第十二章《内能与热机》单元作业设计（含答案）2023-2024学年度粤沪版物理九年级上册

初中物理第十二章作业设计
一、 单元信息
基本信息 学科 年级 学期 单元名称
物理 九年级 第一学期 内能与热机
单元组织方式 团 自然单元 重组单元
课时信息 序号 课时名称 对应教材内容
1 认识内能 第十二章第一节
2 热量与热值 第十二章第二节
3 研究物质的比热容 第十二章第三节
4 热机与社会发展 第十二章第四节
二、 单元分析
(一)课标要求
本章内容在《义务教育课程标准(2011年版)》中属于“能量”这一一级主 题。教学过程要注重学生观察、体验， 经历科学探究过程， 逐步掌握物理学习规律， 构建物理概念，学习科学方法，逐步构建科学世界观。
具体内容要求如下：
通过观察和实验，初步了解分子动理论基本观点，能用其解释某些热现象。 了解内能概念。能简单描述温度和内能关系。
从能量转化角度认识燃料热值。
了解内能利用在人类社会发展史上重要意义。
了解热量概念。
通过实验，了解比热容概念。尝试用比热容解释简单自然现象。
活动建议：
类比机械能的学习，首先着眼章标题“内能与热机”，注重概念的生成过程， 通过科学探究方式，使学生逐步建立正确的能量观。
(二)教材分析
1.知识框架
1
2.内容内在逻辑分析
教材 12.1 节介绍改变物体内能的方法时引入了许多生活实例;教材 12. 2 节让 学生通过计算来选择燃料，在“信息浏览"栏目中介绍了西气东输工程，在“课外 活动”栏目中引入了数据表“青少年每天正常需要的热量”等实例;教材 12.3 节利 用比热容概念解释沙漠地区的气候特点、汽车发动机用水作冷却剂;教材 12. 4 节 介绍了热机对环境的影响和我国长征系列火箭。这些内容的安排都体现了“从生活 走向物理，从物理走向社会”的新课程理念,对帮助学生更好地理解物理概念，从 生活中学物理，把学到的物理知识应用于生活中,进一步认识物理对社会发展的影 响，都有十分重要的意义。
(二)学情分析
2
学生在学习本节之前已经学习过机械能的知识， 对能量的概念已经有了初步了 解。由于机械能是力学知识的延伸与升华， 学生学起来容易接受， 而本章内能的知 识基础为分子动理论， 比较抽象。学生学起来比较困难， 尤其时概念的理解颇有难 度。因此， 要设计实验，增强学生的切身感受， 参与概念的建立过程， 方能化难为 易。
三、 单元作业与学习目标
(一) 学习目标
1.了解内能和热量。通过实验和生活中的实例让学生了解内能和热量。“热量” 的简单计算， 通过实例让学生了解内能是能量的一种重要形式。它与人们的生活息 息相关。
2.从能量转化的角度认识燃料的热值。从能的转化的角度来认识燃料的热值； 知道不同的燃料的热值不同， 而且通过学习， 增强节约能源和环境保护的意识。结 合生活实例，开展探究活动，在活动中评价学生的表现。
3.通过实验，了解比热容，尝试用比热容说明简单的自然现象。 4.了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。 (二) 作业目标
1.了解内能的概念及单位，并会判断改变内能的方式； 2.了解热量、热值的概念，学会探究水吸收的热量与温度变化、质量的关系； 3.能够利用热值完成一些简单计算；
4.了解比热容的概念、单位(包括读法与含义) ；能够利用比热容的概念解释 生活中有关的简单现象；
5.知道热机工作时的能量转化问题， 并了解汽油机的工作原理及工作过程(包 括四个冲程的顺序与能量转化情况)。
四、 单元作业设计思路
在“双减”背景下， 依据《课标》中对内能与热机教学的相关要求， 结合学生 的学习情况，本单元的作业设计思路如下：
(一)融入社会时事，体现物理教学理念
作业设计时将社会热门话题、时政要闻等融入题目，不仅能够丰富题目内容， 减轻传统物理作业的枯燥感， 同时能够锻炼学生将物理知识与日常生活结合起来的 思考能力。如“天宫授课”、“北京冬奥会”等其中就包含了很多有趣的物理现象， 借助这些现象作为题目背景， 设计题目， 就能让学生感受到学以致用， 物理就在身 边。
(二)增强作业题型的探究性
作业与题目是两个完全不同的概念，题目只是一种侠义的作业形式，“双减” 背景下开发多元化的作业形式可以摆脱传统作业的很多弊端，如填“鸭式作业”、 “题海战”、“重复性作业”等，这些作业很多是缺乏启发性和探究性的。
可以采用“实验+作业”的形式设计作业开发多种形式的作业，大部分物理知 识都与物理实验密切相关， 为提升性学生独立解决问题以及小组合作完成复杂问题 的能力可以设计题目的启发性和可探究性， 一般前一问是后一问的解题条件， 考虑 到实验题的探究性和复杂性，教师可以让学生以小组为单位完成探究。
(三)设计分层作业
必须承认当前我们所面临的教育对象的水平是参差不齐的， 利用分层式作业形 式一方面对于基础较好学生可以更好的巩固基础知识， 同时可以提高后进生学习的 自信心和求知欲， 体现因材施教的设计理念， 使不同层次的学生都能得到长足发展。
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五、 课时作业
第一课时
(一)课前作业
题目编号 001 作业性质 复习作业 完成时长 2 分钟
具体 内容 题目 在物理学中，分子动理论认为： (1)物质是由大量分子组成； (2)分子永不停息地做无规则热运动； (3)分子之间存在着相互作用引力和斥力； (4)分子间有间隙。 请结合机械能有关知识分析:
由(1)和(2)可以看出物体内部分子具有_______； 由(1)、(3)和(4)可以看出物体内部分子具有_______。 (均选填“动能”和“势能”)
答案 答案：动能 势能
作业评价 能运用学过知识解决新问题 优秀 良好 合格
