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(共14張PPT)
第十四章 內(nèi)能的利用
第3節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化和守恒
要點(diǎn)梳理
考點(diǎn)精練
能量既不會(huì)憑空______，也不會(huì)憑空______，它只會(huì)從一種形式
______為其他形式，或者從一個(gè)物體______到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)
移的過程中，能量的總量__________。
消滅
產(chǎn)生
轉(zhuǎn)化
轉(zhuǎn)移
保持不變
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知識(shí)點(diǎn) 能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移
【典例1】 一個(gè)小孩從公園中的滑梯上加速滑下，下列說法正確的是
( )
B
A.重力勢(shì)能減少，動(dòng)能不變，機(jī)械能減少，內(nèi)能增加
B.重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，機(jī)械能減少，內(nèi)能增加
C.重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，機(jī)械能增加，內(nèi)能減少
D.重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，機(jī)械能不變，內(nèi)能不變
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解題分析：（1）影響動(dòng)能大小的因素：質(zhì)量和速度。質(zhì)量越大，速度
越大，動(dòng)能越大。（2）影響重力勢(shì)能大小的因素：質(zhì)量和高度。質(zhì)量
越大，高度越高，重力勢(shì)能越大。
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【變式訓(xùn)練】
1.“高空拋物”現(xiàn)象被稱為“懸在城市上空的痛”，這是由于物體的重力勢(shì)
能與物體的______有關(guān)，下落過程是將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為______，對(duì)路面
行人形成安全隱患。
高度
動(dòng)能
2.下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的說法正確的是( )
C
A.跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速下落過程中，將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
B.拉弓射箭過程是將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能
C.太陽能熱水器是將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D.電風(fēng)扇工作時(shí)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
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知識(shí)點(diǎn) 能量守恒定律
【典例2】 根據(jù)能量守恒定律，下列說法正確的是( )
C
A.能量守恒定律只適用于機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化
B.能量守恒定律只適用于能量轉(zhuǎn)化過程，不適合于能量轉(zhuǎn)移過程
C.摩擦生熱是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能不守恒但能量守恒
D.自然界中各種能量在不斷地相互轉(zhuǎn)化，人類在不斷地消耗各種能量，
所以總能量在不斷減少
解題分析：能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，只能從一種形式轉(zhuǎn)
化為另一種形式，或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的
過程中能量的總量是保持不變的。
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【變式訓(xùn)練】
3.中國古代玩具“飲水鳥”被譽(yù)為“愛因斯坦也吃驚的玩具”，如圖所示。
它的神奇之處在于能不停地點(diǎn)頭“喝”水。它的下球中裝有乙醚
（乙醚極易汽化），乙醚吸收空氣中的熱量汽化后氣壓增大將乙醚壓入
上球，“飲水鳥”的重心上移“低頭喝水”，如圖乙；此時(shí)上下球連通氣壓
相同，乙醚流回下球，恢復(fù)甲圖狀態(tài)，如此反復(fù)。下列說法不正確的是
( )
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A.下球中乙醚汽化的過程，是通過做功
的方式改變了內(nèi)能大小
B.“飲水鳥”不是永動(dòng)機(jī)，其能量轉(zhuǎn)化過
程符合能量守恒定律
C.若空氣溫度很低，“飲水鳥”內(nèi)的乙醚
汽化太慢，“飲水鳥”會(huì)慢慢地停下來
D.如果沒有能量補(bǔ)充“飲水鳥”的運(yùn)動(dòng)最
終會(huì)停下來
√
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知識(shí)點(diǎn) 能量轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化效率的計(jì)算
【典例3】 在火電站內(nèi)，燃料的化學(xué)能經(jīng)鍋爐 蒸汽輪機(jī) 發(fā)電機(jī)最
終轉(zhuǎn)化為電能。
