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(共6张PPT)
第十四章　内能的利用
第4节　跨学科实践：制作简易热机模型
1.(2026珠海金湾区期末)如图所示，在制作简易热机模型时，选择外燃机类型更安全，因为燃烧室在气缸外，避免直接接触工作部件.该热机的工作物质是　　　　(选填“水”或“水蒸气”)，工作时将　　　　能转化成　　　　能.
内
机械
水蒸气
2.如图所示是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型.将盛有适量水的铜制容器安装在“船体”上，并用蜡烛对铜质容器底部加热，一段时间后铜质容器内水温升高，水变热是通过　　　　　(选填“做功”或“热传递”)的方式来改变内能的，水沸腾时会有热量散失，能量　　　　(选填“守恒”或
“不守恒”).该模型产生的蒸汽通过铜管向右喷出，“船体”向左行驶，该过程主要是将内能转化为　　　　能.
热传递　
守恒
机械
3.在跨学科实践课上，某小组在老师的指导下开展了“设计火箭发射系统”的项目化学习活动.下面是该小组同学交流的实践过程.
【项目分解】(1)制作简易火箭；
(2)优化火箭发射系统.
【项目实施】(1)了解火箭：2025年4月3日，我国使用长征六号运载火箭成功将天平三号A星02星顺利送入预定轨道.火箭起飞时，采用煤油作为燃料，是因为其　　　 　大；2 kg的煤油完全燃烧放出的热量是　　　　　J；燃料燃烧时，产生大量高温高压的燃气，燃气对火箭做功，燃气的内能　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”).(煤油的热值q=4.6×107 J/kg)
热值
9.2×107
减小
(2)制作并发射：火箭模型小组的同学制作了如图甲所示的水火箭并进行发射，图乙是其结构示意图，对水火箭打气，打开阀门，水向下喷出，水火箭一飞冲天.使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的　　　　冲程相同，使水火箭上升的施力物体是　　　　　　(选填“地球”或“喷出的水”).
压缩
喷出的水
【项目评估】各个小组制作好了“水火箭”后开展飞行比赛，发现“水火
箭”在竖直方向飞行上升的高度不容易测量.同学们讨论后认为可以通过测量　　　　 　 　　来评选出“最佳飞行奖”.
飞行距离(合理即可)(共13张PPT)
第十四章　内能的利用
第1节　能量的转化与守恒
03
拓展培优
02
能力提升
01
基础训练
1.下列物体与其具有的能量对应正确的是(　　)
A.汽车的运动—机械能 B.空气的运动—内能
C.分子的运动—电能 D.拉长的橡皮筋—化学能
2.下列情景中，属于能量转移的是(　　)
A.钻木取火　
B.燃料燃烧时发热
C.在热水中加入凉水变成一杯温水　
D.电动机带动水泵把地下水送到地面
知识点一：能量的转化
A
C
3.下列有关能量转化的说法错误的是(　　)
A.水力发电——机械能转化为电能　
B.电饭锅烧饭——电能转化为内能
C.植物光合作用——光能转化为内能　
D.太阳能电池——光能转化为电能
C
4.［跨学科·生物］如图所示，人类需要进食适当的食物以满足生命活动所需.食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞内与氧结合，提供细胞组织所需的能量.这种过程尽管没有火焰，但食物的化学能同样可以转化为　　　　能；人在进行各种运动时，食物提供的化学能转化为人的
　　　　能；另外，人体内会产生微弱的生物电流，所以食物的化学能还可以转化为　　　　能.
内
机械
电
5.关于能量守恒定律的下列说法中，正确的是(　　)
A.能量可以凭空消灭，也可以凭空产生　
B.永动机是可以制造出来的
C.各种形式的能量都守恒　
D.能量转化和转移过程中，能量的总量保持不变
知识点二：能量守恒定律
D
6.如图为某大学教授课堂演示情景，教授将一个摆球从下巴处放手，结果摆球摆回时并没有砸到他的下巴，这一过程摆球的一部分机械能转化为　　　 　能，机械能　　 　　(选填“减小”或“不变”)，这一过程　　　　(选填“符合”或“不符合”)能量守恒定律.
