XX省專用學年高中物理第十章熱力學定律課時跟蹤檢測十五熱力學第二定律的微觀解釋能源和可持續(xù)發(fā)展含解析新人教選修

PAGE課時跟蹤檢測（十五）熱力學第二定律的微觀解釋能源和可持續(xù)發(fā)展1．[多選]關(guān)于有序和無序宏觀態(tài)和微觀態(tài)，下列說法正確的是()A．有序和無序是絕對的B．一個“宏觀態(tài)”可能對應著許多的“微觀態(tài)”C．一個“宏觀態(tài)”只能對應著唯一的“微觀態(tài)”D．無序意味著各處一樣、平均、沒有差別解析：選BD因為無序是各處都一樣、平均、沒有差別，故D項正確；而有序和無序是相對的，故A項錯誤；而一個“宏觀態(tài)”可能對應一個或多個“微觀態(tài)”，所以B項正確，C項錯誤。2．PM2.5主要來自化石燃料、生物質(zhì)、垃圾的焚燒，為了控制污染，要求我們節(jié)約及高效利用能源。關(guān)于能源和能量，下列說法中正確的是()A．自然界中的石油、煤炭等能源可供人類永久使用B．人類應多開發(fā)與利用太陽能、風能等新能源C．能量被使用后就消滅了，所以要節(jié)約能源D．能量耗散說明自然界的能量在不斷減少解析：選B煤、石油雖然是當今人類利用的主要能源，但不能短期內(nèi)從自然界得到補充，是不可再生能源，選項A錯誤；太陽能和風能，包括水能等都是可再生能源且為清潔能源，應該盡量開發(fā)與利用，選項B正確；能量雖然守恒，但有些能量使用以后不可能再被利用，所以要節(jié)約能源，但能量是不會減少的，也不會被消滅掉，只是形式發(fā)生轉(zhuǎn)變，選項C、D錯誤。3．若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體，下列說法正確的是()A．氣體分子間的作用力增大B．氣體分子的平均速率增大C．氣體分子的平均動能減小D．氣體組成的系統(tǒng)的熵增加解析：選D氣體分子之間的距離很遠，分子間的作用力可以認為為零，A項錯誤；由于溫度是分子熱運動的平均動能的標志，溫度不變，氣體分子熱運動的平均動能就不變，氣體分子熱運動的平均速率就不變，B、C項錯誤；自發(fā)的自然過程中，熵值是增加的，D項正確。4．[多選]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)化的過程中無法把流散的能量重新收集、重新加以利用。下列關(guān)于能量耗散的說法中正確的是()A．能量耗散說明能量不守恒B．能量耗散不符合熱力學第二定律C．能量耗散過程中能量仍守恒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的方向性解析：選CD能量耗散過程能量仍守恒，但可利用的能源越來越少，這說明自然界中的宏觀過程具有方向性，恰恰說明符合熱力學第二定律，故C、D對。 5．[多選]下列關(guān)于熵的說法中正確的是()A．熵值越大，意味著系統(tǒng)越“混亂”和“分散”，無序程度越高B．熵值越小，意味著系統(tǒng)越“混亂”和“分散”，無序程度越高C．熵值越大，意味著系統(tǒng)越“整齊”和“集中”，也就是越有序D．熵值越小，意味著系統(tǒng)越“整齊”和“集中”，也就是越有序解析：選AD根據(jù)熵的意義可知，熵值越大，意味著系統(tǒng)越“混亂”和“分散”，無序程度越高。熵值越小，意味著系統(tǒng)越“整齊”和“集中”，也就是越有序，選項A、D正確。6.質(zhì)量一定的某種物質(zhì)，在壓強不變的條件下，由液體Ⅰ與氣態(tài)Ⅲ(可看成理想氣體)變化過程中溫度(T)隨加熱時間(t)變化關(guān)系如圖所示。單位時間所吸收的熱量可看成不變。(1)以下說法正確的是________。A．在區(qū)間Ⅱ，物質(zhì)的內(nèi)能不變B．在區(qū)間Ⅲ，分子間的勢能不變C．從區(qū)間Ⅰ到區(qū)間Ⅲ，物質(zhì)的熵增加D．在區(qū)間Ⅰ，物質(zhì)分子熱運動的平均動能隨著時間的增加而增大(2)在區(qū)間Ⅲ，若將壓強不變的條件改為體積不變，則溫度升高________(選填“變快”“變慢”或“快慢不變”)，請說明理由。解析：(1)區(qū)間Ⅱ是汽化過程，要吸收熱量，內(nèi)能增加，A錯誤；區(qū)間Ⅲ看成理想氣體，無分子勢能，B正確；從區(qū)間Ⅰ到區(qū)間Ⅲ是不可逆過程，分子無序性增加，熵增加，C正確；在區(qū)間Ⅰ，隨時間增加，物質(zhì)溫度升高，分子熱運動的平均動能增大，D正確。(2)根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝Q＋W，理想氣體的狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，在吸收相同的熱量Q時，壓強不變的條件下，V增加，W＜0，ΔU1＝Q－|W|；體積不變的條件下，W＝0，ΔU2＝Q；所以ΔU1＜ΔU2，體積不變的條件下溫度升高變快。答案：(1)BCD(2)變快理由見解析7．瀑布從20m高處以103m3/s的流量豎直落下，流進底部的水輪機后再以2m/s的速度流出，水輪機再帶動發(fā)電機發(fā)電。如果水的機械能轉(zhuǎn)化為電能的效率是80%，那么發(fā)電機發(fā)出的電功率有多大？(瀑布在山頂?shù)乃俣瓤珊雎圆挥嫞琯取10m/s2)解析：設(shè)t時間內(nèi)流下的水的質(zhì)量為m，以m為研究對象，豎直下落后減少的機械能為mgh－eq\f(1,2)mv2轉(zhuǎn)化為電能的功率為P＝eq\f(E,t)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(mgh－\f(1,2)mv2))×0.8,t)＝eq\f(m,t)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(gh－\f(v2,2))