2.3 跨学科实践：保护地球家园（分层作业）物理新教材教科版九年级上册

**基本信息** 以“保护地球家园”为主题，通过A（基础）、B（提升）、C（拓展）三层设计，实现从热机基础到新能源应用的知识进阶，强化能量观念与环保责任。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A基础达标|热机原理、环境污染、热值概念|选择题为主，直接考查基础知识点，如热机污染判断| |B能力提升|热机效率计算、能量流向分析|多选题与计算题结合，需综合应用公式，如氢燃料放热计算| |C拓展培优|新能源技术、跨学科实践|结合科技情境，如氢燃料无人机，考查复杂问题解决|

2.3 跨学科实践：保护地球家园（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、我们面临的困扰 二、国家发展战略 三、保护地球从我做起 四、实践活动评价 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、我们面临的困扰 1．（25-26九年级上·山东牡丹区·期中）地球是人类共同的家园，保护地球环境是每个人的天职。下列关于热机和环境保护的说法正确的是（     ） A. 所有的热机都是用汽油作为燃料 B. 热机排出的二氧化碳不会引起额外温室效应 C. 汽车发出的噪声可以通过安装消声器完全消除 D. 热机的大量使用会造成环境污染 【答案】D 【详解】A．热机的种类多样，燃料也不尽相同，例如蒸汽机以煤为燃料，柴油机以柴油为燃料，火箭发动机可使用液态氢等，并非所有热机都用汽油作燃料，故A错误。 B．热机工作时燃烧燃料会排出二氧化碳，二氧化碳是导致温室效应的主要气体之一，会加剧温室效应，故B错误。 C．消声器的作用是减弱噪声，只能降低噪声的响度，无法完全消除噪声，故C错误。 D．热机大量使用时，燃烧燃料会产生有害气体和粉尘，同时伴随噪声污染，这些都会造成环境污染，故D正确。 故选D。 2．（2025·广东惠城区·一模）市场上出现了很多新能源汽车，其中的氢能源汽车选氢作为燃料，这是因为氢的　　　　　较大，另外，氢能源汽车比燃油汽车环保，这是因为燃油汽车的发动机在工作过程中排放的尾气会放出大量的　　　　　（选填“内能”或“热量”），在城市地区容易造成　　　　　效应。 【答案】① 热值    ② 热量    ③ 温室 【详解】[1]氢具有较高的热值，与质量相同的其它燃料相比，完全燃烧放出的热量更多。 [2][3]燃油汽车的发动机在工作过程中，通过排气冲程把废气排出汽缸，废气不仅带走了相当多的热量，还排出大量的有害、有毒物质。其中的二氧化碳加剧了全球的温室效应，使地球气温上升，冰层熔化。 3．（25-26九年级上·吉林双辽·期中）下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（       ） A. 热机排出的尾气没有内能 B. 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. 汽油机的吸气冲程吸入的是空气 【答案】C 【详解】A．热机工作时，排出的尾气带走了大部分内能，故A错误； B．热机工作时燃料可能未完全燃烧、要克服机械间的摩擦做额外功、同时也存在散热损失、并且废气带走大部分能量，所以热机的效率很低，不能达到100%，故B错误； C．热机工作时，燃料燃烧放出的废气会造成环境污染，所以热机的大量使用会造成环境污染，故C正确； D．汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油混合气体，故D错误。 故选C。 4．（25-26九年级上·湖北孝南区·期末）如图是“柴油平板夯机”，它由柴油机（提供动力）、装有水的水箱（为柴油机降温）、夯板等组成。下列说法正确的是（            ） A. 水可以给柴油机降温是因为水的比热容较小 B. 水给柴油机降温时，水的比热容变大 C. 柴油机工作时，将内能转化为化学能 D. 柴油机工作时会造成环境污染 【答案】D 【详解】A．水可以给柴油机冷却降温是因为水的比热容较大，改变相同的温度，相同质量的水比其他液体吸收的热量更多。故A错误； B．比热容是物质的属性，同一物质在一定的范围内比热容不随温度而变化，给柴油机降温时，水的比热容不变。故B错误； C．柴油机工作时，燃烧柴油燃料产生高温高压燃气，将燃料的化学能转化为燃气的内能。故C错误； D．柴油机工作时会排放出尾气，尾气中含有一氧化碳、氮氧化物等污染物，会造成环境污染。故D正确。 故选D。 5．（25-26九年级下·吉林长春榆树）小明家有辆排量为1.6L的汽车。 （1）汽油的热值为，说明1kg汽油　　　　　　　燃烧放出的热量为。 （2）汽车行驶100km油耗约为5kg。若这些汽油完全燃烧，可放出　　　　　　　J热量，燃油汽车产生的　　　　　　　对环境会造成污染。 【答案】（1）完全     （2）①     ② 废气      【详解】(1)小问详解： 根据热值的定义，热值是指单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量。