资源简介

/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
【学习目标】
1.物理观念
（1）掌握热机效率、能量转化与守恒的核心概念，理解燃油汽车与新能源汽车的能量转化路径及效率差异；
（2）明确新能源汽车的分类。
2.科学思维
（1）运用控制变量法对比分析两类汽车在环保、能量利用率、使用成本等维度的差异，构建科学对比思维。
（2）结合热机效率、能量转化知识，分析插电混动技术对传统内燃机的改造原理，培养物理建模与逻辑推理能力。
3.科学探究
通过资料查阅、实地调研、实验对比等方式，完成《我国新能源汽车发展现状及前景》调查报告；
4.科学态度与责任
认识化石燃料消耗与环境污染的关联，树立“低碳生活、可持续发展”的环保理念；感受我国新能源汽车产业的发展成就，增强民族自豪感与科技报国意识。
重点：1.新能源汽车与燃油汽车的核心差异；
2.我国新能源汽车的分类、发展现状及产业优势。
难点：1.理解科技进步对能源利用效率的提升作用，建立“技术创新—可持续发展”的关联认知。
2.运用物理知识分析插电混动汽车的工作原理与优
【自主学习】
1.热机效率公式：η=__________ W有 / Q放
2.能量既不会________，也不会凭空________，它只会从一种形式_______为另一种形式，或者从一个物体________到其他物体，而能量的总量________。
3.燃油车：化学能 → ________ → 机械能，效率仅10%—20% 新能源车：电能 → ________，效率可达________以上，减少能量转化环节可显著提升________。
【合作探究】
任务一：查阅并整理资料。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。
1.交通工具燃料结构演变
从传统_______，到现在新能源如_______、氢等。传统燃油占比逐渐_______，汽油、柴油虽仍广泛应用但增速_______。新能源快速发展，电能在汽车领域应用增多，纯电动汽车、混动汽车销量持续_______。
2.新能源车型分类、发展及前景。
（1）新能源车型分类
纯电动汽车 (BEV) 插电混动汽车（PHEV） 燃料电池汽车 (FCV)
新能源汽车类型 动力来源 核心特点 代表车型举例
纯电动汽车 动力电池 ____排放、效率____ 比亚迪海豹、特斯拉Model 3
插电式混合动力 电池+燃油发动机 可____可____，解决续航焦虑 比亚迪秦PLUS DM-i
燃料电池汽车 氢气 ____排放、续航____ 上汽大通MAXUS EUNIQ 7
（2）新能源汽车的发展及前景。
我国新能源汽车产业发展迅猛，国家政策____及市场需求____是主因，同时技术不断进步，电池续航____提升、充电设施逐渐完善。2025年销量突破1200万辆、动力电池全球占比超70%。我国新能源汽车已进入全球领跑、市场主导阶段，正从政策驱动转向市场驱动，未来十年仍是高速增长期，2035年将成为汽车市场绝对主流。
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。
新能源汽车和燃油汽车的差异
车型类型 能量利用效率 主要污染物 环保性能
燃油车 一般 __________ CO、NO 、PM2.5 尾气污染____
纯电动车 可达____ 左右 无直接排放 污染____甚至____排放
1.以“如何低碳出行”为核心，正方观点“优先推广新能源汽车”，反方观点“传统燃油车仍有存在价值”，各小组选派代表辩论。
2.调查报告展示：各小组提交《我国新能源汽车发展现状及前景》调查报告，教师从“数据准确性、逻辑完整性、观点创新性”三方面点评打分。
思考：践行低碳生活，实现可持续发展，低碳出行可哪些方面着手？
（1）优先选择公共交通
日常出行多乘坐_______、_______、______等公共交通工具，减少私家车使用，大幅降低人均碳排放。
（2） 倡导绿色慢行方式
短途出行优先_______、_______、共享电动车，既低碳环保，又能强身健体，打造健康生活方式。
（3）合理使用私家车
购车选择_______汽车、_______汽车；驾车时避免急加速、急刹车，保持经济车速。
（4）推广拼车与共享出行
同城通勤、同路出行可_______合乘，提高车辆_______；灵活使用网约车、顺风车等共享模式，降低空驶率。
低碳出行看似小事，却能长期有效节约资源、减少污染、改善生态，是每个人参与可持续发展最直接、最可行的方式，每个人应树立低碳环保意识把低碳出行当成生活习惯。
查阅资料，了解现代新能源汽车中我国“插电混动”技术对传统内燃机的改造，比较纯电动车与插电混动汽车在安全、使用习惯、电池需求量、成本、充电时间和续航里程等方面各自的优势。
1.插电混动技术对传统内燃机的改造主要是增加了电机、电池和电控系统。
2.纯电动车与插电混动汽车各自的优势对比。
对比维度 纯电动车优势 插电混动汽车优势
安全 重心____、侧翻风险____；无燃油系统，更安全 电池____，热失控风险____；双动力更____
使用顺安静，保养____、成本____ ____里程焦虑，使用习惯与燃油车一致
电池需求 电池用量____大，推动技术升级 电池用量____少，节约资源
成本 使用、保养成本____ 购车成本____，换电池成本____
充电时间 支持大功率____ 电池____，充电速度____
续航里程 纯电续航____，满足日常代步 综合续航长，____更有优势
【归纳整理】