内
减小
符合
7.如图是一位“发明家”设计的一种永动机.利用上水池的水使水轮发电机发电，将　　 　　能转化为电能，然后利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池.这样不断循环下去，就可以制成一个永动机.这个永动机设想　　 　　(选填“能”或“不能”)实现，因为它违背了　　　　　　　定律.
机械
不能
能量守恒
8.（2026东莞校级模拟）如图是荡秋千的简化模型，摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，摆球荡起的高度越来越低，这一过程摆球的　　　 　能转化为内能，　　　　(选填“遵循”或“不遵循”)能量守恒定律.B、C两点等高，则小球在B位置的速度　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)C位置的速度.
机械
遵循
大于
9.［综合能力基础题］阅读材料，回答问题.
全球最大的“充电宝”
河北丰宁抽水蓄能电站有世界最大的“充电宝”之称，其规模和发电能力，都位列全球第一.
抽水蓄能电站被称作巨型“充电宝”，是因为通过电网调度，电站可以在用电低谷时从下水库抽水至上水库，等到了用电高峰期，上水库再放水到下水库，推动水轮机发电，由此解决了电能难以存储的难题.
现有的储能装置大体可分为机械储能(抽水蓄能、压缩空气、飞
轮)、电磁储能(超导、电容器)和化学储能(电池).相比于其他储能方
式，抽水蓄能以其资金投入少、设备寿命长、储能规模大、转换效率
高、技术成熟、清洁环保等特点，得到了快速发展和广泛应用.丰宁抽水蓄能电站首次实现抽蓄电站接入柔性直流电网，能有效支撑具有网络特性的直流电网高可靠高效率运行，为中国环首都地区提供绵绵绿电.
(1)现有的储能装置可分为机械储能、　　　　　　、化学储能等几种方式.
(2)该电站抽水蓄能时可将　　　　能转化为机械能，蓄能过程中总能量
　　　　(选填“守恒”或“不守恒”).
(3)写出一条抽水蓄能电站的特点：　　　　　　 　　　　　　.
电磁储能
电
守恒
清洁环保(合理即可)
10.［传统文化］《天工开物》是我国古代的科学著作，其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧.”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示.
(1)取水时，水流因为有一定质量和速度而具有　　　　　能，冲击水轮使其转动，从而使绑在水轮上的取水筒把低处的水提升到高处，增大了筒内水的　　　　　能.
(2)筒车“昼夜不息”，　　　　(选填“能”或“不能”)说明它就是永动机，理由是 　 .
动　
重力势
不能
筒车工作时消耗了水的动能，将水的动能转化为筒车的机械能(共15张PPT)
第十四章　内能的利用
第2节　热机
03
拓展培优
02
能力提升
01
基础训练
1.下列设备工作过程中使用热机的是(　　)
A.“歼-20”战斗机 B.亚运会比赛帆船
C.共享单车 D.航拍无人机
2.关于热机的能量转化过程，下列说法正确的是(　　)
A.将势能转化为动能 B.将内能转化为化学能
C.将内能转化为机械能 D.将机械能转化为化学能
知识点一：热机
A
C
3.(2025扬州)如图是四冲程内燃机的某一冲程示意图，该冲程是(　　)
A.吸气冲程　
B.压缩冲程　
C.做功冲程　
D.排气冲程
知识点二：汽油机
C
4.关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是(　　)
A.吸气冲程：只吸入空气
B.压缩冲程：缸内温度降低
C.做功冲程：气体推动活塞做功
D.排气冲程：内能转化为机械能
C
5.如图为汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是(　　)
A.活塞正向下运动
B.该冲程需要火花塞点火
C.内能转化为机械能
D.靠飞轮惯性完成
D
6. 如图是我国古代发明的取火器模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒就会立刻燃烧起来，这是通过_______　　　　
(选填“做功”或“热传递”)的方式使筒内空气的　　　 　能增加，温度升高，达到艾绒的着火点.这与四冲程汽油机工作循环中的　　　　冲程类似.
