【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】-高中物理5.3熱力學(xué)第二定律同步練習(xí)魯科版選修3-3知識(shí)點(diǎn)一熱現(xiàn)象的方向性1．下列說(shuō)法中正確的是 ()．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與轉(zhuǎn)化定律的物理過程都是可能實(shí)現(xiàn)的C．由熱力學(xué)第二定律可以判斷物理過程能否自發(fā)進(jìn)行D．一切物理過程都不可能自發(fā)地進(jìn)行解析能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過程都是具有方向性的，A對(duì)．第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，但是不能實(shí)現(xiàn)，B錯(cuò)．在熱傳遞的過程中，能量可以自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但其逆過程不可能自發(fā)地進(jìn)行，C對(duì)、D錯(cuò)．答案AC2．下列說(shuō)法中正確的是 ()．A．功可以完全轉(zhuǎn)化為熱量，而熱量不可以完全轉(zhuǎn)化為功B．熱機(jī)必須是具有兩個(gè)熱庫(kù)，才能實(shí)現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)化C．熱機(jī)的效率不可能大于1，但可能等于1D．熱機(jī)的效率必定小于1解析本題要求全面領(lǐng)會(huì)開爾文表述的含義，同時(shí)注意語(yǔ)言邏輯性．開爾文表述沒有排除熱量可以完全轉(zhuǎn)化為功，但必然要產(chǎn)生其他變化，比如氣體等溫膨脹，氣體吸收的熱量完全轉(zhuǎn)化為功，但氣體體積增大了，A錯(cuò)誤；開爾文表述指出，熱機(jī)不可能只有單一熱庫(kù)，但未必就是兩個(gè)熱庫(kù)，可以具有兩個(gè)以上熱庫(kù)，B錯(cuò)誤；由η＝eq\f(Q1－Q2,Q1)可知，只要Q2≠0，η≠1，如果Q2＝0，則低溫?zé)釒?kù)不存在，違背了開爾文表述，故C錯(cuò)誤、D正確．答案D3．下列說(shuō)法正確的是 ()．A．熱力學(xué)第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性B．電流流過導(dǎo)體轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，反過來(lái)，可將內(nèi)能收集起來(lái)，再轉(zhuǎn)化成相同 大小的電流C．可以做成一種熱機(jī)，由熱源吸取一定的熱量而對(duì)外做功D．冰可以熔化成水，水也可以結(jié)成冰，這個(gè)現(xiàn)象違背了熱力學(xué)第二定律解析熱力學(xué)第二定律說(shuō)明了一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是有方向性的，但并沒有否認(rèn)以特殊方式利用能量的可能性，故A錯(cuò)；功和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性，其逆過程是不可能自發(fā)實(shí)現(xiàn)的，故B錯(cuò)；冰熔化成水，水結(jié)成冰，伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，不是自發(fā)進(jìn)行的，沒有違背熱力學(xué)第二定律．答案C知識(shí)點(diǎn)二熱力學(xué)第二定律的理解4．關(guān)于熱力學(xué)定律和分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法中正確的是 ()．A．我們可以利用高科技手段，將流散到周圍環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來(lái)加以利用而不引起其他變化B．利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機(jī)，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，這在原理上是可行的C．在分子力作用范圍內(nèi)，分子力總是隨分子間距離的增大而減小D．溫度升高時(shí)，物體中每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率都將增大解析由熱力學(xué)第二定律可知，A錯(cuò)誤、B正確；由分子間作用力與分子間距的關(guān)系可知，C項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度升高時(shí)，物體中分子平均動(dòng)能增大，但并不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大，即并不是每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率都增大，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案B5．下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 ()．A．不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功，而不引起其他的變化B．只要對(duì)內(nèi)燃機(jī)不斷改進(jìn)，就可以使內(nèi)燃機(jī)的效率達(dá)到100%C．滿足能量守恒定律的物理過程都能自發(fā)的進(jìn)行D．外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能必然增加解析由熱力學(xué)第二定律的開爾文表述可知，A對(duì)，熱機(jī)效率總低于100%，B錯(cuò)．滿足能量守恒的過程未必能自發(fā)進(jìn)行，因?yàn)檫€要看是否滿足熱力學(xué)第二定律，C錯(cuò)，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知，W>0，ΔU不一定大于0，即內(nèi)能不一定增加，D錯(cuò)．答案BCD6．用兩種不同的金屬絲組成一個(gè)回路，接觸點(diǎn)1插在熱水中，接觸點(diǎn)2插在冷水中，如圖5－3－1所示，電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象．關(guān)于這一現(xiàn)象的正確說(shuō)法是 ()．