14.5 实 践：调研我国新能源汽车的发展 （教学课件）物理新教材沪科版九年级全一册

该初中物理课件聚焦新能源汽车的能量转化、效率对比及发展，从汽车能源消耗与环境污染问题导入，通过“问题缘起”引导学生思考新能源车优势，搭建连接内能、热机知识与实践调研的学习支架。 其亮点是以任务驱动落实科学探究，通过资料查阅、数据对比培养科学思维，结合“双碳”目标渗透科学态度与责任。例如对比燃油车与新能源车能量转化路径及效率，用实例题巩固力学与热学公式应用。助力学生提升解决实际问题能力，教师可直接使用结构化资源高效落实核心素养。

第十四章 内能与热机 第5节 实 践：调研我国新能源汽车的发展 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道新能源汽车的能量转化过程，理解热机效率、电功率等核心概念。 02 科学思维 能通过对比分析，运用能量守恒定律解释新能源汽车的节能原理 03 科学探究 经历资料查阅与数据对比的过程，学会用物理知识解决实际问题。 04 科学态度与责任 认识新能源汽车对实现“碳达峰、碳中和”的意义，树立低碳生活意识。 教学重难点 教学难点 教学重点 1.宏观能量转化路径,力学与热学公式综合应用。 2.运用能量守恒定律解释动能回收。 3.低碳出行与环保意识。 1.长链条能量转化辨析。 2.缺乏电学知识背景下理解电动机高效的原因。 3.辩证、客观地评价新能源汽车的优缺点。 问题缘起 汽车给人们的出行提供了便捷，但也带来了能源消耗、环境污染等问 题。近年来，我国新能源汽车快速发展。与燃油汽车相比，新能源汽车有 哪些优势呢？ 下面我们一起搜集整理相关信息，了解我国新能源汽车的发展。 任务1 查阅并整理资料 探索新知 调查交通工具燃料结构的变化，了解我国新能源汽车的分类、发展及前景。 任务一：查阅并整理资料 汽车燃料的发展与能源时代变迁相伴而行，整体呈现“脱碳加氢”的趋势——燃料中的碳含量逐渐降低、氢含量逐渐升高。 阶段 主要燃料 典型特征 蒸汽时代（18世纪末—19世纪末） 煤 蒸汽机驱动，速度慢、污染重 石油时代（19世纪末—20世纪末） 汽油、柴油 内燃机效率大幅提升，成为主流 替代燃料阶段（20世纪末至今） 天然气、生物燃料、电能 能源供应多元化，环保要求推动转型 新能源阶段（21世纪） 电能、氢燃料 零排放或低排放，可再生能源驱动 任务一：查阅并整理资料 历史节点：1834年美国托马斯·达文波特制造出第一辆直流电机驱动的电动车，比内燃机汽车的历史还要早。1905年，汽油动力汽车打败了蒸汽（以煤为燃料）和电力发动的车辆，赢得了全面优势。此后百年间，汽油和柴油成为汽车的主要燃料。 托马斯·达文波特 早期电动车 直到20世纪末，石油供应短缺和环境污染问题日益突出，天然气汽车、电动汽车等替代燃料汽车才重新进入人们视野。 任务一：查阅并整理资料 我国燃料结构的现实变化 随着新能源汽车的快速普及，我国交通领域的能源消费结构正在发生深刻变化。新能源汽车的电力来源可以来自太阳能、风能、水能等可再生能源，而燃油汽车完全依赖不可再生的石油。发展新能源汽车有助于减少对进口石油的依赖，优化国家能源结构。 任务一：查阅并整理资料 我国新能源汽车的分类 官方分类标准 根据工业和信息化部《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》和国务院《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》，我国新能源汽车主要包括三大类：纯电动汽车、插电式混合动力（含增程式）汽车、燃料电池汽车。普通混合动力汽车（HEV）被归为节能汽车，而非新能源汽车。 