蒸汽輪機(jī)的作用是將____能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，若鍋爐、蒸汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)
的效率分別為、和 ，則火電站的效率為_____。
內(nèi)
解題分析：在蒸汽輪機(jī)中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；知道鍋爐、蒸汽輪機(jī)和
發(fā)電機(jī)的效率，根據(jù)效率公式求出火電站的效率 。
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【變式訓(xùn)練】
4.如圖是某電風(fēng)扇工作時(shí)能量轉(zhuǎn)化的示意圖。圖中①是______能，這個(gè)
電風(fēng)扇工作時(shí)的效率是_____。
機(jī)械
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5.小明學(xué)習(xí)熱機(jī)知識(shí)后研究自家小汽車汽油機(jī)
的情況，假如自家小汽車油箱的容量為 ，
汽油機(jī)的能量流向如題圖所示。已知
，
，
。
（1）結(jié)合圖示算出該汽油機(jī)的熱機(jī)效率；
解：根據(jù)汽油機(jī)的能量流向圖，該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)效率：
；
答：該汽油機(jī)的熱機(jī)效率為 ；
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（2）求滿箱汽油完全燃燒放出的熱量；
解：滿箱油的質(zhì)量為：
；
滿箱汽油完全燃燒放出的熱量：
；
答：滿箱汽油完全燃燒放出的熱量為 ；
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（3）滿箱汽油完全燃燒后冷卻水吸收的熱量可以讓多少千克的水升溫
？
解：這段時(shí)間內(nèi)冷卻水吸收的熱量：
冷卻水的質(zhì)量：
。
答：滿箱汽油使用完的時(shí)間內(nèi)流過汽缸周圍的冷卻水的質(zhì)量為 。
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第十四章 內(nèi)能的利用
第2節(jié) 熱機(jī)的效率
要點(diǎn)梳理
考點(diǎn)精練
1.熱值：用符號(hào)“ ”表示，是指某種燃料__________放出的熱量與其質(zhì)
量之比。
公式：_______（若燃料是氣體燃料,），在數(shù)值上等于 該燃料
完全燃燒放出的______。熱值的單位是__________，符號(hào)是_____。
完全燃燒
熱量
焦每千克
2.煙煤的熱值約為，表示___ 煙煤完全燃燒放出的熱量
為 __。
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3.熱值只與__________有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、放出熱量多
少______。
燃料種類
無關(guān)
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4.熱機(jī)的效率：__________________________與燃料完全燃燒放出的能
量之比。公式： 。熱機(jī)的效率越高，說明在做功相同的
情況下，消耗的該燃料______（選填“越多”或“越少”）。
用來做有用功的那部分能量
越少
5.提高熱機(jī)效率的主要途徑
（1）改善燃燒環(huán)境，使燃料盡可能______燃燒，提高燃料的燃燒效率。
完全
（2）盡量減小各種熱散失。
（3）減小各部件間的______以減小因克服摩擦力做功而消耗的能量。
摩擦
（4）充分利用廢氣帶走的能量，從而提高燃料的利用率。
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知識(shí)點(diǎn) 熱值
【典例1】 關(guān)于燃料的熱值，下列說法正確的是( )
D
A.煤的熱值大于 煤的熱值
B.燃料燃燒放出的熱量越多，熱值越大
C.當(dāng)燃料未燃燒時(shí)，其熱值為零
D.不同的燃料，熱值一般不同
解題分析： 某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫做這種
燃料的熱值；熱值是燃料的一種特性，它只與燃料的種類有關(guān)，與燃料
的質(zhì)量、燃燒程度等均無關(guān)。
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【變式訓(xùn)練】
1.焦炭的熱值為 ，它的物理意義是____________________
____________________________，完全燃燒_____ 的焦炭放出的熱量
能把水的溫度升高 。［不計(jì)熱量損失，水的比熱容為
的焦炭完全燃燒時(shí)所釋放出的熱量是
0.42
2.四口之家分別單獨(dú)使用不同種類燃料時(shí)的平均消耗分別是木柴約
，煙煤約，液化石油氣約，煤氣約 。這四種燃料
中熱值最高的是( )
A
A.液化石油氣 B.煤氣 C.煙煤 D.木柴
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知識(shí)點(diǎn) 熱機(jī)的效率
【典例2】 兩臺(tái)熱機(jī)，甲的效率較高，下列說法正確的是( )
D
A.甲熱機(jī)做功比乙熱機(jī)多
B.甲熱機(jī)做功比乙熱機(jī)快
C.甲熱機(jī)消耗的燃料多
D.做相同的有用功，甲損失的能量比乙損失的能量少
解題分析：熱機(jī)效率是指熱機(jī)有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能
量之比。
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【變式訓(xùn)練】
3.關(guān)于熱機(jī)效率，下列說法中正確的是( )
