2.3 跨学科实践：保护地球家园 学练案 2026-2027学年教科版九年级上册物理

该初中物理导学案围绕“保护地球家园”跨学科实践展开，核心知识点涵盖热机对环境的影响（大气、噪声、热污染）、碳达峰与碳中和国家战略、个人低碳行动，通过热机污染现象导入，连接热机原理前序知识，搭建从物理概念到环保实践的学习支架。 资料特色在于设计跨学科实践任务，如撰写热机影响小论文、拟订个人低碳指南等，培养科学探究能力，结合政策解读与情境化习题，强化能量观念等物理观念，渗透科学态度与责任，助力学生将物理知识转化为环保行动。

2.3跨学科实践：保护地球家园 知识点一：我们面临的困扰 1．热机对环境的影响：（1）大气污染；（2）噪声污染；（3）热污染（热岛效应）。 知识点二：国家发展战略 中国在2020年9月22日第七十五届联合国大会一般性辩论上提出，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。碳达峰和碳中和的实施，对于有效减少人类对大气二氧化碳浓度的影响，进一步控制气候变化的进程具有重要意义。 “碳达峰”是指二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后开始下降。它标志着某个国家、地区或全球的二氧化碳排放量达到顶峰，是温室气体排放量由增转降的历史拐点，意味着经济发展由高耗能、高排放向清洁低能耗模式的转变。达到碳达峰的关键是减少和控制二氧化碳排放，推动向低碳经济模式转型，可采取使用清洁能源、提高能源效率等各种减排措施。 “碳中和”是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。也就是说，在某个国家或地区，二氧化碳排放量减少到零，或是通过采取碳抵消措施使其总的二氧化碳排放量相抵消，从而实现净零排放。常见的碳抵消措施包括种植树木、进行碳捕集和储存技术等。但实现碳中和并非易事，需要同时减少排放量和增加负担能力，采取全球合作和整体系统性的措施。 知识点三：保护地球从我做起 1．了解所在区域的空气质量状况，并调查热机的使用是否影响空气质量，撰写一篇小论文。 2．从出行、饮食、购物、用水用电等多方面考虑，拟订属于自己的《个人低碳生活行为指南》。 3．轮胎、外形、车辆自重、发动机工作模式……，哪些方面会影响汽车发动机的效率？查阅资料进行了解，完成一篇报告。 1. 使全球气候变暖趋势的一种物理现象叫温室效应，近年来由于人类大量燃烧煤、石油等燃料排放出大量的 ，谈谈你减缓温室效应的一种有效措施： 。（一条即可） 2. 温室效应会导致全球气候变暖，下列获取电能的途径会加剧温室效应的是（　　） A．火力发电 B．水力发电 C．风力发电 D．核能发电 3. 改善空气质量，创造更加适宜的居住环境成为当务之急。以下措施不利于改善空气质量的是( ) A. 加快煤改电、煤改气，多使用清洁能源 B. 改进消烟和除尘装置，提高热机的性能 C. 禁止秸秆露天焚烧，加强秸秆综合利用 D. 提倡使用一次性发泡塑料餐具和塑料袋 4. 汽车的发动机大多数是内燃机，内燃机是热机的一种。下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是( ) A. 热机排出的尾气没有内能 B. 随着科技的进步，热机的效率能达到100% C. 热机的大量使用会造成环境污染 D. 汽油机的压缩冲程是将内能转化为机械能 5. 我国北方地区冬季用燃煤取暖所造成的大气污染，越来越引起人们的关注。现在有些家庭已经改用燃油取暖，以降低对大气的污染。小明家的住房面积约110m2 ，若将住房的门窗关闭好，用燃烧柴油来取暖，并使室温升高10℃，已知柴油的热值为4.3×107J/kg ，空气的密度约为1.3kg/m3，空气的比热容为1.0×103J/(kg⋅℃) ，若散失到室外的热量占50% ，所需的柴油约为( ) A. 0.01kg B. 0.1kg C. 1kg D. 10kg 6.现代生活离不开热机，请你完成下面围绕“热机”展开的一些问题。 （1）如图是一种四缸四冲程汽油机，通过连杆把四个汽缸的活塞连在一飞轮上。各个汽缸的做功冲程错开，可以使发动机运转时更平稳。在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别处在吸气、压缩和______冲程。 （2）单缸汽油机做功冲程中飞轮的转速比其他三个冲程____，所以飞轮转速是不稳定的，因此发动机运转就不平稳。实际生活中的汽车往往采用多缸发动机，一般情况下____（填“三”或“四”）缸发动机工作时更平稳。 （3）提高热机的效率可以降低成本、节约能源，减小对环境的污染，下列选项中能提高热机效率的有____。 A.用热值大的燃料 B.多添加一些燃料 C.减少机械摩擦 D.让燃料尽可能完全燃烧 7.阅读短文，回答问题。 城市热岛效应 如今的人们会感觉城市的温度高于郊区，这就是常说的城市热岛效应。城市热岛效应的主要原因：一是工厂、交通工具、电气设备和人群等放出大量的热量；二是建筑群、马路中的石头等，在日照下温度上升较快；三是城区内自然水域的面积小，水的蒸发少，降温作用弱；四是城区内楼群林立，难以形成空气对流。为了改善城市的居住环境，人们应采取一些有效的措施，例如植树造林，提高资源利用率，更多地利用太阳能、水能、风能等。 （1）在我国，随着轿车大量的走进家庭，热污染更加严重。小白同学阅读了某型号汽车的相关资料，绘制了其汽油机的能量流向图，如图所示，根据给出的信息，该汽油机的效率为____% ，汽油的热值为4.6×107 J/kg，若该汽油机内汽油能完全燃烧，则燃烧2 kg 汽油能放热__________J，这些热量通过该汽油机转化的有用功为_____________J 。该汽车行驶时发动机产生的牵引力是F，则完全燃烧质量为m 的汽油，能使汽车前进的距离为s=_____（用已知量和给出的物理量的符号表示，汽油的热值在本小题中用q 表示， 热机效率用η 表示）。 （2）建筑群、马路中的石头的________小，与质量相同的水相比，在相同的日照条件下温度上升更明显。 （3）城区某处采用风能、太阳能路灯照明，太阳能电池板将______能转化成______。 （4）请结合能量流向图谈一谈如何有效地利用能量，减少热量的损耗。 8. 世界内燃机大会于2024年4月20日在天津开幕，本届大会发布了中国内燃机行业的最新技术成果——全球首款热效率为53.09% 的柴油机，进一步推进高效、低碳、环保内燃机发展。如图所示是一台四冲程内燃机的示意图，已知活塞横截面积S=5×10−4m2 ，活塞在压缩冲程移动的距离为0.1m，相当于2×103N 的恒力使活塞移动相同的距离，压缩气体传递给汽缸的热量为25J。 （1）求压缩过程中活塞对气体做的功。 （2）求汽缸内气体内能的变化量。 （3）求压缩过程中活塞承受的压强。 （4）热机效率是衡量汽车发动机性能的关键指标，为使内燃机效率进一步提高，请结合内燃机四个冲程工作特点，提出一条提升效率的合理化建议。 学科网（北京）股份有限公司 $