对微观物理产生浓厚兴趣 优秀 良好 合格
通过自主学习，建立物理概念 优秀 良好 合格
设计意图 通过分子动能与分子势能分析， 既复习巩固了上一章机械能相 关知识， 又为本节内能概念学习提供了引入准备， 注重知识生成过 程。
作业 分析 难度 团 较易 中等 较难
来源 引用 改编 团 原创
(二)课堂作业
题目编号 002 作业性质 小组讨论 完成时长 4 分钟
具体 内容 题目 通过内能概念学习，小组讨论以下几个问题： (1) 内能和机械能一样也是能量一种形式，其单位为_____。 (2) 为什么说一切物体，不论温度高低，都具有内能 (3) 研究表明，温度在宏观上表示物体冷热程度，在微观上则 表示物体分子运动剧烈程度， 那么同一物体温度与内能有什么关系 呢？为什么？
答案 答案：(1)焦耳(J)；(2)因为分子内能包括； (3)同一物体温度越高内能越大。因为温度越高物体内分 子运动越剧烈， 即分子动能越大， 所以物体内能越大。(言之有理 即可)。
作业评价 能运用内能知识解决问题； 优秀 良好 合格
能通过习题，建立正确概念； 优秀 良好 合格
能在小组交流与合作中完成任 优秀 良好 合格
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务；
设计意图 通过类比机械能让学生明白内能单位； 通过小组分析讨论挖掘 内能特点，同时培养学生知识运用能力和语言组织能力。
作业 分析 难度 较易 团 中等 较难
来源 引用 改编 团 原创
题目编号 003 作业性质 分组活动 完成时长 4 分钟
具体 内容 题目 我们知道， 同一物体温度越高内能越大。请根据要求完成一下 实验，并通过感受判断物体内能如何变化？
(1) 用手来回折弯铁条 15 次，铁条内能______。(A 组) (2) 用酒精灯将水加热 3 分钟，水内能______。。 (B 组) (3) 用酒精灯稍微加热一下铁块，并用镊子将铁块放入冷水 中，铁块内能______。 (C 组) (4) 用铁锤敲击铁片 10 次，铁片内能______。 (D 组) (5) 快速搓手 30 次，两只手内能______。 (E 组)
答案 答案： (1) 增大； (2) 增大； (3) 减小; (4) 增大； (5)增 大；
作业评价 学生在课堂活动中的参与度； 优秀 良好 合格
对课堂小实验充满浓厚兴趣； 优秀 良好 合格
对未知知识，产生求知欲。 优秀 良好 合格
设计意图 通过将经典例题以活动方式完成， 化解习题枯燥， 提高学生学 习兴趣，并通过 A、D、E 和 B、C 对比可以很好引入改变内能两种 方式(做功与热传递)，增强课堂连贯性。
作业 分析 难度 团 较易 中等 较难
来源 引用 改编 团 原创
(三)课后作业(A)组
题量 4 完成时间 7 分钟
题目 1.物体内能是指( ) A.物体动能与势能总和 B.物体内部所有分子做无规则运动动能与分子势能总和 C.物体内部所包含分子温度 D.物体温度变化时，吸收(或放出)热量 2.下列关于内能说法正确是( ) A.温度高物体内能比温度低物体内能大 B.0℃冰不具有内能 C.对于一个物体而言，温度升高其内能增大
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D.高温物体内每个分子动能比低温物体每个分子动能都大一些
3.如图，这是 2022 年 2 月 6 日北京奥运会 冰壶混双中国队对阵意大利队最后一场比 赛，为了减小冰壶与冰面摩擦使冰壶加速达 到指定位置， 男运动员在冰壶将要经过路径 上用冰刷奋力摩擦冰面， 利用______方式使 冰面内能______,温度升高而熔化成一层水 膜。
4.请依据生活经验按要求列举几个改变物体内能实例， 并填在下表 中：
方 式 序号 生活中实例
做 功 1
2
热传递 1
2
答案 答案： 1.B 2.C 3.做功 增加 4.做功： 1.双手搓一搓，暖和。 2.火车驶过后，铁轨温度升高； 热传递： 1.雪在阳光下熔化。 2.一杯热水慢慢变凉。(答案不唯一， 言之有理即可)
作业评价 通过习题对物理概念的理解更 加深入； 优秀 良好 合格
能在运用物理知识解决生活问 题； 优秀 良好 合格
在完成习题的过程中，提高了 物理知识的实践能力 优秀 良好 合格
设计意图 第 1、2 两题不仅是对内能概念一个强化，同时让学生掌握内能、 温度、热量辨析； 第 3 题结合北京冬奥会， 考察内能与温度关系以 及学生对改变内能两种方式理解。
作业 分析 难度 团 较易 中等 较难
来源 引用 团 改编 原创
(三)课后作业(B)组
题量 3 完成时间 7 分钟
题目 1.有关内能说法正确是 ( ) A.低温物体内能一定高于高温物体 B.物体间内能是可以转移 C.内能是一种独立能量形式，不能与其他形式能转化 D.内能总是自发从内能大物体传递到内能小物体上 2.物理学中改变内能方式有两种， 下列哪一种现象与其他几种现象 不同( ) A.给自行车轮胎打气，气筒发烫 B.装满热水的玻璃杯摸起来烫手 C.太阳能热水器加热水
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D.太阳下，冰雪消融 3.如图所示，将一个自封袋内装有一定量水， 并用 铅笔迅速刺向袋， 我们会发现， 当铅笔插入塑料袋 中时，并未见有水渗出，请尝试给出解释？
答案 答案： 1.B 2.A 3.当铅笔快速水袋时， 与水带产生摩擦，通过 做功方式使小孔周围塑料袋内能增加， 温度升高而熔化。而后遇到 冷水又凝固与铅笔粘在一起， 密封性很好， 水不易渗出。(开放性 练习，言之有理即可)
作业评价 对物理有浓厚的兴趣，对物理 知识把握较好。 优秀 良好 合格
