《2018-2019學年高中物理 第十章 熱力學定律 第5節(jié) 熱力學第二定律的微觀解釋 第6節(jié) 能源和可持續(xù)發(fā)展綜合訓練 新人教版選修3-3.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019學年高中物理 第十章 熱力學定律 第5節(jié) 熱力學第二定律的微觀解釋 第6節(jié) 能源和可持續(xù)發(fā)展綜合訓練 新人教版選修3-3.doc（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第5節(jié)　熱力學第二定律的微觀解釋 第6節(jié)　能源和可持續(xù)發(fā)展 1．下列說法中正確的是 A．機械能和內(nèi)能之間的轉化是可逆的 B．氣體向真空的自由膨脹是可逆的 C．如果一個“宏觀態(tài)”對應的“微觀態(tài)”比較多，就說明這個“宏觀態(tài)”是比較有序的 D．如果一個“宏觀態(tài)”對應的“微觀態(tài)”比較多，就說明這個“宏觀態(tài)”是比較無序的 解析　熱現(xiàn)象的宏觀過程都是不可逆的，故A、B錯；微觀態(tài)越多越無序，故選D。 答案　D 2．下列說法中正確的是 A．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 B．一切自然過程總是沿著分子熱運動的有序性增大的方向進行 C．在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵一定不會增大 D．在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵可能減小 解析　根據(jù)熵增加原理，不可逆過程總是朝著熵增大的方向進行，故選A。 答案　A 3．熱現(xiàn)象過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化的過程中無法把流散的能量重新收集、利用。下列關于能量耗散的說法中正確的是 A．能量耗散說明能量不守恒 B．能量耗散不符合熱力學第二定律 C．能量耗散符合熱力學第一定律 D．能量耗散是從能量轉化的角度反映出自然界中宏觀過程具有的方向性 解析　能量耗散是指能量轉化的過程中能量的散失，說明自然界中的宏觀熱現(xiàn)象的發(fā)展過程是有方向性的，符合熱力學第二定律，不符合熱力學第一定律，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30分鐘，滿分50分] 一、選擇題(每小題6分，共30分) 1．(多選)關于能源的開發(fā)和利用，下列說法中正確的是 A．無節(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，必須加強對環(huán)境的保護 D．不斷開發(fā)新能源，是緩解能源危機的主要途徑 解析　由于能源是有限的，必須合理利用能源，故A對；盡管能量是守恒的，但在使用過程中會有能量耗散即品質降低，故B錯；利用能源推動人類進步和社會發(fā)展的同時，使人類生存的環(huán)境遭到破壞，必須加強環(huán)境保護，故C對；開發(fā)和利用新能源，能緩解常規(guī)能源的不足，故D對。 答案　ACD 2．(多選)下面關于熵的理解正確的是 A．對于任何過程，熵總是增加的 B．熵越大，就意味著系統(tǒng)越混亂、越分散 C．氣體向真空擴散時，熵值減小 D．熵較大的宏觀態(tài)就是無序程度較大的宏觀態(tài) 解析　如果一個系統(tǒng)不孤立，系統(tǒng)的熵可能增加，也可能減小，所以A錯；一個宏觀態(tài)所對應的微觀態(tài)數(shù)目越多，熵值就越大，而宏觀態(tài)所對應的微觀態(tài)數(shù)目越多，也就越無序，就是系統(tǒng)越混亂、越分散，所以B、D都對；氣體向真空擴散時，無序度增大，所以熵值增大，所以C錯。 答案　BD 3．下列敘述中正確的是 A．對一定質量的氣體加熱，其內(nèi)能可能減小 B．在任何系統(tǒng)中，一切過程都朝著熵增加的方向進行 C．物體的溫度升高，分子熱運動變得劇烈，每個分子動能都增大 D．