2022-2023學(xué)年新教材高中物理第三章熱力學(xué)定律4熱力學(xué)第二定律夯基提能作業(yè)新人教版選擇性必修第三冊(cè)

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！第三章4eq\f(基礎(chǔ)鞏固練,25分鐘·滿分60分)一、選擇題(本題共9小題，每題6分，共54分)1．我們絕不會(huì)看到：一個(gè)放在水平地面上的物體，靠降低溫度，可以把內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使這個(gè)物體運(yùn)動(dòng)起來。其原因是(C)A．這違反了能量守恒定律B．在任何條件下內(nèi)能都不可能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，只有機(jī)械能才會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能是有條件的D．以上說法均不正確解析：機(jī)械能和內(nèi)能可以相互轉(zhuǎn)化，但必須通過做功來實(shí)現(xiàn)。由熱力學(xué)第二定律可知，內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，同時(shí)不引起其他變化。2．(2021·浙江嘉興月考)人人選擇綠色出行方式，個(gè)個(gè)踐行低碳生活理念，“低碳”要求我們節(jié)約及高效利用能源，關(guān)于能源與能量，下列說法中正確的是(C)A．能量被使用后就消失了，所以要節(jié)約能源B．自然界中石油、煤炭等能源可供人類長久使用C．人類應(yīng)多開發(fā)和利用風(fēng)能、太陽能、核能等新能源D．人類不斷地開發(fā)和利用新的能源，所以能量可以被創(chuàng)造解析：根據(jù)能量守恒定律，能量不會(huì)消失也不會(huì)被創(chuàng)造，故AD錯(cuò)誤；自然界中石油、煤炭等能源是不可再生資源，不能被人類長久使用，故B錯(cuò)誤；風(fēng)能、太陽能、核能等清潔的新能源，人類應(yīng)多開發(fā)和利用，故C正確。3．下列說法正確的是(C)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．電流流過導(dǎo)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(jī)，由熱源吸取一定的熱量而對(duì)外做功D．冰可以熔化成水，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，但并沒有否定以特殊方式利用能量的可能性，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；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(shí)現(xiàn)的，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；只要不要求吸收的熱量全部用來做功而不產(chǎn)生其他影響，可以做成一種熱機(jī)，由熱源吸取一定熱量而對(duì)外做功，故C項(xiàng)正確；冰熔化成水，水結(jié)成冰，伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，不是自發(fā)進(jìn)行的，沒有違背熱力學(xué)第二定律，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．(2021·北京市朝陽區(qū)模擬)下列說法中正確的是(B)A．圖甲中，兩個(gè)分子從很遠(yuǎn)處逐漸靠近，直到不能再靠近為止的過程中，分子間相互作用的合力先變小后變大B．圖乙中，在測量分子直徑時(shí)，可把油膜厚度視為分子直徑C．圖丙中，猛推木質(zhì)推桿，密閉的氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大，氣體對(duì)外界做功D．圖丁中，電冰箱的工作過程表明，熱量可以自發(fā)的從低溫物體向高溫物體傳遞解析：在使兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)(r＞10－9m)減小到很難再靠近的過程中，分子力開始時(shí)是引力，先增大，后減小，再變成斥力后逐漸增大，故A錯(cuò)誤；乙圖中，在測量油酸分子直徑時(shí)，可把油膜厚度視為分子直徑，故B正確；丙圖中，猛推木質(zhì)推桿，該過程中氣體的體積減小，外界對(duì)氣體做功，密閉的氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大，故C錯(cuò)誤；丁圖中，電冰箱的工作過程表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞，在該過程中壓縮機(jī)做功，產(chǎn)生其他的變化，故D錯(cuò)誤。5．(多選)下列說法中正確的是(BCD)A．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，制冷機(jī)的制冷溫度可以降到－280℃B．熱量可以從低溫物體傳到高溫物體C．無論科技怎樣發(fā)展，第二類永動(dòng)機(jī)都不可能實(shí)現(xiàn)D．