新教材適用2024-2025學(xué)年高中物理第3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

第三章4.基礎(chǔ)達標(biāo)練一、選擇題1．(多選)下列說法正確的是(AD)A．從微觀的角度看，熱力學(xué)其次定律是一個統(tǒng)計規(guī)律B．一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動無序性減小的方向進行C．有的自發(fā)過程沿著分子熱運動無序性增大的方向進行，有的自發(fā)過程沿著分子熱運動無序性減小的方向進行D．在任何自發(fā)過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減小解析：從熱力學(xué)其次定律的微觀本質(zhì)看，一切不行逆過程總是沿著大量分子熱運動無序性增大的方向進行，熱力學(xué)其次定律是一個統(tǒng)計規(guī)律，A正確，B錯誤。任何自發(fā)過程總是朝著無序程度增大的方向進行，也就是熵增加的方向進行，C錯誤，D正確。2．(2024·上海金山中學(xué)高二上期末)關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化，下列說法中正確的是(D)A．滿意能量守恒定律的物理過程都能自發(fā)地進行B．不但能量的總量保持不變，而且能量的可利用性在逐步提高C．空調(diào)機既能制熱又能制冷，說明傳熱不存在方向性D．熱量不行能由低溫物體傳給高溫物體而不發(fā)生其他變更解析：依據(jù)熱力學(xué)其次定律，滿意能量守恒定律的物理過程不肯定都能自發(fā)地進行，選項A錯誤；能量在轉(zhuǎn)化過程中會由高品質(zhì)能量轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)能量，故可利用性會降低，選項B錯誤；空調(diào)機既能制熱又能制冷，但是要耗電，不是自發(fā)的過程，傳熱有方向性，熱量自發(fā)地由高溫物體傳向低溫物體，故C錯誤；依據(jù)熱力學(xué)其次定律，熱量不行能由低溫物體傳給高溫物體而不發(fā)生其他變更，選項D正確。3．(多選)(2024·山東夏津一中高二下月考)下列有關(guān)熱學(xué)學(xué)問的說法中正確的是(AD)A．熱量可以從低溫物體傳遞給高溫物體B．不行能從單一熱庫汲取熱量，使之完全變勝利C．其次類永動機不行能制成的緣由是違反了能量守恒定律D．機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以全部轉(zhuǎn)化為機械能解析：依據(jù)熱力學(xué)其次定律，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，但是不行能不引起其他變更，故A正確；在外界的影響下，氣體可以從單一熱庫汲取熱量，使之完全變勝利，故B錯誤；其次類永動機不行能制成的緣由是違反了熱力學(xué)其次定律，故C錯誤；機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，如運動的物體只受摩擦力最終停下來，在引起其他變更的狀況下，內(nèi)能也可以全部轉(zhuǎn)化為機械能，故D正確。4．下列說法正確的是(A)A．熱力學(xué)第肯定律表明做功和熱傳遞對變更物體內(nèi)能是等效的B．機械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能是不行能的C．從單一熱源汲取的熱量全部變勝利是不行能的D．一個系統(tǒng)的總熵不會減小解析：變更物體內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，熱力學(xué)第肯定律表明做功和熱傳遞對變更物體內(nèi)能是等效的，故A正確；依據(jù)熱力學(xué)其次定律可知，機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B錯誤；依據(jù)熱力學(xué)其次定律可知，從單一熱源汲取的熱量全部變勝利是可能的，但要引起其他變更，故C錯誤；依據(jù)熱力學(xué)其次定律知，一個孤立的系統(tǒng)的總熵不會減小，但非孤立系統(tǒng)的總熵可能會減小，故D錯誤。