圖5－3－1A．這一實(shí)驗(yàn)不違背熱力學(xué)第二定圖5－3－1B．在實(shí)驗(yàn)過程中，熱水溫度降低，冷水溫度升高C．在實(shí)驗(yàn)過程中，熱水的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成電能，電能則部分轉(zhuǎn)化成冷水的內(nèi)能D．在實(shí)驗(yàn)過程中，熱水的內(nèi)能只有部分轉(zhuǎn)化成電能，電能則全部轉(zhuǎn)化成冷水的內(nèi)能解析自然界中的任何自然現(xiàn)象或過程都不違反熱力學(xué)定律，本實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也不違反熱力學(xué)第二定律，A正確；整個(gè)過程中能量守恒且熱傳遞有方向性，B正確；在實(shí)驗(yàn)過程中，熱水中的內(nèi)能除轉(zhuǎn)化為電能外，還升高金屬絲的溫度，內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為電能；電能除轉(zhuǎn)化為冷水的內(nèi)能外，還升高金屬絲的溫度，電能不能全部轉(zhuǎn)化為冷水的內(nèi)能，C、D錯(cuò)誤．注意與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀現(xiàn)象的方向性，這是應(yīng)用熱力學(xué)第二定律的關(guān)鍵．答案AB7．圖5－3－2為電冰箱的工作原理示意圖．壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)．在蒸發(fā)器中制冷劑汽化吸收箱體內(nèi)的熱量，經(jīng)過冷凝器時(shí)制冷劑液化，放出熱量到箱體外．下列說(shuō)法正確的是 ()．圖5－3－2A．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?yàn)槠湎牧穗娔蹸．電冰箱的工作原理不違反熱力學(xué)第一定律D．電冰箱的工作原理違反熱力學(xué)第一定律解析熱力學(xué)第一定律是熱現(xiàn)象中內(nèi)能與其他形式能的轉(zhuǎn)化規(guī)律，是能量守恒定律的具體表現(xiàn)，適用于所有的熱現(xiàn)象，故C正確、D錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，必須借助于其他系統(tǒng)做功，A錯(cuò)誤、B正確，故選B、C.答案BC8．關(guān)于空調(diào)機(jī)，下列說(shuō)法正確的是 ()．A．制冷空調(diào)機(jī)工作時(shí)，熱量從低溫物體傳到高溫物體B．制暖空調(diào)機(jī)工作時(shí)，熱量從高溫物體傳到低溫物體C．冷暖空調(diào)機(jī)工作時(shí)，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(diào)機(jī)工作時(shí)，熱量只能從低溫物體傳到高溫物體解析空調(diào)機(jī)工作時(shí)，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，因?yàn)檫@里有外界做功．答案ABC9．下列說(shuō)法中正確的是 ()．A．第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成，因?yàn)樗`背了能量守恒定律B．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，因?yàn)樗`背了能量守恒定律C．熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律是相互獨(dú)立的D．熱力學(xué)第二定律的兩種表述是等效的解析第一類永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律，A正確、B錯(cuò)誤；熱力學(xué)第一定律與第二定律相輔相成，互相獨(dú)立，C正確；熱力學(xué)第二定律的兩種表述是等效的，D正確．答案ACD圖5－3－3圖5－3－310．17世紀(jì)70年代，英國(guó)賽斯特城的主教約翰·維爾金斯設(shè)計(jì)了一種磁力“永動(dòng)機(jī)”，其結(jié)構(gòu)如圖5－3－3所示，在斜面頂端放一塊強(qiáng)磁鐵M，斜面上、下端各有一個(gè)小孔P、Q，斜面下有一個(gè)連接兩小孔的彎曲軌道．維爾金斯認(rèn)為：如果在斜坡底放一個(gè)鐵球，那么在磁鐵的引力作用下，鐵球會(huì)沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到P孔時(shí)，它會(huì)漏下，再沿著彎曲軌道返回到Q，由于這時(shí)球具有速度可以對(duì)外做功．然后又被磁鐵吸引回到上端，到P處又漏下……對(duì)于這個(gè)設(shè)計(jì)，下列判斷中正確的是 ()．A．滿足能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，所以可行B．不滿足熱力學(xué)第二定律，所以不可行C．不滿足機(jī)械能守恒定律，所以不可行D．不滿足能量守恒定律，所以不可行解析該裝置違背了能量守恒定律，故不可行．答案D11．如圖5－3－4所示是制冷機(jī)的工作原理圖，試分析每個(gè)過程中工作物質(zhì)的內(nèi)能改變情況和引起改變的物理過程：eq\x(\a\al(電動(dòng)機(jī)推動(dòng)活,塞壓縮氣體工,作物質(zhì)的過程))?eq\x(\a\al(氣態(tài)工作物質(zhì),在冷凝管中變,為液態(tài)的過程))?eq\x(\a\al(氣態(tài)工作物質(zhì),在蒸發(fā)管中變,為氣態(tài)的過程))(1)(2)(3)圖5－3－4(1)工作物質(zhì)的內(nèi)能________，是________的過程；(2)工作物質(zhì)的內(nèi)能________，是________的過程；(3)工作物質(zhì)的內(nèi)能________，是________的過程．解析(1)活塞壓縮氣體做功，內(nèi)能增加(2)氣體液化要放熱，內(nèi)能減小(3)工作物質(zhì)汽化，要吸收熱量，內(nèi)能增加．答案(1)增加做功(2)減小放熱(3)增加吸熱12．熱力學(xué)第二定律常見的表述有兩種．第一種表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化；第二種表述：不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量并把它全部用來(lái)做功，而不引起其