能结合生活经验，完成作业任 务； 优秀 良好 合格
能用准确的物理语言表述自己 的观点。 优秀 良好 合格
设计意图 第 1 题巩固内能概念， 纠正学生经常犯错误； 第 2 题通过生活实例 使学生体会到物理来源于生活理念； 第 3 题通过实验分析培养学生 分析问题解决问题能力。
作业 分析 难度 较易 团 中等 较难
来源 引用 改编 团 原创
(四)实践作业－ 制作“纸杯炮”
材料 1.空易拉罐(上部拉环打，底部钻小孔) 2.喷雾器(内装有酒精) 3.一次性纸杯若干 4.彩色笔 5.打火机等
步骤 1. 用装有酒精喷雾器像空易拉罐中喷洒两至三次酒 精； 2. 用彩笔给易拉罐画上精美图案，并将纸杯套在空易 拉罐上方； 3. 将易拉罐连同纸杯拿在手里，另一只手用打火机灼 烧易拉罐下方小孔。
现象分析 现象： 当火焰触碰易拉罐底部瞬间， 纸杯快速弹射出去， 并伴有“白 气”，效果非常震撼。 分析： 当打火机透过小孔点燃罐内酒精时， 部分悬浮液态酒精迅速 受热汽化， 并迅速膨胀。膨胀气体透过上方拉环孔对纸杯做功， 一 方面导致纸杯机械能增加被击飞， 另一方面气体内能减小， 温度降 低，水蒸气遇冷液化形成“白气”。
作业评价 在制作器具过程中的动手能力 优秀 良好 合格
乐于在实验过程中利用能量转 化知识解释实验现象。 优秀 良好 合格
成功完成实验，对物理学习更 优秀 良好 合格
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有信心
作业分析及 设计意图 本题为制作类作业，通过制作，不仅能够提高学生动手能力， 同时能够激发学生学习物理欲望， 通过“纸杯炮”制作使学生明白 改变内能方式以及内能转化问题。
第二课时
(一)课前作业
题目编号 001 作业性质 复习作业 完成时长 2 分钟
具体 内容 题目 一杯热水放置一段时间后变凉了，在此过程中这杯水的内能 ； 冰块熔化成水后，内能 (均选填“增大”和“减少”)。
答案 答案：减小 增大
作业评价 小组成员参与度，对热量概念 探索的兴趣度； 优秀 良好 合格
学生语言组织表达能力 优秀 良好 合格
学生分析解决问题的能力 优秀 良好 合格
设计意图 通过对实际生活中常见的内能改变实例的分析， 既复习巩固内 能的相关知识， 又为本节热量概念的学习提供了引入准备， 注重知 识的生成过程。
作业 分析 难度 团 较易 中等 较难
来源 引用 改编 团 原创
(二)课堂作业
题目编号 002 作业性质 小组讨论 完成时长 4 分钟
题目 炎热的夏天， 人们常常在饮品中加入冰块使其口感凉爽， 以达
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具体 内容 到解暑降温的效果。筱菲在橙汁中加入冰块后发现过一会冰块全部 熔化了， 她稍等片刻后用温度计测量了橙汁的温度为 2℃， 请根据 上 节 课 所 学 知 识 结 合 实 践 经 验 完 成 下 图 表 格 的 填 写 ：
答案 答案：(1)饮料放出热量，温度降低，内能减少 ；(2)冰块吸 收热量，温度升高，内能增大。
作业评价 小组成员参与度，对热量概念 探索的兴趣度； 优秀 良好 合格
学生语言组织表达能力 优秀 良好 合格
学生分析解决问题的能力 优秀 良好 合格
设计意图 通过热传递改变物体内能的过程， 帮助学生形象的建立内能转 移的认识，利用小组分析讨论的方式引导学生明确热量是为了描述 和量度热传递中内能的变化而引入的， 热量是一个过程量， 它对应 于热传递的过程，同时培养学生知识的运用能力和语言组织能力。
作业 分析 难度 较易 团 中等 较难
来源 引用 改编 团 原创
题目编号 003 作业性质 分组活动 完成时长 4 分钟
具体 内容 题目 小丽在参加学校组织的绿色野餐活动中， 负责燃料的准备工作， 通 过上网搜索她决定用国际上公认的绿色环保产品——机制炭作为 本次活动的燃料。她了解到机制炭的热值是 2.7×107J/kg，它的物 理意义是__________。如完全燃烧________kg 的机制炭，可以放 出的 5.4×107J 热量。
答案 答案：每 1kg 的机制炭完全燃烧放出的热量为 2.7×107J ； 2 。
作业评价 乐于思考，具有探索自然的好奇心 和求知欲； 优秀 良好 合格
能独立思考，对相关力现象提出自 己的见解； 优秀 良好 合格
通过对燃料燃烧放出热量的分 析，加深对热值概念的理解。 优秀 良好 合格
设计意图 通过设置题目情景化解习题的枯燥， 提高学生的学习兴趣， 增 强学生的节约能源和环境保护意识，提高学生对实践活动的重视
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度。
作业 分析 难度 较易 团 中等 较难
来源 引用 团 改编 原创
(三)课后作业(A)组
题量 3 完成时间 7 分钟
题目 1. 下面三句话里“热”字表示什么物理量(选填 “温度”“内 能”或“热量”) ①天气真热 ②摩擦生热 ③物体放热 2.我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢发动机. 这种发动机 主要是因为氢是有( ) A．较小的密度 B．较大的体积 C．较高的热值 D．较低的沸点 3．木炭的热值为 3.4×107J/kg，它表示 1kg 木炭( ) A．具有 3.4×107J 的热量 B．具有 3.4×107J 的内能 C．完全燃烧对外做功 3.4×107J D．完全燃烧放出热量 3.4×107J
答案 ①温度 ②内能 ③热量 2.C 3.D
作业评价 初步形成热量和热值概念； 优秀 良好 合格
能将所学物理知识与实际 情境联系起来； 优秀 良好 合格
物理知识的实践能力。 优秀 良好 合格
