（2021新人教版）高中物理选择性必修第三册课时分层作业11　热力学第二定律同步检测.doc

1、课时分层作业课时分层作业(十一十一)热力学第二定律热力学第二定律 (建议用时：建议用时：25 分钟分钟) 考点一考点一热力学第二定律热力学第二定律 1(多选多选)下列关于热力学第二定律的说法正确的是下列关于热力学第二定律的说法正确的是() A所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生 B一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的 C机械能可以全部转化为内能机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能而不而内能无法全部用来做功以转换成机械能而不带 带 来来其他影响其他影响 D气体向真空的自由膨胀

2、是可逆的气体向真空的自由膨胀是可逆的 BC热运动的宏观过程会具有一定的方向性热运动的宏观过程会具有一定的方向性，符合能量守恒定律的宏观过程并不符合能量守恒定律的宏观过程并不 能都真的发生能都真的发生，故故 A 错误错误，根据热力学第二定律根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观自然过程一切与热现象有关的宏观自然过程 都是不可逆的都是不可逆的，所以气体向真空的自由膨胀是不可逆的所以气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故故 B 正确正确，D 错误错误；根据热力根据热力 学第二定律学第二定律，不可能从单一热源吸收热量使之完全变成功而不产生其他影响不可能从单一热源吸收热量使之完全变成功而不产生其他影响，

3、所以机械所以机械 能可以全部转化为内能能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功变成机械能而内能无法全部用来做功变成机械能，故故 C 正确。正确。 2下列说法正确的是下列说法正确的是() A一切形式的能量间的相互转化都具有方向性一切形式的能量间的相互转化都具有方向性 B热量不可能从低温物体传给高温物体热量不可能从低温物体传给高温物体 C气体的扩散过程具有方向性气体的扩散过程具有方向性 D一切形式的能量间的相互转化都不具有可逆性一切形式的能量间的相互转化都不具有可逆性 C热力学第二定律反映了所有与热现象有关的宏观过程都具有方向性热力学第二定律反映了所有与热现象有关的宏观过程都具有方向性，A、D

4、 错错 误误；热量不是不能从低温物体传给高温物体热量不是不能从低温物体传给高温物体，关键是会不会产生其他影响关键是会不会产生其他影响，B 错误错误；气气 体扩散过程具有方向性体扩散过程具有方向性，C 正确。正确。 3(多选多选)关于制冷机制冷过程的说法中关于制冷机制冷过程的说法中，正确的是正确的是() A此过程违反了热力学第二定律此过程违反了热力学第二定律 B此过程没有违反热力学第二定律此过程没有违反热力学第二定律 C此过程违反了能量守恒定律此过程违反了能量守恒定律 D此过程没有违反能量守恒定律此过程没有违反能量守恒定律 BD制冷机可以从低温物体吸收热量传给高温物体制冷机可以从低温物体吸收热量

5、传给高温物体，但必须消耗电能但必须消耗电能，热力学第热力学第 二定律并不否认热量可从低温物体传给高温物体二定律并不否认热量可从低温物体传给高温物体， 只是该过程会产生其他影响只是该过程会产生其他影响， A 错误错误， B 正确；任何自然和物理过程都不违反能量守恒定律正确；任何自然和物理过程都不违反能量守恒定律，C 错误错误，D 正确。正确。 4关于热现象和热学规律关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是下列说法中正确的是() A随着低温技术的发展随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低我们可以使温度逐渐降低， ，并达到绝对零度并达到绝对零度，最终实现最终实现 热机效率热机效率 100% B热

6、量不可能从低温物体传递给高温物体热量不可能从低温物体传递给高温物体 C第二类永动机遵从能量守恒第二类永动机遵从能量守恒，故能做成故能做成 D用活塞压缩汽缸里的空气用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功对空气做功 2.0 105J，同时空气向外界放出热同时空气向外界放出热量量 1.5105J，则空气的内能增加了则空气的内能增加了 0.5105J D由热力学第二定律知由热力学第二定律知 B、C 错错；绝对零度不可达到绝对零度不可达到，A 错错；由热力学第一定律由热力学第一定律 知知 D 正确。正确。 5(多选多选)下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ) A一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性一切涉

7、及热现象的宏观过程都具有方向性 B一切不违背能量守恒定律的物理过程都是可能实现的一切不违背能量守恒定律的物理过程都是可能实现的 C由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行 D一切物理过程都不可能自发地进行一切物理过程都不可能自发地进行 AC热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律，热量不能自发地从低热量不能自发地从低 温物体传到高温物体温物体传到高温物体，但可以自发地从高温物体传到低温物体但可以自发地从高温物体传到低温物体；并不是所有符合能量守并不是所有符合能量守 恒定律的宏观过程都能实现恒定律

