第十二章内能与热机 作业设计-2026-2027学年沪粤版物理九年级上学期

粤沪版九年级上册《第十二章 内能与热机》 单元整合作业设计 一、作品基础信息 项目 内容 作品名称 《第十二章 内能与热机》单元整合作业 学段学科 初中物理 适用年级 九年级 教材版本 粤沪版（广东教育出版社·上海科技出版社）九年级上册 对应内容 第十二章 内能与热机（12.1 内能～12.4 热机与社会发展，整章整合） 作业类型 单元整合作业（课后巩固 + 生活实践） 完成时长 必做 40 分钟，选做 15 分钟，总计 ≤ 55 分钟 设计者 广东省邓德坚名教师工作室学员 黄训理 二、设计背景与意图 1.课标与教材分析 课标要求：形成“能量”核心观念，知道内能、热量、比热容、热值的物理意义；能辨识改变内能的两种方式；能进行简单吸放热计算；了解热机工作过程中的能量转化，形成节约能源、保护环境的意识。对应核心素养：物理观念、科学思维、科学态度与责任。 教材地位：本章是初中热学的收口章节，从分子层面建立“内能”，过渡到宏观“热量、热值、比热容”，最终落地到“热机能量转化”，构成“微观→宏观→应用”的完整链条。 教学重难点：①内能改变方式的等效性辨析；②比热容概念的理解与公式 Q=cm（t2-t1） 、Q=cm（t1-t2）应用；③热机四冲程顺序及能量转化；④热值计算与热效率初步。 2.学情分析 维度 具体描述 已有基础 知道温度、分子运动论常识；生活中常接触柴火灶、山泉水、摩托车、农用拖拉机 现有困惑 把“热量”当“温度”用；分不清做功与热传递；比热容单位易写错；四冲程顺序靠死记 差异分析 基础较弱学生：需靠具象生活场景+填空选择建立信心；基础一般学生：可完成套公式计算和简单解释题 3.设计意图 以粤北山区（广东省清远市）真实生活场景（柴火灶、山间昼夜温差、村头太阳能热水器、农用柴油机、冬天烤火）为情境载体，把整章知识拆成“认概念→辨现象→会计算→联生活”四层进阶。题目表述口语化、配图描述清晰，减少抽象符号堆砌，让基础薄弱学生“读得懂、做得动、用得上”，同时保留1—2道中等题作为拔高。 三、作业目标 目标维度 编号 具体目标 对应核心素养 评价证据 知识理解 A 能准确说出内能、热量、热值、比热容的定义；能辨别做功与热传递 物理观念 填空、选择题正确率 能力运用 B 能套用Q=cm（t2-t1） 、Q=cm（t1-t2）、Q=qm或Q=qV完成基础计算；能识别汽油机四冲程 科学思维 计算过程、冲程填图 思维发展 C 能用比热容解释山区昼夜温差；能分析简单热效率问题 科学思维 解释题逻辑、计算推理 情感态度 D 体会物理在山区生活中的作用，形成节能、环保意识 科学态度与责任 实践建议、反思语 四、作业内容与目标对应表 题号 题型 题目概要 对应目标 设计意图 参考答案/评价要点 1 选择题 烤火 vs 搓手，辨改变内能方式 A 用山区冬日常见动作降低理解门槛 见第七点 2 填空题 内能、热量、温度三者关系填空 A 澄清易混概念 见第七点 3 选择题 干木柴与液氢热值含义理解 A 结合山区常用燃料 见第七点 4 计算题 村头太阳能热水器100kg水升温吸热 B 直接套比热容公式，保底得分 见第七点 5 填空+排序 汽油机四冲程图文对应与排序 B 用摩托车情境，配文字描述图 见第七点 6 解释题 用比热容解释“山区白天烫脚晚上盖被” C 回归本地气候体验 见第七点 7 计算题（中等） 柴火灶烧水，算热效率 B、C 综合热值+比热容+效率，中等难度 见第七点 8（选做） 实践建议 给学校宿舍热水系统提保温建议 D 开放题，联系校园生活 见第七点 五、作业评价 维度 A(优秀) B(良好) C(待改进) 权重 得分 知识理解 基础题全对，概念表述准确 1—2处细节错误 概念混淆较多 20% 能力运用 公式单位正确，计算零失误 计算有小错但思路对 不会选公式或乱套 30% 思维发展 解释题用对原理，逻辑清楚 能解释但表述不完整 原理用错或空白 30% 情感态度 选做题有真实观察，建议可行 能完成选做，较常规 不选做或敷衍 20% 六、试题详情 1.（基础题·选择题）粤北山区冬天湿冷，同学们常用两种方式让手暖和，甲同学把手伸到火盆上方烤，乙同学两只手快速对搓。关于这两种情况改变内能的方式，下列说法正确的是（　　） A. 甲同学是做功，乙同学是热传递 B. 甲同学是热传递，乙同学是做功 C. 甲同学乙同学都是做功 D. 甲同学乙同学都是热传递 2.（基础题·填空题） (1) 物体内所有分子 和分子 的总和，叫做内能。 (2) 热传递过程中，物体吸收热量，内能 ；放出热量，内能 。 (3) 1kg 纯水温度升高 1℃ 吸收 J 的热量，这说明水的比热容较大。 3.