新教材2024高中物理第三章熱力學(xué)定律3.4熱力學(xué)第二定律同步測試新人教版選擇性必修第三冊

第三章熱力學(xué)定律4熱力學(xué)其次定律【基礎(chǔ)鞏固】1.下列說法正確的是 ()A.功可以完全轉(zhuǎn)化為熱量,而熱量不行以完全轉(zhuǎn)化為功B.熱機必需具有兩個熱庫,才能實現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)化C.熱機的效率不行能大于1,但可能等于1D.隨著節(jié)能措施的不斷完善,最終也不會使熱機的效率達(dá)到100%解析:熱力學(xué)其次定律的開爾文表述沒有解除熱量可以完全轉(zhuǎn)化為功,但這必定要產(chǎn)生其他變更,比如氣體等溫膨脹,氣體汲取的熱量完全轉(zhuǎn)化為功,但氣體體積增大了,選項A錯誤.開爾文表述指出,熱機不行能只有單一熱庫,但未必有兩個熱庫,可能具有兩個以上熱庫,選項B錯誤.由η=Q1-Q2Q1可知,只要Q2≠0,答案:D2.關(guān)于其次類永動機不行能制成的緣由的下列說法正確的是 ()A.違反能量守恒定律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,同時不引起其他變更解析:其次類永動機的設(shè)想并不違反能量守恒定律,但違反了“能量轉(zhuǎn)化過程是有方向性的”規(guī)律,選項A錯誤.在引起其他變更的狀況下,熱量可由低溫物體傳遞到高溫物體,選項B錯誤.機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,選項C錯誤.答案:D3.(多選)下列說法正確的是 ()A.一切涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性B.一切不違反能量守恒定律的物理過程都能實現(xiàn)C.由熱力學(xué)其次定律可以推斷物理過程能否自發(fā)進(jìn)行D.一切物理過程都不行能自發(fā)地進(jìn)行解析:熱力學(xué)其次定律是反映宏觀自然過程的方向性的定律,熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,但可以自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體;并不是全部符合能量守恒定律的物理過程都能實現(xiàn).選項A、C正確,選項B、D錯誤.答案:AC4.(多選)下列關(guān)于氣體在真空中的擴散規(guī)律的敘述正確的是 ()A.氣體分子數(shù)越小,擴散到真空中的分子全部回到原狀態(tài)的可能性越大B.氣體分子數(shù)越大,擴散到真空中的分子全部回到原狀態(tài)的可能性越大C.擴散到真空容器中的分子在整個容器中分布越勻稱,其宏觀態(tài)對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)目越大D.氣體向真空中擴散時,總是向著分子熱運動的無序程度增大的方向進(jìn)行解析:由熱力學(xué)其次定律的微觀說明“一切自然過程總是沿著無序程度增大的方向進(jìn)行”和熵的概念可知,選項A、C、D正確.答案:ACD5.(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律和分子動理論,下列說法不正確的是 ()A.我們可以利用高科技手段,將流散到四周環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用而不引起其他變更B.利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機,將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,這在原理上是可行的C.空調(diào)機在制冷過程中,從室內(nèi)汲取的熱量少于向室外放出的熱量D.在分子間的作用力作用范圍內(nèi),分子間的作用力總是隨分子間距離的增大而減小解析:由熱力學(xué)其次定律可知,選項A錯誤,選項B、C正確.由分子間作用力與分子間距離的關(guān)系可知,選項D錯誤.答案:AD6.(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律,下列說法正確的是 ()A.氣體吸熱后溫度肯定上升B.對氣體做功可以變更其內(nèi)能C.志向氣體等壓膨脹過程肯定放熱D.熱量不行能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體解析:氣體吸熱后溫度不肯定上升,選項A錯誤.志向氣體等壓膨脹過程吸熱,選項C錯誤.答案:BD7.(多選)某種火炬的燃燒系統(tǒng)由燃?xì)夤?內(nèi)有液態(tài)丙烷)、穩(wěn)壓裝置和燃燒器三部分組成,當(dāng)穩(wěn)壓閥打開以后,燃?xì)庖詺鈶B(tài)形式從燃?xì)夤蘩飮姵?經(jīng)過穩(wěn)壓閥后進(jìn)入燃燒室進(jìn)行燃燒.下列說法正確的是()A.燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中要對外做功B.燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中分子的分子勢能減小C.燃?xì)馊紵倪^程是內(nèi)能增加的過程D.燃?xì)馊紵筢尫诺剿闹墉h(huán)境中的能量很簡單被回收再利用解析:燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中體積膨脹,對外做功,選項A正確.燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中分子間的作用力做負(fù)功,分子的分子勢能增加,選項B錯誤.燃?xì)馊紵倪^程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,選項C正確.依據(jù)熱力學(xué)其次定律,內(nèi)能不簡單被回收再利用,選項D錯誤.答案:AC8.