2019-2020年高中物理 第三章 熱力學基礎 第四節(jié) 熱力學第二定律自我小測 粵教版選修3-3.doc
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2019-2020年高中物理 第三章 熱力學基礎 第四節(jié) 熱力學第二定律自我小測 粵教版選修3-3 1下列說法正確的是( ) A.熱量能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體 B.熱量不能從低溫物體傳到高溫物體 C.熱傳導是有方向性的 D.氣體向真空中膨脹的過程是有方向性的 2下列說法中正確的有( ) A.第二類永動機和第一類永動機一樣,都違背了能量守恒定律,因此不可能制成 B.根據(jù)能量守恒定律,經(jīng)過不斷地技術改造,熱機的效率可以達到100% C.因為能量守恒,所以“能源危機”是不可能真正出現(xiàn)的 D.自然界中的能量是守恒的,但有的能量便于利用,有的不便于利用,因此要節(jié)約能源 3關于空調機,下列說法正確的是( ) A.制冷空調機工作時,熱量從低溫物體傳到高溫物體 B.制暖空調機工作時,熱量從高溫物體傳到低溫物體 C.冷暖空調機工作時,熱量既可以從低溫物體傳到高溫物體,也可以從高溫物體傳到低溫物體 D.冷暖空調機工作時,熱量只能從低溫物體傳到高溫物體 417世紀70年代,英國賽斯特城的主教約翰維爾金斯設計了一種磁力“永動機”,其結構如圖所示,在斜面頂端放一塊強磁鐵M,斜面上、下端各有一個小孔P、Q,斜面下有一個連接兩小孔的彎曲軌道.維爾金斯認為:如果在斜坡底放一個鐵球,那么在磁鐵的引力作用下,鐵球會沿斜面向上運動,當球運動到P孔時,它會漏下,再沿著彎曲軌道返回到Q.由于這時球具有速度可以對外做功,然后又被磁鐵吸引回到上端,到P處又漏下……對于這個設計,下列判斷中正確的是( ) A.滿足能量轉化和守恒定律,所以可行 B.不滿足熱力學第二定律,所以不可行 C.不滿足機械能守恒定律,所以不可行 D.不滿足能量轉化和守恒定律,所以不可行 5下列說法正確的是( ) A.布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒的分子無規(guī)則運動的反映 B.沒有摩擦的理想熱機可以把吸收的能量全部轉化為機械能 C.知道某物質的摩爾質量和密度可求出阿伏加德羅常數(shù) D.內能不同的物體,它們分子熱運動的平均動能可能相同 6關于熱力學第二定律,下列說法中錯誤的是…( ) A.克勞修斯表述,指出了在自然條件下熱量只能從高溫物體向低溫物體轉移,而不能由低溫物體自動向高溫物體轉移,也就是說在自然條件下,這個轉變過程是不可逆的,要使熱傳遞方向倒轉過來,只有靠消耗功來實現(xiàn) B.開爾文表述,指出了自然界中任何形式的能都會很容易地變成熱,而反過來熱卻不能完全變成其他形式的能 C.第二定律和第一定律不同,第一定律否定了創(chuàng)造能量和消滅能量的可能性;第二定律指出在自然界中與熱現(xiàn)象有關的宏觀過程是不可逆的,闡明了過程進行的方向性,否定了以特殊方式利用能量的可能性 D.熱力學第二定律是能量守恒定律的另一種說法 7柴油機使柴油燃料在它的氣缸中燃燒,產(chǎn)生高溫高壓的氣體,燃料的化學能轉化為氣體的內能,高溫高壓的氣體推動活塞做功,氣體的內能又轉化為柴油機的機械能.燃燒相同的燃料,輸出的機械能越多,表明柴油機越節(jié)能.是否節(jié)能,是衡量機器性能好壞的重要指標.有經(jīng)驗的柴油機維修師傅,不用任何儀器,只要將手伸到柴油機排氣管附近,去感知一下尾氣的溫度,就能夠判斷出這臺柴油機是否節(jié)能,真是“行家伸伸手,就知有沒有”.關于尾氣的溫度跟柴油機是否節(jié)能之間的關系,你認為正確的是( ) A.尾氣的溫度越高,柴油機越節(jié)能 B.尾氣的溫度越低,柴油機越節(jié)能 C.尾氣的溫度高低與柴油機是否節(jié)能無關 D.以上說法均不正確 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,這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象.