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2019-2020年高中物理第3章熱力學基礎第4節(jié)熱力學第二定律課后知能檢測粵教版 1．熱力學第二定律使人們認識到自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程 (　　) A．都具有方向性　　　　 B．只是部分具有方向性 C．沒有方向性 D．無法確定 【解析】　自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性． 【答案】　A 2．空調制冷，把熱量從溫度較低的室內傳遞到溫度較高的室外，在此過程中(　　) A．既遵守熱力學第二定律，又遵守能量守恒定律 B．遵守熱力學第二定律，而不遵守能量守恒定律 C．遵守能量守恒定律，而不遵守熱力學第二定律 D．既不遵守熱力學第二定律，又不遵守能量守恒定律 【解析】　空調制冷時，把熱量從溫度較低的室內傳遞到溫度較高的室外，要消耗電能即引起了其他變化，所以整個過程既遵守熱力學第二定律，又遵守能量守恒定律．故正確答案為A. 【答案】　A 3．關于永動機和熱力學定律的討論，下列敘述正確的是 (　　) A．第二類永動機違反能量守恒定律 B．如果物體從外界吸收了熱量，則物體的內能一定增加 C．外界對物體做功，則物體的內能一定增加 D．做功和熱傳遞都可以改變物體的內能，但從能量轉化或轉移的觀點來看這兩種改變方式是有區(qū)別的 【解析】　第二類永動機違反熱力學第二定律，并不是違反能量守恒定律，故A錯．根據熱力學第一定律ΔU＝Q＋W知，內能的變化由做功W和熱傳遞Q兩個方面共同決定，只知道做功情況或只知道熱傳遞情況無法確定內能的變化情況，故B、C項錯誤．做功和熱傳遞都可改變物體內能，但做功是不同形式能的轉化，而熱傳遞是同種形式能間的轉移，這兩種方式是有區(qū)別的，故D項正確． 【答案】　D 4．地球上有很多的海水，它的總質量約為1.41018 噸，如果這些海水的溫度降低0.1 ℃，將要放出5.81023焦耳的熱量，有人曾設想利用海水放出的熱量使它完全變成機械能來解決能源危機，但這種機器是不能制成的，其原因是(　　) A．內能不能轉化成機械能 B．內能轉化成機械能不滿足熱力學第一定律 C．只從單一熱源吸收熱量并完全轉化成機械能的機器不滿足熱力學第二定律 D．上述三種原因都不正確 【解析】　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，故只有C項敘述正確． 【答案】　C 5．下列過程中，可能發(fā)生的是(　　) A．某工作物質從高溫熱庫吸收20 kJ的熱量，全部轉化為機械能，而沒有產生其他任何影響 B．打開一高壓密閉容器，其內氣體自發(fā)溢出后又自發(fā)溢進去，恢復原狀 C．利用其他手段，使低溫物體的溫度更低，高溫物體的溫度更高 D．將兩瓶不同液體自發(fā)混合，然后它們又自發(fā)地各自分開 【解析】　根據熱力學第二定律，熱量不可能從低溫物體自發(fā)地傳遞給高溫物體，而不引起其他變化，但通過一些物理手段是可以實現(xiàn)的，故C項正確；內能轉化為機械能不可能自發(fā)地進行，故A項錯；氣體膨脹具有方向性，故B項錯；擴散現(xiàn)象也有方向性，D項錯． 【答案】　C 6．(雙選)關于熱力學第二定律的微觀意義，下列說法正確的是(　　) A．大量分子無規(guī)則的熱運動能夠自動轉變?yōu)橛行蜻\動 B．熱傳遞的自然過程是大量分子從有序運動狀態(tài)向無序運動狀態(tài)轉化的過程 C．熱傳遞的自然過程是大量分子從無序程度小的運動狀態(tài)向無序程度大的運動狀態(tài)轉化的過程 D．一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行 【解析】　熱力學第二定律的微觀意義明確指出：一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序程度增大的方向進行，所以答案C、D正確． 【答案】　CD 7．(雙選)圖344為電冰箱的工作原理示意圖．壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內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的熱量，經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(　　) 圖344 A．