C
A.熱機(jī)效率越高，即熱機(jī)做的有用功越多
B.熱機(jī)單位時(shí)間內(nèi)耗費(fèi)的燃料少，效率一定高
C.要提高熱機(jī)效率，就要盡量減少各種能量損失，并且要保證良好的潤(rùn)滑
D.熱機(jī)的效率越高，消耗的燃料越少
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【典例3】 某家庭用的燃?xì)鉄崴鳎瑢⒌乃畯募訜岬?，
完全燃燒了的煤氣。已知水的比熱容為 ，煤
氣的熱值為 。試求：
（1）煤氣完全燃燒放出的熱量；
解：由 知，煤氣完全燃燒放出的熱量是
；
答：煤氣完全燃燒放出的熱量是8.4×106 J8.4×106 J；
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（2）水吸收的熱量；
解：由 知，水吸收的熱量是
；
答：水吸收的熱量是 ；
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（3）該熱水器燒水的效率。
解：由 知，該熱水器燒水的效率是
。
答：該熱水器燒水的效率是 。
解題分析：（1）；（2） ；（3）熱機(jī)效率是指熱機(jī)
有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。
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【變式訓(xùn)練】
4.一輛燃油汽車沿平直公路勻速行駛了，所用時(shí)間為 ，消耗
汽油，汽車在行駛過程中所受阻力恒為 。已知汽油的熱值
，求：
（1）汽車行駛的速度；
解：汽車行駛的速度
；
答：汽車行駛的速度是 ；
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（2）牽引力的功率；
解：汽車沿平直公路勻速行駛，牽引力和阻力是平衡力，牽引力：
，
牽引力的功率：
；
答：牽引力的功率是 ；
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（3）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。
解：牽引力做的功：
，
汽油完全燃燒放出的熱量：
，
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率 。
答：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是 。
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知識(shí)點(diǎn) 探究熱值影響因素、熱機(jī)效率和功率的區(qū)別
【典例4】 在“比較相同質(zhì)量的不同燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量”實(shí)驗(yàn)中，
加熱初溫為 的水，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
（1）實(shí)驗(yàn)中通過比較________________________________來比較酒精
和碎紙片燃燒放出熱量的多少；
溫度計(jì)示數(shù)的變化量/水升高的溫度
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（2）燃料燃盡后，甲、乙兩裝置中水的溫度分別為和 ，根據(jù)
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知酒精和碎紙片這兩種燃料中，熱值較大的是______。
酒精
解題分析：（1）實(shí)驗(yàn)中通過溫度計(jì)示數(shù)的變化量來比較不同燃料放出
熱量的多少；
（2）通過水溫度的變化值得出水吸熱的大小關(guān)系，也就知道燃燒酒精
和碎紙片放出熱量關(guān)系，又知道燃燒的質(zhì)量相同，據(jù)此得出熱值關(guān)系。
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【變式訓(xùn)練】
5.用下圖所示的兩套完全相同的器材，比較酒
精和煤油的熱值大小，分別在兩個(gè)燃燒皿中
放入質(zhì)量______（選填“相同”或“不同”）的酒
精和煤油。點(diǎn)燃后加熱質(zhì)量相等的水，通過
比較燃料__________（選填“燃燒相同時(shí)間”
相同
完全燃燒
煤油
或“完全燃燒”）后溫度計(jì)示數(shù)的變化來比較燃料的熱值大小。實(shí)驗(yàn)結(jié)束
時(shí)，乙裝置中水溫升高較多，可初步判斷______的熱值較大。
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【典例5】 下列說法正確的是( )
B
A.燃料燃燒越充分釋放的熱量越多，其熱值越大
B.火箭加速升空的過程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
C.熱機(jī)的功率越大，效率越高
D.內(nèi)燃機(jī)兩氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)是壓縮沖程
解題分析：（1）燃料的熱值是燃料的一種特性，只取決于燃料的種類，
與質(zhì)量和燃燒情況等無關(guān)；（2）火箭點(diǎn)火起飛時(shí)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（3）熱機(jī)效率是指熱機(jī)用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出熱量
的比值，比值越大，熱機(jī)效率越高；功率是指熱機(jī)做功的快慢，功率和
機(jī)械效率沒有關(guān)系；（4）由進(jìn)氣門和排氣門的關(guān)閉和打開情況、活塞
的上行和下行情況來判斷是哪個(gè)沖程。
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【變式訓(xùn)練】
