14.4 跨学科实践:制作简易热机模型 分层练习(学生版+答案版) 2025-2026学年物理人教版九年级全一册

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14.4 跨学科实践:制作简易热机模型 分层练习(学生版+答案版) 2025-2026学年物理人教版九年级全一册

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第4节 跨学科实践:制作简易热机模型
@基础巩固
1.[物理学与工程实践]如图是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型,在铜制容器中盛有一定量的水之后安装在“船体”上,用酒精灯对铜质容器底部加热,一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽,铜管会向右喷出蒸汽,“蒸汽船”就会向左行驶,下列说法正确的是 ( B )
A.水变热是通过做功来改变内能的
B.“蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同
C.水在沸腾时会有热量的散失,所以能量不守恒
D.“蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能
2.小宇用塑料瓶自制了火箭模型(如图所示),给瓶内喷入少量酒精,盖上锥形纸筒,然后用电火花发生器点燃瓶内酒精气体,看到纸筒向上飞出.下列说法正确的是 ( D )
A.纸筒飞出的过程中机械能转化为内能
B.瓶内酒精燃烧越充分,酒精的热值越大
C.纸筒飞出的原理与热机压缩冲程相同
D.纸筒飞出后瓶内气体的内能减少
3.图1是某同学利用塑料瓶制作的“水火箭”,其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出,推动“火箭”飞向空中,图2为四冲程汽油机的工作示意图.下列判断错误的是 ( C )
图1 图2
A.图2中甲冲程吸入的是汽油和空气
B.图2中乙冲程是依靠飞轮的惯性运转的
C.从能量转化角度讲,往“水火箭”里打气与图2丙所示的原理相似
D.若该汽油机1 s内对外做功15次,则飞轮转速是1 800 r/min
@能力提升
4.小宇刚刚学了热机,制作了如图所示的模型,他在透明塑料盒的底部钻一个孔,把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中,打开塑料盒盖,向盒内滴入数滴酒精,再将盒盖盖紧,然后推动电火花发生器的按钮.
(1)在此过程中,酒精燃烧后,盒内气体的 内 能转化为盒盖的机械能.
(2)在这一实验过程中,他应当注意观察的是 D (填字母).
A.推动电火花发生器 B.盒内的酒精
C.盒盖跳起的现象 D.盒盖跳起的瞬间盒内出现的现象
(3)汽油机的工作过程的 做功 冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的.
@拓展培优
5.[物理学与工程实践]现代生活离不开热机,请你回答下面围绕“热机”展开的一些问题.
(1)图甲是一种四缸汽油机(图中标注1、2、3、4),通过连杆把四个气缸的活塞连在一根曲轴上.各个气缸的做功过程错开,可以使发动机运转时更平稳.在飞轮转动的每半周里,都有一个气缸在做功,其他三个气缸分别在做吸气、压缩和 排气 冲程.
(2)做功冲程中曲轴的转速比其他三个冲程的转速 快 ,所以曲轴转速是不均匀的,因而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 四 (选填“三”或“四”)缸发动机工作时更平稳,噪音更小.
【解析】(2)做功冲程对外做功,其余三个冲程依靠飞轮的惯性完成,所以做功冲程中曲轴的转速比其他三个冲程的转速快.四缸发动机可以在飞轮转动的每半周里,都有一个气缸在做功,各个气缸的做功过程错开,可以使发动机运转时更平稳,所以一般情况下四缸发动机工作时更平稳,噪音更小.
(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 CD (多选,填字母).
A.用热值大的燃料 B.多燃烧一些燃料
C.减少废气带走的大量热量 D.让燃料尽可能完全燃烧
(4)图乙是斯特林发动机,这是一种 外 (选填“内”或“外”)燃机;酒精灯被点燃后加热气缸内气体,高温气体推动活塞对外做功,内能 减小 (选填“增大”或“减小”),温度 降低 (选填“升高”或“降低”),酒精灯继续加热气缸内气体从而实现往复工作.第4节 跨学科实践:制作简易热机模型
@基础巩固
1.[物理学与工程实践]如图是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型,在铜制容器中盛有一定量的水之后安装在“船体”上,用酒精灯对铜质容器底部加热,一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽,铜管会向右喷出蒸汽,“蒸汽船”就会向左行驶,下列说法正确的是 (   )
A.水变热是通过做功来改变内能的
B.“蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同
C.水在沸腾时会有热量的散失,所以能量不守恒
D.“蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能
2.小宇用塑料瓶自制了火箭模型(如图所示),给瓶内喷入少量酒精,盖上锥形纸筒,然后用电火花发生器点燃瓶内酒精气体,看到纸筒向上飞出.下列说法正确的是 (   )
A.纸筒飞出的过程中机械能转化为内能
B.瓶内酒精燃烧越充分,酒精的热值越大
C.纸筒飞出的原理与热机压缩冲程相同
D.纸筒飞出后瓶内气体的内能减少
3.图1是某同学利用塑料瓶制作的“水火箭”,其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出,推动“火箭”飞向空中,图2为四冲程汽油机的工作示意图.下列判断错误的是 (   )
图1 图2
A.图2中甲冲程吸入的是汽油和空气
B.图2中乙冲程是依靠飞轮的惯性运转的
C.从能量转化角度讲,往“水火箭”里打气与图2丙所示的原理相似
D.若该汽油机1 s内对外做功15次,则飞轮转速是1 800 r/min
@能力提升
4.小宇刚刚学了热机,制作了如图所示的模型,他在透明塑料盒的底部钻一个孔,把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中,打开塑料盒盖,向盒内滴入数滴酒精,再将盒盖盖紧,然后推动电火花发生器的按钮.
(1)在此过程中,酒精燃烧后,盒内气体的 能转化为盒盖的机械能.
(2)在这一实验过程中,他应当注意观察的是 (填字母).
A.推动电火花发生器 B.盒内的酒精
C.盒盖跳起的现象 D.盒盖跳起的瞬间盒内出现的现象
(3)汽油机的工作过程的 冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的.
@拓展培优
5.[物理学与工程实践]现代生活离不开热机,请你回答下面围绕“热机”展开的一些问题.
(1)图甲是一种四缸汽油机(图中标注1、2、3、4),通过连杆把四个气缸的活塞连在一根曲轴上.各个气缸的做功过程错开,可以使发动机运转时更平稳.在飞轮转动的每半周里,都有一个气缸在做功,其他三个气缸分别在做吸气、压缩和 冲程.
(2)做功冲程中曲轴的转速比其他三个冲程的转速 ,所以曲轴转速是不均匀的,因而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 (选填“三”或“四”)缸发动机工作时更平稳,噪音更小.
【解析】(2)做功冲程对外做功,其余三个冲程依靠飞轮的惯性完成,所以做功冲程中曲轴的转速比其他三个冲程的转速快.四缸发动机可以在飞轮转动的每半周里,都有一个气缸在做功,各个气缸的做功过程错开,可以使发动机运转时更平稳,所以一般情况下四缸发动机工作时更平稳,噪音更小.
(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 (多选,填字母).
A.用热值大的燃料 B.多燃烧一些燃料
C.减少废气带走的大量热量 D.让燃料尽可能完全燃烧
(4)图乙是斯特林发动机,这是一种 (选填“内”或“外”)燃机;酒精灯被点燃后加热气缸内气体,高温气体推动活塞对外做功,内能 (选填“增大”或“减小”),温度 (选填“升高”或“降低”),酒精灯继续加热气缸内气体从而实现往复工作.

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