任务一：查阅并整理资料 我国新能源汽车的分类 任务一：查阅并整理资料 类型 英文缩写 核心部件 能量转化路径 特点 纯电动汽车 BEV 蓄电池+电动机 化学能→电能→机械能 零尾气排放，结构简单，依赖充电设施 插电式混合动力 PHEV 内燃机+电动机+电池 可油可电，短途纯电、长途用油 兼顾续航与环保，结构较复杂 增程式电动汽车 EREV 内燃机（仅发电）+电动机 化学能→内能→机械能→电能→机械能 内燃机不直接驱动车轮，仅用于发电 燃料电池汽车 FCEV 燃料电池+电动机 氢的化学能→电能→机械能 排放物仅为水，零污染，加氢设施少 我国新能源汽车的发展及前景 发展历程（关键节点） 任务一：查阅并整理资料 时间 重大事件 2001年 启动“十五”国家863计划电动汽车重大科技专项，确立“三纵三横”研发布局 2009年 新能源汽车上升为国家战略 2010年 纳入战略性新兴产业 2012年 国务院印发《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》 2020年 发布《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》 “三纵” （整车技术）：燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车 “三横” （关键技术）：多能源动力总成系统、驱动电机、动力电池 任务一：查阅并整理资料 最新发展成就（2025年数据） 2025年，我国新能源汽车产销分别完成1662.6万辆和1649万辆，同比分别增长29%和28.2%，产销量再创历史新高。 新能源汽车新车销量达到汽车新车总销量的47.9%，较上年同期提高7个百分点。 新能源汽车出口达261.5万辆，出口规模再上新台阶。 中国新能源汽车产销量连续11年全球第一，已建成全球规模最大、配套最完善的新能源汽车产业集群。 任务一：查阅并整理资料 未来前景与政策目标根据 《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》，到2035年的目标包括： 纯电动汽车成为新销售车辆的主流；公共领域用车全面电动化；燃料电池汽车实现商业化应用；高度自动驾驶汽车实现规模化应用。中汽协预计，2026年我国新能源汽车销量将达到1900万辆，同比增长15.2%。 任务一：查阅并整理资料 当前面临的挑战 续航里程：早期续航仅100公里，目前已提升至1000公里，但冬季 续航衰减问题仍需解决。 充电设施：充电时间从小时级缩短到十分钟左右，但充电网络的覆盖密度仍有待提高。 电池技术：固态电池被视为终极方案，但量产时间表不确定，初期成本较高。 车身重量：电池组增加了整车质量，从力学角度看，车重增加会导致摩擦力增大，可能消耗更多能量。 任务二 对比新能源汽车和燃油汽车 的差异 任务二 对比新能源汽车和燃油汽车的差异 任务二：通过资料查阅和实物考察，从环保、能量的利用效率等方面对 比新能源汽车和燃油汽车的差异，了解汽车的尾气排放情况。 从能量利用效率角度对比 （一）能量转化路径对比 两种汽车的能量转化路径截然不同，这是导致效率差异的根本原因。 对比项 燃油汽车 纯电动汽车 能量转化路径 化学能→内能→机械能 化学能（或电能）→电能→机械能 核心动力部件 内燃机（热机） 电动机 能量损耗主要环节 废气带走热量、冷却散热、机械摩擦 机械摩擦、少量热量损耗 任务二 对比新能源汽车和燃油汽车的差异 效率数据对比 燃油汽车（内燃机）：实际能源利用效率约为20%~40%，当下乘用车内燃机的最大效率约40%，实际行驶中受工况影响可能降至10%~30%。 