第3章 3&4 能量守恒定律&热力学第二定律(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

[基础训练] 1．(多选)下列关于能量转化的现象的说法，正确的是(　　) A．用太阳灶烧水是太阳能转化为内能 B．白炽灯发光是电能转化为内能 C．核电站发电是电能转化为内能 D．生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是动能转化为内能 解析　核电站是核能转化为电能，生石灰使水温升高是化学能转化为内能。 答案　AB 2．(多选)自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。关于几种常见能源说法正确的是(　　) A．电能是二级能源 B．氢气是一级能源 C．天然气是一级能源 D．焦炉气是一级能源 解析　电能、氢气和焦炉气是二级能源，天然气是一级能源。 答案　AC 3．热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程(　　) A．都具有方向性 B．只是部分具有方向性 C．没有方向性 D．无法确定 解析　自由界中所有涉及热现象的宏观过程都具有方向性。 答案　A 4．(多选)关于热力学定律，下列说法不正确的是(　　) A．在一定条件下物体的温度可以降到0 K B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功 C．吸收了热量的物体，其内能一定增加 D．压缩气体总能使气体的温度升高 解析　绝对零度不可能达到，A错误；根据热力学第二定律，物体从单一热源吸收的热量全部用于做功而引起其他变化是可能的，故B正确；物体从外界吸收热量同时对外做功，根据热力学第一定律可知内能可能增加、减小或不变，选项C错误；压缩气体，外界对气体做正功，气体同时可能向外释放热，根据热力学第一定律可知气体内能可能减少，温度降低，D错误。 答案　ACD 5．下列说法正确的是(　　) A．一切涉及热现象的宏观自然过程都具有方向性 B．一切不违反能量守恒与转化定律的物理过程都是可能实现的 C．一切物理过程都能自发进行 D．一切物理过程都不可能自发地进行 解析　一切自发进行的与热现象有关的宏观过程都是具有方向性的，A正确；第二类永动机不违背能量守恒定律，但是不能实现，B错误；根据热力学第二定律可知一部分物理过程能自发进行，故C、D错误。 答案　A 6．(多选)关于热现象和热学规律，下列说法不正确的是(　　) A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度，最终实现热机效率100% B．热量是不可能从低温物体传递给高温物体的 C．第二类永动机遵从能量守恒，故能做成 D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105 J，同时空气向外界放出热量1.5×105 J，则空气的内能增加了0.5×105 J 解析　由热力学第二定律知B、C错误；绝对零度不可达到，A错误；由热力学第一定律知D正确。 答案　ABC 7．(多选)用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象，关于这一现象的正确说法是(　　) A．这一实验过程不违反热力学第二定律 B．在实验过程中，热水一定降温，冷水一定升温 C．在实验过程中，热水的内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能 D．在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全部转化成冷水的内能 解析　自然界中的任何现象或过程都不违背热力学定律，本实验现象也不违反热力学第二定律，A项正确；整个过程中能量守恒且热现象有方向性，B项正确；在绝热过程中，热水中的内能除转化为电能外，还升高金属丝的温度，内能不能全部转化为电能，电能除转化为冷水的内能外，还升高金属丝的温度，电能不能全部转化为冷水的内能，C、D项错误。 答案　AB [能力提升] 8．我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，把内能自发地转化为动能而运动起来。其原因是(　　) A．这违反了能量守恒定律 B．在任何条件下内能都不可能转化为机械能，只有机械能转化为内能 C．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 D．以上说法均不正确 解析　该过程不一定违反能量守恒定律，A错误；机械能和内能可以相互转化，但必须通过做功来实现，B、D错误，C正确。 答案　C 9．(多选)下列说法不正确的是(　　) A．功可以完全转化为热量，而热量不可以完全转化为功 B．热机必须是具有两个热库，才能实现热功转化 C．热机的效率必定小于1 D．随着节能减排措施的不断完善，最终也不会使汽车和热机的效率达到100% 解析　热力学第二定律的开尔文表述没有排出热量可以全部转化为功，但必然产生其他变化，选项A错误；热力学第二定律的开尔文表述，热机不可能只有单一热库，但未必有两个热库，可能有两个以上热库，选项B错误；由η＝可知Q2≠0，η<1，如果Q2＝0则低温热源不存在，即违背了热力学第二定律，C、D正确。 答案　AB 10．(多选)人类在社会生产活动中会大量消耗能源，下列关于能源的话题中说法正确的是(　　) A．原子核发生变化时释放的核能是一种很重要的新型能源，核能的利用不会对环境产生影响 B．大量消耗常规能源增加了大气中二氧化碳含量，由此会产生“温室效应” C．煤炭中常常含有较多的硫，大量燃烧形成的二氧化硫等物质使雨水中酸度升高，形成“酸雨” D．能量耗散现象反映了在一些特殊过程中能量并不守恒，从而导致能源不可再生 解析　核能是一种很重要的新型能源，核能的利用对环境产生的影响小于化石能源的影响，故A错误；大量消耗常规能源增加了大气中二氧化碳含量，由此会产生“温室效应”，故B正确；煤炭中常常含有较多的硫，大量燃烧形成的二氧化硫等物质使雨水中酸度升高，形成“酸雨”，故C正确；能量守恒定律是无条件成立的；能量耗散现象反映了自然界的宏观热现象的方向性，说明虽然能量守恒，但能量可利用的品质降低了，依然要节约能源，故D错误。 答案　BC 11．关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是(　　) A．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，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的 C．在分子力作用范围内，分子力总是随分子间距离的增大而减小 D．温度升高时，物体中每个分子的运动速率都将增大 解析　由热力学第二定律可知，A错误，B正确；由分子间作用力与分子间距的关系可知，C项错误；温度升高时，物体中分子平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，即并不是每个分子的运动速率都增大，故D项错误。 答案　B 12．炎炎夏日，两位同学在充满凉意的空调室内，就空调机的工作过程是否遵循热力学第二定律的问题发生了争论。 甲同学说：“空调机工作时，不断地把热量从室内传到室外，即从低温物体传到高温物体，可见它并不遵循热力学第二定律。” 乙同学说：“热力学第二定律是热力学系统的普遍规律，空调机的工作过程不可能违反它。” 两人各执一词，都无法使对方信服。请你对他们的论点作出评价。 解析　空调机和电冰箱都是制冷机，它们的工作原理基本相同。为了便于解析，我们以电冰箱为研究对象，认识它的基本结构和工作过程。从冰箱的原理图可以知道，电冰箱由压缩机、冷凝器、毛细管(节流阀)、蒸发器四个部分组成。这四个部分由管道连接，组成一个密闭的连通器系统，制冷剂作为工作物质，由管道输送，经过这四个部分，完成工作循环。 压缩机是电冰箱的“心脏”，它消耗电能对来自蒸发器的制冷剂蒸汽做功，使它变成高温高压的蒸汽(如p≈9.1 atm，t≈46 ℃)。然后这些高温高压的蒸汽来到冷凝器，向低温的环境(空气)放热，同时自身被冷却而凝成低温高压的液体(如p＝8.9 atm，t＝37.4 ℃)，这些低温高压的液态制冷剂由过滤器滤掉水分和杂质，进入毛细管，经节流阀膨胀，变为低温低压的液体(如p≈1.5 atm，t≈－20 ℃)，随后进入电冰箱的蒸发器。在那里，这些低温低压的液态制冷剂在低压条件下迅速汽化，从外界(电冰箱内)吸收大量的热量，使那儿的温度降低。这样就完成了一个制冷循环。由此可见乙同学的论点正确。 答案　见解析 学科网（北京）股份有限公司 $$