高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册4.3 热力学第二定律一课一练

这是一份高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册4.3 热力学第二定律一课一练，共6页。试卷主要包含了用各种方法使物体的内能发生改变，热力学系统和外界，永动机不可能制成，下列说法错误的是，判断下列说法的正误等内容，欢迎下载使用。
【优选】第3节热力学第二定律-1优选练习一．填空题1．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的。做功使________________转化为内能；热传递使物体间的内能___________2．一种海浪发电机的气室如图所示，工作时，活塞随海浪上升活下降，改变气室中空气的压强，从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭，气室先后经历吸入．压缩和排出空气的过程，推动出气口处的装置发电，气室中的空气可视为理想气体．
（1）下列对理想气体的理解，正确的有         ．
（A）理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型
（B）只要气体的压强不是很高就可视为理想气体
（C）一定质量的某种理想气体的内能与温度．体积都有关
（D）在任何温度．任何压强下，理想气体都遵循气体的实验定律
（2）压缩过程中，两个阀门均关闭，若此过程中，气室中的气体与外界无热量交换，内能增加了3.4×104J，则该气体的分子平均动能    （选填“增大”“减小”或“不变”），活塞对该气体所做的功          （选填“大于”“小于”或“等于”）3.4×104J．
（3）上述过程中，气体刚被压缩时的温度为27℃，体积为0.224m3，压强为1个标准大气压，已知1 mol气体在1个标准大气压．0℃时的体积为22.4L，阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023mol-1，计算此时气室中气体的分子数（计算结果保留一位有效数字）3．用各种方法使物体的内能发生改变：a．电炉通电后发热；b．一杯开水放在桌面上冷却；c．阳光照射下冰块融化；d．锯木头时，锯片发烫；e．人坐在火炉旁取暖；f．用打气筒给自行车打气后，打气筒变热．其中属于做功使物体内能改变的是_____；属于热传递使物体内能改变的是____．4．热力学系统和外界（1）热力学系统：由_______组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统。（2）外界：系统之外与系统发生_______的其他物体统称外界。 5．永动机不可能制成（1）第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地_______的机器．（2）第一类永动机由于违背了_______，所以不可能制成． 6．热机的效率要小于1，这说明能量的转化是有       的；热量总是从高温物体向低温物体传递，这说明能量的转移也是           的7．下列说法错误的是（　 　）A．液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点B．杯中的茶水慢慢冷却，该过程中有的水分子的运动速率反而增大了C．在南方的梅雨季节，湿衣服较不容易晾干，这是相对湿度较大的缘故D．空调可以把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外而不引起其他变化8．在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24KJ的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5KJ的热量。在上述两个过程中，空气的内能共减小 _____KJ,空气 ______（选填“吸收”或“放出”）的总热量为_________kJ.9．给一定质量的温度为0℃的水加热，在水的温度由0℃上升到4℃的过程中，水的体积随着温度的升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”．查阅资料知道：在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的．由此可知，反常膨胀时，水分子的平均动能________(选填“增大”“减小”或“不变”)，吸收的热量________(选填“大于”“小于”或“等于”)所有水分子的总势能增加量．10．判断下列说法的正误。（1）热量不会从低温物体传给高温物体。（____）（2）机械能可以完全转化为内能，而内能不可能完全转化为机械能。（____）（3）可以从单一热库吸收热量，使之完全变为功。（____）（4）能源是取之不尽．用之不竭的。（____） 11．热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能_______地从低温物体传到_______温物体，阐述的是传热的_______性。 12．热力学第二定律的开尔文表述：（1）热机①热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的________变成工作物质的内能；第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成_______。②热机用于做功的热量一定_______它从高温热库吸收的热量，即W_______Q；（2）热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之_______，而不产生其他影响。（该表述阐述了机械能与内能转化的方向性） 13．焦耳的实验绝热过程：系统不从外界______，也不向外界______的过程。 14．一种冷暖两用型空调，铭牌标注：输入功率1 kW，制冷能力为1.2×104 kJ/h，制热能力为1.3×104 kJ/h.这样，该空调在制热时，每消耗1 J电能，将放出3 J多热量，是指标错误吗？答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；能量守恒吗？答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   