5．(多選)關(guān)于能量和能量耗散，下列說法正確的是(AB)A．能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中自發(fā)過程的方向性B．能量耗散表明能源的利用是有條件的，也是有代價的C．能量的總量守恒，不會消逝，所以沒有必要節(jié)約能源D．能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，故能源循環(huán)利用很便利解析：能量守恒定律是普遍規(guī)律，能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的自發(fā)過程具有方向性，耗散過程中能量也是守恒的，故A正確；能量耗散表明能源的利用是有條件的，也是有代價的，如煤炭和石油燃燒會造成空氣污染和溫室效應(yīng)，故B正確；能源不是能量，自然界總的能量是守恒的，但能源是有限的，須要節(jié)約能源，故C錯誤；能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，但是這種轉(zhuǎn)化有方向性，耗散的能量很難再收集起來重新利用，故D錯誤。6．關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是(B)A．氣體向真空的自由膨脹是可逆的B．肯定質(zhì)量的志向氣體絕熱膨脹時對外做功，內(nèi)能減小C．空調(diào)既能制熱又能制冷，這不遵循熱力學(xué)其次定律D．只要技術(shù)不斷進步，內(nèi)燃機效率可以達到百分之百解析：依據(jù)熱力學(xué)其次定律知，氣體向真空的自由膨脹是不行逆的，故A錯誤；肯定質(zhì)量的志向氣體絕熱膨脹時，氣體的體積增大，氣體對外做功，由于沒有熱量交換，結(jié)合熱力學(xué)第肯定律可知氣體的內(nèi)能減小，故B正確；空調(diào)既能制熱又能制冷，但是要耗電，仍舊遵循熱力學(xué)其次定律，故C錯誤；依據(jù)熱力學(xué)其次定律可知，熱機的效率不行能達到百分之百，即使對內(nèi)燃機不斷改進，也不行能把內(nèi)燃機的效率提升到百分之百，故D錯誤。7．熱力學(xué)其次定律常見的表述方式有兩種，其一是：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體；其二是：不行能從單一熱庫汲取熱量，使之完全變勝利，而不產(chǎn)生其他影響。第一種表述方式可以用右圖來表示，依據(jù)你對其次種表述的理解，假如也用類似的示意圖來表示，你認為下列示意圖中正確的是(B)解析：由題圖可知，使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體必伴隨著制冷機的做功，即不是自發(fā)的過程，對于其次種表述，熱機工作時，從高溫物體汲取熱量，只有一部分用來對外做功，轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，另一部分熱量要傳遞給低溫物體，故選項B正確，A、C、D錯誤。二、非選擇題8．用兩種不同的金屬絲組成一個回路，接觸點1插在熱水中，接觸點2插在冷水中，如圖所示，電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象，這一試驗是否違反熱力學(xué)其次定律？熱水和冷水的溫度是否會發(fā)生變更？簡述這一過程中能的轉(zhuǎn)化狀況。答案：不違反發(fā)生變更，熱水溫度降低，冷水溫度上升；熱水的內(nèi)能一部分轉(zhuǎn)化為電能，另一部分傳遞給冷水。解析：溫差發(fā)電現(xiàn)象中產(chǎn)生了電能是因為熱水中的內(nèi)能削減，一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分傳遞給冷水，不違反熱力學(xué)其次定律。實力提升練一、選擇題1．(2024·福建莆田高二下測試)下列哪個過程具有方向性(D)①熱傳導(dǎo)過程②機械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程③氣體的擴散過程④氣體向真空中的膨脹A．①② B．②③C．①②③ D．