無論科技怎樣發(fā)展，都無法判斷一物體溫度升高是通過做功還是熱傳遞實(shí)現(xiàn)的解析：制冷機(jī)的制冷溫度不可能降到－273.15℃以下，A錯(cuò)誤；在一定條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，B正確；不可能從單一熱庫吸熱使之完全變成功而不產(chǎn)生其他影響，即第二類永動(dòng)機(jī)永遠(yuǎn)不可能實(shí)現(xiàn)，C正確；做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，無論科技怎樣發(fā)展，都無法判斷一物體的溫度升高是通過做功還是熱傳遞實(shí)現(xiàn)的，D正確。6．(多選)(2020·云南紅河州河口一中高二上開學(xué)測試)下列哪些現(xiàn)象屬于能量的耗散(BD)A．利用水流能發(fā)電產(chǎn)生電能 B．電能在燈光中變成光能C．電池的化學(xué)能變成電能 D．火爐把屋子烤暖解析：能源耗散是指將高品質(zhì)的能源在利用過程中轉(zhuǎn)化為了低品質(zhì)的能量過程，故BD是能源耗散。7．(多選)倒一杯熱水，然后加入適量的糖后，糖會(huì)全部溶于水中，但一段時(shí)間后又觀察到杯底部有糖結(jié)晶，關(guān)于這個(gè)過程下列敘述正確的是(BD)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(xué)第二定律是錯(cuò)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?yàn)橛型饨绲挠绊懡馕觯喝芙膺^程是自發(fā)的，是由有序向無序轉(zhuǎn)變的過程；結(jié)晶過程不是自發(fā)的，通常是由于水溫降低或水的蒸發(fā)引起，是由無序向有序的轉(zhuǎn)變過程，故選項(xiàng)B、D正確，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤。8．(多選)下面關(guān)于熵的說法正確的是(ACD)A．熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無序程度的量度B．在孤立系統(tǒng)中，一個(gè)自發(fā)的過程熵總是向減少的方向進(jìn)行C．熱力學(xué)第二定律的微觀實(shí)質(zhì)是熵是增加的D．熵值越大，代表系統(tǒng)分子運(yùn)動(dòng)越無序解析：熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無序程度的量度，熵越大則物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無序程度越大，A正確，在孤立系統(tǒng)中，一個(gè)自發(fā)的過程熵總是向增加的方向進(jìn)行，B錯(cuò)誤；熱力學(xué)第二定律的微觀實(shí)質(zhì)是熵是增加的，C正確；熵值越大，代表系統(tǒng)分子運(yùn)動(dòng)越無序，D正確。9．(多選)(2021·江西九江都昌縣獅山中學(xué)高二月考)我國神九航天員的漫步太空已成為現(xiàn)實(shí)。神九航天員漫步太空，此舉震撼世界，意義重大無比。其中，飛船在航天員出艙前先要“減壓”，在航天員從太空返回進(jìn)入航天器后要“升壓”，因此飛船將此設(shè)施專門做成了一個(gè)艙，叫“氣閘艙”，其原理如圖所示，兩個(gè)相通的艙A、B間裝有閥門K，指令艙A中充滿氣體，氣閘艙B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，A中的氣體進(jìn)入B中，最終達(dá)到平衡，則(AD)A．氣體體積膨脹，但不做功B．氣體分子勢能減少，內(nèi)能增加C．體積變大，溫度降低D．B中氣體不可能自發(fā)地全部退回到A中解析：當(dāng)閥門K被打開時(shí)，A中的氣體進(jìn)入B中，由于B中為真空，所以A中的氣體不會(huì)做功，故A正確；又因?yàn)橄到y(tǒng)與外界無熱交換，所以氣體內(nèi)能不變，則氣體的溫度也不變，故BC錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律知，真空中氣體膨脹具有方向性，在無外界作用時(shí)，B中氣體不能自發(fā)地全部退回到A中，故D正確。二、非選擇題(共6分)10．(6分)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，這一實(shí)驗(yàn)是否違反熱力學(xué)第二定律？熱水和冷水的溫度是否會(huì)發(fā)生變化？簡述這一過程中能的轉(zhuǎn)化情況。答案：不違反；熱水溫度降低，冷水溫度升高；轉(zhuǎn)化效率低于100%解析：溫差發(fā)電現(xiàn)象中產(chǎn)生了電能是因?yàn)闊崴械膬?nèi)能減少，一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分傳遞給冷水，不違反熱力學(xué)第二定律。eq\f(能力提升練,15分鐘·滿分40分)一、選擇題(本題共4小題，每題7分，共28分)1．下列宏觀過程不能用熱力學(xué)第二定律解釋的是(A)A．大米和小米混合后小米能自發(fā)地填充到大米空隙中而經(jīng)過一段時(shí)間大米、小米不會(huì)自動(dòng)分開B．將一滴紅墨水滴入一杯清水中，會(huì)均勻擴(kuò)散到整杯水中，經(jīng)過一段時(shí)間，墨水和清水不會(huì)自動(dòng)分開C．冬季的夜晚，放在室外的物體隨氣溫的降低，不會(huì)由內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而動(dòng)起來D．