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2019-2020年高中物理第3章熱力學(xué)基礎(chǔ)第4節(jié)熱力學(xué)第二定律課后知能檢測(cè)粵教版 1．熱力學(xué)第二定律使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程 (　　) A．都具有方向性　　　　 B．只是部分具有方向性 C．沒有方向性 D．無(wú)法確定 【解析】　自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性． 【答案】　A 2．空調(diào)制冷，把熱量從溫度較低的室內(nèi)傳遞到溫度較高的室外，在此過(guò)程中(　　) A．既遵守?zé)崃W(xué)第二定律，又遵守能量守恒定律 B．遵守?zé)崃W(xué)第二定律，而不遵守能量守恒定律 C．遵守能量守恒定律，而不遵守?zé)崃W(xué)第二定律 D．既不遵守?zé)崃W(xué)第二定律，又不遵守能量守恒定律 【解析】　空調(diào)制冷時(shí)，把熱量從溫度較低的室內(nèi)傳遞到溫度較高的室外，要消耗電能即引起了其他變化，所以整個(gè)過(guò)程既遵守?zé)崃W(xué)第二定律，又遵守能量守恒定律．故正確答案為A. 【答案】　A 3．關(guān)于永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)定律的討論，下列敘述正確的是 (　　) A．第二類永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律 B．如果物體從外界吸收了熱量，則物體的內(nèi)能一定增加 C．外界對(duì)物體做功，則物體的內(nèi)能一定增加 D．做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，但從能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的觀點(diǎn)來(lái)看這兩種改變方式是有區(qū)別的 【解析】　第二類永動(dòng)機(jī)違反熱力學(xué)第二定律，并不是違反能量守恒定律，故A錯(cuò)．根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W知，內(nèi)能的變化由做功W和熱傳遞Q兩個(gè)方面共同決定，只知道做功情況或只知道熱傳遞情況無(wú)法確定內(nèi)能的變化情況，故B、C項(xiàng)錯(cuò)誤．做功和熱傳遞都可改變物體內(nèi)能，但做功是不同形式能的轉(zhuǎn)化，而熱傳遞是同種形式能間的轉(zhuǎn)移，這兩種方式是有區(qū)別的，故D項(xiàng)正確． 【答案】　D 4．地球上有很多的海水，它的總質(zhì)量約為1.41018 噸，如果這些海水的溫度降低0.1 ℃，將要放出5.81023焦耳的熱量，有人曾設(shè)想利用海水放出的熱量使它完全變成機(jī)械能來(lái)解決能源危機(jī)，但這種機(jī)器是不能制成的，其原因是(　　) A．內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能 B．內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能不滿足熱力學(xué)第一定律 C．只從單一熱源吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器不滿足熱力學(xué)第二定律 D．上述三種原因都不正確 【解析】　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，故只有C項(xiàng)敘述正確． 【答案】　C 5．下列過(guò)程中，可能發(fā)生的是(　　) A．某工作物質(zhì)從高溫?zé)釒?kù)吸收20 kJ的熱量，全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而沒有產(chǎn)生其他任何影響 B．打開一高壓密閉容器，其內(nèi)氣體自發(fā)溢出后又自發(fā)溢進(jìn)去，恢復(fù)原狀 C．利用其他手段，使低溫物體的溫度更低，高溫物體的溫度更高 D．將兩瓶不同液體自發(fā)混合，然后它們又自發(fā)地各自分開 【解析】　根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不可能從低溫物體自發(fā)地傳遞給高溫物體，而不引起其他變化，但通過(guò)一些物理手段是可以實(shí)現(xiàn)的，故C項(xiàng)正確；內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能不可能自發(fā)地進(jìn)行，故A項(xiàng)錯(cuò)；氣體膨脹具有方向性，故B項(xiàng)錯(cuò)；擴(kuò)散現(xiàn)象也有方向性，D項(xiàng)錯(cuò)． 【答案】　C 6．(雙選)關(guān)于熱力學(xué)第二定律的微觀意義，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．大量分子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜻\(yùn)動(dòng) B．熱傳遞的自然過(guò)程是大量分子從有序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無(wú)序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程 C．熱傳遞的自然過(guò)程是大量分子從無(wú)序程度小的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無(wú)序程度大的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程 D．