6.甲、乙兩臺(tái)汽油機(jī)，甲的機(jī)械效率比乙的機(jī)械效率高，則( )
C
A.甲的功率一定比乙的功率大
B.甲消耗的汽油一定比乙消耗的汽油少
C.消耗同樣多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多
D.做同樣多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多
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6(共15張PPT)
第十四章 內(nèi)能的利用
第1節(jié) 熱機(jī)
要點(diǎn)梳理
考點(diǎn)精練
1.如圖所示，酒精燈對(duì)試管中的水加熱時(shí)，水的內(nèi)
能的變化：水沸騰后會(huì)出現(xiàn)瓶塞______、瓶口有
________的現(xiàn)象，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，燃料的______能
通過燃燒轉(zhuǎn)化為____能，又通過試管內(nèi)氣體對(duì)
______做功，把____能轉(zhuǎn)化為______能。
跳起
“白霧”
化學(xué)
內(nèi)
瓶塞
內(nèi)
機(jī)械
2.熱機(jī)是將____能轉(zhuǎn)化為______能的機(jī)械。
內(nèi)
機(jī)械
3.熱機(jī)的發(fā)展史：蒸汽機(jī) ________ 汽輪機(jī) 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) 火箭
發(fā)動(dòng)機(jī)。
內(nèi)燃機(jī)
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4.內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)是由______沖程、______沖程、______沖程、
______沖程四個(gè)沖程組成的，整個(gè)過程活塞往復(fù)___次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)
動(dòng)___周，只有______沖程燃?xì)鈱?duì)外做功，其他三個(gè)輔助沖程依靠_____
_______來完成。
吸氣
壓縮
做功
排氣
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2
做功
飛輪的慣性
5.汽油機(jī)和柴油機(jī)的不同處
汽油機(jī)：汽缸頂吸入__________________；點(diǎn)火方式：______式；效率
較____。
柴油機(jī)：汽缸頂吸入______；點(diǎn)火方式：______式；效率較____。
空氣和汽油混合物
點(diǎn)燃
低
空氣
壓燃
高
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知識(shí)點(diǎn) 熱機(jī)
【典例1】 如圖所示實(shí)驗(yàn)，在橡膠塞受到水蒸氣的壓力
而沖出的過程中，以下說法正確的是( )
D
A.試管口出現(xiàn)的“白霧”是氣體
B.水蒸氣對(duì)外做功，內(nèi)能增加
C.水蒸氣對(duì)外做功，溫度升高
D.這個(gè)實(shí)驗(yàn)基本展示了蒸汽機(jī)的工作原理
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解題分析：（1）“白霧”都是小液滴；（2）瓶塞沖出時(shí)，水蒸氣膨脹做
功，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為瓶塞的機(jī)械能，水蒸氣對(duì)外做功，自身的內(nèi)能
會(huì)減小，溫度降低；（3）在汽油機(jī)的四個(gè)沖程中，做功沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)
化為機(jī)械能的沖程。
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【變式訓(xùn)練】
1.如圖所示，在試管內(nèi)裝水，用帶玻璃管的膠塞塞住，加
熱使水沸騰，水蒸氣會(huì)驅(qū)動(dòng)玻璃管口的葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)水加
熱過程中是通過________的方式使水的內(nèi)能增大的；水蒸
氣驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，水蒸氣的內(nèi)能是通過______轉(zhuǎn)化為葉輪
的機(jī)械能。
熱傳遞
做功
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知識(shí)點(diǎn) 四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作原理
【典例2】 有部分液體的試管用木塞封口，加熱試管后會(huì)有如圖現(xiàn)象發(fā)
生，這一過程中的能量轉(zhuǎn)化情況與以下汽油機(jī)哪一沖程相似( )
D
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
解題分析：木塞沖出過程也是水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為木塞機(jī)械能的過程，
水蒸氣的內(nèi)能會(huì)減小，溫度降低；在內(nèi)燃機(jī)的做功沖程中，能量轉(zhuǎn)化關(guān)
系是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
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【變式訓(xùn)練】
2.為使艦載機(jī)在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到起飛速度，某航
