XX省專用學(xué)年高中物理第十章熱力學(xué)定律課時(shí)跟蹤檢測(cè)十五熱力學(xué)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(shí)跟蹤檢測(cè)（十五）熱力學(xué)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(duì)的B．一個(gè)“宏觀態(tài)”可能對(duì)應(yīng)著許多的“微觀態(tài)”C．一個(gè)“宏觀態(tài)”只能對(duì)應(yīng)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?yàn)闊o序是各處都一樣、平均、沒有差別，故D項(xiàng)正確；而有序和無序是相對(duì)的，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；而一個(gè)“宏觀態(tài)”可能對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)“微觀態(tài)”，所以B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)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(yīng)多開發(fā)與利用太陽能、風(fēng)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(dāng)今人類利用的主要能源，但不能短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，是不可再生能源，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；太陽能和風(fēng)能，包括水能等都是可再生能源且為清潔能源，應(yīng)該盡量開發(fā)與利用，選項(xiàng)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(huì)減少的，也不會(huì)被消滅掉，只是形式發(fā)生轉(zhuǎn)變，選項(xiàng)C、D錯(cuò)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(dòng)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(yuǎn)，分子間的作用力可以認(rèn)為為零，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度不變，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能就不變，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率就不變，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；自發(fā)的自然過程中，熵值是增加的，D項(xiàng)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(xué)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(xué)第二定律，故C、D對(duì)。 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(xiàng)A、D正確。6.質(zhì)量一定的某種物質(zhì)，在壓強(qiáng)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(shí)間(t)變化關(guān)系如圖所示。單位時(shí)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(shì)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(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能隨著時(shí)間的增加而增大(2)在區(qū)間Ⅲ，若將壓強(qiáng)不變的條件改為體積不變，則溫度升高_(dá)_______(選填“變快”“變慢”或“快慢不變”)，請(qǐng)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(cuò)誤；區(qū)間Ⅲ看成理想氣體，無分子勢(shì)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(shí)間增加，物質(zhì)溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大，D正確。(2)根據(jù)熱力學(xué)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(shí)，壓強(qiáng)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(jìn)底部的水輪機(jī)后再以2m/s的速度流出，水輪機(jī)再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。如果水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率是80%，那么發(fā)電機(jī)發(fā)出的電功率有多大？(瀑布在山頂?shù)乃俣瓤珊雎圆挥?jì)，g取10m/s2)解析：設(shè)t時(shí)間內(nèi)流下的水的質(zhì)量為m，以m為研究對(duì)象，豎直下落后減少的機(jī)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))