做功
内
压缩
7.(2026佛山校级期末)春假期间小明一家驾车出游，如图所示是汽车发动机转速表，此时发动机的转速为　　　 　r/min.如果汽车用的是四冲程汽油机，此时发动机的一个气缸每分钟对外做功　　 　次，飞轮转过　　　　周.
2 500　
1 250
2 500
知识点三：汽油机与柴油机
8.下列关于汽油机和柴油机的说法，正确的是(　　)
A.柴油机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个冲程
B.汽油机和柴油机都属于内燃机
C.汽油机比柴油机笨重
D.汽油机的功率比柴油机大
B
9.(1)如图1所示，用瓶塞塞紧瓶口，往瓶里打气，最终会观察到两个现象：A现象：瓶塞跳起来；B现象：瓶内产生“白雾”.
①热机的　　　　冲程，出现了“A现象：瓶塞跳起来”的能量转化.
做功
②“B现象：瓶内产生‘白雾’”的原因是瓶内气体对瓶塞做功，内能
　　　　(选填“增大”或“减小”)，温度　　　　(选填“升高”或“降低”)，瓶内产生的“白雾”是瓶内的水蒸气　　　　(填物态变化名称)形成的.
减小
降低
液化
(2)图2甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图.请在图2乙中的括号内画出压缩冲程中活塞运动的方向(用“↓”或“↑”表示)及进气门、排气门的开闭情况.
如图所示：
答案图
10.发动机是汽车的动力源.汽油机以汽油为燃料，汽油机的性能和气缸排量有关.气缸排量是指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(冲程长度).如果发动机有若干个气缸，那么所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量，实际汽车往往采用多缸发动机.如图所示，发动机有4个气缸(图中标注1、2、3、4)，通过连杆把4个气缸的活塞连在一根曲轴上.各个气缸的做功过程错开，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吸气、压缩和排气冲程.
(1)汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为　　　　能；
(2)若一个气缸排量为V，燃气对活塞的平均压强为p，则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为　　　　(用字母表示)；
(3)若汽车发动机以恒定功率输出，在爬坡的时候减慢车速，目的是__________________；
机械
pV
增大牵引力
(4)当发动机转速为3 000 r/min时，发动机每个工作循环所需要的时间为
　　　　s；设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，则发动机转速为n时该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系式为
　　　　(选填字母).
A. B.np0V排
C.2np0V排 D.4np0V排
0.04
A(共17张PPT)
第十四章　内能的利用
第3节　热机的效率
03
拓展培优
02
能力提升
01
基础训练
1.某品牌饼干成分表上标有“每100 g能量1 960 kJ”.下列物理量与该标识含义相似的是(　　)
A.比热容 B.热量 C.热值 D.温度
知识点一：燃料的热值
C
2.(2025连云港)运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有(　　)
A．较大的热值　　　　
B．较低的沸点
C．较大的比热容　　　　
D．较高的凝固点
A
3.人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭.在现代社会，人类所用的能量一部分是从燃烧天然气这种燃料获得的.完全燃烧0.2 m3的天然气可放出　　　　　　J的热量，这些热量相当于　　 　　kg的柴薪完全燃烧所释放的热量.(q天然气=3.6×107 J/m3，q柴薪=1.2×107 J/kg)
知识点二：热值的相关计算
7.2×106　
0.6
4.汽油的热值为4.6×107 J/kg，现有汽油4 kg，完全燃烧一半时放出的热量是　　　　　　J；燃烧过程中，热值　　　　(选填“变大”“不变”或“变小”).液态氢由于热值高而被选作火箭燃料，若完全燃烧500 g液态氢共放出7×107 J的热量，则该氢燃料的热值为_________J/kg.