设计意图 第 1、2 两题不仅是对内能概念的一个强化， 同时让学生掌握内能、 温度、热量的辨析； 第 3 题结合北京冬奥会， 考察内能与温度的关 系以及学生对改变内能的两种方式的理解。
作业 分析 难度 团 较易 中等 较难
来源 引用 团 改编 团 原创
(三)课后作业(B)组
题量 4 完成时间 10 分钟
题目 1.如图所示，三只相同的杯子分别装水，甲、乙两杯中的水温为 40℃，丙杯60℃，下列说法正确的是( )
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A．甲杯水比乙杯水含有的热量少 B．丙杯水比乙杯水含有的热量多 C．丙杯水的内能最多，含有的热量越多 D．这三杯水过一会都变凉了， 是因为与周围的空气发生了热传递， 水的内能都减少了。 2. (1) 1kg 水温度升高 1℃时, 吸收的热量是 4.2×103 J。则： 2 kg 水温度升高 1℃需吸收多少热量？ 2 kg 水温度升高 10℃需吸收 多少热量？ (2) 1kg 砂石温度升高 1℃时， 需吸收的热量是 0.92×103J；与水 对比，你有什么发现？ 3.关于燃料的热值，以下说法正确的是 ( ) A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关 B.容易燃烧的燃料，热值一定大 C.煤的热值比干木柴大， 燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出 的热量多 D. 0.5 g 汽油和 2 kg 汽油，它们的热值是一样的 4.在做水的沸腾实验时， 我们使用了酒精灯， 它是实验室中常用的 加热工具，若实验中用掉了 10g 的酒精，酒精的热值 3.0×107J/kg， 这些酒精完全燃烧能放出多少热量？若实际被水有效吸收利用的 热量只有 6×104J，此时的热效率为多少？结合自家生活实际谈谈 如何节约能源，减少污染。
答案 答案 1.D.2.(1)8.4×103J,8.4×104J(2)在质量和温度变化量相同时， 水吸 收的热量比砂石多。 3.D 4. 3×105J,20%
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作业评价 能将所学物理知识与实际情 境联系起来； 优秀 良好 合格
能从物理学视角观察周围事物， 解释有关现象和解决简单的实 际问题； 优秀 良好 合格
基于物理知识，能准确进行 简单计算。 优秀 良好 合格
设计意图 深化对热量和热值概念的理解，为后面学生理解比热容做铺 垫，同时考查学生运用所学物理知识联系生活实际解决问题的能 力，培养学生节约能源，减少污染的科学发展观。
作业 分析 难度 较易 团 中等 较难
来源 引用 团 改编 原创
(四)实践作业－烧水 烫牛奶 (请在监护人陪同下完成， 注意用火安全。)
材料 燃气灶、锅、水、牛奶。
步骤 1. 用家中的燃料(天然气、液化石油气、煤炭等)加热水 2. 用烧好的热水烫牛奶。
现象分析 1. 燃料燃烧过程中能量的转化。 2. 烧水过程中水内能的变化。 3.烫牛奶过程中，热水与牛奶的温度变化及吸放热情况
作业评价 能独立按步骤进行操作； 优秀 良好 合格
能仔细观察实验现象，并准确 记录； 优秀 良好 合格
基于实验现象，能准确进行简 单分析。 优秀 良好 合格
作业分析及 设计意图 本题通过了解家中炉具及燃料的使用，锻炼了学生动手能力 的同时提高了学生的生活自理能力及安全意识。在见证燃料的能量 转化过程中， 知道燃料的燃烧可以用来加热水及食物， 使其内能增 大。通过热传递活动的实际操作， 加深学生对热量概念的理解， 体 会物理学习的快乐， 增强物理学习的自信心。同时培养学生关注饮 食与健康意识， 并使学生逐步养成用科学知识分析和看待生活中事 物的习惯。
第三课时
(一)课前作业
题目编号 001 作业性质 小组讨论 完成时长 2 分钟
具体 内容 题目 你喜欢旅游吗？到达旅游地点是不是比较关注天气情况， 我国 幅员辽阔，你知道海南岛地区与西北沙漠地区昼夜气温有什么差别 吗？什么原因造成的呢
答案 沿海地区昼夜温差小，沙漠地区昼夜温差大，原因可能说不准确，
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(意思接近即可，鼓励合理猜想)。
作业评价 能通过生活现象，认识物理就 在我们身边； 优秀 良好 合格
能联系生活实际，积极探索； 优秀 良好 合格
能独立思考，提出自己的见解，语 言组织表达能力较强。 优秀 良好 合格
设计意图 通过问题设置， 联系生活实际， 激发求助欲， 引发思考： 沿海 地区与沙漠地区昼夜气温差别与沿海地区水多及沙漠地区砂石多 有很大关系， 可以了解学生对物质的吸热能力的前概念， 知识宽度。 同时，感受我国的地大物博，培养民族自豪感。
作业 分析 难度 团 较易 中等 较难
来源 引用 团 改编 原创
(二)课堂作业
题目编号 002 作业性质 课堂练习 完成时长 4 分钟
具体 内容 题目 观察一些物质的比热容表，思考讨论以下问题 1 、比热容最大物质是哪种物质，它表达的含义是什么？ 2 、你对比热容有哪些认识呢？
答案 1、水，水的比热容是 4.2×103J/(kg · ℃)，它表达的含义是 1 千 克 水 温度 升 高 (或 降低 1 ℃ ) 吸 收 或放 出 的 热量 是 4.2 × 103J/(kg · ℃)。 2、比热容大小与物质的种类有关，与物质状态有关，与物体质量 大小、体积、温度、物体吸热放热等无关，答案合理即可。
作业评价 观察比热容，认识不同物质比 热容一般是不同的。 优秀 良好 合格
观察比热容表， 学会总结规律。 优秀 良好 合格
