2022學(xué)年高中物理 第四章 能量守恒與熱力學(xué)定律 熱力學(xué)第二定律習(xí)題 教科版選修3-3

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1、2022學(xué)年高中物理 第四章 能量守恒與熱力學(xué)定律 熱力學(xué)第二定律習(xí)題 教科版選修3-3一、選擇題1關(guān)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，下列論述正確的是（ ） A熱力學(xué)第一定律指出內(nèi)能可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化，而熱力學(xué)第二定律則指出內(nèi)能不可能完全轉(zhuǎn)化為其他形式的能，故這兩條定律是相互矛盾的 B內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能，只是會(huì)產(chǎn)生其他影響，故兩條定律并不矛盾 C兩條定律都是有關(guān)能量的轉(zhuǎn)化規(guī)律，它們不但不矛盾，而且沒有本質(zhì)區(qū)別 D其實(shí)，能量守恒定律已經(jīng)包含了熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律2以下哪個(gè)現(xiàn)象不違背熱力學(xué)第二定律（ ）A一杯熱茶在打開蓋后，茶會(huì)自動(dòng)變得更熱B沒有漏氣、沒有摩擦的理想熱機(jī)

2、，其效率可能是100%C桶中渾濁的泥水在靜置一段時(shí)間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動(dòng)分離D熱量自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體3下列關(guān)于能量耗散的說法，正確的是（ ） A能量耗散使能的總量減少，違背了能量守恒定律 B能量耗散是指耗散在環(huán)境中的內(nèi)能再也不能被人類利用 C各種形式的能量向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，是能夠自動(dòng)全額發(fā)生的 D能量耗散導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低4關(guān)于能源，以下說法中正確的是（ ） A煤、石油、天然氣等燃料的化學(xué)能實(shí)際上是太陽能轉(zhuǎn)化而成的 B能源的利用過程，實(shí)質(zhì)上是能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程 C到目前為止，人類所利用的所有能源實(shí)際上都是太陽能轉(zhuǎn)化而成的 D核能和地?zé)崮軄碜缘厍虮旧?當(dāng)前世界上日益嚴(yán)重

3、的環(huán)境問題主要源于（ ） A溫室效應(yīng) B厄爾尼諾現(xiàn)象 C人類對(duì)環(huán)境的污染和破壞 D火山噴發(fā)和地震6下列敘述中不正確的是（ ） A市區(qū)禁止摩托車通行是為了提高城區(qū)空氣質(zhì)量 B無氟冰箱的使用會(huì)使臭氧層受到不同程度的破壞 C大氣中CO2含量的增多是引起溫室效應(yīng)的主要原因 D“白色污染”是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)亟待解決的問題之一7如圖所示為電冰箱的工作原理圖壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)那么，下列說法中正確的是（ ） A在冰箱內(nèi)的管道中，制冷劑迅速膨脹并吸收熱量 B在冰箱外的管道中，制冷劑迅速膨脹并放出熱量 C在冰箱內(nèi)的管道中，制冷劑被劇烈壓縮并吸收熱量 D在冰箱內(nèi)的管道中，制冷劑被劇烈壓縮

4、并放出熱量8下面關(guān)于熱力學(xué)第二定律微觀意義的說法正確的是（ ）A從微觀的角度看，熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律B一切自然過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無序性減小的方向進(jìn)行 C有的自然過程沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無序性增人的方向進(jìn)行，有的自然過程沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無序性減小的方向進(jìn)行 D在任何自然過程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減小9第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，這是因?yàn)椋?）A違背了能量守恒定律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)變?yōu)閮?nèi)能D內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)不引起其他變化10裝有渾濁黃河水的杯子置于與它溫度相同的絕熱容器中，過一段時(shí)問，泥沙沉淀，則杯中水溫將（ ） A升高 B不變 C下降 D無法確

5、定二、填空題11熱量會(huì)自動(dòng)地從_傳給_，但不會(huì)自發(fā)地從_傳給_，這說明：熱傳導(dǎo)的過程是有_的，這個(gè)過程可以向一個(gè)方向自發(fā)地進(jìn)行，但是向相反的方向不能_地進(jìn)行，要實(shí)現(xiàn)相反方向的過程，必須有_，因而產(chǎn)生_或引起_12根據(jù)熱力學(xué)定律和分子動(dòng)理論，可知理想氣體在溫度升高時(shí)，內(nèi)能 （填：不變、增大、減?。?；第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成的主要原因是違背了 13只要確定了_，符合這個(gè)_的就叫做有序，有序和無序是相對(duì)的無序意味著各處都一樣，沒有差別，而有序則相反14如果一個(gè)“宏觀態(tài)”對(duì)應(yīng)的“微觀態(tài)”比較多，就說這個(gè)“宏觀態(tài)”是比較_三、解答題15根據(jù)你對(duì)熵增加原理的解釋，舉出一些系統(tǒng)從有序變?yōu)闊o序的例子16有一座瀑

