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(jí)　抓基礎(chǔ)] 1．第二類永動(dòng)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(shí)不引起其他變化 解析：第二類永動(dòng)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(guò)程是有方向性的”規(guī)律，故A錯(cuò)、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(cuò)．機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯(cuò)． 答案：D 2．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．電動(dòng)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?jī)?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(lái)加以完全利用 解析：由于電阻的存在，電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)時(shí)一定發(fā)熱，電能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，A錯(cuò)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(cuò)誤；C項(xiàng)說(shuō)法違背熱力學(xué)第二定律，C錯(cuò)誤，只有D正確． 答案：D 3．下列說(shuō)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(guò)導(dǎo)體轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，反過(guò)來(lái)，可將內(nèi)能收集起來(lái)，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(duì)外做功 D．冰可以熔

3、化成水，水也可以結(jié)成冰，這個(gè)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(shuō)明了一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都是有方向性的，但并沒(méi)有否認(rèn)以特殊方式利用能量的可能性，故A錯(cuò)；功和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性，其逆過(guò)程是不可能自發(fā)實(shí)現(xiàn)的，故B錯(cuò)；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(méi)有違背熱力學(xué)第二定律． 答案：C 4．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．對(duì)某物體做功，必定會(huì)使該物體的內(nèi)能增加 B．第二類永動(dòng)機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來(lái)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(cuò)誤；第二類永動(dòng)機(jī)違背了熱

4、力學(xué)第二定律，所以制造不出來(lái)，B正確；電流通過(guò)電阻做功電能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，C錯(cuò)誤；在一定條件下熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，D錯(cuò)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(dòng)，這樣氣體將等溫膨脹并通過(guò)桿對(duì)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(shuō)法正確的是(　　) A．氣體是從單一熱源吸熱，全用來(lái)對(duì)外做功，因此此過(guò)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(lái)對(duì)外做功，所以此過(guò)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(lái)對(duì)外做

5、功，但此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律 D．以上三種說(shuō)法都不對(duì) 解析：熱力學(xué)第二定律從機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程的方向性來(lái)描述是：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功，而不引起其他變化．本題中如果沒(méi)有外界的幫助，比如外力拉動(dòng)活塞桿使活塞向右移動(dòng)，使氣體膨脹對(duì)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(guò)程雖然是氣體從單一熱源吸熱，全用來(lái)對(duì)外做功，但引起了其他變化，所以此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律． 答案：C B級(jí)　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(wú)序度越大 B．對(duì)于一個(gè)不可逆絕熱過(guò)程，其熵總不會(huì)減小 C．氣體向真空擴(kuò)散時(shí)，熵值

6、減小 D．自然過(guò)程中熵總是增加的，是因?yàn)橥ㄏ驘o(wú)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(dòng)無(wú)序性的量度，熵越大，其無(wú)序度越大，選項(xiàng)A正確；一個(gè)不可逆絕熱過(guò)程，其宏觀狀態(tài)對(duì)應(yīng)微觀態(tài)數(shù)目增大，其熵會(huì)增加，不會(huì)減小，選項(xiàng)B正確；氣體向真空中擴(kuò)散，無(wú)序度增大，熵值增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；自然過(guò)程中，無(wú)序程度較大的宏觀態(tài)出現(xiàn)的概率大，因而通向無(wú)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?huì)全部溶于水中，但一段時(shí)間后又觀察到杯子底部有糖結(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

7、 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：若系統(tǒng)是封閉的，則不會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶的過(guò)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(dòng)理論，下列說(shuō)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(shì)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(duì)外做功，內(nèi)能不一定增大，A錯(cuò)；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(cuò)；兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大，D對(duì)；當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，距離增大，分子勢(shì)能減小，C錯(cuò)． 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(shí)，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(guò)冷凝器時(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外．下列說(shuō)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(cuò)誤，B正確．熱力學(xué)第一定

9、律適用于所有的熱學(xué)過(guò)程，C正確，D錯(cuò)誤． 答案：BC 10．(多選)用兩種不同的金屬絲組成一個(gè)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(huì)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(shuō)法是(　　) A．這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律 B．在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，熱水一定降溫、冷水一定升溫 C．在實(shí)驗(yàn)過(guò)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(guò)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(qǐng)結(jié)合熵的變化加以解釋． 解析：機(jī)械運(yùn)動(dòng)是宏觀情況下

10、物體在空間位置上的變化，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化完全遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律。這是一種有序的運(yùn)動(dòng)．熱運(yùn)動(dòng)是大量分子的無(wú)序運(yùn)動(dòng)。機(jī)械運(yùn)動(dòng)向熱運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)化，屬于從有序向無(wú)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(guò)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(jiàn)解析 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375