《2018-2019學(xué)年高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 第5節(jié) 熱力學(xué)第二定律的微觀解釋 第6節(jié) 能源和可持續(xù)發(fā)展綜合訓(xùn)練 新人教版選修3-3.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 第5節(jié) 熱力學(xué)第二定律的微觀解釋 第6節(jié) 能源和可持續(xù)發(fā)展綜合訓(xùn)練 新人教版選修3-3.doc（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第5節(jié)　熱力學(xué)第二定律的微觀解釋 第6節(jié)　能源和可持續(xù)發(fā)展 1．下列說(shuō)法中正確的是 A．機(jī)械能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化是可逆的 B．氣體向真空的自由膨脹是可逆的 C．如果一個(gè)“宏觀態(tài)”對(duì)應(yīng)的“微觀態(tài)”比較多，就說(shuō)明這個(gè)“宏觀態(tài)”是比較有序的 D．如果一個(gè)“宏觀態(tài)”對(duì)應(yīng)的“微觀態(tài)”比較多，就說(shuō)明這個(gè)“宏觀態(tài)”是比較無(wú)序的 解析　熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都是不可逆的，故A、B錯(cuò)；微觀態(tài)越多越無(wú)序，故選D。 答案　D 2．下列說(shuō)法中正確的是 A．一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行 B．一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的有序性增大的方向進(jìn)行 C．在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵一定不會(huì)增大 D．在任何自然過(guò)程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵可能減小 解析　根據(jù)熵增加原理，不可逆過(guò)程總是朝著熵增大的方向進(jìn)行，故選A。 答案　A 3．熱現(xiàn)象過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散的現(xiàn)象。所謂能量耗散是指在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中無(wú)法把流散的能量重新收集、利用。下列關(guān)于能量耗散的說(shuō)法中正確的是 A．能量耗散說(shuō)明能量不守恒 B．能量耗散不符合熱力學(xué)第二定律 C．能量耗散符合熱力學(xué)第一定律 D．能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過(guò)程具有的方向性 解析　能量耗散是指能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中能量的散失，說(shuō)明自然界中的宏觀熱現(xiàn)象的發(fā)展過(guò)程是有方向性的，符合熱力學(xué)第二定律，不符合熱力學(xué)第一定律，且不違背能量守恒定律，故A、B、C不正確，D正確。 答案　D [限時(shí)30分鐘，滿分50分] 一、選擇題(每小題6分，共30分) 1．(多選)關(guān)于能源的開發(fā)和利用，下列說(shuō)法中正確的是 A．無(wú)節(jié)制地利用能源，是一種盲目的短期行為 B．根據(jù)能量守恒定律，能源是取之不盡、用之不竭的 C．在開發(fā)和利用能源的同時(shí)，必須加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的保護(hù) D．不斷開發(fā)新能源，是緩解能源危機(jī)的主要途徑 解析　由于能源是有限的，必須合理利用能源，故A對(duì)；盡管能量是守恒的，但在使用過(guò)程中會(huì)有能量耗散即品質(zhì)降低，故B錯(cuò)；利用能源推動(dòng)人類進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的同時(shí)，使人類生存的環(huán)境遭到破壞，必須加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，故C對(duì)；開發(fā)和利用新能源，能緩解常規(guī)能源的不足，故D對(duì)。 答案　ACD 2．(多選)下面關(guān)于熵的理解正確的是 A．對(duì)于任何過(guò)程，熵總是增加的 B．熵越大，就意味著系統(tǒng)越混亂、越分散 C．氣體向真空擴(kuò)散時(shí)，熵值減小 D．熵較大的宏觀態(tài)就是無(wú)序程度較大的宏觀態(tài) 解析　如果一個(gè)系統(tǒng)不孤立，系統(tǒng)的熵可能增加，也可能減小，所以A錯(cuò)；一個(gè)宏觀態(tài)所對(duì)應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目越多，熵值就越大，而宏觀態(tài)所對(duì)應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目越多，也就越無(wú)序，就是系統(tǒng)越混亂、越分散，所以B、D都對(duì)；氣體向真空擴(kuò)散時(shí)，無(wú)序度增大，所以熵值增大，所以C錯(cuò)。 答案　BD 3．下列敘述中正確的是 A．對(duì)一定質(zhì)量的氣體加熱，其內(nèi)能可能減小 B．在任何系統(tǒng)中，一切過(guò)程都朝著熵增加的方向進(jìn)行 C．物體的溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)變得劇烈，每個(gè)分子動(dòng)能都增大 D．