汽油的热值为，是指1kg汽油完全燃烧放出的热量是。 (2)小问详解： 若这些汽油完全燃烧，放出的热量 燃油汽车产生的“废气”对环境造成污染。 二、国家发展战略 6．（25-26九年级上·全国·课后作业）以下关于热机和环境保护的说法，正确的是（　　） A. 热机排出的尾气没有内能 B. 为了实现碳中和，我们应该将热机的效率提高到100% C. 热机只能使用汽油和柴油作为燃料 D. 提高热机的效率有利于节能减排保护环境 【答案】D 【详解】A．一切物体都具有内能，热机排出的尾气有内能，故A错误； B．热机中燃料燃烧释放的能量不可能都来做有用功，因此热机的效率不可能达到100%，故B错误； C．内燃机分为汽油机和柴油机两类，它们分别用汽油和柴油做燃料。内燃机只是热机的一种，除了内燃机还有蒸汽机、汽轮机、喷气发动机等它们不都是用汽油和柴油做燃料的，故C错误； D．热机的效率越高，在做同样功的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染，达到节能减排的目的，故D正确。 故选D。 7．（2026·2025年上学期综合练习物理试卷（一）提高热机效率能缓解能源紧缺问题。下列关于热机效率的说法中，正确的是（     ） A. 热机效率高，就没有环境污染 B. 柴油机的效率一般低于汽油机的效率 C. 减少内部部件间的摩擦可提高热机效率 D. 使用有热机的新能源汽车，热机效率可达到100% 【答案】C 【详解】A．热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，热机效率高只能说明有用功占比高，但热机工作时仍会有废气等产生，还是会有环境污染，故A错误； B．柴油机的压缩比更大，燃料燃烧更充分，所以柴油机的效率一般高于汽油机的效率，故B错误； C．减少内部部件间的摩擦，可以减少额外功的消耗，从而提高用来做有用功的能量占比，即提高热机效率，故C正确； D．热机在工作过程中，不可避免地要克服机械部件间的摩擦做额外功，同时废气也会带走一部分能量，所以热机效率不可能达到100%，故D错误。 故选C。 8．（2026·广西贵港覃塘区·一模）关于热机与环境保护，下列说法正确的是（　　） A. 热机工作过程中能量不守恒 B. 热机的大量使用不会造成环境污染 C. 热机中燃料燃烧放出的能量全部用来做功 D. 改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染 【答案】D 【详解】A．自然界所有能量转化过程都遵守能量守恒定律，热机工作过程也符合能量守恒，A错误； B．热机大量使用，燃烧化石燃料会排放废气、产生噪声，会造成严重的环境污染，B错误； C．热机中燃料燃烧放出的能量，大部分会被废气带走、因散热损耗、克服摩擦损耗，只有少部分用来做功，C错误； D．改进热机性能，提高热机效率，可以有效提高能源利用率，减少污染物排放，D正确。 故选D。 9．（2026·22.1能源利用的现状和面临的挑战）为减缓热机的使用对环境的污染和能源危机，下列措施不可行的是（        ） A. 通过技术改造改变燃烧方式，提高利用率 B. 减少使用煤、石油等燃料 C. 提高热机效率，节省能源 D. 放弃内能的利用，停止使用一切燃料 【答案】D 【详解】A．通过技术改造改变燃烧方式，可以使燃料燃烧更充分，减少能源浪费和污染物排放，能提高利用率，故A不符合题意； B．减少使用煤、石油等燃料，能降低对这些不可再生能源的依赖以及燃烧带来的污染，故B不符合题意； C．提高热机效率，节省能源，能减少能源消耗和污染排放，故C不符合题意； D．现代社会很多方面都依赖内能的利用，比如取暖、发电等，放弃内能的利用，停止使用一切燃料，这在现实生活中是不现实的，故D符合题意； 故选D。 10．（2026·14.3热机的效率）下列关于提高家用汽车汽油机热机效率的积极意义，说法错误的是（        ） A. 可以降低日常出行的燃油消耗成本 B. 能完全消除汽车行驶过程中产生的噪声 C. 减少燃油燃烧的能量浪费，节约能源 D. 降低尾气中未完全燃烧的污染物排放，利于环保 【答案】B 【详解】A．热机效率提升后，相同有用功下消耗的燃油更少，能直接降低出行成本，故A正确； B．提高热机效率只能减少能量损耗，无法完全消除汽车运行的机械噪声，故B错误； C．提高热机效率能让更多燃油内能转化为机械能，减少能量浪费，节约能源，故C正确； D．效率提升会让燃料燃烧更充分，减少尾气中有害污染物的排放，助力节能减排、保护环境，故D正确。 本题选错误的选项，因此选B。 三、保护地球从我做起 11．（24-25九年级·江西赣州·模拟）在我国实施的“西气东输”工程中，西部地区的天然气被输送到缺乏能源的东部地区。天然气与煤相比，从热学角度分析，它突出的优点是　　　　　　　　　　　　　　　；从环保角度分析，它突出的优点是　　　　　　　　　　　　　　。（天然气、煤的热值分别为7.8×107J/kg和3×107J/kg） 【答案】① 热值大    ② 污染小 【详解】[1]从热学角度分析，天然气的热值大于煤的热值，燃烧相同质量的天然气和煤，根据可知，天然气放热多。 [2]从环保角度来看，天然气主要成分是甲烷，燃烧时产生的有害物质少、污染小，煤燃烧还要放出别的废气，污染大。 12．（25-26九年级上·辽宁葫芦岛龙港区·月考）（多选）中华文明源远流长，景颇族祖先曾发明了一种活塞式取火器，其结构如图，由套筒和推杆组成，推杆前端附有艾绒。猛推推杆压缩空气即可生热，取出后吹气即可点燃。关于这一过程涉及的物理知识，下列说法正确的是（        ） A. 若艾绒没有充分燃烧，艾绒的热值将变小 B. 艾绒燃烧产生的废气对空气会造成污染 C. 猛推推杆压缩空气即可生热，说明做功可以改变物体的内能 D. 艾绒燃烧我们看到袅袅升起的烟雾，是一种扩散现象 【答案】BC 【详解】A．热值是燃料的特性，只与燃料种类有关，与燃烧情况无关，故A错误； B．艾绒燃烧产生的废气含有有害物质，会污染空气，故B正确； C．猛推推杆压缩空气，对空气做功，空气内能增加，温度升高，说明做功可以改变物体的内能，故C正确； D．烟雾是固体小颗粒，其运动属于机械运动，不是分子运动，不属于扩散现象，故D错误。 故选BC。 13．（25-26九年级上·四川成都·期中）关于热机和热值，下列说法正确的是（　　） A. 家用燃气灶（热机原理）使用相同质量的天然气时，效率越高，消耗的天然气总量越多 B. 柴油机的效率越高，说明它单位时间内对外做的功越多 C. 家庭供暖用的壁挂炉选择丙烷作为燃料，主要是利用了丙烷的热值大（相同质量放热更多） D. 热机排出的废气温度较低时，说明它不会对环境造成污染 【答案】C 【详解】A．热机效率越高，说明燃料能量利用率越高。使用相同质量天然气时，效率越高，消耗的天然气总量越少，故A错误； B．柴油机效率是“有用功与燃料完全燃烧放热的比值”，而“单位时间对外做功多少”是功率，效率和功率是不同概念，效率高不代表单位时间做功多，故B错误； C．热值是指单位质量的燃料完全燃烧放出的热量。丙烷热值大，相同质量下放热更多，适合供暖（需要大量热量），故C正确； D．热机废气即使温度低，仍可能含有一氧化碳、未燃烧的污染物等，会对环境造成污染，故D错误。 故选C。 14．（25-26九年级上·四川成都·月考）下列关于热机效率的描述，正确的是（          ） A. 一般情况下，汽油机的效率比柴油机高 B. 热机的功率越大，效率越高 C. 汽车排出的尾气越浓，汽油机的效率越高 D. 使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 【答案】D 【详解】A．一般情况下，柴油机压缩程度更大，温度高，燃料燃烧更充分，所以汽油机的效率比柴油机低，故A错误； B．热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值，功率是热机做功的快慢，两者没有必然联系，故B错误； C．汽车排出的尾气越浓，表明燃烧越不充分，废气带走的热量越多，汽油机的效率越低，故C错误； D．使燃料燃烧更充分，能将燃料的化学能更充分地转化为内能，在消耗等量燃料的情况下，产生的有用功更多，可以提高热机效率，故D正确。 故选D。 15．（26-27九年级上·全国·课后作业）网约车方便快捷，成为人们出行的首选，纯电动汽车替代燃油汽车成为网约车中的主力军。下列说法错误的是（     ） A. 石油是不可再生能源 B. 发动机消耗的汽油属于一次能源 C. 用户通过手机联络网约车司机，利用了电磁波能够传递信息 D. 纯电动汽车替代燃油汽车，可以减少碳排放 【答案】B 【详解】A．石油不能源源不断的在大自然中获取，因此属于不可再生能源，故A正确，不符合题意； B．一次能源是指可以从自然界直接获取的能源；而汽油是由石油（一次能源）经过加工提炼得到的，属于二次能源，并非一次能源，故B错误，符合题意； C．手机通过发射和接收电磁波来传递信息，用户联系网约车司机利用了电磁波能够传递信息的特性，故C正确，不符合题意； D．纯电动汽车替代燃油汽车，不会有废气的排放，可以减少碳的排放，故D正确，不符合题意。 故选B。 四、实践活动评价 16．（25-26九年级上·湖北荆楚·期中）某品牌电动汽车使用的永磁同步电机在理想情况下工作的效率达97%，其物理意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。虽然新能源不断被开发利用，但汽油仍然是当今社会发热主要能源，为了提高汽油机的工作效率，可采取方法是　　　　　　　　　　　（选填字母标号）。 A.换用热值更大的燃料                           B.对汽油机进行改进，减少能量损失 【答案】① 97%的电能转化为机械能    ② B 【详解】(1)题详解： [1]效率的物理意义是有效利用的能量占总输入能量的百分比。永磁同步电机效率为97%，即输入电能的97%转化为机械能，其余3%以热能等形式损耗。 [2]汽油机效率提升的关键在于减少能量损失（如摩擦、散热）。选项B通过改进技术减少能量损失，直接提高效率；选项A换用高热值燃料增加总热量，但效率定义为有用功与总热量的比值，并未提升该比值。 17．（25-26九年级上·陕西城固县·月考）如图是一款国产新能源汽车中的插电式混合动力汽车，同时使用电动机和内燃机，其内燃机热效率最高可达43%；此外，其拥有快捷语音助手，可实现车外语音控制自动泊车和开关门等功能。