①②③④解析：這四個過程都是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程，依據(jù)熱力學(xué)其次定律可知，它們都是不行逆的，具有方向性，故D正確，A、B、C錯誤。2．(2024·山東濟南期末)在寒冷的天氣中將一盆水放在戶外，經(jīng)過一段時間后這盆水就會結(jié)冰，液態(tài)水的分子無序程度比冰的無序程度要大，那么下列說法正確的是(B)A．結(jié)冰的過程違反熵增加原理B．結(jié)冰的過程不違反熵增加原理C．無法推斷結(jié)冰的過程中是否違反熵增加原理D．結(jié)冰的過程是否違反熵增加原理，要看探討對象的選取解析：水、大氣及地面為一個孤立系統(tǒng)，水結(jié)冰時放熱，使四周大氣以及地面內(nèi)能增加，無序程度增加，系統(tǒng)的總熵增加，并不違反熵增加原理，故A、C、D錯誤，B正確。3．(多選)(2024·重慶萬州外國語學(xué)校高二下測試)下列關(guān)于熱力學(xué)定律的說法正確的是(AD)A．假如兩個系統(tǒng)均與第三個系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)，這兩個系統(tǒng)的溫度肯定相等B．外界對某系統(tǒng)做正功，該系統(tǒng)的內(nèi)能肯定增加C．可以找到一種材料做成墻壁，冬天供暖時汲取熱量溫度上升，向房間釋放熱量供暖，然后再把熱量汲取回去，形成循環(huán)供暖，只須要短時間供熱后即可停止外界供熱D．低溫系統(tǒng)可以向高溫系統(tǒng)傳遞熱量解析：假如兩個系統(tǒng)均與第三個系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)，這兩個系統(tǒng)的溫度肯定相等，故A正確；依據(jù)ΔU＝W＋Q可知，外界對系統(tǒng)做正功即W>0，系統(tǒng)有可能同時對外放熱即Q<0，那么系統(tǒng)內(nèi)能的變更不確定，故B錯誤；依據(jù)熱力學(xué)其次定律，選項C中所述的現(xiàn)象是不行能實現(xiàn)的，故C錯誤；低溫系統(tǒng)向高溫系統(tǒng)傳遞熱量是可以實現(xiàn)的，前提是要引起其他變更，故D正確。4．(多選)(2024·江西九江都昌縣獅山中學(xué)高二月考)我國神九航天員的閑逛太空已成為現(xiàn)實。神九航天員閑逛太空，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入航天器后要“升壓”，因此飛船將此設(shè)施特地做成了一個艙，叫“氣閘艙”，其原理如圖所示，兩個相通的艙A、B間裝有閥門K，指令艙A中充溢氣體，氣閘艙B內(nèi)為真空，整個系統(tǒng)與外界沒有熱交換。打開閥門K后，A中的氣體進入B中，最終達到平衡，則(AD)A．氣體體積膨脹，但不做功B．氣體溫度上升，內(nèi)能增加C．體積變大，溫度降低D．B中氣體不行能自發(fā)地全部退回到A中解析：當(dāng)閥門K被打開時，A中的氣體進入B中，由于B中為真空，所以A中的氣體不會做功，故A正確；又因為系統(tǒng)與外界無熱交換，所以氣體內(nèi)能不變，氣體的溫度不變，故BC錯誤；由熱力學(xué)其次定律知，真空中氣體膨脹具有方向性，在無外界作用時，B中氣體不能自發(fā)地全部退回到A中，故D正確。5．下列過程中，可能發(fā)生的是(C)A．某種物質(zhì)從高溫?zé)嵩醇橙?0kJ的熱量，全部轉(zhuǎn)化為機械能，而沒有產(chǎn)生其他任何影響B(tài)．打開一高壓密閉容器，其內(nèi)氣體自發(fā)逸出后又自發(fā)復(fù)原原狀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．兩瓶不同液體自發(fā)混合，然后又自發(fā)地各自分開解析：依據(jù)熱力學(xué)其次定律，熱量不行能從低溫物體自發(fā)地傳給高溫物體，而不引起其他的變更，但通過一些物理過程可以實現(xiàn)低溫物體的溫度更低，高溫物體的溫度更高，故選項C正確；內(nèi)能自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為機械能是不行能的，故選項A錯誤；氣體膨脹具有方向性，故選項B錯誤；擴散現(xiàn)象也有方向性，故選項D錯誤。二、非選擇題6．有一種冷暖兩用型空調(diào)，銘牌標(biāo)注：輸入功率1kW，制冷實力1.2×104kJ