（基础题·选择题）山区老表常用干木柴做饭。已知干木柴热值 q=1.2×107J/kg，它的物理意义是（　　） A. 1kg干木柴含有的热量是1.2×107J B. 1kg干木柴完全燃烧放出的热量是1.2×107J C. 1g干木柴完全燃烧放出1.2×107J D. 干木柴燃烧时放出的热量一定是1.2×107J 4.（基础题·计算题）村头太阳能热水器里装有 100 kg、初温 20℃ 的山泉水，晴天晒了半天后水温升到 50℃。已知水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)。求：这些水吸收了多少热量？ 5.（基础题·填空题）下图是村里摩托车汽油机四个冲程的文字描述，请填空并排序。 (1) 四个冲程名称依次填在横线上。 图甲：两门都关，活塞向上运动，混合气被压缩 → ______冲程 图乙：排气门开，进气门关，活塞向上排出废气 → ______冲程 图丙：两门都关，火花塞点火，燃气推活塞向下 → ______冲程 图丁：进气门开，排气门关，活塞向下运动，吸入汽油和空气混合物 → ______冲程 (2) 其中把内能转化为机械能的是______冲程。 (3) 一个工作循环的正确顺序是：图 →图 →图 →图 。 6.（中等题·简答题）粤北某山村有句老话：“白天光脚烫得跳，晚上棉被少不了。”请用比热容知识解释为什么山区昼夜温差比沿海大。 7.（中等题·计算题）奶奶用铁锅在柴火灶上烧水。锅里装了 2 kg、20℃ 的水，完全燃烧了 0.5 kg 干木柴后，水温刚好升到 100℃（不计汽化）。已知：干木柴热值 q=1.2×107J/kg，水的比热容 c=4.2×103J/(kg·℃)。求： (1) 水吸收的热量； (2) 0.5 kg 干木柴完全燃烧放出的热量； (3) 这个柴火灶烧水过程的热效率（结果保留一位小数）。 8.（选做·实践题）学校宿舍楼装了太阳能热水系统，但晚上水管里的水降温快，同学洗澡时总要先放掉一截冷水。 (1) 利用“水的比热容大”这一特点，提一条让热水更耐放的建议； (2) 从环保角度，说一句为什么山区推广太阳能比多烧柴好。 七、参考答案与解析 1. 答案：B 解析：甲靠火盆的热辐射/对流把内能转移到手，是热传递；乙靠摩擦做功，机械能转化为内能。改变内能两种方式对结果等效，但过程不同。 2. 答案：(1) 动能；势能 (2) 增加；减少 (3) 4.2×103 解析：紧扣教材定义。注意“热量”是过程量，不能说“含有热量”。 3. 答案：B 解析：热值是“1kg某种燃料完全燃烧放出的热量”，是燃料本身的特性，与是否完全燃烧、质量多少无关。A错在“含有热量”，C单位错，D漏了“完全燃烧”。 4.解：已知m=100kg，t1=20℃，t2=50℃，c=4.2×103J/(kg·℃) Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(50-20)℃=1.26×107J 答：水吸收了1.26×107J的热量。 解析：基础套公式，强调变化的温度为用末温减初温，单位别漏。 5. 答案： (1) 压缩；排气；做功；吸气； (2) 做功 (3) 丁 → 甲 → 丙 → 乙 解析：只有做功冲程对外输出动力，其余三个靠飞轮惯性完成。可教学生口诀“吸压做排”。 6. 参考解释： 山区地表多砂石、泥土，水的面积少。砂石的比热容约 0.92×103J/(kg·℃)比水的比热容4.2×103J/(kg·℃)小很多。白天吸收同样太阳热量时，砂石升温快，所以地面烫脚；夜晚放出同样热量时，砂石降温也快，温度掉得低，所以要盖棉被。而沿海水多，水比热容大，升温降温都慢，昼夜温差就小。 评分要点：点出“砂石比热容小”+“同热量下温度变化大”即给满分。 7.解：（1）水吸热Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100-20)℃=6.72×105J （2）木柴燃烧放热Q放=qm=1.2×107J/kg×0.5kg=6×106J (3) 答：(1)水吸收的热量6.72×105J；(2)0.5 kg 干木柴完全燃烧放出的热量6×106J；(3) 这个柴火灶烧水过程的热效率为11.2%。 解析：效率偏低符合山区土灶实际，可顺势渗透“改进炉灶省柴”的环保观念。 8. 参考答案： (1) 建议：把储水箱做成大容量水箱并包上保温层，利用水比热容大，降温慢，晚上也能存住热量。（其他如“用大水箱而非细水管存热水”也可） (2) 太阳能是清洁能源，不烧柴就少产生烟尘和二氧化碳，保护山区空气和山林植被。 评价：言之有理即可，重点看是否用到了“比热容大”和“环保”两个支点。 —　1　— 学科网（北京）股份有限公司 $