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 【解析】　熱力學(xué)第二定律的微觀意義明確指出：一切自然過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序程度增大的方向進(jìn)行，所以答案C、D正確． 【答案】　CD 7．(雙選)圖344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(　　) 圖344 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】　熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)律，是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律的具體表現(xiàn)，適用于所有的熱學(xué)過(guò)程，故C正確，D錯(cuò)誤；再根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，要想從低溫物體傳到高溫物體，必須借助于其他系統(tǒng)做功，故A錯(cuò)誤，B正確． 【答案】　BC 8．17世紀(jì)70年代，英國(guó)賽斯特城的主教約翰維爾金斯設(shè)計(jì)了一種磁力“永動(dòng)機(jī)”，其結(jié)構(gòu)如圖345所示，在斜面頂端放一塊強(qiáng)磁鐵M，斜面上、下端各有一個(gè)小孔P、Q，斜面下有一個(gè)連接兩小孔的彎曲軌道．維爾金斯認(rèn)為：如果在斜坡底放一個(gè)鐵球，那么在磁鐵的引力作用下，鐵球會(huì)沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到P孔時(shí)，它會(huì)漏下，再沿著彎曲軌道返回到Q，由于這時(shí)球具有速度可以對(duì)外做功．然后又被磁鐵吸引回到上端，到P處又漏下……對(duì)于這個(gè)設(shè)計(jì)，下列判斷中正確的是(　　) 圖345 A．滿足能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，所以可行 B．不滿足熱力學(xué)第二定律，所以不可行 C．不滿足機(jī)械能守恒定律，所以不可行 D．不滿足能量守恒定律，所以不可行 【解析】　違背了能量守恒定律，不可行．故只有D正確． 【答案】　D 9．如圖346所示，兩個(gè)相通的容器P、Q間裝有閥門K，P中充滿氣體，Q內(nèi)為真空，整個(gè)系統(tǒng)與外界沒有熱交換，打開閥門K后，P中的氣體進(jìn)入Q中，最終達(dá)到平衡，則(　　) 圖346 A．氣體體積膨脹，內(nèi)能增加 B．氣體分子勢(shì)能減少，內(nèi)能增加 C．氣體分子勢(shì)能增加，壓強(qiáng)可能不變 D．Q中氣體不可能自發(fā)地全部退回到P中 【解析】　據(jù)熱力學(xué)第二定律，自然界涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性，知D正確．容器內(nèi)氣體自由膨脹，氣體與外界之間不做功也沒有熱交換，故氣體的內(nèi)能不變，A項(xiàng)不正確．氣體分子間作用力很弱，氣體體積變化時(shí)，氣體分子勢(shì)能可認(rèn)為不變，B、C項(xiàng)不正確． 【答案】　D 10．如圖347所示，汽缸內(nèi)盛有一定質(zhì)量的理想氣體，汽缸壁是導(dǎo)熱的，缸外環(huán)境保持恒溫，活塞與汽缸壁的接觸是光滑的，但不漏氣．現(xiàn)通過(guò)活塞桿使活塞緩慢地向右移動(dòng)，這樣氣體將等溫膨脹并通過(guò)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)法中正確的是(　　) 圖347 A．氣體從單一熱源吸熱，并全部用來(lái)對(duì)外做功，因此該過(guò)程違反熱力學(xué)第二定律 B．氣體從單一熱源吸熱，但并未全部用來(lái)對(duì)外做功，所以該過(guò)程違反熱力學(xué)第二定律 C．氣體是從單一熱源吸熱，并全部用來(lái)對(duì)外做功，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】　根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體等溫膨脹時(shí)，對(duì)外做功，因此從外界環(huán)境中吸收熱量．這好像是違反了熱力學(xué)第二定律，但是該過(guò)程中活塞桿的緩慢向右移動(dòng)不是自發(fā)進(jìn)行的，而是要通過(guò)力的作用，先使活塞向右移動(dòng)，然后才能發(fā)生吸熱的過(guò)程，也就是說(shuō)發(fā)生了其他變化． 【答案】　C 11．熱量會(huì)自發(fā)地從__________傳給__________，但不會(huì)自發(fā)地從__________傳給__________．這說(shuō)明：熱傳導(dǎo)的過(guò)程是具有________的，這個(gè)過(guò)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(guò)程，必須有__________，因而產(chǎn)生________或引起________． 【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．有一臺(tái)熱機(jī)，從熱源甲每小時(shí)吸收熱量為7.2107 J，向熱源乙放出3.6107 J的熱量，熱機(jī)傳動(dòng)部分產(chǎn)生的熱量為從甲熱源吸收熱量的10%，求：熱機(jī)的輸出功率和效率？ 【解析】　根據(jù)熱機(jī)的工作原理：吸熱Q1＝7.2107 J， 放熱Q2＝3.6107 J. 傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱Q3＝7.2106 J. 輸出的能量為 W＝Q1－Q2－Q3＝7.2107 J－3.6107 J－7.2106 J＝2.88107 J. 輸出的功率為P＝＝ W＝8.0103 W. 效率為η＝＝40%. 【答案】　8.0103 W　40%