2016-2017学年高中物理第10章热力学定律4热力学第二定律学业分层测评新人教版选修

热力学第二定律(建议用时：45分钟)学业达标1第二类永动机不可能制成的原因的下列说法不正确的是()+A违背能量守恒定律B热量总是从高温物体传递到低温物体C机械能不能全部转化为内能D内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化E违背了热力学第二定律【解析】第二类永动机的设想并不违背能量守恒定律，但违背了“能量转化过程是有方向性的”规律，故A错在引起其他变化的情况下，热量可由低温物体非自发地传递到高温物体，故B错机械能可以全部转化为内能，故C错【答案】ABC2(2016·临汾高二检测)关于热力学定律和分子动理论，下列说法中不正确的是()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D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E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、C正确，由分子间作用力与分子间距离的关系可知，D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E项错误【答案】ADE3(2016·西安高二检测)下列说法中不正确的是()A电动机是把电能全部转化为机械能的装置B热机是将内能全部转化为机械能的装置C随着技术不断发展，可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能D虽然不同形式的能量可以相互转化，但不可能将已转化成内能的能量全部收集起来加以完全利用E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【解析】由于电阻的存在，电流通过电动机时一定发热，电能不能全部转化为机械能，A错误；根据热力学第二定律知，热机不可能将内能全部转化为机械能，B错误；C项说法违背热力学第二定律，因此错误，由于能量耗散，能源的可利用率降低，D正确，在电流做功的情况下，热量可以从低温物体向高温物体传递，故E正确【答案】ABC4下列说法中不正确的是()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热机的效率不可能大于1，但可能等于1D热机的效率必定小于1E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】本题要求全面领会开尔文表述的含义，同时注意语言逻辑性，开尔文表述没有排除热量可以完全转化为功，但必然要产生其他变化，比如气体等温膨胀，气体内能完全转化为功，但气体体积增大了，A错误；开尔文表述指出，热机不可能只有单一热库，但未必有两个热库，可能具有两个以上热库，B错误；由可知，只要Q20，1，如果Q20，则低温热库不存在，违背了开尔文表述，故C错误，D、E正确【答案】ABC5(2016·潍坊高二检测)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，使这个物体运动起来其原因的下列说法不正确的是()A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，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，内能转化成机械能是有条件的D机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化E以上说法均不正确【解析】机械能和内能可以相互转化，但必须通过做功来实现由热力学第二定律可知，内能不可能全部转化成机械能，同时不引起其他变化；无论采用任何设备和手段进行能量转化总是遵循选项A的表述【答案】ABE6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D一切物理过程都不可能自发地进行E功转变为热的实际宏观过程是不可逆的【解析】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；并不是所有符合能量守恒定律的宏观过程都能实现，故A、C正确，B、D错误，一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的，则E正确【答案】ACE7如图10­4­4所示，为电冰箱的工作原理示意图；压缩机工作时，强迫制冷剂在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，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外下列说法正确的是() 【导学号：11200095】图10­4­4A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，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D电冰箱的工作原理违背热力学第一定律E电冰箱除了将热量从低温热库传到高温热库外，工作过程中所产生的其他一切影响，不论用任何的办法都不可能加以消除【解析】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，是能的转化和守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C正确，D错误；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，必须借助于其他系统做功，A错误，B正确，故选B、C、E.【答案】BCE8(2016·青岛高二检测)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递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，而不引起其他变化第一种表述方式可以用图10­4­5甲来表示，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，请你根据第二种表述完成示意图乙【导学号：11200096】图10­4­5【解析】由图甲可知，使热量由低温物体传递到高温物体必伴随着压缩机的做功，即引起其他变化；对于第二种方式，热机工作时，从高温物体吸收热量，只有一部分用来对外做功，转变为机械能，另一部分热量要排放给低温物体，其表述示意图如右图所示能力提升9下列说法正确的是()A机械能和内能的转化具有方向性B电流的能不可全部转化为内能C第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但它是制造不出来的D在火力发电机中燃气的内能不可能全部转化成电能E第二类永动机既不违背能量守恒定律，也不违反热力学第二定律【解析】凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能，A、D正确；由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的能可全部转化为内能，而内能不可能全部转化为电流的能，B错误；第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违反热力学第二定律，是制造不出来的，C正确、E错误【答案】ACD10(2016·南京高二检测)关于热机和永动机，下列说法中正确的是()A效率为100%的热机是不可能制成的B第二类永动机可以制成C不需要任何外力做功而可正常运行的制冷机是不可能制成的D能把从单一热源吸收的热量全部用来做功而不引起其他变化的热机是可以实现的E能把从单一热源吸收的热量全部用来做功而不引起其他变化的热机是不能实现的【解析】热机在工作过程中，必然向外排出热量，故热机效率小于100 %，故A对；由热力学第二定律可得C对，B错；内能要全部转化为机械能，必须借助外界的帮助，因而一定会引起其他变化，故D错，E对【答案】ACE11(2016·青岛模拟)有以下说法：A气体的温度越高，分子的平均动能越大B即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速度是非常小的C对物体做功不可能使物体的温度升高D如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关E一由不导热的器壁做成的容器，被不导热的隔板分成甲、乙两室甲室中装有一定质量的温度为T的气体，乙室为真空，如图10­4­6所示，提起隔板，让甲室中的气体进入乙室，若甲室中气体的内能只与温度有关，则提起隔板后当气体重新达到平衡时，其温度仍为T图10­4­6F空调机作为制冷机使用时，使热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的G对于一定量的气体，当其温度降低时，速率大的分子数目减小，速率小的分子数目增加H从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的其中正确的是_【导学号：11200097】【答案】ABEG12(2016·石家庄高二检测)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13一辆汽车的发动机输出功率为66.15 kW，每小时耗(柴)油14 kg，请计算发动机的效率(柴油的燃烧值为4.3×107 J/kg)【导学号：11200098】【解析】计算发动机的热效率可根据热机效率的定义，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，然后再求效率发动机每小时做的功WPt66 150 W×3 600 s2.38×108 J完全燃烧14 kg柴油放出的能量Q总4.3×107 J/kg×14 kg6.02×108 J有用功的能量Q有W2.38×108 J所以×100%39.5%发动机的效率是39.5%.【答案】39.5%