15．热量总是自发地从高温物体传递给低温物体，这说明热传递过程具有___________；冰箱工作时，能把冰箱内的热量传递到冰箱外，这___________（填“违反“或“不违反“）热力学第二定律。 16．如图所示，一导热性良好的气缸竖直放置于恒温的环境中，气缸内有一质量不可忽略的水平活塞，将一定质量的理想气体封在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，气缸不漏气，整个装置处于平衡状态．活塞上放置一广口瓶，瓶中盛有一定量的酒精，经过一段较长时间后，与原来相比较，气体的压强________(填“减小”．“不变”或“增大”)，气体________(填“吸热”或“放热”)．17．如图所示的蹦蹦球是一种儿童健身玩具．某同学将充足气的蹦蹦球摔向地面，球与地面撞击的过程可看作是绝热过程．与撞击前相比，球内气体分子的密集程度　   　（选填“增大”．“不变”或“减小”），气体的内能　     　（选填“增大”．“不变”或“减小”）．18．在两个物体发生热传递过程中，高温的物体       热量，其内能      ；低温物体       热量，其内能     ；直到两物体      相同，热传递才停止．
参考答案与试题解析1．【答案】    (1). 其他形式的能    (2). 发生转移【解析】做功使得其他形式的能转化内能，热传递使得物体间的内能发生转移． 2．【答案】（1）AD（2）增大；等于（3）此时气室中气体的分子数为5×1024个【解析】（1）在任何温度．任何压强下，理想气体都遵循气体的实验定律的称为理想气体，理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型，一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关，故AD正确BC错误；
故选：AD．
（2）由题意内能增加，理想气体的内能只与温度有关，故温度升高，则气体的分子平均动能增大；
根据热力学第一定律：△U=Q+W，3.4×104J=0+W
得：W=3.4×104J．
故答案为：增大；等于．
（3）设气体的在标准状态时的体积为V1，等压过程： 3．【答案】adf；bce．【解析】a．电炉通电后发热：是电流做功，使电炉发热；b．一杯开水放在桌面上冷却，是水的热量向空气中传递，水温下降；c．阳光照射下冰块融化：太阳的热传递到冰块上，使冰吸热融化；d．锯木头时，锯片发烫：锯子摩擦木头做功，产生热量；e．人坐在火炉旁取暖：火炉的温度传递到人的身上，使人感觉暖和；f．用打气筒给自行车打气后，打气筒变热：打气筒的活塞摩擦筒壁产生热量，是做功．
故属于做功的是：adf  属于热传递的是：bce　4．【答案】大量分子    相互作用    【解析】略5．【答案】对外做功    能量守恒定律    【解析】略6．【答案】方向性；有方向性【解析】热机的效率小于1，是因为总有一些能量散发到空气中，成为无用的能量，这说明能量转化是有方向性的．热量总是从高温物体向低温物体传递，但是热量要从高温物体传到低温物体必须要有一定的外界条件，这说明能量的转移也是有方向性的7．【答案】D【解析】A．液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故A正确，不合题意；B．根据麦克斯韦速率分布规律，当温度降低时，大部分液体分子的速率减小，但个别分子的速率可能增大了，故B正确，不合题意；C．在南方的梅雨季节，空气中的相对湿度较大，蒸发变慢，湿衣服不容易晾干，故C正确，不合题意；D．根据热力学第二定律，空调把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外需要消耗电能，故D错误，符合题意。故选D。8．【答案】    (1). 5；    (2). 放出；    (3). 29【解析】将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，即内能不变，外界做的功等于放出的热量．潜入海底的过程中放出的热量等于空气的内能减小．所以放出的总热量是5+24=29KJ，内能的变化：△E=W+Q=24-29=-5KJ，即内能减小5KJ． 9．【答案】    (1). 增大    (2). 大于【解析】温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大；分子的平均动能增大，所有水分子间的总势能增大，内能是增大的。同时对外做功，根据热力学第一定律，吸收的热量大于所有水分子的总势能增加量． 10．【答案】错误    错误    正确    错误    【解析】略11．【答案】自发    高    方向    【解析】略12．【答案】化学能    机械能    小于    <    完全变成功    【解析】略13．【答案】吸热    放热    【解析】略14．【答案】否　守恒【解析】空调制冷．制热靠压缩机做功，从室内(室外)吸收热量放到室外(室内)．空调从室内吸收的热量放到室外，完全可以大于电能消耗．这既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律，即指标正确，总能量仍守恒． 15．【答案】(1). 方向性    (2). 不违反【解析】[1]热量总是自发地从高温物体传递给低温物体，这说明热传递过程具有方向性；[2]由热力学第二定律知，热量不能自发的有低温物体传到高温物体，除非施加外部的影响和帮助；电冰箱把热量从低温的内部传到高温外部，需要压缩机的帮助并消耗电；故热量不可以自发地从冰箱内传递到冰箱外，但借助压缩机可以实现热量传到冰箱外，故电冰箱的工作原理没有违反热力学第二定律。 16．【答案】减小　吸热【解析】由于酒精蒸发，所以质量变小，气体的压强为pS＝mg＋p0S，气体的压强减小．因为气缸为导热气缸，所以气体的变化为等温变化，因为压强减小，体积增大，温度不变，所以要吸热． 17．【答案】不变，增大【解析】【考点】热力学第一定律；热力学第二定律．【分析】将充足气的蹦蹦球摔向地面时，球与地面撞击的后球的统计不变，而球的机械能减小，减小的机械能转化为球内气体的内能，由此分析即可．【解答】解：在充足气的蹦蹦球摔向地面时，球与地面发生撞击，在撞击后球反弹的速度小于碰撞前的速度，可知小球的机械能减小，由能量的转化与守恒可知，球损失的机械能转化为球内气体的内能，所以气体的内能增大．由于蹦蹦球是充足气的，球在与地面碰撞后体积不变，球内的气体的质量也不变，所以球内气体分子的密集程度不变．故答案为：不变，增大  18．【答案】放出；减小；吸收；增大；温度．【解析】当两个温度不同的物体相接触后，就会发生热传递．在热传递过程中，高温的物体放出热量，内能减小；低温物体吸收热量，内能增加；当两个物体的温度相同时，热传递结束；