课时作业(7) 热力学第二定律（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（粤教版2019）

课时作业(7)热力学第二定律 [对应学生用书P120] 1．热力学定律表明自然界中进行的热现象的宏观过程(　　) A．有的只遵守热力学第一定律 B．有的只遵守热力学第二定律 C．有的既不遵守热力学第一定律，也不遵守热力学第二定律 D．所有的都遵守热力学第一、第二定律 D　[热力学第一、第二定律是热力学的基本定律，对所有涉及热现象的宏观过程都成立．选项D正确．] 2．下列说法正确的是(　　) A．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 B．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的 C．电能不可能全部转化为内能 D．热量不可能从低温物体传到高温物体 B　[由ΔU＝W＋Q可知，A项错误；第二类永动机违背了热力学第二定律，所以制造不出来，B项正确；电流通过纯电阻电路可使电能全部转化为内能，C项错误；在一定条件下热量可以从低温物体传到高温物体，D项错误．] 3．关于能源的开发和利用，下列观点不正确的是(　　) A．能源是有限的，无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为 B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的 C．能源的开发和利用，必须同时加强对环境保护 D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的主要途径 B　[能量守恒定律是自然界普遍存在的规律，但由于能量耗散以及便于利用，可利用能源减少，所以仍存在能源危机问题．] 4．(多选)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 B．一切不违背能量守恒定律的物理过程都是可以实现的 C．由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行 D．一切物理过程都不可能自发地进行 AC　[由热力学第二定律的物理意义知，A、C正确，D错误；不违背能量守恒定律的物理过程，如果违背热力学第二定律，也是无法实现的，故B错误．] 5．(多选)根据热力学定律，下列说法中正确的是(　　) A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递 B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 C.科技的进步可以使内燃机成为单一热库的热机 D．对能源的消耗会使自然界的能量不断减少 AB　[要想将热量从低温物体向高温物体传递，必须要由外界对其做功才可以完成，A、B选项均是这样的应用实例，A、B正确；内燃机将燃料的化学能转化为内能再转化为机械能，不可能成为单一热库的热机，C选项违背了热力学第二定律，C错误；由能量守恒定律可知，能源的消耗不会使自然界的能量减少，D错误．] 6．我们绝不会看到一个放在水平地面上的物体，靠降低温度可以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成机械能，只有机械能才会转化成内能 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 C　[此现象说明了机械能和内能之间转化的方向性，并不违反能量守恒定律，因此，C正确，A、B、D错误．] 7.如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q内为真空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则 (　　) A．气体的体积膨胀，内能增加 B．气体分子势能减少，内能增加 C．气体分子势能增加，压强可能不变 D．Q中气体不可能自发地全部退回到P中 D　[当阀门K被打开，P中气体进入Q中，由于Q中为真空，且系统与外界没有热交换，所以气体内能不变，选项A、B错误；气体体积增大，温度不变，压强减小，选项C错误；由热力学第二定律可知，Q中气体不可能自发地全部退回到P中，所以选项D正确．] 8．热力学第二定律常见的表述有以下两种： 第一种表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体； 第二种表述：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． 图甲是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体．请你根据第二种表述完成示意图乙．根据你的理解，热力学第二定律的实质是________________________． 解析　从低温物体向高温物体传递热量是通过制冷机完成的，需要外界对制冷机做功；反过来热量从高温物体传向低温物体，是伴随着热机对外界做功同时发生的． 答案　如图所示　一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性 9．能源是当今社会快速发展面临的一大难题．由此，人们想到了永动机，关于第二类永动机，甲、乙、丙、丁4名同学争论不休． 甲：第二类永动机不违反能量守恒定律，应该可以制造成功． 乙：虽然内能不可能全部转化为机械能，但在转化过程中可以不引起其他变化． 丙：摩擦、漏气等因素导致能量损失，第二类永动机也因此才不能制成． 丁：内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因． 你认为以上说法正确的是(　　) A．甲　　　　 B．乙　　　　 C．丙　　　　 D．丁 D　[第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，甲同学说法错误；内能在转化为机械能的过程中要生热，所以要引起其他变化，乙同学说法错误；第二类永动机不能制成的原因是违反了热力学第二定律，丙同学说法错误；内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因，丁同学说法正确．] 10．下列说法中正确的是(　　) A．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机 B.随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度 C．第一类永动机违背热力学第一定律 D．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性 D　[由于能量转移或转化是有方向性的，虽然能量守恒，但是还会产生能源危机，故A错误；绝对零度只能无限接近，不能达到，故B错误；第一类永动机违背能量的转化和守恒定律，不能制造出来，不是违背了热力学第一定律，故C错误；根据热力学第二定律，自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故D正确．] 11．制冷机是一种利用工作物质，使热量从低温物体传到高温物体的装置，通过制冷机的工作可以使一定空间内的物体温度低于环境温度并维持低温状态．夏天，将房间一台正在工作的电冰箱的门打开，这是否可以降低室内的平均温度？为什么？ 解析　不会降低室内的平均温度．若将一台正在工作的电冰箱的门打开，尽管可以不断向室内释放冷气，但同时冰箱的箱体也向室内散热，就整个房间来说，由于外界通过导线不断有能量输入，室内的温度会不断升高． 答案　见解析 12．某地的平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m的圆面，如果这个风车能将此圆内10%的气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多少？ 解析　首先可以求出在时间t内作用于风车的气流质量为m＝πr2vtρ， 这些气流的动能为mv2 转变的电能为E＝mv2×10%， 故风车带动电动机功率为P＝＝πr2ρv3×10%， 代入数据得P≈3.4 kW. 答案　3.4 kW 学科网（北京）股份有限公司 $$