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高中物理 第三章 熱力學(xué)基礎(chǔ) 第四節(jié) 熱力學(xué)第二定律分層訓(xùn)練 粵教版選修33

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1、 第四節(jié) 熱力學(xué)第二定律 [A級 抓基礎(chǔ)] 1.第二類永動機(jī)不可能制成,是因?yàn)?  ) A.違背了能量的守恒定律 B.熱量總是從高溫物體傳遞到低溫物體 C.機(jī)械能不能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D.內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,同時不引起其他變化 解析:第二類永動機(jī)的設(shè)想并不違背能量守恒定律,但違背了“能量轉(zhuǎn)化過程是有方向性的”規(guī)律,故A錯、D正確.在引起其他變化的情況下,熱量可由低溫物體非自發(fā)地傳遞到高溫物體,故B錯.機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故C錯. 答案:D 2.下列說法中正確的是(  ) A.電動機(jī)是把電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置 B.熱機(jī)是將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置

2、C.隨著技術(shù)不斷發(fā)展,可以把內(nèi)燃機(jī)得到的全部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D.雖然不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化,但不可能將已轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的能量全部收集起來加以完全利用 解析:由于電阻的存在,電流通過電動機(jī)時一定發(fā)熱,電能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,A錯誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律知,熱機(jī)不可能將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,B錯誤;C項(xiàng)說法違背熱力學(xué)第二定律,C錯誤,只有D正確. 答案:D 3.下列說法正確的是(  ) A.熱力學(xué)第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性 B.電流流過導(dǎo)體轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,反過來,可將內(nèi)能收集起來,再轉(zhuǎn)化成相同大小的電流 C.可以做成一種熱機(jī),由熱源吸取一定的熱量而對外做功 D.冰可以熔

3、化成水,水也可以結(jié)成冰,這個現(xiàn)象違背了熱力學(xué)第二定律 解析:熱力學(xué)第二定律說明了一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是有方向性的,但并沒有否認(rèn)以特殊方式利用能量的可能性,故A錯;功和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性,其逆過程是不可能自發(fā)實(shí)現(xiàn)的,故B錯;冰融化成水,水結(jié)成冰,伴隨著能量的轉(zhuǎn)移,不是自發(fā)進(jìn)行的,沒有違背熱力學(xué)第二定律. 答案:C 4.下列說法正確的是(  ) A.對某物體做功,必定會使該物體的內(nèi)能增加 B.第二類永動機(jī)雖然不違反能量守恒定律,但它是制造不出來的 C.電流的能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D.熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體 解析:由ΔU=W+Q可知,A錯誤;第二類永動機(jī)違背了熱

4、力學(xué)第二定律,所以制造不出來,B正確;電流通過電阻做功電能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,C錯誤;在一定條件下熱量可以從低溫物體傳到高溫物體,D錯誤. 答案:B 5.如圖中氣缸內(nèi)盛有定量的理想氣體,氣缸壁是導(dǎo)熱的,缸外環(huán)境保持恒溫,活塞與氣缸壁的接觸是光滑的,但不漏氣.現(xiàn)將活塞桿與外界連接,使其緩慢地向右移動,這樣氣體將等溫膨脹并通過桿對外做功.若已知理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),則下列說法正確的是(  ) A.氣體是從單一熱源吸熱,全用來對外做功,因此此過程違反熱力學(xué)第二定律 B.氣體從單一熱源吸熱,但并未全用來對外做功,所以此過程不違反熱力學(xué)第二定律 C.氣體是從單一熱源吸熱,全用來對外做

5、功,但此過程不違反熱力學(xué)第二定律 D.以上三種說法都不對 解析:熱力學(xué)第二定律從機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性來描述是:不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其他變化.本題中如果沒有外界的幫助,比如外力拉動活塞桿使活塞向右移動,使氣體膨脹對外做功,導(dǎo)致氣體溫度略微降低,是不可能從外界吸收熱量的,即這一過程雖然是氣體從單一熱源吸熱,全用來對外做功,但引起了其他變化,所以此過程不違反熱力學(xué)第二定律. 答案:C B級 提能力 6.(多選)下列關(guān)于熵的觀點(diǎn)中正確的是(  ) A.熵越大,系統(tǒng)的無序度越大 B.對于一個不可逆絕熱過程,其熵總不會減小 C.氣體向真空擴(kuò)散時,熵值