(2024·佛山)國家速滑館(又名“冰絲帶”)是北京2024年冬奧會冰上運動的主場館,為確保運動項目的順當(dāng)完成,須要對場館內(nèi)降溫.若將場館內(nèi)的空氣看作志向氣體,已知降溫前場館內(nèi)、外的溫度均為7℃,降溫后場館內(nèi)溫度為-8℃,該過程中場館內(nèi)氣體壓強不變.以下說法正確的是()A.場館內(nèi)空氣質(zhì)量不變B.場館內(nèi)空氣的熱量是由場館內(nèi)自發(fā)傳遞到場館外的C.場館內(nèi)全部空氣分子的分子動能都減小D.場館內(nèi)空氣分子單位時間內(nèi)與冰場碰撞次數(shù)增多解析:從氣體壓強微觀方面說明,溫度降低,分子平均動能減小,單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大,場館內(nèi)空氣分子單位時間內(nèi)與冰場碰撞次數(shù)增多,從而使壓強維持不變.單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大,所以場館內(nèi)空氣質(zhì)量變大,A錯誤,D正確.由熱力學(xué)其次定律,場館內(nèi)空氣的熱量不行能自發(fā)由場館內(nèi)傳遞到場館外,B錯誤;溫度降低,分子平均動能減小,并不是場館內(nèi)全部空氣分子的分子動能都減小,C錯誤.答案:D【拓展提高】9.隔板將絕熱的汽缸分為A、B兩部分,A內(nèi)充有志向氣體,B內(nèi)為真空(圖甲).現(xiàn)把隔板抽去,A中的氣體自動充溢整個容器(圖乙),這個過程稱為氣體的自由膨脹.下列說法正確的是 ()甲乙A.自由膨脹過程中,氣體分子只做定向運動B.自由膨脹前后,氣體的壓強不變C.自由膨脹前后,氣體的溫度不變D.容器中的氣體在足夠長的時間內(nèi),能全部自動回到A部分解析:自由膨脹時,氣體并不對外做功,在絕熱容器中又沒有熱量交換,所以內(nèi)能不變,氣體的溫度保持不變.答案:C10.隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展,能源短缺問題日益突出,能源成為困擾世界經(jīng)濟發(fā)展的重大難題之一.下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的說法正確的是 ()A.不行能從單一熱庫汲取熱量并把它全部用來做功,而不引起其他變更B.只要對內(nèi)燃機不斷改進(jìn),就可以把內(nèi)燃機得到的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能C.滿意能量守恒定律的物理過程都能自發(fā)地進(jìn)行D.外界對物體做功,物體的內(nèi)能必定增加解析:由熱力學(xué)其次定律的開爾文表述可知選項A正確.熱機效率總低于100%,選項B錯誤.滿意能量守恒定律的過程未必都能自發(fā)進(jìn)行,選項C錯誤.由熱力學(xué)第肯定律ΔU=Q+W可知,W>0,ΔU不肯定大于0,即內(nèi)能不肯定增加,選項D錯誤.答案:A11.(多選)電冰箱的工作原理示意圖如圖所示,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)器中制冷劑汽化汲取箱體內(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(xué)第肯定律D.電冰箱除了將熱量從低溫?zé)釒靷鞯礁邷責(zé)釒焱?工作過程中所產(chǎn)生的其他一切影響,用任何的方法都不行能加以消退解析:熱力學(xué)第肯定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式的能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化規(guī)律,是能量守恒定律的詳細(xì)表現(xiàn),適用于全部的熱學(xué)過程,選項C正確.依據(jù)熱力學(xué)其次定律,熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,除非借助其他系統(tǒng)做功,選項A錯誤,選項B、D正確.答案:BCD12.(多選)關(guān)于孤立系統(tǒng)中發(fā)生的實際過程,下列說法正確的是 ()A.系統(tǒng)的熵不行能減小B.系統(tǒng)的熵可能增大,可能不變,還可能減小C.系統(tǒng)漸漸從比較有序的狀態(tài)向更無序的狀態(tài)發(fā)展D.系統(tǒng)漸漸從比較無序的狀態(tài)向更加有序的狀態(tài)發(fā)展解析:在孤立系統(tǒng)中發(fā)生的實際過程,其系統(tǒng)的熵不行能減小,選項A正確,選項B錯誤.依據(jù)熵增加原理,孤立系統(tǒng)只能是從比較有序的狀態(tài)向更無序的狀態(tài)發(fā)展,選項C正確,選項D錯誤.答案:AC13.如圖所示的汽缸內(nèi)盛有肯定量的志向氣體,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面是光滑的,但不漏氣.現(xiàn)將活塞桿緩慢向右移動,這樣氣體將等溫膨脹并對外做功.若已知志向氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),則下列說法正確的是 ()A.氣體從單一熱庫吸熱,全部用來對外做功,此過程違反熱力學(xué)其次定律B.氣體從單一熱庫吸熱,但并未全部用來對外做功,此過程不違反熱力學(xué)其次定律C.氣體從單一熱庫吸熱,全部用來對外做功,此過程不違反熱力學(xué)其次定律D.以上三種說法都不對解析:汽缸壁是導(dǎo)熱的,外界溫度不變,活塞桿緩慢地向右移動的過程中,汽缸內(nèi)的氣體有足夠時間進(jìn)行熱交換,所以汽缸內(nèi)的氣體溫度不變,內(nèi)能不變,該過程中氣體從單一熱庫即外部環(huán)境汲取熱量,全部用來對外做功,但此過程不違反熱力學(xué)其次定律,因為在此過程中存在外力,且氣體體積變大.答案:C【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】14.用兩種不同的