9.2×107
不变
1.4×108
5.［课标活动建议］小明在学习了热值的概念后去查询了一些燃料的热值，如表所示，热值最大的是　 　　(填燃料名称)；500 g的酒精完全燃烧放出的热量是　　　　 　J，在用去一半后，剩下酒精的热值是　　　　　　J/kg.
燃料 干木柴 烟煤 木炭 酒精 汽油 氢气
热值(J/kg) 约1.2×107 约2.9×107 3.4×107 3.0×107 4.6×107 1.4×108
氢气
1.5×107
3.0×107
6.下列关于热值和热机效率的说法，正确的是(　　)
A.使燃料燃烧更充分，可以增大热值　
B.使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C.柴油机的热机效率通常为100%　
D.燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
知识点三：热机的效率及其简单计算
B
7.下列措施中能提高汽车热机效率的是(　　)
A.提高汽车的车速
B.增加汽车行驶的路程
C.减少汽车行驶的时间
D.减少汽车热机部件间的摩擦
D
8.(2025烟台)汽油机是燃油汽车的动力来源之一.如图所示是某台汽油机工作时的能量数据图，图中横线处应填写的内容是：①_________，
②______________.若汽油的热值为4.6×107 J/kg，则该工作过程中消耗的汽油质量为__________kg.
机械
1.61×105
3.5×10-3
9.一辆汽车以20 m/s的速度在某段水平公路上匀速行驶了15 min，消耗汽油的质量为4 kg，已知此过程汽车发动机的输出功率为60 kW，若汽油的密度为0.8×103 kg/m3，汽油的热值为4.5×107 J/kg，求：
(1)汽油完全燃烧放出的热量；
解：(1)汽油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=4 kg×4.5×107 J/kg=1.8×108 J；
(2)汽车发动机的效率.
(2)由P=知，汽车发动机做的机械功：
W=Pt=60×103 W×15×60 s=5.4×107 J，
汽车发动机的效率：η===30%.
答：(1)汽油完全燃烧放出的热量为1.8×108 J；
(2)汽车发动机的效率为30%.
10.［跨学科融合：扇形图］如图为甲、乙两汽油机的数据.两者相比，甲汽油机(　　)
A.热机效率较大
B.热机效率较小
C.产生的有用机械能较少
D.产生的有用机械能较多
B
11.［开放性设问］随着科技发展，人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利用.已知q氢=1.4×108 J/kg，c水=4.2×103 J/(kg·℃).如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30 kg，这些氢燃料完全燃烧释放的热量为　　　 　J，若这些热量完全被水吸收，可使　 　　　kg水的温度从20 ℃升高到
100 ℃.请写出一条提高热机效率的建议：______________.
4.2×109　
1.25×104
适量添加润滑油
12.为比较不同燃料的热值，小明利用图示两套完全相同的装置做实验.
(1)小明分别在燃烧皿中放入相同　　　　(选填“质量”或“体积”)的不同燃料，同时点燃后对质量和初温相等的液体加热，直至燃料完全燃烧.
(2)小明通过　　　　 　　　　　(选填“加热时间”或“温度计上升的示数”)来比较不同燃料完全燃烧产生热量的多少.
(3)［实验方案评估］小明设计的方案存在明显的缺陷，请你指出并改正：　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　.
质量
温度计上升的示数
烧杯中液体种类不同，应使用初温和质量相同的同种液体
(4)［原因分析］小明按正确方法进行实验，发现用燃料2作为燃料的水升高的温度Δt1是用燃料1作为燃料的水升高的温度Δt2的2倍.由此，他
　　　　(选填“能”或“不能”)得出“燃料2的热值是燃料1的2倍”的结论，原因是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　.
不能
两种燃料释放的热量不可能完全被液体吸收，散失的热量也不同

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