隨著節(jié)能減排措施的不斷完善，最終也不會(huì)使汽車熱機(jī)的效率達(dá)到100%解析：熱力學(xué)第二定律反映的是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程的方向性的規(guī)律，A不屬于熱現(xiàn)象。2．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(zhuǎn)化的過程中無法把散失的能量重新收集、加以利用。下列關(guān)于能量耗散的說法中正確的是(D)A．能量耗散說明能量不守恒B．能量耗散不符合熱力學(xué)第二定律C．能量耗散過程中能量不守恒D．能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度，反映出自然界中的宏觀過程具有方向性解析：能量耗散是指能量在轉(zhuǎn)化的過程中擴(kuò)散到周圍環(huán)境中無法再收集起來加以利用，其滿足能量守恒定律，也符合熱力學(xué)第二定律。能量在數(shù)量上并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了。能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性，所以A、B、C錯(cuò)誤，D正確。3．(多選)大約在1670年，英國賽斯特城的約翰·維爾金斯設(shè)計(jì)了一種磁力“永動(dòng)機(jī)”。如圖所示，在斜坡頂上放一塊強(qiáng)有力的磁鐵，斜坡上端有一個(gè)小孔，斜面下有一個(gè)連接小孔直至底端的彎曲軌道，維爾金斯認(rèn)為：如果在斜坡底端放一個(gè)小鐵球，那么由于磁鐵的吸引，小鐵球就會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到小孔P處時(shí)，它就要掉下，再沿著斜面下的彎曲軌道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以對(duì)外做功，然后又被磁鐵吸引回到上端，到小孔P處又掉下。在以后的二百多年里，維爾金斯的永動(dòng)機(jī)居然改頭換面地出現(xiàn)過多次，其中一次是在1878年，即在能量轉(zhuǎn)化和守恒定律確定20年后，竟在德國取得了專利權(quán)。關(guān)于維爾金斯“永動(dòng)機(jī)”，正確的認(rèn)識(shí)應(yīng)該是(AD)A．不符合理論規(guī)律，一定不可能實(shí)現(xiàn)B．如果忽略斜面的摩擦，維爾金斯“永動(dòng)機(jī)”一定可以實(shí)現(xiàn)C．如果忽略斜面的摩擦，鐵球質(zhì)量較小，磁鐵磁性又較強(qiáng)，則維爾金斯“永動(dòng)機(jī)”可以實(shí)現(xiàn)D．違背能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，不可能實(shí)現(xiàn)解析：維爾金斯“永動(dòng)機(jī)”不可能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗`背了能量守恒定律，小球上升過程中，磁場力對(duì)小球做正力，使小球增加了機(jī)械能；但小球下落時(shí)，同樣也受到磁場力而且磁場力做負(fù)功，這個(gè)負(fù)功與上升過程的正功相互抵消，可見，維爾金斯“永動(dòng)機(jī)”不可能源源不斷向外提供能量，所以維爾金斯“永動(dòng)機(jī)”不可能實(shí)現(xiàn)，故選擇AD。4．(多選)(2021·江蘇省徐州月考)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是(AB)A．氣體向真空的自由膨脹是不可逆的B．理想氣體在等溫膨脹過程中從外界吸收的熱量全部用于對(duì)外做功C．空調(diào)機(jī)既能制熱又能制冷，說明熱傳遞不存在方向性D．只要對(duì)內(nèi)燃機(jī)不斷改進(jìn)，就可以把內(nèi)燃機(jī)得到的全部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能解析：根據(jù)熱力學(xué)第二定律知?dú)怏w向真空的自由膨脹是不可逆的，故A正確；理想氣體在等溫膨脹過程中氣體的內(nèi)能沒有變，所以把吸收的熱量全部對(duì)外做功，故B正確；空調(diào)機(jī)既能制熱又能制冷，但是要耗電，即熱傳遞有方向性，熱量只能自發(fā)地由高溫物體傳向低溫物體，故C錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%，即使對(duì)內(nèi)燃機(jī)不斷改進(jìn)，也不可以把內(nèi)燃機(jī)得到的全部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D錯(cuò)誤。二、非選擇題(共12分)5．(12分)如圖所示的皮筋輪子發(fā)動(dòng)機(jī)將一結(jié)實(shí)而富有彈性的條形材料(塑料或薄紙板)，圍成一個(gè)直徑為30cm的環(huán)，用一些皮筋固定在這個(gè)環(huán)和中心軸之間。該中心軸可以在兩個(gè)支架上做摩擦很小的轉(zhuǎn)動(dòng)。如果輪子的一邊接近一個(gè)熱源，如一電燈，接收了更多熱量的皮筋就會(huì)變短，迫使輪子變成橢圓形，重心不再位于旋轉(zhuǎn)軸上，這就迫使輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，其他的皮筋接近電燈，輪子持續(xù)變形就保