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公益課堂第四講
人教版九年級(jí)數(shù)學(xué)第十四章第一節(jié)《熱機(jī)》
工作室簡(jiǎn)介
劉立華數(shù)學(xué)名師工作室創(chuàng)立于2017年8月，是鄭州市首批名師工作室之一，2020年6月工作室五年期滿考評(píng)為唐山市優(yōu)秀名師工作室，同年8月獲準(zhǔn)當(dāng)選新一屆濰坊市名師工作室，9月份即將啟動(dòng)運(yùn)行。
劉立華數(shù)學(xué)名師工作室秉持“愛(ài)上數(shù)學(xué)”的教育理念，數(shù)學(xué)學(xué)可以十分精彩而美麗！只要我們能學(xué)會(huì)見(jiàn)到她，欣賞她的美，愛(ài)上她的美，她便無(wú)處不在，無(wú)時(shí)不在！我們要用對(duì)化學(xué)學(xué)的終生熱愛(ài)感染每一位化學(xué)班主任并傳達(dá)給每一位中學(xué)生：“我們走在路上，懷著甜美的春意，而且透過(guò)被數(shù)學(xué)學(xué)浸透的耳朵看待生活！”
2.名師課堂巧推動(dòng)
34:48
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3.知識(shí)歸納巧總結(jié)
學(xué)因而用巧突破
一．選擇題
1．熱機(jī)工作時(shí)將蒸氣或煤氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為（）
A．物理能B．電能C．機(jī)械能D．核能
2．近些年來(lái)我國(guó)重大武器層出不窮，國(guó)人感到自豪，下述機(jī)械的動(dòng)力裝置不是使用熱機(jī)的是（）
A．玉兔號(hào)地球車B．江蘇號(hào)潛艇C．C919飛機(jī)D．長(zhǎng)征五號(hào)湖人
3．目前我國(guó)已將底盤研制列為國(guó)家重大科技專項(xiàng)。我國(guó)下述“陸、海、空、天”裝備中動(dòng)力機(jī)械不屬于熱機(jī)（借助內(nèi)能做功的機(jī)械）的是（）
A．052D型魚(yú)雷驅(qū)逐艦煤氣輪機(jī)B．中國(guó)鐵路交流異步牽引電動(dòng)機(jī)
C．長(zhǎng)征五號(hào)湖人液氫液氨底盤D．殲20戰(zhàn)機(jī)渦扇15煤油底盤
4．下述設(shè)備不屬于熱機(jī)的是（）
A．電吊扇B．柴油機(jī)C．汽油機(jī)D．蒸氣機(jī)
5．如圖所示，用電火花發(fā)生器燃起塑膠盒內(nèi)的酒精二氧化碳，能將蓋子噴吐很遠(yuǎn)。此過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化方法與柴油機(jī)的哪一個(gè)沖程相像（）
A．壓縮沖程B．吸氣沖程
C．排氣沖程D．做功沖程
6．如圖是四沖程柴油機(jī)工作循環(huán)中的一個(gè)沖程，下述關(guān)于沖程及其能量轉(zhuǎn)化判定正確的是（）
A．做功沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
B．做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
C．壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D．壓縮沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
二．填空題
7．2019年1月3日，我國(guó)“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器在地球反面成功著陸，標(biāo)志著我國(guó)探月工程取得了歷史性突破。“嫦娥四號(hào)”到達(dá)地球上方后，使用高熱值燃料底盤開(kāi)始打火工作，該底盤（填“屬于”或“不屬于”）熱機(jī)。“嫦娥四號(hào)”減速落月過(guò)程中，其動(dòng)能不斷（填“增大”或“減小”），“嫦娥四號(hào)”相對(duì)于其內(nèi)部的巡視器是（填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”）的。
8.．熱機(jī)（如車輛、拖拉機(jī)的底盤等）是將燃料的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，熱機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用促進(jìn)了人類社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，但熱機(jī)在能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中不可防止地會(huì)對(duì)環(huán)境導(dǎo)致一定程度的污染。請(qǐng)你舉出熱機(jī)對(duì)環(huán)境導(dǎo)致的污染：①污染；②污染。
三．實(shí)驗(yàn)探究題
9.．世界上很多發(fā)明都是深受生活現(xiàn)象的啟發(fā)而蒙生的。例如蒸氣機(jī)和柴油機(jī)都是熱機(jī)，它們工作時(shí)，能的轉(zhuǎn)化過(guò)程是，喜歡探究的小明朋友做了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)，其中（選填“甲”或“乙”）圖可以反映柴油機(jī)的工作原理。如圖丙所示，來(lái)回磨擦繩甲乙使金屬筒的氣溫下降，這是通過(guò)的方法改變了金屬筒的內(nèi)能；當(dāng)筒內(nèi)的酒精蒸汽將軟瓶塞彈開(kāi)后，周圍的人能嗅到酒精的味道，這個(gè)擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明了。
10．如圖所示，在試管內(nèi)裝適量的水，用橡皮塞堵住，加熱使水沸騰汽油機(jī)做功沖程視頻，依照?qǐng)D中提供的信息回答下述問(wèn)題。
（1）瓶塞沖出試管后，由于繼續(xù)往前運(yùn)動(dòng)；
（2）瓶塞被推出的過(guò)程中，能轉(zhuǎn)化成能，這個(gè)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化與熱機(jī)中的沖程相同。
答案
1.【答案】C