纯电动汽车（电动机）：能源利用效率可达80%~90%，电机最高效率可达97%，且从低速到高速均能保持较高效率。 任务二 对比新能源汽车和燃油汽车的差异 燃油汽车能量损耗分析 燃油汽车中，燃料燃烧释放的总能量只有一小部分真正用于驱动车辆前进。其余能量主要以以下方式损耗： 废气带走的热量：最大损耗项，排气冲程将大量热能排入大气； 冷却系统散热：发动机需要持续冷却，热量散失到空气中； 机械摩擦损耗：活塞、曲轴等运动部件的摩擦损耗。 而电动汽车的能量损耗相对简单，没有高温废气排放，也没有复杂传动系统的机械损耗。 燃油汽车“能量损耗” 任务二 对比新能源汽车和燃油汽车的差异 任务二 对比新能源汽车和燃油汽车的差异 从环保角度对比——尾气排放情况 燃油汽车尾气的主要成分及危害 汽车尾气中含有上百种不同的化合物，主要污染物及危害如下： 污染物 主要危害 与初中物理/化学的联系 一氧化碳（CO） 与血红蛋白结合能力是氧的300倍，导致人体缺氧中毒 燃料不完全燃烧的产物 碳氢化合物（HC） 产生光化学烟雾的重要成分 未燃烧的燃料蒸发和滴漏 氮氧化物（NOx） 刺激肺组织，形成酸雨和光化学烟雾 高温下氮气与氧气反应 硫氧化物（SO₂） 造成酸雨，危害人体健康和建筑物 燃料中硫元素燃烧产物 颗粒物（PM） 加重雾霾，损害呼吸系统 燃烧不完全产生的碳烟等 二氧化碳（CO₂） 温室效应，导致全球气温上升 完全燃烧的必然产物 任务二 对比新能源汽车和燃油汽车的差异 新能源汽车的排放情况 纯电动汽车在行驶过程中基本做到“零尾气排放”，不会产生CO、NOx、颗粒物等污染物。燃料电池汽车的排放物仅为水，同样为零污染。从全生命周期看，研究显示纯电动汽车的温室气体排放比燃油汽车低约71%~73%。即使考虑发电环节的排放，电动汽车仍具有明显的减排优势。 任务二 对比新能源汽车和燃油汽车的差异 辩证思考：新能源汽车并非“绝对环保” 电动汽车虽然行驶过程零排放，但电力生产环节（如火力发电）仍可能产生排放；电池的生产和回收也存在环境挑战。 因此，真正的环保需要从能源结构优化和电池回收技术两个方向同时推进。 任务二 对比新能源汽车和燃油汽车的差异 [例]下列关于我国新能源汽车的说法中，正确的是（　） A．纯电动汽车在充电时，将化学能转化为电能 B．插电式混合动力汽车在纯电模式下行驶时，能量转化路径为： 化学能→电能→机械能 C．增程式电动汽车中，内燃机直接驱动车轮行驶 D．燃料电池汽车行驶过程中的排放物主要为二氧化碳和水 B 解析：A选项错误：充电时是电能转化为化学能（电能输入蓄电池，以化学能形式储存）。B选项正确：插电混动汽车在纯电模式下，蓄电池放电驱动电动机，能量转化路径为化学能→电能→机械能。C选项错误：增程式电动汽车中，内燃机不直接驱动车轮，仅用于带动发电机发电，车辆始终由电动机驱动车轮。D选项错误：燃料电池汽车（如氢燃料电池）的排放物主要为水，不产生二氧化碳。 任务二 对比新能源汽车和燃油汽车的差异 [例]某纯电动汽车以恒定功率在水平路面上匀速行驶。关于该电动汽车的能量转化，下列说法正确的是（　） A．电动机工作时，将机械能转化为电能 B．该电动汽车的能量转化效率可以达到100% C．刹车时，能量回收装置将汽车的机械能转化为电能储存起来 D．电动汽车匀速行驶时，牵引力大于阻力 C 解析：A选项错误：电动机工作时，将电能转化为机械能，使汽车前进。 B选项错误：任何能量转化过程都存在损耗，效率不可能达到100%。电动机效率虽然较高（约70%~80%），但仍有一部分能量以热量等形式损耗。C选项正确：能量回收装置在汽车刹车或减速时工作，将汽车的机械能转化为电能储存到蓄电池中，从而减少能量浪费。D选项错误：汽车匀速行驶时，处于受力平衡状态，牵引力等于阻力（二力平衡）。 