分析该种新能源汽车，不能提升其热机效率的是（　　） A. 尽量使用热值大的燃料 B. 使燃料充分燃烧以增加有效利用的能量 C. 车型设计中，采用高效传动和轻量化车身，进而减重 D. 使用粘度低的机油进而减少热机内部各部件间的摩擦 【答案】A 【详解】增大热机效率的方法：1.尽量减少各种热损失；2.使燃料完全燃烧，保持良好的润滑；3.减少摩擦损失的能量。 A．使用热值大的燃料，只是相同质量的燃料可以放出更多的能量，但是不能改变能量的转化率，不能提高热机的效率，故A符合题意； B．使燃料燃烧的更充分，可以提高能量的利用率，即提高热机效率，故B不符合题意； C．减少车本身的自重，可以减少轮胎与地面的摩擦，可以提高热机效率，故C不符合题意； D．热机内部的摩擦是额外功产生的最主要的原因，减少摩擦可以提高热机效率，故D不符合题意。 故选A。 18．（25-26九年级·全国·课后作业）（多选）下列与卫星发射相关的说法，正确的是（　　） A. 火箭加速升空时，将火箭的机械能转化为燃料的内能 B. 发射塔下方水池的水由于比热容较大，因此有较好的降温效果 C. 火箭利用液氢作为燃料，主要是因为液氢的热值大，燃烧产生的污染较小 D. 如果科技足够发达，将来火箭发动机的效率能达到100% 【答案】BC 【详解】A．火箭加速升空时，将燃料的化学能转化为火箭的机械能，故A错误； B．发射塔下方水池的水的比热容较大，与质量相同的其他物质相比，升高相同的温度，水可以吸收更多的热量，具有较好的降温效果，故B正确； C．火箭利用液氢作为燃料，主要是因为液氢的热值较大，在完全燃烧相同质量的燃料时，可以释放更多的能量，燃烧产生的污染较小，故C正确； D．火箭发动机工作时，总会有能量的散失，所以发动机的效率不可能达到100%，故D错误。 故选BC。 19．（2026·湖北浠水县·模拟）绿氢制备已成为企业、政府布局的重点项目。“光伏＋绿氢”模式将太阳能面板转化的电能供给电解槽系统用于电解水制氢。下列判断正确的是（　　） A. 光伏电站利用的太阳能属于不可再生能源 B. 太阳能面板利用的单晶硅是半导体材料 C. 电解槽可以将电能全部转化为化学能 D. 氢能源车替代燃油汽车会增加碳的排放 【答案】B 【详解】A．太阳能可以源源不断从自然界获取，属于可再生能源，故A错误； B．单晶硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是半导体材料，是制作太阳能面板的核心材料，故B正确； C．电解槽在工作过程中会有能量损耗，无法将电能全部转化为化学能，故C错误； D．氢能源燃烧的产物是水，替代燃油汽车会减少碳的排放，故D错误。 故选B。 【B 能力提升题】 20．（25-26九年级上·天津·月考）（多选）为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更加强劲，下列有关说法正确的是（        ） A. 尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全 B. 若给该发动机安装消音器，是从传播过程中减弱了噪声 C. 该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护 D. 该新型汽车发动机的热机效率可达100% 【答案】AC 【详解】A．尾气“汽油味”降低说明未燃烧的汽油量少，即汽油在汽缸中燃烧更完全，故A正确； B．给发动机安装消音器，是从声源处减弱噪声，并非在传播过程中减弱噪声，故B错误； C．发动机燃烧更充分，相同油耗下输出动力更强，减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护，故C正确； D．热机工作时不可避免存在热量散失、克服部件摩擦做功等额外能量损失，热机效率一定小于100%，故D错误。 故选AC。 21．（25-26九年级上·广西来宾·期中）（多选）关于热机效率与环境保护，下列说法正确的是（       ） A. 为了保护环境，应禁止使用热机，全部采用新能源设备 B. 提高热机效率，能减少能源消耗，有利于缓解能源危机 C. 改进热机的设计，使燃料更充分燃烧，可以提高热机效率 D. 热机工作时排放的废气会污染环境，其中二氧化碳的排放是导致酸雨的主要原因 【答案】BC 【详解】A．为了保护环境，应合理使用化石燃料，因为化石燃料是当前社会获取能量的主要来源，所以不能全部采用新能源设备，故A错误； B．热机效率提高，可以提高燃料的利用率，可以降低能源消耗，缓解能源危机，故B正确； C．改进热机的设计，燃料充分燃烧，能让燃料释放出更多的能量用于做有用功，可以提高燃料利用率，从而提高热机效率，故C正确； D．热机在使用时会排放出一些有害的气体，造成环境污染，但二氧化碳的排放不是酸雨主要的原因，故D错误。 故选BC。 22．（25-26九年级上·陕西城固县·月考）氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。