母上安裝了蒸汽彈射裝置。如圖所示為其工作
原理示意圖，高壓蒸汽推動(dòng)活塞牽引艦載機(jī)加
速向右運(yùn)動(dòng)， 左右艦載機(jī)即可達(dá)到起飛速度。
此過程中，蒸汽的內(nèi)能會(huì)______（選填“增大”
減小
做功
或“減小”），其能量轉(zhuǎn)化與內(nèi)燃機(jī)的______沖程相同。
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3.對(duì)于如圖所示的四幅圖，下列說法正確的是( )
C
A.圖甲中軟木塞飛出時(shí)，管內(nèi)水蒸氣的內(nèi)能增加
B.圖乙中活塞向上運(yùn)動(dòng)與內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程原理相同
C.圖丙中金屬管中裝有少量乙醚，迅速拉動(dòng)纏在金屬管外的皮繩可使橡
皮塞從管口飛出，與內(nèi)燃機(jī)的做功沖程原理相同
D.圖丁中向下壓縮空氣引火儀機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)部空氣溫度降低
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4.新型防空導(dǎo)彈“紅旗 ”試射，導(dǎo)彈上升過程中，重力勢(shì)能_______
（選填“增大”“減小”或“不變”），而其與空氣摩擦導(dǎo)致內(nèi)能_______
（選填“增大”“減小”或“不變”），此內(nèi)能改變是通過______的方式實(shí)現(xiàn)
的。某臺(tái)汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為，在 內(nèi)，汽油機(jī)完成_____
個(gè)工作循環(huán)，對(duì)外做功____次。
增大
增大
做功
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20
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4
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6
知識(shí)點(diǎn) 汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別
【典例3】 關(guān)于四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)，下列說法正確的是( )
D
A.在吸氣沖程中，吸入汽缸的都是空氣
B.在壓縮沖程末，汽油機(jī)汽缸內(nèi)氣體的溫度比柴油機(jī)的高
C.在做功沖程初，都是火花塞點(diǎn)火
D.在排氣沖程中，排氣都依靠飛輪的慣性完成
解題分析：在吸氣沖程，汽油機(jī)吸入的是汽油和空氣的混合物，柴油機(jī)
吸入的只有空氣；在壓縮沖程末，柴油機(jī)將空氣壓縮的程度更大，溫度
更高；汽油機(jī)是通過火花塞點(diǎn)火，而柴油機(jī)是由噴油嘴噴出霧狀柴油遇
熱空氣燃燒；除了做功沖程，其他三個(gè)沖程都依靠飛輪的慣性完成。
1
1
2
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3
4
3
5
4
6
【變式訓(xùn)練】
5.如圖是內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)某沖程示意圖，該沖程為______沖程，它是
_______（“汽油”或“柴油”）機(jī)。
壓縮
柴油
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2
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3
4
3
5
4
6
知識(shí)點(diǎn) 內(nèi)燃機(jī)的做功次數(shù)與飛輪轉(zhuǎn)數(shù)的關(guān)系
【典例4】 一個(gè)四沖程熱機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為，它 完成了
( )
D
A.曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)30轉(zhuǎn)，30個(gè)沖程，做了30次功
B.曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)1 800轉(zhuǎn)，60個(gè)沖程，做了60次功
C.曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)1 800轉(zhuǎn)，120個(gè)沖程，做了30次功
D.曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)30轉(zhuǎn)，60個(gè)沖程，做了15次功
解題分析：內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)是由吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、
排氣沖程四個(gè)沖程組成的，這個(gè)過程中活塞往復(fù)2次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)2
周，對(duì)外做功1次。
1
1
2
2
3
4
3
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【變式訓(xùn)練】
6.若汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速為，那么， 內(nèi)完成_____個(gè)沖程，活
塞往復(fù)____次，燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功____次。
100
50
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