根據(jù)熱力學第二定律可知，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　對一定質量的氣體，內(nèi)能的變化既與傳熱有關又與做功有關，對氣體加熱，氣體的內(nèi)能可能減小，A正確。系統(tǒng)中的自發(fā)過程總是朝著熵增加的方向進行，B錯誤。溫度升高，分子的平均動能增大，但每個分子的動能不一定都增大，C錯誤。熱量在一定條件下可以從低溫物體傳到高溫物體，D錯誤。 答案　A 4．(多選)下列說法正確的是 A．如果大量分子的集合從A分布進入B分布的概率大于從B分布進入A分布的概率，則B分布更無序 B．如果大量分子的集合從A分布進入B分布的概率大于從B分布進入A分布的概率，則A分布更無序 C．大量分子的集合能自發(fā)地從A分布進入B分布，則該過程是可逆的 D．大量分子的集合能自發(fā)地從A分布進入B分布，則該過程是不可逆的 解析　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。如果大量分子的集合從A分布進入B分布的概率大于從B分布進入A分布的概率，則說明B分布更無序一些，A正確，B錯誤。大量分子的集合自發(fā)的運動過程是不可逆的，D正確，C錯誤。 答案　AD 5．(多選)倒一杯熱水，然后加入適量的糖后，糖會全部溶于水中，但一段時間后又觀察到杯底部有糖結晶，關于這個過程下列敘述正確的是 A．溶解過程是自發(fā)的，結晶過程也是自發(fā)的，因此熱力學第二定律是錯誤的 B．溶解過程是有序向無序轉變的過程 C．結晶過程是有序向無序轉變的過程 D．結晶過程不是自發(fā)的，因為有外界的影響 解析　糖溶解是有序變?yōu)闊o序的過程，是自發(fā)的；糖結晶是無序變?yōu)橛行虻倪^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)下面是曉陽同學在題為《能源利用和節(jié)約能源》的研究性學習中收集到的有關太陽能的資料：太陽能是人類最基本的能源，它無污染、無費用，這種能源的使用期和太陽本身壽命一樣長，當太陽光照射地面時，在1 m2地面上1 s內(nèi)平均得到的太陽輻射能約為1.0103 J。太陽能熱水器就是直接利用太陽能的裝置，目前已經(jīng)廣泛地出現(xiàn)在我們的生活中。 曉陽同學在網(wǎng)上下載了某型號太陽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)曉陽同學家每天大約需要100 kg熱水，用這種熱水器將這些水從25 ℃加熱到45 ℃需要多長時間？ (2)與效率為80%的電熱水器相比，曉陽同學家每天節(jié)約多少電能？ 解析　(1)設T為光照時間，k＝1.0103 J/(sm2)，Q吸＝cm(t－t0)＝4.210310020 J＝8.4106 J，太陽能熱水器傳給水的熱量Q放＝kSTη，因為Q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)隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，汽車數(shù)量迅猛增長，汽車排放的尾氣造成的空氣污染越來越嚴重。據(jù)有關資料統(tǒng)計，汽車尾氣排放造成的空氣污染目前已占整個污染源的一半以上。在這種情況下，目前研制開發(fā)的太陽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能汽車，它是利用太陽能電池將接收到的太陽能轉化為電能，再利用電動機來驅動的一種新型汽車。設太陽光照射到電池板上的輻射功率為7 kW。在晴朗的天氣里，太陽能電池對著太陽時產(chǎn)生的電壓為160 V，并對車上的電動機提供12 A的電流，請你求出： 圖10－5－2 (1)在這種情況下電動機消耗的電功率是多大？ (2)如果這輛汽車的電動機將電能最終轉化為機械能的效率為75%，當汽車在水平路面上勻速行駛時，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)電動機消耗的電功率 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＝W電η＝115 200 J75%＝86 400 J 又由W＝Fs得 汽車行駛的距離 s＝W機/F＝86 400/180 m＝480 m。 答案　(1)1 920 W　(2)480 m