求：[已知 ，] （1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。 （2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，水升高的温度是多少？ 【答案】（1）     （2）      【详解】(1)小问详解： 氢燃料完全燃烧放出的热量为 (2)小问详解： 水吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量 水升高的温度为 23．（25-26九年级上·广东汕头潮南区司马浦镇·期末）随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具，某物理小组的同学在社会实践活动中。通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图，如图所示，请你参与讨论下列有关问题。 （1）汽车刹车时，为防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片喷水，这是通过　　　　　　　　　　　方式改变刹车片的内能。 （2）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将　　　　　　　　　　　（选填“升高”、“不变”或“降低”），汽油在不充分燃烧时其热值　　　　　　　　　　　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 （3）汽油机是汽车的“心脏”，一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是，此汽油机每秒钟完成　　　　　　　　　　　个做功冲程，靠飞轮惯性完成　　　　　　　　　　　个冲程。 （4）若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图中提供的数据可得，该汽车的能量转化效率为　　　　　　　　　　　。 （5）截至2025年，我国汽车的保有量已突破3.63亿辆，每年共耗油约。汽车内燃机的效率平均值取30%，如果能把内燃机的效率提高2%，则我国每年可以节约　　　　　　　　　　　kg燃油，从而减小碳排放，为环保作出贡献。 【答案】（1）热传递     （2）① 降低    ② 不变     （3）① 15    ② 45     （4）12.5%     （5）      【详解】(1)小问详解： 改变物体的内能有做功和热传递两种方式，防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片和轮胎喷水，水吸收刹车片的热量，使刹车片温度降低，这是通过热传递的方式改变刹车片的内能。 (2)小问详解： [1]汽油在发动机内燃烧不充分时，汽车做相同的有用功，消耗燃料质量增加，由计算出的燃料燃烧产生的总能量将会增加，有用功的占比下降，由可知，热机的机械效率降低。 [2]热值是燃料的一种性质，与燃料是否完全燃烧无关，故汽油在发动机内燃烧不充分冒“黑烟”，但汽油的热值不变。 (3)小问详解： [1][2]单缸四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。在一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周，四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功。四冲程汽油机工作时曲轴转速是，所以此汽油机每秒转30圈，可完成15个工作循环，60个冲程，对外做15次功。内燃机的做功冲程不靠飞轮惯性完成，其余三个冲程靠飞轮惯性完成，故每秒靠飞轮惯性完成个冲程。 (4)小问详解： 由图中提供的数据可得，机器转化有用功的能量为，输入发动机的能量，该汽车的能量转化效率为 (5)小问详解： 因为内燃机效率提高2%，所以此时内燃机的效率 由可得，燃油做的有用功 因为内燃机效率提高后有用功是相同的，所以每辆汽车的有用功 内燃机效率提高后消耗的油 则汽车每年节约燃油 【C 拓展培优题】 24．（2026·内蒙古·中考真题）搭载我国自主研发的全球首款兆瓦级氢燃料涡桨发动机的无人运输机，于2026年4月完成首飞。选择质量更小、放热更多、零碳排放的液氢作为发动机的燃料，是因为液氢的（　　） A. 沸点高 B. 热值大 C. 比热容大 D. 凝固点高 【答案】B 【详解】液氢满足“质量更小、放热更多”的特点，刚好符合热值大的特性，因此选择液氢作为燃料是利用了液氢热值大的特点，故选B。 25．（2025·广东广州广大附·三模）小明家计划把汽油车更换成新能源汽车，他看到了网络上对两款汽油车和新能源车的测评，对比消耗相同能量两车行驶的路程，以下是他了解到的相关信息： （1）图1为汽油车的能量流向图，在该次行驶过程中消耗汽油30kg，汽油完全燃烧放出的热量Q为　　　　　　J，若汽油机的热效率为30%，则有用机械能为　　　　　　J（汽油的热值为）； （2）图2为新能源车的能量流向图，若该车消耗的电能E=Q，电动机的损耗能量为3.45×108J，则电动机的工作效率为　　　　　　%。 