进一步理解比热容是物质的特性 之一，也可以鉴别物质 优秀 良好 合格
设计意图 通过观察一些物质的比热容， 进一步理解比热容概念， 学会查 比热表， 从而可以鉴别物质， 是物质的特性之一， 水的比热容比较 大，为解释生活中的一些现象具备了知识，通过水的比热容含义， 理解比热容单位的含义， 方便进一步推导出利用比热容计算物质吸
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收放出的热量。
作业 分析 难度 较易 团 中等 较难
来源 引用 团 改编 原创
题目编号 003 作业性质 实践作业 完成时长 6 分钟
具体 内容 题目 做一做：探究水和砂石吸、放热性能时，思考下列问题 (1) 用相同的酒精灯对相同质量水和沙子加热 3 分钟， 升 高的温度高。(选填：“水”或“沙子”) (2) 相同质量的水和沙子升高相同温度时，需要时间长的 是 。(选填：“水”或“沙子”) (3) 质量相同的不同物质，在升高相同温度时，吸收的热量是 的，所以不同物质吸热能力是 的。(选填： “相同” 或“不同”) (4) 实验时，采用了哪些物理方法？
答案 (1)沙子(2) 水 (3)不同 不同(4) 控制变量法和转换法
作业评价 乐于思考，具有探索自然的 好奇心和求知欲； 优秀 良好 合格
能根据实验现象，提出自己 的见解； 优秀 良好 合格
通过实验探究，归纳不同物质的 吸热能力不同，进一步得到比热 容的概念 优秀 良好 合格
设计意图 通过实验现象， 根据加热时间的长短不同， 认识到不同物质吸 热能力不同， 化抽象为形象， 锻炼了学生分析表达能力， 从而更好 的理解比热容的概念。
作业 分析 难度 较易 团 中等 较难
来源 引用 团 改编 原创
(三)课后作业(A)组
题量 4 完成时间 7 分钟
具体 内容 题目 1、我市南湖公园建成后成为市民休闲 娱乐锻炼的场所，炎炎夏日，人走在 路边的石板上感觉很烫，而在湖水边 却感觉到凉爽宜人，从物理学的角度 分析是因为水的 大。 2、有着“冰丝带”之称的国家速滑馆，
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便是全球首个采用种二氧化碳制冷新型技术的冬奥速滑场馆， 展现 了绿色办奥运的理念，那么水结成冰后，比热容会( )
A、变大 C、不变 B、变小 D、无法判断
3 、春节放假期间，老师安排一个假期作业，学做饭，爱钻研的夏 雨同学迷上了做饭， 细心的他发现， 同时用相同的锅和燃气灶加热 质量相等、初温相同的水和大豆调和油， 油的温度总是升高得快些。 在相同时间内( ) A．水吸收的热量较多 B．油吸收的热量较多 C．水和油吸收的热量一样多 D．无法比较水和油吸收热量的多 4、请列举利用比热容知识的生活实例，并利用所学知识解释给家 人听。
答案 1.大; 2.B ;3.C; 4.水比热容大，应用有调节气候、海陆风和陆海 风、缓解热岛效应、用水取暖、防止秧苗冻死、降温等， 能说出两 个即可。
作业评价 初步形成比热容的概念。 优秀 良好 合格
能将所学物理知识与实际情 境联系起来 优秀 良好 合格
能从物理学视角观察周围事物、 解释有关热现象和利用所学知 识解决简单的实际问题 优秀 良好 合格
设计意图 通过 4 道题， 加深対比热容的概念理解， 了解物质的吸热能力与物 质的种类有关， 同种物质状态发生变化， 比热容也会有变化， 并利 用比热容解释生活现象，联系实际，学以致用。
作业 分析 难度 团 较易 中等 较难
来源 引用 改编 团 原创
(三)课后作业(B)组
题量 3 完成时间 7 分钟
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具体 内容 题目 1、根据表中数据，下列判断正确的是( ) A、不同物质的比热容不可能相同 B、在阳光照射下，湿泥土比干泥土升温快 C、因为水的比热容较大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大 D、质量相等的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收的热量多 一些物质的比热容[J/(kg · ℃)]
水4.2×103铝0.88×103煤油、冰2.1×103干泥土0.84×104沙石0.92×103铜0.39×103
2、小丽利用热水烫盒装牛奶，他把 1 盒牛奶放入装有温度热水的 盆中，经过一段时间，这盒牛奶的温度从 10℃变成了40℃，这段 时间内每盒牛奶从水中吸收了 J 的热量。[查看有关资料得知: 每盒牛奶的质量 0.25kg，牛奶的比热容 4.0×103J/ (kg ℃) ]。 3、小明同学非常喜欢物理，喜欢动手做实验，在学习了比热容的 知识后， 猜想水的吸热本领比食用油的吸热本领大， 为了验证这一 结论，他设计了如下探究实验： (1) 取两个相同的试管， 分别装入 相等、初温相同的水和食 用油。 (2)将两支相同的温度计分别正确地插入盛有水和食用油的两个 试管内， 并将实验装置固定在铁架台上， 如图甲所示。打开加热开 关，对盛有水和食用油的试管进行加热， 根据实验数据绘制的温度 随时间变化的图像如图乙所示，通过分析可知，在相同时间内 的温度变化大， 可得出 的吸热本领大。 (选填“水”或“食 用油”) (3)冬天,如果小明想自制一个暖手袋,从水和食用油选一种液体装 入暖手袋中作为供热物质,则应选择 (选填“水”或“食用油”)。 4 随着生活条件的改善，我市农村地区也装上了清洁环保的天然