1.能量转化
（1）燃油车：化学能→内能→机械能（效率10%—20%）
（2）新能源车：电能→机械能（效率80%+）
2.新能源汽车分类：纯电动、插电混动、燃料电池汽车
3.插电混动技术对传统内燃机的改造主要是增加了电机、电池和电控系统。
【章末练习】
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
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
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
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。
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%
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
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 软木塞斜向上冲起如图，请你分析该现象产生的原因。
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如图。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。
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 = 3.0×107 J/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）
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
【课前预习】
1. W有 / Q放 2.凭空产生 消失 转化 转移 保持不变 3.内能 机械能 80% 效率
【合作探究】
探究点一：
答案：任务一：1.燃油 电 降低 放缓 上升2（1）零 高；油 电；零 长；（2）支持 增长
任务二：30% - 40% 大；80% 小 零
探究点二：
答案：3.（1）地铁 公交 轻轨（2）步行 自行车（3）新能源 小排量（4）拼车 利用率
探究点三：
答案：2.低 小 小 低 稳定；简单 低 无；更低 低 低；快充 小 快；长 长途
【章末练习】
1.C
解析：A、用电炉加热水是电能转化为内能，故A不合题意；
B.衣服在阳光下暴晒升温是内能发生了转移，故B不合题意；
C.火箭升空的过程是将燃气产生的内能转化为火箭的机械能，故C符合题意；
D.双手摩擦生热是机械能转化为内能，故D不合题意。
故选：C。
2.C
解析：（1）热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，与燃料是否完全燃烧无关，与产生的热量无关，故AB错误、C正确；
（2）由Q放=mq可知，燃料燃烧放出的热量，与燃料的质量、热值和是否完全燃烧有关，与燃烧的温度无关，故D错误。
3.B
解析：A.热量、功、内能的国际单位都是焦耳（J），但三者物理意义完全不同。
B.改变物体内能的方式有且只有两种：热传递（能量转移）和做功（能量转化）。B正确。
C.克服摩擦做功，是通过做功的方式增加物体的内能，使温度升高；而“热量”是过程量，不能说物体“含有热量”或“热量增加”，C错误。
D.对物体做功时，物体内能不一定增加。如果物体同时对外放热或对外做功，内能可能不变甚至减少， D错误。
4.内4.2×105
解析：水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2 kg× (70℃-20℃)=4.2×105J。
5.B
解析：热机效率η= ×100 %100 %= 25%
6.A
解析：水的比热容较大。与相同质量的其它物质相比，降低相同温度，水放出的热量更多。所以用水作为供暖介质，能在循环过程中释放较多热量，为千家万户提供温暖。故A正确，BCD错误。
7.答案：水受热后沸腾，产生大量水蒸气，水蒸气在试管内积聚，气压增大，当气压足够大时，水蒸气将软木塞向上冲起，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能。
8.液化 内 不会
解析：(1）在大煲内的水沸腾过程中，煲盖与煲的缝隙间冒出大量的水蒸气，水蒸气遇到冷的空气，液化成小液滴，形成“白气”；
（2）蒸汽具有能量，推动煲盖做功，使水蒸气的内能转化为煲盖的动能；
（3）沸腾需要的条件是液体温度达到沸点，同时还要继续吸热。本题中将炖盅浸在大煲的水中，而且用蒸架把盅与煲底隔离，大煲内水由于火的持续加热，温度达到沸点而沸腾，经过一段时间的热传递，炖盅中的温度也会达到沸点温度，这样炖盅内外温度相等，没有温度差，不会发生热传递，也就不会继续给炖盅中水加热，里面的水只能是达到沸点温度而不能沸腾起来。
9.(1)3.6×106J (2)91℃
解析：解：(1）焦炭完全燃烧释放的热量：
Q放=m焦炭q焦炭=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）若水的初温度t0= 5℃，水吸收这些热量后，由Q吸=cm可得水升高的温度：
数据代入=≈86℃
水的末温t=t0+=5℃+86℃ =91℃
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