2018-2019學年高中物理 第三章 熱力學基礎(chǔ) 第四節(jié) 熱力學第二定律分層訓練 粵教版選修3-3.doc

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第四節(jié) 熱力學第二定律 [A級　抓基礎(chǔ)] 1．第二類永動機不可能制成，是因為(　　) 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)化為機械能，同時不引起其他變化 解析：第二類永動機的設(shè)想并不違背能量守恒定律，但違背了“能量轉(zhuǎn)化過程是有方向性的”規(guī)律，故A錯、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．機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯． 答案：D 2．下列說法中正確的是(　　) A．電動機是把電能全部轉(zhuǎn)化為機械能的裝置 B．熱機是將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能的裝置 C．隨著技術(shù)不斷發(fā)展，可以把內(nèi)燃機得到的全部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 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加以完全利用 解析：由于電阻的存在，電流通過電動機時一定發(fā)熱，電能不能全部轉(zhuǎn)化為機械能，A錯誤；根據(jù)熱力學第二定律知，熱機不可能將內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能，B錯誤；C項說法違背熱力學第二定律，C錯誤，只有D正確． 答案：D 3．下列說法正確的是(　　) A．熱力學第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性 B．電流流過導體轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，反過來，可將內(nèi)能收集起來，再轉(zhuǎn)化成相同大小的電流 C．可以做成一種熱機，由熱源吸取一定的熱量而對外做功 D．冰可以熔化成水，水也可以結(jié)成冰，這個現(xiàn)象違背了熱力學第二定律 解析：熱力學第二定律說明了一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是有方向性的，但并沒有否認以特殊方式利用能量的可能性，故A錯；功和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性，其逆過程是不可能自發(fā)實現(xiàn)的，故B錯；冰融化成水，水結(jié)成冰，伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，不是自發(fā)進行的，沒有違背熱力學第二定律． 答案：C 4．下列說法正確的是(　　) A．對某物體做功，必定會使該物體的內(nèi)能增加 B．第二類永動機雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來的 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錯誤；第二類永動機違背了熱力學第二定律，所以制造不出來，B正確；電流通過電阻做功電能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，C錯誤；在一定條件下熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，D錯誤． 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，這樣氣體將等溫膨脹并通過桿對外做功．若已知理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，則下列說法正確的是(　　) A．氣體是從單一熱源吸熱，全用來對外做功，因此此過程違反熱力學第二定律 B．氣體從單一熱源吸熱，但并未全用來對外做功，所以此過程不違反熱力學第二定律 C．氣體是從單一熱源吸熱，全用來對外做功，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：熱力學第二定律從機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性來描述是：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．本題中如果沒有外界的幫助，比如外力拉動活塞桿使活塞向右移動，使氣體膨脹對外做功，導致氣體溫度略微降低，是不可能從外界吸收熱量的，即這一過程雖然是氣體從單一熱源吸熱，全用來對外做功，但引起了其他變化，所以此過程不違反熱力學第二定律． 答案：C B級　提能力 6．(多選)下列關(guān)于熵的觀點中正確的是(　　) A．熵越大，系統(tǒng)的無序度越大 B．對于一個不可逆絕熱過程，其熵總不會減小 C．氣體向真空擴散時，熵值減小 D．自然過程中熵總是增加的，是因為通向無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)分子運動無序性的量度，熵越大，其無序度越大，選項A正確；一個不可逆絕熱過程，其宏觀狀態(tài)對應(yīng)微觀態(tài)數(shù)目增大，其熵會增加，不會減小，選項B正確；氣體向真空中擴散，無序度增大，熵值增大，選項C錯誤；自然過程中，無序程度較大的宏觀態(tài)出現(xiàn)的概率大，因而通向無序的渠道多，選項D正確． 答案：ABD 7．(多選)倒一杯熱水，然后加入適當?shù)奶呛?，糖會全部溶于水中，但一段時間后又觀察到杯子底部有糖結(jié)晶，關(guān)于這個過程下列敘述正確的是(　　) A．溶解過程是自發(fā)的，結(jié)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(zhuǎn)變的過程 C．結(jié)晶過程是有序向無序轉(zhuǎn)變的過程 D．結(jié)晶過程不是自發(fā)的，因為有外界的影響 解析：若系統(tǒng)是封閉的，則不會出現(xiàn)結(jié)晶的過程，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)于熱力學定律和分子動理論，下列說法正確的是(　　) 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)熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知氣體吸收熱量對外做功，內(nèi)能不一定增大，A錯；熱量可以由低溫物體傳遞到高溫物體但要引起其他變化，B錯；兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大，D對；當分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，距離增大，分子勢能減小，C錯． 答案：D 9．(多選)如圖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(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(　　) 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：由熱力學第二定律可知A錯誤，B正確．熱力學第一定律適用于所有的熱學過程，C正確，D錯誤． 答案：BC 10．(多選)用兩種不同的金屬絲組成一個回路，接觸點1插在熱水中，接觸點2插在冷水中，如圖所示，電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象．關(guān)于這一現(xiàn)象，正確的說法是(　　) A．這一實驗過程不違反熱力學第二定律 B．在實驗過程中，熱水一定降溫、冷水一定升溫 C．在實驗過程中，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．在實驗過程中，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．熱力學第二定律指出：內(nèi)能與機械能的轉(zhuǎn)化具有方向性．請結(jié)合熵的變化加以解釋． 解析：機械運動是宏觀情況下物體在空間位置上的變化，物體運動狀態(tài)的變化完全遵循牛頓運動定律。這是一種有序的運動．熱運動是大量分子的無序運動。機械運動向熱運動的轉(zhuǎn)化，屬于從有序向無序的轉(zhuǎn)化，熵增加，符合熱力學規(guī)律，因此，機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。反過程是熵值減小，不符合熵增加原理，因此內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機械能，而不引起其他變化． 答案：見解析