解析：第一空：汽车刹车时，车辆具有机械能（动能），能量回收装置带动发电机，将机械能转化为电能进行回收。 第二空：汽车不可能永远运动下去，因为能量在转化和转移的过程中总有损耗，无法100%回收利用，这违背了能量守恒定律——能量既不会凭空产生，也不会凭空消失。 任务二 对比新能源汽车和燃油汽车的差异 [例]现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置。在汽车刹车时，该装置带动发电机工作，将汽车的______能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量。有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了__________定律。 机械 能量守恒 任务二 对比新能源汽车和燃油汽车的差异 [例]某款纯电动汽车在平直公路上以72 km/h的速度匀速直线行驶10 min，行驶过程中汽车所受阻力为600 N。已知该电动汽车将电能转化为机械能的效率为80%。（g取10 N/kg）求： （1）汽车行驶的路程；（2）牵引力做的有用功；（3）消耗的电能。 解：（1）速度换算：v = 72 km/h = 20 m/s，时间 t = 10 min = 600 s 路程 s = vt = 20 m/s × 600 s = 12000 m （2）汽车匀速行驶，处于二力平衡状态， F牵引力 = f阻力 = 600 N 有用功 W有用 = Fs = 600 N × 12000 m = 7.2×10⁶ J （3）由 η = W有用 / W电 × 100% 得： W电 = W有用 / η = 7.2×10⁶ J / 80% = 9×10⁶ J 任务二 对比新能源汽车和燃油汽车的差异 [例]我国插电混动汽车技术取得重大突破，其专用发动机热效率达到46.06%，远超传统燃油发动机。某插电混动汽车在亏电状态下以72km/h的速度匀速直线行驶100km，所受阻力为600N。（q汽油=4.6×10⁷J/kg） （1）求该车匀速行驶100km牵引力所做的功。 （2）若亏电油耗为2.6L/100km（汽油密度取0.7×10³kg/m³）， 求消耗汽油的质量。 （3）求该发动机在亏电状态下的效率（结果保留一位小数）。 任务二 对比新能源汽车和燃油汽车的差异 [例]我国插电混动汽车技术取得重大突破，其专用发动机热效率达到46.06%，远超传统燃油发动机。某插电混动汽车在亏电状态下以72km/h的速度匀速直线行驶100km，所受阻力为600N。（q汽油=4.6×10⁷J/kg） （1）求该车匀速行驶100km牵引力所做的功。 解析： （1）W = Fs = 600N × 100000m = 6×10⁷J 任务二 对比新能源汽车和燃油汽车的差异 [例]我国插电混动汽车技术取得重大突破，其专用发动机热效率达到46.06%，远超传统燃油发动机。某插电混动汽车在亏电状态下以72km/h的速度匀速直线行驶100km，所受阻力为600N。（q汽油=4.6×10⁷J/kg） （2）若亏电油耗为2.6L/100km（汽油密度取0.7×10³kg/m³）， 求消耗汽油的质量。 解析： （2）m = ρV = 0.7×10³kg/m³ × 2.6×10⁻³m³ = 1.82kg 任务二 对比新能源汽车和燃油汽车的差异 [例]我国插电混动汽车技术取得重大突破，其专用发动机热效率达到46.06%，远超传统燃油发动机。某插电混动汽车在亏电状态下以72km/h的速度匀速直线行驶100km，所受阻力为600N。（q汽油=4.6×10⁷J/kg） （3）求该发动机在亏电状态下的效率（结果保留一位小数）。 （3）Q放 = mq = 1.82kg × 4.6×10⁷J/kg ≈ 8.37×10⁷J η = W/Q放 × 100% = 6×10⁷J / 8.37×10⁷J × 100% ≈ 71.7% 交流评价 调查报告结构模板（供参考） 标题：《我国新能源汽车发展现状及前景调查报告》 一、引言（调查目的与意义） 阐述新能源汽车在能源转型和环保中的重要性，明确调研目的。例如：了解我国新能源汽车的产销规模、技术路线及未来规划，从物理学的能量转化与效率角度认识其环保价值。 二、调查方法 资料查阅（工信部官网、中国汽车工业协会官网、教材配套资源） 实物考察（停车场、4S店、充电桩实地观察） 数据统计（整理产销数据、效率数据，绘制对比图表） 调查报告 三、调查结果 1、市场规模与增长2、技术分类与能量转化路径3、与燃油汽车的效率对比 4、尾气排放情况对比5、未来前景与政策目标。 四、结论与建议 总结物理原理层面的发现（能量转化路径、效率差异、能量守恒）， 提出低碳出行的个人行动建议。 五、参考文献与附录 数据来源、调查照片、调查记录表等。 调查报告 拓展研究 （一）传统插电混动架构的先天缺陷 传统基于燃油车改造的混动架构，存在电机与发动机协同低效的先天缺陷。由于传统系统受限于电机与发动机的机械连接，电机与发动机协同效率仅有80%。这种架构的本质仍是以燃油车平台为基础，必须使用燃油车已有的发动机、变速箱等动力传动系统。 （二）我国插电混动技术的核心突破 我国以比亚迪DM-i技术为代表，在三个层面实现了对传统内燃机的系统性改造： 1. 架构突破——取消传统变速箱，实现机电耦合 我国“插电混动”技术对传统内燃机的改造 比亚迪DM-i技术取消了传统多挡变速箱，将电机与发动机的综合协同效率从80%提升至89.2%，与特斯拉电驱系统相当，远超行业平均水平。系统可根据路况动态调整，实现“电机为主、发动机为辅”的驱动模式。这意味着发动机不再全程参与驱动，而是在最高效的工况下才介入工作。 2. “心脏再造”——研发插电混动专用高效发动机 研发团队发现，发动机热效率是决定能耗的关键瓶颈。他们通过“工况效率最优方法”攻克了发动机的燃烧和爆震抑制难题，研发出中国首款插电混动专用高效发动机，实现16∶1超高压缩比，热效率高达46.06%，超过丰田发动机热效率5个百分点，成为全球行业峰值。这一突破相当于为车辆进行了“心脏再造”。 我国“插电混动”技术对传统内燃机的改造 我国“插电混动”技术对传统内燃机的改造 3. 智能控制——AI能耗管理系统 在突破硬件瓶颈后，团队自主研发了插电混动全场景智能能量控制技术，突破了全场景驱动的多目标协同控制技术与全温域动力系统—整车热管理耦合控制技术。推出的AI能耗管理系统涉及近百万公里数据，覆盖超过130种工况，通过导航预测和驾驶习惯学习，自动切换省油模式，最高节油率达18%。 （三）改造后的油耗表现 经过上述改造，插电混动汽车的亏电油耗实现了跨越式下降：2021年第四代DM-i技术亏电油耗低至3.8L/100km；2024年第五代DM技术实现NEDC百公里亏电油耗2.9L；2025年进一步降低至2.6L。 纯电动车与“插电混动”汽车多维度优势对比 （一）安全 两类车型在电池安全标准上总体一致。插混版车型的电池防护侧重防挤压、防穿刺，配备油路与高压管路碰撞双重保护，优化馈电安全设计，低电量下仍保持充足安全冗余。纯电版车型则针对电动车进行了正面碰撞、侧面柱碰等专项优化，扭转刚度往往更高。 两类车型的主要安全风险侧重点不同：插混车型因搭载双动力系统，常见投诉包括混动模式转换故障、动力消失、发动机噪音大等，可能影响驾驶稳定性，对新手操作构成一定挑战；纯电车型常见动力电池问题，如续航里程不准、续航虚标、电池衰减严重等，可能导致车辆在长途行程中未预期情况下电量耗尽，增加安全隐患。 