6、布的高度是50 m，流量為12 m3s，計(jì)劃在瀑布底部利用水流能發(fā)電，設(shè)在瀑布頂處水流速率與從發(fā)電機(jī)處水輪機(jī)內(nèi)流出速率相等，且水流能有65被利用，求安裝的發(fā)電機(jī)功率最多多大？（g取10 ms2）17水能是可再生能源，可持續(xù)地利用它來發(fā)電，為人類提供“清潔”的能源，若一水力發(fā)電站水庫的平均流量為Q（m3s），落差為h，發(fā)電效率為，則全年發(fā)電量（kWh）是多少？（g取10ms2）【答案與解析】一、選擇題1【答案】B 【解析】熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律并不矛盾，機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性，故B選項(xiàng)正確2【答案】C【解析】茶不會(huì)自發(fā)地變得更熱，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；無論什么樣的熱機(jī)，效率永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到100

7、%，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；熱量不會(huì)自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3【答案】B、C、D 【解析】能量耗散是能量在轉(zhuǎn)化的過程中有一部分以內(nèi)能的形式被周圍環(huán)境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量的品質(zhì)降低，故A錯(cuò)，D對(duì)；耗散的內(nèi)能無法再被利用，B項(xiàng)對(duì)；其他形式的能在一定的條件下可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但相反過程卻不能夠全額進(jìn)行，C項(xiàng)對(duì) 【點(diǎn)評(píng)】能量耗散不僅遵循能量守恒定律，而且從能量的角度反映出自然界的宏觀過程具有方向性4【答案】A、B、D 5【答案】C 6【答案】A7【答案】A、D 【解析】壓縮機(jī)工作時(shí)，把冰箱內(nèi)的熱量傳到冰箱外部，故A、D正確8【答案】A、D 【解析】系統(tǒng)的熱力學(xué)過程就是大量分子無序

8、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，從微觀角度看，熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，所以A對(duì)熱力學(xué)第二定律的微觀意義是“一切自然過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無序性增大的方向進(jìn)行”，所以B、C均錯(cuò)D是在引入熵之后對(duì)熱力學(xué)第二定律微觀意義的描述D對(duì)9【答案】D【解析】第二類永動(dòng)機(jī)的設(shè)想雖然符合能量守恒定律，但是違背了能量轉(zhuǎn)化中有些過程是不可逆的規(guī)律，所以不可能制成，選項(xiàng)D正確。10【答案】A 【解析】泥沙下沉，其重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫升高，故A選項(xiàng)正確二、填空題11【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【答案】增大；熱力學(xué)第二定律13【答案】某種規(guī)則 規(guī)則

9、14【答案】無序的三、解答題15【答案】見解析【解析】根據(jù)熵增加原理，自然界的一切自發(fā)過程，總是朝著熵增加的方向進(jìn)行，而熵是描述系統(tǒng)無序程度的物理量，熵越大，無序程度越高所以，熵的增加就意味著系統(tǒng)無序程度的增加這意味著自然界的一切自發(fā)過程，總是朝著從有序向無序的方向轉(zhuǎn)化如：燃料的燃燒、氣體的擴(kuò)散、一切生命體從生產(chǎn)到消亡，都經(jīng)歷了一個(gè)從有序到無序的發(fā)展過程16【答案】見解析【解析】設(shè)流量為Q，水的密度為，在t時(shí)間內(nèi) 通過水輪機(jī)的水的質(zhì)量為m=Qt，水的機(jī)械能有65轉(zhuǎn)化為電能，故發(fā)電機(jī)功率為 =110312105065 W=3.9103 kW17【答案】見解析【解析】解法一：每秒鐘的水能轉(zhuǎn)化為電能的量為，即發(fā)電的功率，所以全年的發(fā)電量為E=36524103Qgh（kWh）=8.8104Qh（kWh）解法二：全年的水能為E1=Qgh365243600 J水能轉(zhuǎn)化為電能的效率為，所以，產(chǎn)生的電能為E2=E1全年的發(fā)電量為。