6、減小 D.自然過程中熵總是增加的,是因?yàn)橥ㄏ驘o序的渠道要比通向有序的渠道多得多 解析:熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動無序性的量度,熵越大,其無序度越大,選項(xiàng)A正確;一個不可逆絕熱過程,其宏觀狀態(tài)對應(yīng)微觀態(tài)數(shù)目增大,其熵會增加,不會減小,選項(xiàng)B正確;氣體向真空中擴(kuò)散,無序度增大,熵值增大,選項(xiàng)C錯誤;自然過程中,無序程度較大的宏觀態(tài)出現(xiàn)的概率大,因而通向無序的渠道多,選項(xiàng)D正確. 答案:ABD 7.(多選)倒一杯熱水,然后加入適當(dāng)?shù)奶呛?,糖會全部溶于水中,但一段時間后又觀察到杯子底部有糖結(jié)晶,關(guān)于這個過程下列敘述正確的是(  ) A.溶解過程是自發(fā)的,結(jié)晶過程也是自發(fā)的,因此熱力學(xué)第二定律是錯誤的

7、 B.溶解過程是有序向無序轉(zhuǎn)變的過程 C.結(jié)晶過程是有序向無序轉(zhuǎn)變的過程 D.結(jié)晶過程不是自發(fā)的,因?yàn)橛型饨绲挠绊? 解析:若系統(tǒng)是封閉的,則不會出現(xiàn)結(jié)晶的過程,結(jié)晶是由于水分的蒸發(fā)和溫度的降低,是外界因素的影響. 答案:BD 8.關(guān)于熱力學(xué)定律和分子動理論,下列說法正確的是(  ) A.一定量氣體吸收熱量,其內(nèi)能一定增大 B.不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體 C.若兩分子間距離增大,分子勢能一定增大 D.若兩分子間距離減小,分子間引力和斥力都增大 解析:據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知?dú)怏w吸收熱量對外做功,內(nèi)能不一定增大,A錯;熱量可以由低溫物體傳遞到高溫物體但要引起

8、其他變化,B錯;兩分子間距離減小,分子間引力和斥力都增大,D對;當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時,距離增大,分子勢能減小,C錯. 答案:D 9.(多選)如圖為電冰箱的工作原理示意圖.壓縮機(jī)工作時,強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán).在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量,經(jīng)過冷凝器時制冷劑液化,放出熱量到箱體外.下列說法正確的是(  ) A.熱量可以自發(fā)地從冰箱內(nèi)傳到冰箱外 B.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界,是因?yàn)槠湎牧穗娔? C.電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律 D.電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律 解析:由熱力學(xué)第二定律可知A錯誤,B正確.熱力學(xué)第一定

9、律適用于所有的熱學(xué)過程,C正確,D錯誤. 答案:BC 10.(多選)用兩種不同的金屬絲組成一個回路,接觸點(diǎn)1插在熱水中,接觸點(diǎn)2插在冷水中,如圖所示,電流計(jì)指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn),這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象.關(guān)于這一現(xiàn)象,正確的說法是(  ) A.這一實(shí)驗(yàn)過程不違反熱力學(xué)第二定律 B.在實(shí)驗(yàn)過程中,熱水一定降溫、冷水一定升溫 C.在實(shí)驗(yàn)過程中,熱水內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成電能,電能則部分轉(zhuǎn)化成冷水的內(nèi)能 D.在實(shí)驗(yàn)過程中,熱水的內(nèi)能只有部分轉(zhuǎn)化成電能,電能則全部轉(zhuǎn)化成冷水的內(nèi)能 答案:AB 11.熱力學(xué)第二定律指出:內(nèi)能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化具有方向性.請結(jié)合熵的變化加以解釋. 解析:機(jī)械運(yùn)動是宏觀情況下

10、物體在空間位置上的變化,物體運(yùn)動狀態(tài)的變化完全遵循牛頓運(yùn)動定律。這是一種有序的運(yùn)動.熱運(yùn)動是大量分子的無序運(yùn)動。機(jī)械運(yùn)動向熱運(yùn)動的轉(zhuǎn)化,屬于從有序向無序的轉(zhuǎn)化,熵增加,符合熱力學(xué)規(guī)律,因此,機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。反過程是熵值減小,不符合熵增加原理,因此內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,而不引起其他變化. 答案:見解析 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375

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