【答案】（1）① 1.38×109    ② 4.14×108     （2）75      【详解】(1)小问详解： [1][2]汽油完全燃烧放出的热量为 汽油机的热效率为30%，根据 可知，有用机械能为 (2)小问详解： [1][2]若该车消耗的电能E=Q，电动机的损耗能量为3.45×108J，则电动机的工作效率 26．（2025·重庆·中考真题）如图所示，是中国首架太阳能氢能混合动力固定翼无人机在重庆明月湖顺利升空的情境。下列说法正确的是（　　） A. 无人机在升空过程中相对于地面静止 B. 无人机使用氢燃料是因为氢的热值小 C. 无人机导航系统是靠电磁波传递信息 D. 机翼靠下表面弯曲上表面较平获得升力 【答案】C 【详解】A．无人机在升空过程中，其相对于地面的位置在不断改变，所以无人机相对于地面是运动的，故A错误； B．无人机使用氢燃料是因为氢的热值大。相同质量的氢燃料完全燃烧放出的热量比其它燃料多，这样可以为无人机提供更多的能量，故B错误； C．电磁波可以在真空中传播，并且传播速度快，无人机导航系统靠电磁波传递信息，能够实现远距离、快速、准确的通信，故C正确； D．机翼靠上表面弯曲、下表面较平的形状，使得空气流过机翼上表面的流速大，压强小；流过下表面的流速小，压强大。从而在机翼上下表面产生压强差，获得向上的升力，故D错误。 故选C。 27．（2025·山东济南第十四中2024－学年物理上学期10月·月考）太阳能电池作为一种新能源产品，逐渐得到广泛应用。某太阳能电池板在几小时内可得到的太阳辐射能约为3.78×107J，c水=4.2×103J/（kg·℃）。求： （1）若这些能量由热值为3.0×107J/kg的焦炭完全燃烧产生，则所需焦炭的质量是多少？ （2）如果这些能量被质量为100kg的水全部吸收（没有热损失），水的初始温度是20℃，在标准大气压下，求这些水的温度能升高到多少？ 【答案】（1）1.26kg     （2）100℃      【详解】(1)小问详解： 所需焦炭的质量为 (2)小问详解： 根据吸热公式可知这些质量的水理论上的温度升高量为 水的初温为20℃，升高后的温度为110℃，而标准大气压下水的沸点为100℃，所以可知吸收这些能量后水会沸腾，温度升高到100℃后保持不变，即水温升高到100℃。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.3 跨学科实践：保护地球家园（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、我们面临的困扰 二、国家发展战略 三、保护地球从我做起 四、实践活动评价 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、我们面临的困扰 1．（25-26九年级上·山东牡丹区·期中）地球是人类共同的家园，保护地球环境是每个人的天职。下列关于热机和环境保护的说法正确的是（     ） A. 所有的热机都是用汽油作为燃料 B. 热机排出的二氧化碳不会引起额外温室效应 C. 汽车发出的噪声可以通过安装消声器完全消除 D. 热机的大量使用会造成环境污染 2．（2025·广东惠城区·一模）市场上出现了很多新能源汽车，其中的氢能源汽车选氢作为燃料，这是因为氢的　　　　　较大，另外，氢能源汽车比燃油汽车环保，这是因为燃油汽车的发动机在工作过程中排放的尾气会放出大量的　　　　　（选填“内能”或“热量”），在城市地区容易造成　　　　　效应。 3．（25-26九年级上·吉林双辽·期中）下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（       ） A. 热机排出的尾气没有内能 B. 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. 汽油机的吸气冲程吸入的是空气 4．（25-26九年级上·湖北孝南区·期末）如图是“柴油平板夯机”，它由柴油机（提供动力）、装有水的水箱（为柴油机降温）、夯板等组成。下列说法正确的是（            ） A. 水可以给柴油机降温是因为水的比热容较小 B. 水给柴油机降温时，水的比热容变大 C. 柴油机工作时，将内能转化为化学能 D. 柴油机工作时会造成环境污染 5．（25-26九年级下·吉林长春榆树）小明家有辆排量为1.6L的汽车。 （1）汽油的热值为，说明1kg汽油　　　　　　　燃烧放出的热量为。 （2）汽车行驶100km油耗约为5kg。若这些汽油完全燃烧，可放出　　　　　　　J热量，燃油汽车产生的　　　　　　　对环境会造成污染。 二、国家发展战略 6．（25-26九年级上·全国·课后作业）以下关于热机和环境保护的说法，正确的是（　　） A. 热机排出的尾气没有内能 B. 为了实现碳中和，我们应该将热机的效率提高到100% C. 热机只能使用汽油和柴油作为燃料 D. 提高热机的效率有利于节能减排保护环境 7．（2026·2025年上学期综合练习物理试卷（一）提高热机效率能缓解能源紧缺问题。下列关于热机效率的说法中，正确的是（     ） A. 热机效率高，就没有环境污染 B. 