内能与热机 单元作业设计

PAGEPAGE1初中物理单元作业设计基本信息学科基本信息学科年级学期教材版本单元名称物理九年级第一学期沪粵版内能与热机单元组织方式自然单元 重组单元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）学情分析易。三、单元作业与学习目标（一）学习目标息相关。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；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；生活中有关的简单现象；括四个冲程的顺序与能量转化情况）。四、单元作业设计思路的学习情况，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，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对微观物理产生浓厚兴趣通过自主学习，建立物理概念设计意图程。作业分析难度较易 来源引用 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即可）。作业评价能运用内能知识解决问题；能通过习题，建立正确概念；能在小组交流与合作中完成任务；设计意图内能特点，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 中等 较难来源引用 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）答案大；作业评价学生在课堂活动中的参与度；对课堂小实验充满浓厚兴趣；对未知知识，产生求知欲。设计意图习兴趣，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。作业分析难度较易 来源引用 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方式使冰面内能 ,温度升高而熔化成一层水膜。中：方 式序号生活中实例做 功12热传递12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；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；能在运用物理知识解决生活问题；在完成习题的过程中，提高了物理知识的实践能力设计意图第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、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。作业分析难度较易 来源引用 改编 原创（三）课后作业（B）组题量3完成时间7分钟题目）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，并用中时，并未见有水渗出，请尝试给出解释？答案答案：1.B2.A3.当铅笔快速水袋时，与水带产生摩擦，通过练习，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。能结合生活经验，完成作业任务；能用准确的物理语言表述自己的观点。设计意图第12题通过生活实例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 中等 较难来源引用 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。现象分析气”，效果非常震撼。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乐于在实验过程中利用能量转化知识解释实验现象。成功完成实验，对物理学习更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，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； 学生语言组织表达能力学生分析解决问题的能力 设计意图识的生成过程。作业分析难度较易 来源引用 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，以达具体内容熔化了，她稍等片刻后用温度计测量了橙汁的温度为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； 学生语言组织表达能力学生分析解决问题的能力设计意图于热传递的过程，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 中等 较难来源引用 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 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。作业评价通过对燃料燃烧放出热量的分设计意图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度。作业分析难度较易 中等 较难来源引用 改编 原创（三）课后作业（A）组题量3完成时间7分钟题目1.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3.4×107JD．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；能将所学物理知识与实际情境联系起来；物理知识的实践能力。设计意图第两题不仅是对内能概念的一个强化，同时让学生掌握内能、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。作业分析难度较易 来源引用 改编 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（ ）PAGEPAGE11A．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4.2×103J。则：2kg水温度升高1℃需吸收多少热量？2kg水温度升高10℃需吸收多少热量？砂石温度升高对比，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，热值一定大的热量多D.0.5g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的10g3.0×107J/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。答案答案收的热量比砂石多。3.D 4.3×105J,20%作业评价能将所学物理知识与实际情境联系起来；基于物理知识，能准确进行简单计算。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 中等 较难来源引用 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；能仔细观察实验现象，并准确记录；基于实验现象，能准确进行简单分析。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，（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； 能联系生活实际，积极探索；言组织表达能力较强。设计意图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同时，感受我国的地大物博，培养民族自豪感。作业分析难度较易 来源引用 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。设计意图大，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，收放出的热量。作业分析难度较易 中等 较难来源引用 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设计意图的理解比热容的概念。作业分析难度较易 中等 较难来源引用 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。了绿色办奥运的理念，那么水结成冰后，比热容会（ ）A、变大 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、海陆风和陆海个即可。作业评价初步形成比热容的概念。能将所学物理知识与实际情境联系起来解释有关热现象和利用所学知设计意图通过4用比热容解释生活现象，联系实际，学以致用。作业分析难度较易 来源引用 原创（三）课后作业（B）组题量3完成时间7分钟水水413铝081321308140913铜0313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·℃)]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，在学习了比热容的结论，他设计了如下探究实验：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，在相同时间内用油”)入暖手袋中作为供热物质,则应选择 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2kg初温为20℃水加热到算：（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=4.2×103J/(kg·℃),q天然气=4.0×107J/m3]答案1.D;2.Q吸＝cmΔt＝4.0×103J/（kg•℃）×0.25kg×（40℃﹣10℃）＝3×104J 4.（1）Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J；Q放＝vq＝0.042m3×4.0×107J/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从物理学的角度解决实际问题，比热容在生活的应用，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。设计意图养学生的探究意识，环保节能，提高效率。作业分析难度较易 较难来源引用 改编 原创（四）实践作业－比较沙子和水的吸热能力材料烧杯、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。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。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；利用物理学知识解决实际；分析问题，解决问题能力。作业分析及设计意图以缓解热岛效应，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设计意图作业分析难度较易 来源引用 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；设计意图作业分析难度较易 来源引用 改编 原创题目编号003作业性质分组活动完成时长5分钟具体内容题目位，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设计意图作业分析难度较易 中等 较难来源引用 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。作业评价设计意图方向。作业分析难度较易 中等 较难来源引用 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 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2。4。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 。1.C2.乙3.30%4.空气污染能将所学物理知识与实际情境联系起优秀良好□合格88单元检测检测内容内能与热机题量17完成时间60分钟一．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。（“快”或“慢”）。 第1题 第2题 第3题 第4题2.如图是中国女子冰壶队在2022年2月16员在冰壶前方“刷冰”，这是通过的 方式改变冰的内能。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J。[c5．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~

2~

4~”)

103J/kg

C}，

9107J/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冲程内燃机的哪个冲程相同（）第10题 第11题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