁煤电供应 体系。 3.利用绿色能源，研究和开发低能耗、少 污染的高性能动力机械，控制和减少污染。 三、保护地球从我做起 选择适合自己的课题，通过实践活动形成 成果，与同学分享。 已实践专项训练 1.随着生活水平的提高，人们越来越重视热机 对环境的污染问题。热机对环境的污染主要 有 污染、 污染和大 气污染。 2.下列关于热机和环境保护的说法，正确的是 ( A.热机的大量使用会造成环境污染 B.所有的热机都是用汽油作为燃料 C.汽车排出的尾气都是有毒气体 D.热机所产生的噪声，可以被热机上的消音 器完全消除 3.阅读短文，回答问题。 热岛效应，指由于人为原因，改变了城 九年级物理JK版 :保护地球家园 市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素， 进而引起的城市小气候变化现象。该现象 属于城市气候最明显的特征之一。由于城 市化的速度加快，城市建筑群密集，柏油路 和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的 吸热率和更小的比热容，使得相同的日照情 况下，城市地区升温较快，造成了同一时间 城区气温普遍高于周围的郊区气温。高温 的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋 大海中的岛屿，人们把这种现象称为城市热 岛效应。在热岛效应的作用下，城市中每个 地方的温度并不一样，呈现出一个个闭合的 高温中心。在这些高温区内，空气密度小， 气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周 围各种废气和有害气体不断对高温区进行 补充。在这些有害气体作用下，高温区的居 民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。 (1)城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛 效应起着十分可观的作用，这主要是利用了 水的 的特性。 (2)解决城市大气热污染的首要办法是增大 蒸发量，受城市安装条件的限制，采用喷雾 系统是一种高效且经济的办法，这是利用了 水 (填物态变化名称)有 (选填“吸热”或“放热”)的作用。 (3)研究表明，现在城市机动车保有量越来越 大，机动车也是造成热岛效应的因素之一。 以四冲程发动机汽车为例，回答下列问题： ①实现机械能转化为内能的是 冲程；实现内能转化为机械能的是 冲程。 ②在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过 的方式增加物体的内能。 阶段训 （范围：2. 一、填空题 1.歼-20战斗机是我国自主研发的隐形战斗 机。它的油箱能装10吨燃油，歼-20的发动 机是 (选填“电动机”或“热 机”)，工作时将 能转化成机 械能。 2.(2025一2026赣州信丰期中)家用燃油小汽 车的发动机是把内能转化为 能的装置。下列图片所示的是四冲程汽油 机的工作原理图，其中图 是压缩 冲程。 B D 3.某同学利用塑料瓶制作的“水火箭”如图甲 所示，其原理是压缩空气使水从“水火箭”尾 部向下喷出，推动“水火箭”飞向空中。往 “水火箭”里打气相当于图乙中 (选填“A”或“B”)所示的内燃机冲程。若某 汽油机的转速为3600r/min,则1s内该汽 油机可以对外做功 次。 甲 乙 4.图甲是联合收割机收割作物的场景，该收割 机内部发动机的能量流向如图乙所示。各种 形式的内能损失中，损失内能最多的是 的能量。已知该收割机以柴油 作为燃料，某次收割过程中发动机做的有用 练（二） 12.3) 功为2.58×10J,则此过程共消耗 kg的柴油。(q柴油=4.3×10J/kg) 20% 发气 带走 机件 内 00%散热及有用功40% 能 其他 10% 二、选择题 5.(2025广元，有改动)端午节，小梅随爸爸妈 妈乘车先去加油，随后回老家看望爷爷奶 奶。下列说法正确的是 () A.刚一进门，粽香扑鼻而来，表明分子在不 停地做无规则运动 B.水常作为小汽车发动机的冷却剂，是因为 水的热值大 C.小汽车内燃机的压缩冲程，将内能转化为 机械能 D.