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气， 小明同学将一壶 2kg 初温为 20℃水加热到 100℃，请帮助他计 算： (1)烧开这壶水，水需要吸收多少热量？ (2)在此过程中他通过观察天然气表， 观察到天然气表的数字变 化了 0.042m3 ，请你帮助他计算天然气灶的效率为多少？ [C 水=4.2×103 J/(kg · ℃),q 天然气=4.0×107 J/m3]
答案 1.D;2.Q 吸 ＝cmΔ t＝4.0×103J/ (kg ℃)×0.25kg×(40℃﹣ 10℃) ＝3×104J 3. (1)质量；(2)食用油；水; (3)水。 4. (1) Q 吸 ＝cm (t﹣t0 )＝4.2×103J/ (kg ℃)×2kg×(100℃﹣ 20℃)＝6.72×105J； Q 放 ＝vq＝0.042m3 ×4.0×107 J/m3＝1.68×106J 燃气灶的效率： η ＝100%＝×100%＝40%
作业评价 能将所学知识与生活应用联系 起来 优秀 良好 合格
从物理学的角度解决实际问 题，比热容在生活的应用， 优秀 良好 合格
能利用热量公式来计算物质吸 收热量多少，同时关注能源利 用率。 优秀 良好 合格
设计意图 通过这四题作业， 进一步学习比热容在生活中应用， 学会利用图像 来分析物质的吸热能力， 利用比热容计算有关吸放热问题， 同时培 养学生的探究意识，环保节能，提高效率。
作业 分析 难度 较易 中等 团 较难
来源 引用 团 改编 原创
(四)实践作业－ 比较沙子和水的吸热能力
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材料 烧杯、沙子、温度计、易拉罐、天平、秒表等
步骤 1、利用天平，取质量相等的水和沙子。 2、把水和沙子放在易拉罐中， 同时用温度计测量沙子和水的初温。 3、中午时把盛有沙子和水的易拉罐放在阳光下晒一个小时，然后 测量水和沙子的温度。
实验现象、 表格设计、 原理分析 物质种类 质量/g 初温℃ 末温℃ 变 化 温 度℃ 所需时间/S
沙子
水
现象：同时在阳光的照射下，沙子升高的温度高。 分析：相同质量的水和沙子， 吸收相同热量时， 沙子升高的温度高， 水的吸热能力强
作业评价 利用所学知识与生活现象联系 起来，并模拟探究； 优秀 良好 合格
利用物理学知识解决实际； 优秀 良好 合格
通过探究活动， 培养动手能力， 分析问题，解决问题能力。 优秀 良好 合格
作业分析及 设计意图 通过生活中常见的沙子和水， 利用阳光的照射， 比较物质的吸热能 力， 更贴近生活， 加深学生対物质的比热容概念的理解， 培养学生 的环保意识， 同时让学生了解在城市及周边， 植树、建立人工湖可 以缓解热岛效应，培养学生用物理知识解决问题的能力。
第四课时
(一)课前作业
题目编号 001 作业性质 活动作业 完成时长 3 分钟
具体 内容 题目 同学们，你们见过家里的水壶烧开水的场景吗？想一想高温高压 的水蒸气把茶壶盖顶起来的过程中能量是怎么转化的？
答案 答案：内能转化为机械能
作业评价 小组成员参与度； 优秀 良好 合格
学生对科学探索的兴趣度； 优秀 良好 合格
学生语言组织表达能力。 优秀 良好 合格
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设计意图 本题创设真实的问题情境，引发学生深入思考：茶壶盖获得的机械 能是由高温高压的水蒸气的内能转化而来，进而认识到气体可以通 过做功的方式把内能转化为机械能，为引入热机的原理做铺垫，也 使同学们认识到物理与生活的紧密联系。
作业 分析 难度 团 较易 中等 较难
来源 引用 改编 团 原创
(二)课堂作业
题目编号 002 作业性质 小组讨论 完成时长 4 分钟
具体 内容 题目 阅读以上内容思考：收割小麦、轮船和车辆的行驶都需要机械能， 这些能量是哪来的呢？你觉得热机的发明给社会的发展带来了什 么影响？
答案 燃料通过燃烧把化学能转化为内能， 再通过气体做功把内能转化为 机械能使热机工作。热机的发明使人类社会进入了机械化， 推动了 社会的发展。
作业评价 乐于思考， 面对物理现象有较 强的好奇心和求知欲； 优秀 良好 合格
对相关的物理现象能提出自己的见 解并能联系到生活和社会发展； 优秀 良好 合格
通过各种热机对比得出热机工作 原理。 优秀 良好 合格
设计意图 通过生活中常见的热机，认识到物理学的发展推动了社会的发展；通过热 机的工作原理加深对能量守恒定律的理解。
作业 分析 难度 团 较易 中等 较难
来源 引用 团 改编 原创
题目编号 003 作业性质 分组活动 完成时长 5 分钟
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具体 内容 题目 利用汽油机的模具， 以小组为单 位，模拟汽油机工作的四个冲程 并注意观察每个冲程气门的关闭 情况以及活塞的运动方向， 思考： 在压缩和做功冲程中内能和机械 能之间是如何转化的？把下表填 写完整
四冲程 进气门 排气门 活塞运动方向 能量转化
吸气
压缩
做功
排气
答案 四冲程 进气门 排气门 活塞运动方向 能量转化
吸气 开 关 向下
压缩 关 关 向上 机 械 能 转 化 为内能
做功 关 关 向下 内 能 转 化 为 机械能
排气 关 开 向上
作业评价 能积极参与小组活动，并通过亲 自实践收集信息； 优秀 良好 合格
能独立分析、处理信息并得出结 论； 优秀 良好 合格
能用准确的物理语言表述自己的 观点。 优秀 良好 合格
设计意图 通过自己实践，理解热机的工作原理，认识到小组合作、实验探究对学习物 理的重大意义。
作业 分析 难度 较易 团 中等 较难
来源 引用 改编 团 原创
题目编号 004 作业性质 分组活动 完成时长 4 分钟
具体 内容 题目