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不可能從低溫物體傳到高溫物體 解析　對(duì)一定質(zhì)量的氣體，內(nèi)能的變化既與傳熱有關(guān)又與做功有關(guān)，對(duì)氣體加熱，氣體的內(nèi)能可能減小，A正確。系統(tǒng)中的自發(fā)過(guò)程總是朝著熵增加的方向進(jìn)行，B錯(cuò)誤。溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，但每個(gè)分子的動(dòng)能不一定都增大，C錯(cuò)誤。熱量在一定條件下可以從低溫物體傳到高溫物體，D錯(cuò)誤。 答案　A 4．(多選)下列說(shuō)法正確的是 A．如果大量分子的集合從A分布進(jìn)入B分布的概率大于從B分布進(jìn)入A分布的概率，則B分布更無(wú)序 B．如果大量分子的集合從A分布進(jìn)入B分布的概率大于從B分布進(jìn)入A分布的概率，則A分布更無(wú)序 C．大量分子的集合能自發(fā)地從A分布進(jìn)入B分布，則該過(guò)程是可逆的 D．大量分子的集合能自發(fā)地從A分布進(jìn)入B分布，則該過(guò)程是不可逆的 解析　一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行。如果大量分子的集合從A分布進(jìn)入B分布的概率大于從B分布進(jìn)入A分布的概率，則說(shuō)明B分布更無(wú)序一些，A正確，B錯(cuò)誤。大量分子的集合自發(fā)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是不可逆的，D正確，C錯(cuò)誤。 答案　AD 5．(多選)倒一杯熱水，然后加入適量的糖后，糖會(huì)全部溶于水中，但一段時(shí)間后又觀察到杯底部有糖結(jié)晶，關(guān)于這個(gè)過(guò)程下列敘述正確的是 A．溶解過(guò)程是自發(fā)的，結(jié)晶過(guò)程也是自發(fā)的，因此熱力學(xué)第二定律是錯(cuò)誤的 B．溶解過(guò)程是有序向無(wú)序轉(zhuǎn)變的過(guò)程 C．結(jié)晶過(guò)程是有序向無(wú)序轉(zhuǎn)變的過(guò)程 D．結(jié)晶過(guò)程不是自發(fā)的，因?yàn)橛型饨绲挠绊? 解析　糖溶解是有序變?yōu)闊o(wú)序的過(guò)程，是自發(fā)的；糖結(jié)晶是無(wú)序變?yōu)橛行虻倪^(guò)程，不是自發(fā)的，是受外界的影響，如外界溫度等。 答案　BD 二、非選擇題(共20分) 6．(10分)下面是曉陽(yáng)同學(xué)在題為《能源利用和節(jié)約能源》的研究性學(xué)習(xí)中收集到的有關(guān)太陽(yáng)能的資料：太陽(yáng)能是人類最基本的能源，它無(wú)污染、無(wú)費(fèi)用，這種能源的使用期和太陽(yáng)本身壽命一樣長(zhǎng)，當(dāng)太陽(yáng)光照射地面時(shí)，在1 m2地面上1 s內(nèi)平均得到的太陽(yáng)輻射能約為1.0103 J。太陽(yáng)能熱水器就是直接利用太陽(yáng)能的裝置，目前已經(jīng)廣泛地出現(xiàn)在我們的生活中。 曉陽(yáng)同學(xué)在網(wǎng)上下載了某型號(hào)太陽(yáng)能熱水器的宣傳廣告： 容積(V)　100 L 集熱管的采光面積(S)　1.5 m2 效率(η)　40% 使用年限(z)　15年 (1)曉陽(yáng)同學(xué)家每天大約需要100 kg熱水，用這種熱水器將這些水從25 ℃加熱到45 ℃需要多長(zhǎng)時(shí)間？ (2)與效率為80%的電熱水器相比，曉陽(yáng)同學(xué)家每天節(jié)約多少電能？ 解析　(1)設(shè)T為光照時(shí)間，k＝1.0103 J/(sm2)，Q吸＝cm(t－t0)＝4.210310020 J＝8.4106 J，太陽(yáng)能熱水器傳給水的熱量Q放＝kSTη，因?yàn)镼吸＝Q放，所以 T＝＝ s ＝1.4104 s≈3.9 h。 (2)由Q電＝Q吸＝Wη1得 W＝＝ J＝1.05107 J≈2.9 kWh。 答案　(1)3.9 h　(2)2.9 kWh 7．(10分)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車數(shù)量迅猛增長(zhǎng)，汽車排放的尾氣造成的空氣污染越來(lái)越嚴(yán)重。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，汽車尾氣排放造成的空氣污染目前已占整個(gè)污染源的一半以上。在這種情況下，目前研制開發(fā)的太陽(yáng)能汽車具有更好的發(fā)展前景。如圖10－5－2所示是某研究所研制的太陽(yáng)能汽車，它是利用太陽(yáng)能電池將接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再利用電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的一種新型汽車。設(shè)太陽(yáng)光照射到電池板上的輻射功率為7 kW。在晴朗的天氣里，太陽(yáng)能電池對(duì)著太陽(yáng)時(shí)產(chǎn)生的電壓為160 V，并對(duì)車上的電動(dòng)機(jī)提供12 A的電流，請(qǐng)你求出： 圖10－5－2 (1)在這種情況下電動(dòng)機(jī)消耗的電功率是多大？ (2)如果這輛汽車的電動(dòng)機(jī)將電能最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%，當(dāng)汽車在水平路面上勻速行駛時(shí)，受到的牽引力為180 N，則在1 min內(nèi)這輛汽車行駛了多少米？ 解析　(1)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率 P＝UI＝160 V12 A＝1 920 W。 (2)由P＝W/t得 W電＝Pt＝1 920 W60 s＝115 200 J 由題意W機(jī)＝W電η＝115 200 J75%＝86 400 J 又由W＝Fs得 汽車行駛的距離 s＝W機(jī)/F＝86 400/180 m＝480 m。 答案　(1)1 920 W　(2)480 m