14.4 跨学科实践：制作简易热机模型 分层练习（含答案） 2025-2026学年物理人教版（2024）九年级全一册

第4节 跨学科实践：制作简易热机模型
项目提出
热机是人们获得动力的重要机械，例如燃油汽车中的汽油机、大型轮船使用的柴油机或汽轮机、有些飞机使用的喷气发动机等。热机在生产生活中非常重要，如果我们能尝试制作一个热机模型，就可以更好地了解热机的工作原理，包括热机中的能量是如何转化的，热机中各部分是如何协调工作的。
任务之一 了解原理
1．热机是把_ _ 转化成_ _ _ _ _ _ 的机器，请举出一种生产生活中使用的热机：_ _ _ _ _ _ 。
2．如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，水蒸气会把软木塞冲出。在这个过程中，燃料燃烧时能量的转化情况是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；这个实验基本反映出了热机的工作原理，即利用能对外做功，它与汽油机的_ _ 冲程原理相同。
任务之二 制作电火花热机
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，然后揿动电火花发生器的按钮。
1．在这一实验过程中，你应当注意观察的是（ ）
A．揿动电火花发生器
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
2．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。
任务之三 制作空气动力小车
1．小东将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车，当气球向右喷气时，静止的小车向左运动起来了，如图所示。说明力可以改变物体的_ _ _ _ _ _ _ _ 。细心的小东还发现喷完气的气球嘴内壁处湿漉漉的，原因是_ _ _ _ _ _ _ _ ；
2．为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图所示。该发动机对外做功的是_ _ （选填“进气”或“排气”）冲程。若该发动机的转速为，则内发动机对外做功次。
3．和传统汽油机相比，压缩空气动力车的优点是_ _ _ _ _ _ 。
任务之四 热机改进
1．（多选）关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．热机的效率越高说明做功越快
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的效率高
C．在热机的能量损失中，废气带走的能量最少
D．热机的效率越高，在做功同样多的情况下，消耗的燃料越少
2．如图甲所示是四冲程汽油机的_ _ 冲程示意图。图乙是某汽车的汽油机的能量流向图，该汽油机的效率为 _ _ _ _ _ _ _ _ ；汽油机常用水作冷却剂，是因为水的_ _ _ _ _ _ 较大；请你提出一条提高汽油机效率的措施：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
任务之五 实践应用
某兴趣小组成员看到火箭发射的报道后非常激动，一起制作了一个以酒精为燃料的模拟火箭发射装置（如图甲所示）。先用喷雾器在瓶中喷入适量酒精，按下开关，触发点火装置，火箭就可以升空了。小明很好奇，影响酒精火箭发射高度的因素是什么？于是做了如图乙所示的探究实验。
实验序号 箭体质量/ 火箭配重质量/ 燃料质量 （喷酒精次数） 发射高度/
1 80 90 2 1.2
2 80 80 2 1.8
3 80 80 4 2.7
（1） 小明根据实验数据得出结论：当箭体质量一定时，火箭配重质量越小，燃料质量越，火箭发射高度越大。此实验用喷酒精的次数来替代燃料质量，这里用到的实验方法是_ _ _ _ _ _ 。
（2） 同组的小华指出仅做3次实验得出的结论不太可靠，理由是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 根据生活经验，你认为还有哪些因素影响酒精火箭的发射高度？请你提出一个可探究的科学问题：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
第4节 跨学科实践：制作简易热机模型
任务之一 了解原理
1．内能； 机械能； 内燃机
2．化学能转化为内能； 内； 做功
任务之二 制作电火花热机
1．D
2．做功
任务之三 制作空气动力小车
1．运动状态； 水蒸气液化
2．进气； 20
3．无污染
任务之四 热机改进
1．BD
2．吸气； ； 比热容； 加润滑油减小摩擦
任务之五 实践应用
（1） 大； 转换法
（2） 实验次数少，结论不具有普遍性
（3） 酒精火箭发射高度可能与喷雾器的形状有关