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如图所示是一些常见的热机， 请你结合课本知识讨论： 燃料的化学 能全部转化为机械能了吗？如何表示热机的效率呢？热机的使用 给人类带来便捷的同时也给环境带来了哪些污染呢？
答案 热机的效率是指热机输出的有用功占燃料完全燃烧时放出热量 的百分比， 由于燃料不可能完全燃烧、克服摩擦力做功损失一部 分能量、热传递散失一部分能量、尾气带走一部分热量， 所以热 机的效率很低。 热机工作时产生的声音响度很大，会带来噪声污染； 废气中含有很多一氧化碳、二氧化氮和微粒，会带来空气污染； 排放废气时带走了很多的热量，会带来热污染。
作业评价 能积极参与，小组合作收集信息； 优秀 良好 合格
能分析、处理信息， 得出结论； 优秀 良好 合格
能书面或口头表述自己的观点。 优秀 良好 合格
设计意图 通过小组交流， 加深对效率定义的理解； 了解热机虽然推动了 社会的发展， 但是也给环境带来了污染， 明确目前全球能源发展的 方向。
作业 分析 难度 较易 团 中等 较难
来源 引用 改编 团 原创
(三) 课后作业(A 组)
题量 4 题 完成时间 5 分钟
题目 1.如图所示，是我国“神州十三号”载人飞船 正在准备发射，其火箭助推器是属于热机的一 种，请问在它的做功冲程中能量的转化是以下 的哪一种( ) A.机械能转化为内能 B.内能转化为机械能 C.化学能转化为内能 D.内能转化为化学能 2.如图所示是汽油机工作的两个冲程， (
其中_
____ (选填“甲”或“乙”) 是做
) (
功冲程。
)3.随着我国居民生活水平的提高，汽车 已经进入到普通家庭中，如图所示是小 明家新买的一台燃油汽车的说明书，请 你根据图中信息计算此台汽车的效率为
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。 _______ 4.热机的发明，使人类社会的交通、农业、工业都进入了机械化 时代， 推动了社会的发展， 但是热机的使用也给环境带来了污染， 主要有：热污染、噪声污染和____________。
答案： 1.C 2.乙 3.30% 4.空气污染
作业评价 能 将 所 学 物 理 知 识 与 实 际 情 境 联 系起来； □优秀 □良好 □合格
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单元检测
检测内容 内能与热机 题量 17 完成时间 60 分钟
(
2.如图是中国女子冰壶队在 2022 年 2 月 16 日北京冬奥会的精彩瞬间， 比赛前两队
员在冰壶前方“刷冰” ，这是
通过的
方式改变冰的内能。
)一．填空题(每空 2 分， 共 24 分) 1.习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”，许多城市为了整治城市环境， 大 力开发湿地公园来调节气温， 这是因为水的比热容 (选填“较大”或“较小”)， 在同样受热或冷却(即吸收或放出的热量相等) 时， 水的温度变化比水泥 。 ( “快”或“慢”)。 (
第 2 题
) (
第 1 题
) (
第 3 题
)第 4 题 3. 如图为“长征八号”运载火箭，它采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动 机。这种液氧煤油的热值是 4.6×107J/kg，该热值的物理含义为 。 4. 茶是世界三大饮品之一，源于中国，盛行世界。图中用热水泡茶时茶叶的内能 将 ，若用电热水壶烧水泡茶， 将 1kg 初温为 15℃的水烧至 95℃， 水吸收的热 量为 J。[c 水＝4.2×103J/(kg·℃)] 5．有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程， 成为六冲程汽油机， 也就是在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向气缸内喷水， 水在气缸内汽化成水蒸 气，水蒸气膨胀对外做功，这种汽油机一个工作循环有六个冲程，做功 次， 这种汽油机这样设计的目的是 。 6.用两个相同的加热器给质量相等的物质甲和水加热，它们的温度随时间变化的关 系如图所示 ，据此判断物质甲的比热容与水的比热容之比为 。[c 水 ＝ 4.2×103J/(kg·℃) ，不计热量损失] (
第
6
题
)第 7 题
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7.如图甲是某便携式丁烷燃气炉， 用该燃气炉烧水时， 每 2 分钟完全燃烧 0.015kg 的丁烷，放出的热量为 J ； 由图乙可以判断出在烧水过程中， (选填 “ 0 ~ 2min ”、“ 2 ~ 4min ”或“4 ~ 6min ” ) 水的温度变化快。[c水 = 4.2 103 J /(kg . C})， q丁烷 = 9 107 J / kg] 二．选择题(每空 3 分， 共 18 分) 8．下列各图所列举的事例中，改变内能的方式与其他三个不一样的是( ) A.对试管加热，管内水温升高 B. 冬天搓手，手会变热 C．从滑梯滑下，臀部发热 D. “钻木”能取火 9．关于温度、内能、热量和做功，下列说法正确的是( ) A．0℃的冰没有内能 B.做功可以改变物体的内能 C.物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 D．物体放出热量时，温度一定降低 10．东京奥运会上，杨倩在 10 米气步枪比赛我国摘得首金。气步枪是一种靠枪机 储气装置内高压气体击发弹丸完成的射击。气步枪发射弹丸过程中的能量转化与四 冲程内燃机的哪个冲程相同( ) A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 第 10 题 第 11 题 11．如图所示， 阿里公司的数据运行服务器浸泡在装有冷却液的容器中。冷却液直 接吸收服务器通电工作产生的热量，再进入外循环冷却，之后再送回服务器所 在容器。以下分析正确的是( ) A．此冷却液属于导电性能强的材料 B．此冷却液的比热容应该很小 C．服务器的内能不会发生转移