【解析】熱機(jī)是在做功沖程上將蒸氣或煤氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的裝置。
選C。
2.【答案】A
【解析】熱機(jī)工作時(shí)須要將燃料在氣缸內(nèi)燃燒，把燃料的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
A、因?yàn)榈厍蛏蠜](méi)有空氣，也就沒(méi)有二氧化碳，在地球上熱機(jī)未能正常工作，所以地球車不用熱機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，故A符合題意；
BCD、山東號(hào)潛艇、C919飛機(jī)、長(zhǎng)征五號(hào)湖人都是借助燃料燃燒形成的內(nèi)能來(lái)做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的裝置，符合熱機(jī)的特征，故BCD不符合題意。
選A。
3.【答案】B
【解析】燃?xì)廨啓C(jī)、火箭液氫液氨底盤和煤油底盤都是熱機(jī)，工作時(shí)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，而電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，不符合熱機(jī)的特征，故B符合題意。
選B。
4.【答案】A
【解析】電吊扇借助電能工作，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，不符合熱機(jī)的特性；汽油機(jī)、汽油機(jī)和蒸氣機(jī)都是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的裝置，符合熱機(jī)的特性。
選A。
5.【答案】D
【解析】
用電火花發(fā)生器燃起塑膠盒內(nèi)的酒精二氧化碳，能將蓋子噴吐很遠(yuǎn)，這是由于酒精燃燒形成的煤氣對(duì)蓋子做功，消耗了煤氣的內(nèi)能，轉(zhuǎn)化為蓋子的機(jī)械能，故是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程；柴油機(jī)的做功沖程就是借助內(nèi)能來(lái)做功的沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D符合題意。
選D
6.【答案】B
【解析】
由圖可知，內(nèi)燃機(jī)的兩個(gè)氣門都關(guān)掉，節(jié)氣門打火，活塞向上運(yùn)動(dòng)，所以是做功沖程，該沖程是燃料燃燒形成低溫高壓的煤氣，促使活塞做功，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，故B正確，ACD錯(cuò)誤。
選B。
7.【答案】屬于降低靜止
【解析】嫦娥四號(hào)的底盤用燃料燃燒形成的熱量進(jìn)行工作，屬于熱機(jī)。
嫦娥四號(hào)減速過(guò)程中，質(zhì)量不變，速率變小，所以其動(dòng)能增大。
嫦娥四號(hào)相對(duì)于其內(nèi)部的巡視器位置沒(méi)有變化，則“嫦娥四號(hào)”是靜止的。
8.【答案】①噪聲②廢氣
【解析】熱機(jī)會(huì)導(dǎo)致的污染有：
①噪聲污染；
②排放廢水導(dǎo)致的污染；
③廢渣污染（未燃盡的碎屑）；
④燃料燃燒排放的粉塵使大氣顯得非常渾濁（煙塵）。
9.【答案】?jī)?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能乙做功分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
【解析】
（1）蒸氣機(jī)和柴油機(jī)都屬于熱機(jī)，工作時(shí)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）由圖甲可知，燃料燃燒汽油機(jī)做功沖程視頻，將燃料的物理能轉(zhuǎn)化為水和水蒸汽的內(nèi)能，從玻璃管口噴吐的水蒸汽驅(qū)動(dòng)軸套轉(zhuǎn)動(dòng)，水蒸汽會(huì)對(duì)軸套做功，將水蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軸套的機(jī)械能；此過(guò)程與蒸氣機(jī)的工作過(guò)程相像，反映了蒸氣機(jī)的工作原理。
在圖乙中，火焰使上方空氣濕度下降、上升，熱空氣推動(dòng)軸套轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，與柴油機(jī)的工作原理相同。圖中的工作過(guò)程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是柴油機(jī)的做功沖程。
（3）來(lái)回拉繞在金屬筒上的繩子，繩子對(duì)筒做功時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為筒的內(nèi)能，筒的氣溫下降，筒內(nèi)酒精蒸汽的氣溫也會(huì)下降，內(nèi)能降低；當(dāng)酒精蒸汽的內(nèi)能足夠大時(shí)會(huì)將蓋子噴吐，酒精蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為蓋子的機(jī)械能，周圍的人也能嗅到酒精味，說(shuō)明了分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象。
10.【答案】（1）慣性（2）內(nèi)機(jī)械做功
【解析】
（1）蓋子沖出試管后繼續(xù)往前運(yùn)動(dòng)，是由于蓋子具有慣性，依然要保持原先的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
（2）對(duì)水持續(xù)加熱，試管中形成大量水蒸汽，水蒸汽膨脹做功，將軟瓶塞頂起，蓋子被推出的過(guò)程中，水蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為蓋子的機(jī)械能；
內(nèi)燃機(jī)的做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，因而這一現(xiàn)象相當(dāng)于內(nèi)燃機(jī)的做功沖程。