8、的宏观过程都能实现，故故 A、C 正确正确，B、D 错误。错误。 6关于热力学定律和分子动理论关于热力学定律和分子动理论，下列说法中正确的是下列说法中正确的是() A我们可以利用高科技手段我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用 而不引起其他变化而不引起其他变化 B利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机， ，将海水的一部分内能转将海水的一部分内能转 化为机械能化为机械能，这在原理上是可行的这在原理上是可行的 C在分子力作用范围内在分子力作用范围内，分子力总是随分子间距离

9、的增大而减小分子力总是随分子间距离的增大而减小 D温度升高时温度升高时，物体中每个分子的运动速率都将增大物体中每个分子的运动速率都将增大 B由热力学第二定律可知由热力学第二定律可知，A 错误错误，B 正确正确；由分子间作用力与分子间距离的关由分子间作用力与分子间距离的关 系可知系可知，C 错误错误；温度升高时温度升高时，物体中分子的平均动能增大物体中分子的平均动能增大，但并不是每个分子的动能但并不是每个分子的动能 都增大都增大，即并不是每个分子的运动速率都增大即并不是每个分子的运动速率都增大，D 错误。错误。 考点二考点二能源是有限的能源是有限的 7(多选多选)下列说法中正确的是下列说法中正确

10、的是() A机械能和内能之间的转化是不可逆的机械能和内能之间的转化是不可逆的 B气体向真空的自由膨胀是不可逆的气体向真空的自由膨胀是不可逆的 C如果一个如果一个“宏观态宏观态”对应的对应的“微观态微观态”比较多比较多， ，就说明这个就说明这个“宏观态宏观态”是比较是比较 有序的有序的 D如果一个如果一个“宏观态宏观态”对应的对应的“微观态微观态”比较多比较多，就说明这个就说明这个“宏观态宏观态”是是 比较无序的比较无序的 BD热现象的宏观过程都是不可逆的热现象的宏观过程都是不可逆的，故故 A 错误错误，B 正确；微观态越多越无序正确；微观态越多越无序， 因为无序是各处都一样因为无序是各处都一样

11、，平均没有差别平均没有差别，故故 D 正确正确，C 错误。错误。 8(多选多选)煤煤、石油石油、天然气作为能源的共同特点的下列说法正确的是天然气作为能源的共同特点的下列说法正确的是( ) A可再生能源可再生能源，取之不尽取之不尽，用之不竭用之不竭 B不可再生能源不可再生能源，用一点用一点，少一点少一点 C来自太阳辐射的能量来自太阳辐射的能量 D污染环境的能源污染环境的能源 BCD煤、石油、天然气是不可再生、污染环境的能源煤、石油、天然气是不可再生、污染环境的能源，它是由动、植物转化而它是由动、植物转化而 来的来的，其来源可追溯到太阳能其来源可追溯到太阳能，故故 B、C、D 正确。正确。 9热力

12、学第二定律常见的表述方式有两种热力学第二定律常见的表述方式有两种， ，其一：不可能使热量由低温物体传到其一：不可能使热量由低温物体传到 高温物体而不引起其他变化；其二：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功高温物体而不引起其他变化；其二：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功， 而不引起其他变化而不引起其他变化。第一种表述方式可以用图甲来表示第一种表述方式可以用图甲来表示，根据你对第二种表述的理解根据你对第二种表述的理解， 如果也用类似的示意图来表示如果也用类似的示意图来表示，请你根据第二种表述完成示意图乙请你根据第二种表述完成示意图乙。 解析解析由图甲可知由图甲可知，使热量由低温物体

13、传到高温物体必伴随着压缩机的做功使热量由低温物体传到高温物体必伴随着压缩机的做功， ，即即 引起其他变化引起其他变化；对于第二种方式对于第二种方式，热机工作时热机工作时，从高温物体吸收热量从高温物体吸收热量，只有一部分用来只有一部分用来 对外做功对外做功，转变为机械能转变为机械能，另一部分热量要排放给低温物体另一部分热量要排放给低温物体，其表述示意图如图所示其表述示意图如图所示。 答案答案 见解析见解析 (建议用时：建议用时：15 分钟分钟) 10(多选多选)我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度靠降低温度，可以把内可以把内 能自发地转化为

14、动能能自发地转化为动能，使这个物体运动起来使这个物体运动起来。其原因的下列说法正确的是其原因的下列说法正确的是() A这违背了能量守恒定律这违背了能量守恒定律 B在任何条件下内能都不可能转化为机械能在任何条件下内能都不可能转化为机械能， ，只有机械能才会转化为内能只有机械能才会转化为内能 C机械能和内能的转化过程具有方向性机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的内能转化成机械能是有条件的 D机械能可以全部转化为内能机械能可以全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能而内能不能全部转化为机械能， ，同时不引起其他同时不引起其他 变化变化 CD机械能和内能可以相互转化机械能和内