熱量可以自發(fā)地從冰箱內傳到冰箱外 B．電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內的熱量傳到外界，是因為其消耗了電能 C．電冰箱的工作原理不違反熱力學第一定律 D．電冰箱的工作原理違反熱力學第一定律 【解析】　熱力學第一定律是熱現(xiàn)象中內能與其他形式能的轉化規(guī)律，是能量轉化和守恒定律的具體表現(xiàn)，適用于所有的熱學過程，故C正確，D錯誤；再根據熱力學第二定律，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，要想從低溫物體傳到高溫物體，必須借助于其他系統(tǒng)做功，故A錯誤，B正確． 【答案】　BC 8．17世紀70年代，英國賽斯特城的主教約翰維爾金斯設計了一種磁力“永動機”，其結構如圖345所示，在斜面頂端放一塊強磁鐵M，斜面上、下端各有一個小孔P、Q，斜面下有一個連接兩小孔的彎曲軌道．維爾金斯認為：如果在斜坡底放一個鐵球，那么在磁鐵的引力作用下，鐵球會沿斜面向上運動，當球運動到P孔時，它會漏下，再沿著彎曲軌道返回到Q，由于這時球具有速度可以對外做功．然后又被磁鐵吸引回到上端，到P處又漏下……對于這個設計，下列判斷中正確的是(　　) 圖345 A．滿足能量轉化和守恒定律，所以可行 B．不滿足熱力學第二定律，所以不可行 C．不滿足機械能守恒定律，所以不可行 D．不滿足能量守恒定律，所以不可行 【解析】　違背了能量守恒定律，不可行．故只有D正確． 【答案】　D 9．如圖346所示，兩個相通的容器P、Q間裝有閥門K，P中充滿氣體，Q內為真空，整個系統(tǒng)與外界沒有熱交換，打開閥門K后，P中的氣體進入Q中，最終達到平衡，則(　　) 圖346 A．氣體體積膨脹，內能增加 B．氣體分子勢能減少，內能增加 C．氣體分子勢能增加，壓強可能不變 D．Q中氣體不可能自發(fā)地全部退回到P中 【解析】　據熱力學第二定律，自然界涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，知D正確．容器內氣體自由膨脹，氣體與外界之間不做功也沒有熱交換，故氣體的內能不變，A項不正確．氣體分子間作用力很弱，氣體體積變化時，氣體分子勢能可認為不變，B、C項不正確． 【答案】　D 10．如圖347所示，汽缸內盛有一定質量的理想氣體，汽缸壁是導熱的，缸外環(huán)境保持恒溫，活塞與汽缸壁的接觸是光滑的，但不漏氣．現(xiàn)通過活塞桿使活塞緩慢地向右移動，這樣氣體將等溫膨脹并通過對外做功，若已知理想氣體的內能只與溫度有關，則下列說法中正確的是(　　) 圖347 A．氣體從單一熱源吸熱，并全部用來對外做功，因此該過程違反熱力學第二定律 B．氣體從單一熱源吸熱，但并未全部用來對外做功，所以該過程違反熱力學第二定律 C．氣體是從單一熱源吸熱，并全部用來對外做功，但此過程不違反熱力學第二定律 D．以上三種說法都不對 【解析】　根據熱力學第一定律，氣體等溫膨脹時，對外做功，因此從外界環(huán)境中吸收熱量．這好像是違反了熱力學第二定律，但是該過程中活塞桿的緩慢向右移動不是自發(fā)進行的，而是要通過力的作用，先使活塞向右移動，然后才能發(fā)生吸熱的過程，也就是說發(fā)生了其他變化． 【答案】　C 11．熱量會自發(fā)地從__________傳給__________，但不會自發(fā)地從__________傳給__________．這說明：熱傳導的過程是具有________的，這個過程可以向一個方向自發(fā)地進行，但是向相反的方向不能________地進行，要實現(xiàn)相反方向的過程，必須有__________，因而產生________或引起________． 【答案】　高溫物體　低溫物體　低溫物體　高溫物體　方向性　自發(fā)　外力幫助　影響　其他變化(或能量的消耗) 12．有一臺熱機，從熱源甲每小時吸收熱量為7.2107 J，向熱源乙放出3.6107 J的熱量，熱機傳動部分產生的熱量為從甲熱源吸收熱量的10%，求：熱機的輸出功率和效率？ 【解析】　根據熱機的工作原理：吸熱Q1＝7.2107 J， 放熱Q2＝3.6107 J. 傳動系統(tǒng)產生的熱Q3＝7.2106 J. 輸出的能量為 W＝Q1－Q2－Q3＝7.2107 J－3.6107 J－7.2106 J＝2.88107 J. 輸出的功率為P＝＝ W＝8.0103 W. 效率為η＝＝40%. 【答案】　8.0103 W　40%