D．冷却液有效减小服务器由于温度过高产生的危害 12.近段时间， 世界各国煤炭价格暴涨数倍， 我国国内煤炭价格也创下了历史新高， 下列关于煤的热值的说法中，正确的是( ) A．2kg 煤的热值大于 1kg 煤的热值 B．煤不完全燃烧时，煤的热值变小 C．炉子里烧掉的煤越多，煤的热值越大 D．通过粉碎使煤块变成煤粉，煤的热值不变 13.“元宵节”吃汤圆的习俗中，蕴含了丰富的物理知识．下列说法中正确的是 ( ) A. 煮汤圆的过程利用热传递的方法提高了汤圆的内能 B. 刚出锅的汤圆很烫，是因为所含热量较多 C. 有时汤圆会粘到牙齿上，是因为分子间存在斥力 D. 煮汤圆时用的铁锅的比热容比水的大 三．实验探究题(每空 2 分，共 24 分) 14．用如图所示的方法可以探究改变物体的内能的方法。 (1)如甲图所示， 将手中的铁丝同一位置快速地弯折十余次，用手指触摸被弯 折的部位， 会感觉到弯折部位的 升高， 表明铁丝的内能 (填“增 大”、“不变”或“减小”)； (2)如图乙，在厚壁的玻璃筒底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞压下， 我 们会看到： 棉絮燃烧起来了， 这表明用力压下活塞时， 玻璃筒内的温度 (填 “升高”、“不变”或“降低”) 并达到棉絮的燃点， 所以出现了我们所看到的 现象。 (3) 上述的这两个现象都说明了 是改变物体内能的一种方式。用能量的 观点来分析上述的两个现象， 我们发现， 用这种方法改变物体的内能时， 能量是 在 能和 能之间相互转化的。
15．陈明同学学习了燃料的热值后， 考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收， 而水 的比热容已知。他自己设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。于 是他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果如表。 燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后水温/℃煤油2645菜籽油2635
(1)为了保证实验结论的可靠， 小明在实验中应控制水的初温和 相同。 (2)实验中通过比较 来比较煤油和菜籽油燃烧放出的热量不同。 (3) 通过表格中记录的数据， 你认为煤油和菜籽油中， 热值较大的是 。 (4) 小明利用水的比热容及实验中所测的数据 (选填“能”或“不能”) 准确算出煤油和菜籽油的热值大小，原因是 。 (5)另一名同学用同样的装置进行实验， 但在两种燃料燃尽之前水都沸腾了， 小明认为这样无法比较出两种燃料的热值。为避免这种情况的出现， 请你对该同 学提出，一条改进建议： 。 四．计算题(14 分) 16．2022 年北京冬奥会举行期间，将有超 1000 辆氢燃料新能源公交车投放使用。 是具有清洁无污染、效率高等优点的理想能源。 [c 水＝4.2×103J/ (kg ℃)； q 氢＝ 108J/kg]求： (1)质量为 0.6kg 的氢燃料完全燃烧放出的热量。 (2)若这些热量全部被质量为 400kg 初温为 20℃的水吸收，则水能升高到多 少℃。
(3)如果氢燃料公交车以 150kW 恒定功率匀速直线行驶，其效率为 50%，则燃 烧 0.6kg 的氢燃料可使公交车行驶多少时间？
实践作业 自制一个简易热机模型 完成时间 一周
17. 上网搜索关于热机的知识，并利用生活中的器材，自制一个简易热机模型。 (20 分) (1)材料： (2) 原理：
答案 一．填空题 1.较大; 慢； 2. 做功； 3. 每千克的液氧煤油在完全燃烧时， 所放出的 热量为 4.2×103J; 4. 增大； 3.36×105J； 5. 2；提高热机效率； 6. 1:2; 7. 1.35×106J； 0 ~ 2min 二．选择题 8.A 9.C 10.C 11.D 12.D 13.A 三．实验探究题 14. (1)温度；增大； (2)升高； (3)做功；机械；内。 15. (1)质量 (2)温度计的示数 (3)煤油 (4)不能 加热时有热损失 (5)应增加水的质量或减少燃料的质量 16.解： (1) 0.6kg 的氢燃料完全燃烧放出的热量： Q 放 ＝mq 氢＝0.6kg×1.4× 10 J/kg8＝8.4×107J； (2)水吸收的热量： Q 吸＝Q 放＝8.4×107J， 由 Q 吸 ＝cmΔ t 得水升高温度
8.4人107J Δ t＝ ＝ ＝50℃； 4.2人103J/ (kg.℃) 人400kg (3) 由题知公交车所做的功： W＝η Q 放＝50%×8.4×107J＝4.2×107J， 4.2人107J 由 P＝ 得公交车行驶时间： t＝ ＝ ＝280s。 1.5人105w 答： (1)质量为 0.6kg 的氢燃料完全燃烧放出 8.4×107J 热量； (2)若这些热量全部被质量为 400kg，温度为 15℃的水吸收，则水升 高 50℃； (3)这些热量能让该公交车匀速行驶 280s。
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