小汽车内燃机的曲轴转动一周，对外做功 一次 6.涡轴-9是我国完全自主研发的航空涡轴发 动机，其大致工作过程是：空气通过进气道 进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与 燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高 温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。 下列关于该发动机工作过程的说法，正确的 是 A.高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能 转化为内能 B.燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C.压气机压缩空气，空气的内能减小 D.燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机的效率 越高 全一册第2章 7.(2025一2026赣州赣县区期末)以下为某单 缸四冲程汽油机工作示意图。下列说法正 确的是 丙 A.一个完整工作循环的顺序是乙、丁、甲、丙 B.甲冲程是压缩冲程 C.乙冲程中吸入的工作物质只有空气 D.丁冲程发生的能量转化是内能转化为机 械能 8.热机的效率是热机性能的重要指标。国产某 发动机的效率为37%，国外某发动机的效率 为33%。如果上述两款发动机工作时汽油均 完全燃烧，则下列表述正确的是 A.国产发动机消耗1kg汽油获得的有用功 更多 B.国产发动机消耗1kg汽油释放的内能更多 C.国产发动机消耗1kg汽油散失的内能更多 D.国产发动机工作时消耗的燃料一定更少 9.(多选)汽车是现代生活中常见的一种交通工 具。图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及其 能量流向图。下列有关说法正确的是() 废气带走的 机械散热 克服摩擦耗能30% 能量36% 耗能6% 有用 机械能 燃料完全燃烧释 放的能量100% 乙 A.图甲是压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做 功，气体的温度升高 B.由图乙可知该汽油机的效率是28% C.汽车尾气中的“汽油味”越浓，燃料燃烧得 越不充分，这会降低燃料的热值 26 九年级物理JK版 D.为节能，冬天汽车都会利用尾气中的余热 给车内供暖，该举措大大提高了该汽油机 的效率 三、计算题 10.小明家购置了一辆新能源轿车。假期，全 家驾车从泗水到济南游玩。爱钻研的小明 收集了下表所示的相关数据，轿车在高速 公路上匀速行驶90km所用的时间为1h。 轿车的质量/kg 1050 车轮与地面接触的总面积/m2 0.15 泗水到济南的距离/km 170 行驶20km消耗的天然气/m 2 匀速行驶时的牵引力/N 2000 (1)求轿车（空载）停放在水平地面时对地面 的压强。(g取10N/kg) (2)求1h内轿车的牵引力做功的功率。 (3)已知该轿车所用的天然气的热值是 4.0×10J/m3,则从泗水到济南轿车发动 机的效率是多少？m金= Q做 1.26×103J c金金0.42×103J/(kg·℃)×(108℃-48℃) =0.05kg=50g (2)根据Q做=Q限=cm(1一t。)可得，该液体的比热容 Q级 1.26×103J c=m-1o)=0.1kgX48C-45℃=4.2× 103J/(kg·℃) 所以该液体是水。 (3)若该液体再吸收2.52×10J的热量，则该液体升 高的温度 2.52×101J △1升= cm-4.2×10J/(kg·℃)X0.1kg =60℃ 所以该液体的末温t*=48℃十60℃=108℃ 在1个标准大气压下，水的沸点为100℃，所以该液体 的末温为100℃。 4.解：(1)该汽车对地面的压力F=Ge=m。