跨学科实践：制作简易热机模型--2025-2026学年人教版物理九年级全一册.docxVIP

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姓名_________日期______等第______

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

【知识梳理】

1.热机的工作原理是将燃料燃烧产生的________能转化为________能而获得动力的机械。根据燃烧室的位置不同，热机可分为________机和________机。

2.内燃机的燃料在气缸内燃烧。它的工作物质是气缸内的________和燃油混合物。外燃机（蒸汽机）的燃烧室在气缸之外，蒸汽机的工作物质是________。

3.要完成热机（建议优先考虑外燃机）模型的制作，需要考虑下面一些主要问题。

（1）你准备用________作热源。（2）工作物质是________。

（3）将热源产生的________能转化为________能来获得动力。

4.请根据自己的设计，并参考教材中的示例，制作简易的热机模型。

【随堂练习】

1.如图所示为小明同学制作的蒸汽机模型。请回答下列问题：

（1）该蒸汽机的热源是_________，工作物质是_________。

（2）制作叶轮：在圆形软木塞四周用小刀切几个对称的小缝，将铝片插在

小缝中，在软木塞中心用锥子钻一个小孔，将铁丝穿过小孔，使软木塞能在

铁丝上自由转动。

（3）组装“蒸汽机”：按照如图所示组装器材，注意调整叶轮的位置，使

导管管口正对着铝片。

（4）给烧瓶中的水加热直至沸腾，当大量的“白气”从导管口喷出时可以

看到叶轮转了起来。

（5）探究思考：

①蒸汽机工作时，水蒸气对叶轮______，水蒸气的内能______（填“增大”“减小”或“不变”），温度______（填“升高”“降低”或“不变”）。

②蒸汽机工作过程中，将______能转化为______能。

2.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，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜

制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

【基础过关】

1.如图所示为科技小组制作的热机模型，燃料燃烧将试管中的水加热后，

水蒸气从橡皮塞小孔冲出推动风车转动，下列说法正确的是（）

A.在这个实验中，燃料的化学能直接转化为风车的机械能

B.在这个实验中，燃料燃烧产生的热量完全传给了水和水蒸气

C.在这个实验中，水蒸气的内能全部转化成风车的机械能

D.这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理，蒸汽机属于热机的一种

2.张斌是班里的小发明家，刚刚学了热机的他，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，然后按动电火花发生器的按钮……

（1）在此过程中，酒精燃烧后的燃气的______能转化为盒盖的机械能。

（2）在这一实验过程中，你应当注意观察的是______。

A.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。

3.热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。

(1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→_________

→_________；

(2)某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现

象的原因可能_________________；（答出一条即可）

(3)热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如

何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结

构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可

行性措施：_________________。

【能力进阶】

4.我国航天技术已达到世界领先水平。在跨学科实践课上，某小组开展了“制作火箭模型”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：

（1）了解火