柴油机的效率一般低于汽油机的效率 C. 减少内部部件间的摩擦可提高热机效率 D. 使用有热机的新能源汽车，热机效率可达到100% 8．（2026·广西贵港覃塘区·一模）关于热机与环境保护，下列说法正确的是（　　） A. 热机工作过程中能量不守恒 B. 热机的大量使用不会造成环境污染 C. 热机中燃料燃烧放出的能量全部用来做功 D. 改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染 9．（2026·22.1能源利用的现状和面临的挑战）为减缓热机的使用对环境的污染和能源危机，下列措施不可行的是（        ） A. 通过技术改造改变燃烧方式，提高利用率 B. 减少使用煤、石油等燃料 C. 提高热机效率，节省能源 D. 放弃内能的利用，停止使用一切燃料 10．（2026·14.3热机的效率）下列关于提高家用汽车汽油机热机效率的积极意义，说法错误的是（        ） A. 可以降低日常出行的燃油消耗成本 B. 能完全消除汽车行驶过程中产生的噪声 C. 减少燃油燃烧的能量浪费，节约能源 D. 降低尾气中未完全燃烧的污染物排放，利于环保 三、保护地球从我做起 11．（24-25九年级·江西赣州·模拟）在我国实施的“西气东输”工程中，西部地区的天然气被输送到缺乏能源的东部地区。天然气与煤相比，从热学角度分析，它突出的优点是　　　　　　　　　　　　　　　；从环保角度分析，它突出的优点是　　　　　　　　　　　　　　。（天然气、煤的热值分别为7.8×107J/kg和3×107J/kg） 12．（25-26九年级上·辽宁葫芦岛龙港区·月考）（多选）中华文明源远流长，景颇族祖先曾发明了一种活塞式取火器，其结构如图，由套筒和推杆组成，推杆前端附有艾绒。猛推推杆压缩空气即可生热，取出后吹气即可点燃。关于这一过程涉及的物理知识，下列说法正确的是（        ） A. 若艾绒没有充分燃烧，艾绒的热值将变小 B. 艾绒燃烧产生的废气对空气会造成污染 C. 猛推推杆压缩空气即可生热，说明做功可以改变物体的内能 D. 艾绒燃烧我们看到袅袅升起的烟雾，是一种扩散现象 13．（25-26九年级上·四川成都·期中）关于热机和热值，下列说法正确的是（　　） A. 家用燃气灶（热机原理）使用相同质量的天然气时，效率越高，消耗的天然气总量越多 B. 柴油机的效率越高，说明它单位时间内对外做的功越多 C. 家庭供暖用的壁挂炉选择丙烷作为燃料，主要是利用了丙烷的热值大（相同质量放热更多） D. 热机排出的废气温度较低时，说明它不会对环境造成污染 14．（25-26九年级上·四川成都·月考）下列关于热机效率的描述，正确的是（          ） A. 一般情况下，汽油机的效率比柴油机高 B. 热机的功率越大，效率越高 C. 汽车排出的尾气越浓，汽油机的效率越高 D. 使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 15．（26-27九年级上·全国·课后作业）网约车方便快捷，成为人们出行的首选，纯电动汽车替代燃油汽车成为网约车中的主力军。下列说法错误的是（     ） A. 石油是不可再生能源 B. 发动机消耗的汽油属于一次能源 C. 用户通过手机联络网约车司机，利用了电磁波能够传递信息 D. 纯电动汽车替代燃油汽车，可以减少碳排放 四、实践活动评价 16．（25-26九年级上·湖北荆楚·期中）某品牌电动汽车使用的永磁同步电机在理想情况下工作的效率达97%，其物理意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。虽然新能源不断被开发利用，但汽油仍然是当今社会发热主要能源，为了提高汽油机的工作效率，可采取方法是　　　　　　　　　　　（选填字母标号）。 A.换用热值更大的燃料                           B.对汽油机进行改进，减少能量损失 17．（25-26九年级上·陕西城固县·月考）如图是一款国产新能源汽车中的插电式混合动力汽车，同时使用电动机和内燃机，其内燃机热效率最高可达43%；此外，其拥有快捷语音助手，可实现车外语音控制自动泊车和开关门等功能。分析该种新能源汽车，不能提升其热机效率的是（　　） A. 尽量使用热值大的燃料 B. 使燃料充分燃烧以增加有效利用的能量 C. 车型设计中，采用高效传动和轻量化车身，进而减重 D. 使用粘度低的机油进而减少热机内部各部件间的摩擦 18．（25-26九年级·全国·课后作业）（多选）下列与卫星发射相关的说法，正确的是（　　） A. 火箭加速升空时，将火箭的机械能转化为燃料的内能 B. 发射塔下方水池的水由于比热容较大，因此有较好的降温效果 C. 火箭利用液氢作为燃料，主要是因为液氢的热值大，燃烧产生的污染较小 D. 如果科技足够发达，将来火箭发动机的效率能达到100% 19．（2026·湖北浠水县·模拟）绿氢制备已成为企业、政府布局的重点项目。“光伏＋绿氢”模式将太阳能面板转化的电能供给电解槽系统用于电解水制氢。下列判断正确的是（　　） A. 光伏电站利用的太阳能属于不可再生能源 B. 太阳能面板利用的单晶硅是半导体材料 C. 