g= (13000kg+3000kg)×10N/kg=1.6×105N 该汽车对地面的压强 F1.6×105N p=s=0.4m2 =4X105Pa (2)因为汽车做匀速直线运动，所以该汽车的牵引力 F'=f=0.01G8=0.01×1.6×103N=1600N 该汽车的牵引力所做的功 W=F's=1600N×400m=6.4×105J 该汽车的功率P= w6.4×103J=1.6×10w t 40s (3)天然气完全燃烧放出的热量 Qt=mq=0.025kg×6.4×10J/kg=1.6×10°J 该汽车发动机的效率 W 1一Q ×100%=6.4×10 ×100%=40% 1.6×10J1 5.解：(1)汽油的质量 m=pV=0.75×103kg/m3×1.6×10-3m3=1.2kg 汽油完全燃烧放出的热量 Qt=mg=1.2kg×4.5×10J/kg=5.4×10J _W有避×100% (2)因为汽油机的效率为20%，根据7=Q成 可得，该汽车在行驶过程中做的有用功 W有用=7Q数=20%×5.4×10？J=1.08×10'J (3)该汽车行驶的路程s=3km=3×103m 根据W=Fs可知，该汽车受到的牵引力 F=W=,08X102J-3.6X10N 3×103m 因为该汽车匀速行驶，受力平衡，所以该汽车受到的 阻力等于牵引力，即f=F=3.6×103N 6.解：(1)发动机所做的功W=PL=20×103W×2300s =4.6×103J (2)消耗的汽油完全燃烧放出的热量 w_4.6×102」=1.84×10J Q效= 25% 消耗汽油的质量m= -Q做_1.84×108J 94.6×10J/kg =4kg 3跨学科实践：保护地球家园 巴实践专项训练 1.热噪声 2.A 3.(1)比热容大(2)汽化吸热(3)①压缩做功 ②做功 阶段训练（二） 1.热机内2.机械A 3.A30【解析】图乙A中两个气门均关闭，活塞向上 运动，为压缩冲程；图乙B中两个气门均关闭，活塞向 下运动，火花塞产生电火花，为做功冲程。往“水火 箭”里打气时，外界对瓶内空气做功，将机械能转化为 内能，瓶内空气的内能增大，温度升高，相当于内燃机 的压缩冲程。汽油机的转速为3600r/min,则飞轮每 秒转60圈，汽油机每秒对外做功30次。 4.废气带走15【解析】由图乙可知，废气带走的能量 占比为100%一20%一40%一10%=30%，所以在各 种形式的内能损失中，废气带走的能量最多。由图乙 W有粗×100%可 可知，发动机的效率为40%：由7=Q数 得，燃料燃烧放出的总能量Q做= W有用=2.58×10」 40% =6.45×10°J:由Q数=m索描9柴油可得，柴油的质量 =Q枚=6.45×10J q案描4.3×107J/kg =15kg。 5.A6.D 7.A【解析】甲中进气门、排气门均关闭，活塞向下运 动，是做功冲程，B错误。乙中进气门打开，排气门关 闭，活塞向下运动，是吸气冲程，吸入汽缸的是汽油和 空气的混合物，C错误。丙中进气门关闭，排气门打 开，活塞向上运动，是排气冲程；丁中进气门、排气门 均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，压缩冲程中机械 能转化为内能，D错误。四个冲程正确的工作顺序是 乙、丁、甲、丙，A正确。 8.A 9.AB【解析】由图甲可知，两个气门关闭，活塞上行，为 压缩冲程，活塞对汽缸内的气体做功，机械能转化为 内能，气体的温度升高，故A正确。热机效率是指热 机所做有用功与所用燃料完全燃烧放出的热量之比。 由图可知，有用机械能所占比例为100%一36%一 30%一6%=28%，即该汽油机的效率为28%，故B正 确。热值是燃料本身的一种特性，只与燃料种类有 关，和燃料的质量、放出热量的多少、燃烧是否充分、 温度高低等都无关，故C错误。利用尾气中的余热给 车内供暖，该举措可以提高能量的利用率，但不能提 高汽油机的热机效率，故D错误。 10.解：(1)轿车（空载）对水平地面的压力 F=G=mg=1050kg×10N/kg=1.05×10N 轿车（空载）对水平地面的压强 F1.05×10'N p=s=0.15m2 =7X103Pa (2)轿车的牵引力所做的功 全一册详解详析 5△ W=F拿s=2000N×9×10*m=1.8×108J 轿车的牵引力做功的功率 P=W-18X10 3600s =5×10W=50kW (3)根据表中数据可知，从泗水到济南消耗的天然气 的体积V=2x170 20m3=17m 消耗的天然气完全燃烧放出的热量 Q做=Vg=17m3×4.0×10J/m3=6.8×10°J 牵引力所做的功 w'=Fs'=2000N×1.7×105m=3.4×10J 轿车发动机的效率 W n一Q ×100%=3.4×10*J 6.8x10°X100%=50% 本章培优方案 ®教材图片在线 ①化学②内③内④机械⑤飞出去⑥“白气” ⑦内⑧机械⑨吸气⑩压缩①做功②排气 ⑧做功@能量⑤两⑥一次⑦有用功⑧完 全燃烧⑧有用功④废气 恩A层基础训练 1.