各自优势： 插混优势：油电双系统互为备份，无续航耗尽风险；低速有发动机声音提示行人（纯电低速静谧，行人可能无法及时感知）。 纯电优势：电池包结构更简单，无油路泄漏风险；底盘针对碰撞专项优化，扭转刚度更高。 我国“插电混动”技术对传统内燃机的改造 （二）使用习惯 根据汽车之家调查数据，超过80%的插电混动和增程车主实际上将车辆当作纯电动车来使用，很少使用汽油。插混汽车用户中，25.4%每周充电≤1次，56.1%每周充电2~3次。这意味着插混车主需要比纯电车主更频繁地充电，因为插混电池容量较小。 各自优势： 插混优势：可油可电，没有续航焦虑，适合家附近充电桩不多的人、经常跑长途的人。 纯电优势：一次充电满电后可行驶300至400公里，基本上一周充电一次即可，使用更省心。 我国“插电混动”技术对传统内燃机的改造 （三）电池需求量 两类车型的电池容量存在显著差异。插电式混合动力乘用车单车平均带电量为37.3kWh，纯电动乘用车为64.7kWh。相比纯电车型60-100kWh的电池包，插混电池通过降低带电量换取成本优势。 各自优势： 插混优势：电池需求量较纯电动低约30%，规避了锂价波动风险；电池成本仅为纯电车的1/5至1/4；小电池更轻、成本更低、结构更紧凑。 纯电优势：大电池带来更长的纯电续航，减少充电频次，对电池寿命更为友好。 我国“插电混动”技术对传统内燃机的改造 （四）成本 购车成本：插混车型的电池成本仅为纯电车的1/5至1/4，购车成本优于纯电车，已开始实现“油电平价”。相同输出功率下，混动系统与纯电系统的成本比例约为1:3，混动在经济性上优势明显。 保养成本：纯电车型无发动机，年均保养费用约300~500元（检查三电、换滤芯）；插混车型需同时维护发动机和电驱两套系统，需更换机油机滤，年均保养费用约800~1200元。行驶10万公里，纯电保养总费用约10600～46900元，插混约13300～58300元。 各自优势： 插混优势：购车成本更低；电池成本低；全生命周期成本优于纯燃油车。 纯电优势：保养成本更低；电费远低于油费；无发动机相关维护费用。 我国“插电混动”技术对传统内燃机的改造 （五）充电时间 纯电车型借助800V高压平台，10%-80%充电仅需13分钟。插混车型的补能方式更为灵活：既可以使用充电桩，也可以去加油站加油，3-5分钟即可完成加油。插混车型的充电功率通常低于纯电车，但配合其较小的电池容量，实际充电时间也相对较短。 各自优势： 插混优势：加油仅需3-5分钟，补能速度快，不受充电桩分布限制；没有充电桩也可以正常使用。 纯电优势：快充技术先进，10-80%充电仅需13分钟；充电成本远低于加油。 我国“插电混动”技术对传统内燃机的改造 （六）续航里程 纯电动乘用车2025年平均续航里程已达528km，2026年进一步提升至平均566km。插电混动车型的纯电续航里程平均约176km（2026年数据），但综合续航（油+电）超过1000km。 各自优势： 插混优势：综合续航超1000km，彻底消除里程焦虑；在寒冷地区（-25℃至-15℃），插混车型平均实测纯电续航仍有101公里，加上燃油续航毫无问题。 纯电优势：纯电续航里程长（平均500km以上），城市通勤充一次电可用一周。 