电解槽可以将电能全部转化为化学能 D. 氢能源车替代燃油汽车会增加碳的排放 【B 能力提升题】 20．（25-26九年级上·天津·月考）（多选）为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更加强劲，下列有关说法正确的是（        ） A. 尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全 B. 若给该发动机安装消音器，是从传播过程中减弱了噪声 C. 该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护 D. 该新型汽车发动机的热机效率可达100% 21．（25-26九年级上·广西来宾·期中）（多选）关于热机效率与环境保护，下列说法正确的是（       ） A. 为了保护环境，应禁止使用热机，全部采用新能源设备 B. 提高热机效率，能减少能源消耗，有利于缓解能源危机 C. 改进热机的设计，使燃料更充分燃烧，可以提高热机效率 D. 热机工作时排放的废气会污染环境，其中二氧化碳的排放是导致酸雨的主要原因 22．（25-26九年级上·陕西城固县·月考）氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。求：[已知 ，] （1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。 （2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，水升高的温度是多少？ 23．（25-26九年级上·广东汕头潮南区司马浦镇·期末）随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具，某物理小组的同学在社会实践活动中。通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量流向图，如图所示，请你参与讨论下列有关问题。 （1）汽车刹车时，为防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片喷水，这是通过　　　　　　　　　　　方式改变刹车片的内能。 （2）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将　　　　　　　　　　　（选填“升高”、“不变”或“降低”），汽油在不充分燃烧时其热值　　　　　　　　　　　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 （3）汽油机是汽车的“心脏”，一台四冲程汽油机工作时曲轴转速是，此汽油机每秒钟完成　　　　　　　　　　　个做功冲程，靠飞轮惯性完成　　　　　　　　　　　个冲程。 （4）若将机器转化有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，由图中提供的数据可得，该汽车的能量转化效率为　　　　　　　　　　　。 （5）截至2025年，我国汽车的保有量已突破3.63亿辆，每年共耗油约。汽车内燃机的效率平均值取30%，如果能把内燃机的效率提高2%，则我国每年可以节约　　　　　　　　　　　kg燃油，从而减小碳排放，为环保作出贡献。 【C 拓展培优题】 24．（2026·内蒙古·中考真题）搭载我国自主研发的全球首款兆瓦级氢燃料涡桨发动机的无人运输机，于2026年4月完成首飞。选择质量更小、放热更多、零碳排放的液氢作为发动机的燃料，是因为液氢的（　　） A. 沸点高 B. 热值大 C. 比热容大 D. 凝固点高 25．（2025·广东广州广大附·三模）小明家计划把汽油车更换成新能源汽车，他看到了网络上对两款汽油车和新能源车的测评，对比消耗相同能量两车行驶的路程，以下是他了解到的相关信息： （1）图1为汽油车的能量流向图，在该次行驶过程中消耗汽油30kg，汽油完全燃烧放出的热量Q为　　　　　　J，若汽油机的热效率为30%，则有用机械能为　　　　　　J（汽油的热值为）； （2）图2为新能源车的能量流向图，若该车消耗的电能E=Q，电动机的损耗能量为3.45×108J，则电动机的工作效率为　　　　　　%。 26．（2025·重庆·中考真题）如图所示，是中国首架太阳能氢能混合动力固定翼无人机在重庆明月湖顺利升空的情境。下列说法正确的是（　　） A. 无人机在升空过程中相对于地面静止 B. 无人机使用氢燃料是因为氢的热值小 C. 无人机导航系统是靠电磁波传递信息 D. 机翼靠下表面弯曲上表面较平获得升力 27．（2025·山东济南第十四中2024－学年物理上学期10月·月考）太阳能电池作为一种新能源产品，逐渐得到广泛应用。某太阳能电池板在几小时内可得到的太阳辐射能约为3.78×107J，c水=4.2×103J/（kg·℃）。求： （1）若这些能量由热值为3.0×107J/kg的焦炭完全燃烧产生，则所需焦炭的质量是多少？ （2）如果这些能量被质量为100kg的水全部吸收（没有热损失），水的初始温度是20℃，在标准大气压下，求这些水的温度能升高到多少？ / 学科网（北京）股份有限公司 $