15、能可以相互转化，但必须通过做功来实现但必须通过做功来实现。由热力学第二定律可由热力学第二定律可 知知，内能不可能全部转化为机械能内能不可能全部转化为机械能，同时不引起其他变化同时不引起其他变化；无论采用任何设备和手段进无论采用任何设备和手段进 行能量转化总是遵循能量守恒定律行能量转化总是遵循能量守恒定律，故故 C、D 正确。正确。 11(多选多选)如图所示如图所示，为电冰箱的工作原理示意图；压缩机工作时为电冰箱的工作原理示意图；压缩机工作时， ，强迫制冷剂在强迫制冷剂在 冰箱内外的管道中不断循环冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，

16、经过冷凝器时经过冷凝器时 制冷剂液化制冷剂液化，放出热量到箱体外放出热量到箱体外。下列说法正确的是下列说法正确的是() A热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外 B电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能是因为其消耗了电能 C电冰箱的工作原理不违背热力学第一定律电冰箱的工作原理不违背热力学第一定律 D电冰箱的工作原理违背热力学第一定律电冰箱的工作原理违背热力学第一定律 BC热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能的转化和守是能的

17、转化和守 恒定律的具体表现恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程适用于所有的热学过程，C 正确正确，D 错误错误；再根据热力学第二定律再根据热力学第二定律， 热量不能自发地从低温物体传到高温物体热量不能自发地从低温物体传到高温物体， 必须借助于其他系统做功必须借助于其他系统做功， A 错误错误， B 正确正确。 12一辆汽车的发动机输出功率为一辆汽车的发动机输出功率为 66.15 kW，每小时耗每小时耗(柴柴)油油 14 kg，请计算发动请计算发动 机的效率机的效率。(柴油的燃烧值为柴油的燃烧值为 4.3107J/kg) 解析解析计算发动机的热效率可根据热机效率的定义计算发动机的热效率可根据热

18、机效率的定义，先求出发动机做的有用功和先求出发动机做的有用功和 消耗的燃料完全燃烧放出的能量消耗的燃料完全燃烧放出的能量，然后再求热效率。然后再求热效率。 发动机每小时做的功发动机每小时做的功 WPt66 150 W3 600 s2.381 4108J 完全燃烧完全燃烧 14 kg 柴油放出的能量柴油放出的能量 Q总 总 4.3107J/kg14 kg6.02108J 有用功的能量有用功的能量 Q有 有 W2.381 4108J 所以所以Q 有有 Q总 总 2.381 4 108J 6.02108J 100%39.6% 发动机的效率是发动机的效率是 39.6%。 答案答案 39.6% 13能源

19、问题是当前热门话题能源问题是当前热门话题，传统的能源传统的能源煤和石油煤和石油，由于储量有限由于储量有限，有朝一有朝一 日要被开采完日要被开采完，同时在使用过程中也会带来污染同时在使用过程中也会带来污染，寻找新的寻找新的、无污染的能源是人们努力无污染的能源是人们努力 的方向的方向，利用潮汐发电即为一例利用潮汐发电即为一例。 如图表示的是利用潮汐发电如图表示的是利用潮汐发电，左方为陆地和海湾左方为陆地和海湾，中间为大坝中间为大坝；其下有通道其下有通道，水经水经 通道可带动发电机通道可带动发电机。涨潮时涨潮时，水进入海湾水进入海湾，待内外水面高度相同时待内外水面高度相同时，堵住通道堵住通道，如图甲

20、如图甲。 潮落至最低点时放水发电潮落至最低点时放水发电，如图乙如图乙。待内外水面高度相同时待内外水面高度相同时，再堵住通道再堵住通道，直到下次涨直到下次涨 潮至最高点潮至最高点，又进水发电又进水发电，如图丙如图丙。设海湾面积为设海湾面积为 5.0107m2，高潮与低潮间高度差高潮与低潮间高度差 为为 3.0 m，则一天内流水的平均功率为则一天内流水的平均功率为_MW。 解析解析潮汐发电其实质就是将海水的重力势能转化为电能潮汐发电其实质就是将海水的重力势能转化为电能。每次涨潮时流进海湾 每次涨潮时流进海湾 (落潮时流出海湾落潮时流出海湾)的海水的重力为的海水的重力为 mgShg1.01035.0107310 N 1.51012N，其重心高度变化为其重心高度变化为 h1.5 m。 一天内海水两进两出一天内海水两进两出，故水流功率为故水流功率为 P4mgh t 4 1.510121.5 243 600 W1.0108W100 MW。 答案答案 100