综合对比总结表 对比维度 纯电动汽车（BEV）优势 插电混动汽车（PHEV）优势 安全 电池包结构简单，底盘专项优化，扭转刚度高 油电互为备份，无续航耗尽风险 使用习惯 一周充电一次，使用省心 可油可电，无续航焦虑，适合长途 电池需求量 大电池，纯电续航长 电池需求低约30%，成本低、结构紧凑 成本 保养费用低（年均300~500元），电费远低于油费 购车成本低，已实现“油电平价” 充电时间 快充13分钟（10%-80%） 加油3-5分钟，补能灵活 续航里程 平均500km以上，满足日常通勤 综合续航超1000km，无里程焦虑 我国“插电混动”技术对传统内燃机的改造 课堂小结 课堂小结 我国燃料结构的现实变化 我国新能源汽车的分类 新能源汽车和燃油汽车的差异 新能源汽车的分类、发展及前景 环境保护 我国“插电混动”技术 01 02 03 04 05 06 实 践：调研我国新能源汽车的发展 课本课后练习 课后作业 作业 内容 同步作业 完成《能力培养与测试》14.4 自主安排 配套同步分层作业 本 章 练习 课本本章练习 1. 下列事例中，属于内能转化为机械能的过程是（ ）。 A. 用电炉加热水 B. 衣服在阳光下暴晒升温 C. 火箭升空 D. 双手摩擦生热 解析:用电炉加热水是将电能转化为内能;衣服在阳光下暴晒升温是热传递过程;火箭升空是将内能转化为机械能;双手摩擦生热是将机械能转化为内能。 C 课本本章练习 2. 关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（ ）。 A. 没有燃烧的燃料，热值等于零 B. 燃料完全燃烧时，它的热值最大 C. 燃料的热值与质量和燃烧状态无关 D. 燃料燃烧时温度越高，释放的热量越多 解析:燃料的热值是燃料本身的一种特性，与其质量和燃烧状态无关;燃料燃烧释放热量的多少与燃料的质量、燃料的热值及燃烧情况有关，与燃烧时的温度无关。 C 课本本章练习 3. 关于热量、功、内能的概念，下列说法中正确的是（ ）。 A. 热量、功、内能的单位都是焦耳，所以三者的物理意义相同 B. 热传递和做功是改变物体内能的两种方式 C. 克服摩擦力做功可使物体的热量增加 D. 对物体做了功，物体内能一定增加 解析:热量、功、内能的单位虽然相同，但物理意义不同;克服摩擦力做功可使物体的内能增加，而不是使物体的热量增加;对物体做功，物体内能不一定增加，如将杠铃举高，我们对杠铃做了功，但杠铃的内能不增加。 B 课本本章练习 4. 新能源太阳灶是一种烧水做饭的器具，太阳灶烧水时将太阳能转化为水的 __________ 能，将 2 kg 的水从 20℃加热到 70℃，水吸收的热量为 ____________J。 解析:本题的解题关键点是明确太阳灶的能量转化形式，以及熟练运用水的吸热公式计算水吸收的热量。分析太阳灶的能量转化过程太阳灶利用太阳能对水进行加热，使水的温度升高，水的内能增大，这个过程中太阳能转化为水的内能。计算水吸收的热量已知水的质量m=2kg，水的初温to=20°C，末温t=70°C，水的比热容 c水=4.2x103J/(kg.°C)。根据物体吸收热量的计算公式: Q吸=c水m(t一to)=4.2 x 103 J/(kg·°C)x2 kg x (70°C-20°C)=4.2x103 J/(kg·°C)x2kg x 50°C=4.2 x 105J 4.2 x 105 内 课本本章练习 5. 某汽油机用来做有用功的那部分能量是燃料完全燃烧所释放能量的 1/4，则此汽油机的热机效率是（ ）。 A. 20% B. 25% C. 50% D. 75% 解析: B 课本本章练习 6. 北方常用热水向千家万户供暖。用水供暖，主要是利用了水有（ ）。 A. 较大的比热容 B. 较低的沸点 C. 较大的热值 D. 较高的凝固点 解析:本题围绕水作为供暖介质的特性展开分析，解题的关键点是明确供暖场景需要介质能够携带并释放更多热量，结合水的物理特性逐一排除错误选项。明确供暖的核心需求供暖过程中，需要输送热量的介质在降低相同温度时，可以向室内释放更多的热量，以此提升供暖效率，减少介质的输送成本。分析各选项的合理性.