這一實驗是否違反熱力學第二定律?熱水和冷水的溫度是否會發(fā)生變化?簡述這一過程中能的轉化情況. 9炎炎夏日,兩位同學在充滿涼意的空調室內,就空調機的工作過程是否遵循熱力學第二定律的問題發(fā)生了爭論. 一位同學說:空調機工作時,不斷地把熱量從室內傳到室外,即從低溫物體傳到高溫物體,可見它并不遵循熱力學第二定律. 另一位同學說:熱力學第二定律是熱力學系統(tǒng)的普遍規(guī)律,空調機的工作過程不可能違反它. 兩人各執(zhí)一詞,都無法使對方信服.請你對他們的論點作出評價. 參考答案 1解析:如果是自發(fā)的過程,熱量只能從高溫物體傳到低溫物體,但這并不是說熱量不能從低溫物體傳到高溫物體,只是不能自發(fā)地進行,在外界條件的幫助下,熱量也能從低溫物體傳到高溫物體,選項A對,B錯,C對;氣體向真空中膨脹的過程是不可逆的,具有方向性,選項D對. 答案:ACD 2解析:第一類永動機違背了能量守恒定律,第二類永動機違背了熱力學第二定律,A錯.熱機的效率永遠小于100%,因為要向低溫熱源散熱,B也錯.雖然能量守恒,但可利用的能量越來越少,因此要節(jié)約能源. 答案:D 3解析:空調機工作時,熱量可以從低溫物體傳到高溫物體,因為這里有外界做功. 答案:ABC 4解析:該設計違背了能量轉化和守恒定律,故不可行. 答案:D 5解析:本題綜合考查了熱學問題,布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒的運動,是液體分子的無規(guī)則運動的反映,但不是固體顆粒的分子運動的反映,A錯;根據(jù)熱力學第二定律可知機械能可以全部轉化為內能,但是內能不可以全部轉化為機械能,而不引起其他變化,B錯;知道物質的摩爾質量和密度可以求出摩爾體積,但不能求出阿伏加德羅常數(shù),C錯;內能不同的物體溫度可能相同,其分子的平均動能可能相同,D正確. 答案:D 6解析:根據(jù)熱力學第二定律知,熱傳遞具有方向性,A正確;其他形式的能與內能的轉化也具有方向性,但在外界的幫助下內能是可能全部轉化為其他形式能的,B錯誤;熱力學第一定律表明了能量是守恒的,熱力學第二定律說明了滿足能量守恒的過程不一定能發(fā)生,與熱現(xiàn)象有關的宏觀物理過程具有方向性,C正確,D錯誤. 答案:BD 7解析:氣體的內能不可能完全轉化為柴油機的機械能,柴油機使柴油燃料在它的氣缸中燃燒,產(chǎn)生高溫高壓的氣體,是一個高溫熱源;而柴油機排氣管排出的尾氣是一個低溫熱源.根據(jù)能量守恒,這兩個熱源之間的能量差就是轉換的機械能,燃燒相同的燃料,要想輸出的機械能越多,尾氣的溫度就越低. 答案:B 8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能減少,一部分轉化為電能,一部分傳遞給冷水,不違反熱力學第二定律. 答案:不違反.熱水溫度降低,冷水溫度升高.轉化效率低于100%. 9解析:空調機和電冰箱都是制冷機,它們的工作原理基本相同.為了便于分析,我們以電冰箱為研究對象,認識它的基本結構和工作過程. 壓縮機是電冰箱的“心臟”,它消耗電能對來自蒸發(fā)器的制冷劑蒸汽做功,使它變成高溫高壓的蒸汽(如p=9.1 atm,t=46 ℃).然后這些高溫高壓的蒸汽來到冷凝器,向低溫的環(huán)境(空氣)放熱,同時自身被冷卻而凝成低溫高壓的液體(如p=8.9 atm,t=37.4 ℃).這些低溫高壓的液態(tài)制冷劑由過濾器濾掉水分和雜質,進入毛細管,經(jīng)節(jié)流閥膨脹,變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w(如p=1.5 atm,t=-20 ℃),隨后進入電冰箱的蒸發(fā)器.在那里,低溫低壓的液態(tài)制冷劑在低壓條件下迅速汽化,從外界(電冰箱內)吸收大量的熱量,使那里的溫度降低.這樣就完成了一個制冷循環(huán). 答案:見解析.- 配套講稿:
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