乙402.做功机械 3.热值40%【解析】用偏二甲肼做导弹的液体燃料， 是因为它的热值大，相同质量的燃料，热值大的完全 燃烧后能释放更多能量。2×103kg偏二甲肼完全燃 烧时放出的热量为Q数=mq=2×103kg×4.5× W 10J/kg=9×10J,发动机的效率为7=Q -×100% =3.6X100J×100%=40%. 9×1010J 4.D5.B DB层提升训练 1.做功机械能 2.200.72【解析】飞轮每分钟转2400转，则每秒钟 转40转，每秒对外做功20次。每次对外做功115J, 则每秒对外做功W=20×115J=2300J,1小时对外 做功W'=3600×2300J=8.28×10°J。汽油机的效 w' 率为25%，汽油完全燃烧放出的热量Q散= 8.28×10」=3.312×102J,消耗汽油的质量m= 25% Qt3.312×10J 4.6×10J/kg =0.72kg。 9汽油 3.B 4.B【解析】图甲中火花塞点火，活塞下行，是汽油机的 做功冲程，将内能转化为机械能：图乙中两个气门关 闭，活塞上行，是压缩冲程，将机械能转化为内能；图 丙中将活塞下压，与压缩冲程的能量转化相同：图丁 中压缩气体对外做功，内能转化为机械能。故A、C、D 错误，B正确。 5.BCD【解析】热机在工作过程中存在各种形式的能 量损失，故热机的效率不可能达到100%，A错误。以 相同的速度行驶相同的路程，其运动时间相同，而型 6 九年级物理JK版 号相同，故功率相同，由公式W=P1可知，所做的有 用功相同，从而可知，耗油量小的小汽车效率高，B正 确。热机要正确使用、注意保养，可以减少能量的损 耗，故可提高效率，C正确。废气的温度很高，带走的 热量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的 重要措施，D正确。 ③家庭实践空间 (1)内机械做功(2)减小火柴的质量（或增加发 射筒内红磷的质量) 第3章 简单电路 1电现象 )课内基础闯关 1.电子异 2.正负【解析】异种电荷相互吸引，同种电荷相互排 斥。已知乙带负电，甲、乙相互吸引，可知甲带正电； 甲、丙相互排斥，可知丙带正电：丙、丁相互吸引，可知 丁带负电。 变式C【解析】甲和乙互相吸引，根据异种电荷互相 吸引和带电体具有吸引轻小物体的性质可知，乙可能 带负电，也可能不带电：根据同种电荷互相排斥可知， 丙一定带正电。故C正确。 3.乙左 4.D【解析】M、N的金属球通过金属棒连接后，N所 带的负电荷经金属棒流向M,故电子从N转移到M, A错误。产生的是瞬时电流，无法始终存在，B错误」 在金属棒中，负电荷由N流向M,所以金属棒中的电 流从M流向N,C错误。M得到电子后，所带正电的 电荷量减少，则金属箔张开的角度变小，D正确。 ②课外拓展提高 1.摩擦起电同种电荷互相排斥 2.吸引轻小物体同种电荷互相排斥 3.异种吸引轻小物体 4.B5.D 6.AD【解析】由于摩擦起电，塑料板与丝绸摩擦后，塑料 板会带有电荷，A正确。摩擦起电并不是创造了电荷，它 实质上是电子从一个物体转移到另一个物体上，B错误。 两个相互摩擦的物体所带的电荷是异种电荷，C错误。 因为带电体能吸引轻小物体，所以在平放的塑料板上均 匀撒上木屑时，塑料板上的带电区域就会把木屑吸住，从 而留下一颗由木屑组成的爱心，D正确。 ©核心素养提升 A【解析】因为餐巾纸束缚电子的能力比塑料吸管束 缚电子的能力弱，因此用餐巾纸摩擦塑料吸管A时， 吸管A得到电子而带负电：丝绸束缚电子的能力比玻 璃棒束缚电子的能力强，因此用丝绸摩擦玻璃棒B 后，玻璃棒B带正电。由于同种电荷相互排斥，异种 电荷相互吸引，因此A、B相互吸引。 2电路 ©课内基础闯关 1.开关用电器2.A3.B4.C5.B