选项A:水的比热容较大，根据放热公式Q放=cmΔt可知，质量相同的水和其他介质相比，在降低相同温度时，水可以释放出更多的热量，完全匹配供暖的核心需求，该特性是用水供暖的主要原因。选项B:水的沸点在标准大气压下为100°C，并不属于较低的沸点，同时较低的沸点和供暖:需要释放更多热量的需求无关，该选项错误。选项C:热值是描述燃料燃烧放热能力的物理量，水不属于燃料，不存在“较大的热值”这一特性，该选项错误。选项D:如果水的凝固点较高，在低温环境下会更容易凝固成冰，无法在管道中流动输送热量，这反而会对供暖造成阻碍，该选项错误。答案:A A 解析:酒精灯给试管内的水加热，水沸腾后产生大量高温水蒸气，使试管内气压远大于外界大气压;高温高压的水蒸气对软木塞做功，将自身的内能转化为软木塞的机械能，水蒸气内能减小、软木塞获得动能，因此软木塞会斜向上冲起。 课本本章练习 7. 在试管里注入少量水，用软木塞塞紧管口，再用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了，水蒸气使软木塞斜向上冲起，请你分析该现象产生的原因。 课本本章练习 8.“炖汤”因味道香醇深受人们喜爱。“炖汤”就是把汤料和水置于炖盅内，而炖盅则浸在大煲的水中，并用蒸架将炖盅与煲底隔离。在大煲内的水沸腾过程中，煲盖与煲的缝隙间冒出大量的“白气”，这是 ________（选填物态变化）现象，煲盖不断跳动，这是水蒸气的 ________ 能转化为煲盖的机械能。若汤的沸点与水的沸点相同，则炖盅内的汤________（选填“会”或“不会”）沸腾。 解析:本题围绕炖汤过程中的物态变化、能量转化和沸腾条件展开，解题的关键点是准确掌握液化的定义、能量转化的判断逻辑以及液体沸腾的两个必要条件。分析“白气”对应的物态变化大煲内的水沸腾会产生大量高温的水蒸气，水蒸气从煲盖和煲的缝隙溢出后，遇到温度相对更低的外界空气，气态的水蒸气遇冷转变为液态的小水滴，这类由气态变为液态的物态变化叫做液化，所以“白气”是液化现象。分析煲盖跳动的能量转化大煲内的高温水蒸气具有大量内能，水蒸气推动煲盖向上运动、使煲盖不断跳动的过程中，水蒸气对外做功，自身的内能减小，煲盖获得动能与重力势能组成的机械能，因此是水蒸气的内能转化为煲盖的机械能。分析炖盅内的汤是否会沸腾液体沸腾需要同时满足两个条件:1温度达到自身的沸点;2可以持续从外界吸收热量。大煲内的水沸腾时温度会保持在沸点不变，炖盅内的汤可以通过热传递从大煲的水中吸热，最煲内的水沸腾时温度会保持在沸点不变，炖盅内的汤可以通过热传递从大煲的水中吸热，最终温度也能达到和大煲内水相同的沸点;但此时汤的温度和大煲内水的温度完全相等，两者之间不存在温度差，汤无法继续从大煲的水中吸收热量，不满足沸腾的第二个条件，因此炖盅内的汤不会沸腾。 液化 内 不会 课本本章练习 9.* 完全燃烧 200 g 焦炭所释放的热量有 60% 被质量为 10 kg 的水吸收 （q 焦炭 = 3.0×107J/kg）。问： （1）水吸收的热量是多少？ （2）若水的初温度是 5℃，那么，吸收了这些热量后，温度将升高到多少？ （保留整数） 解析:（1）焦炭完全燃烧释放的热量：Q放=mq=0.2kg×3.0×107J/kg=6×106J； 水吸收的热量：Q吸=Q放η=6×106J×60%=3.6×106J； （2）根据Q吸=cm△t可知， 水升高的温度：△t= ≈85.7℃； 水的末温t=t0+△t=20℃+85.7℃=105.7℃， 因为在1标准大气压下，水的沸点为100℃，所以吸收了热量后，水的温度将升高到100℃． = 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $