2019高中物理第十章課時作業(yè)（十六）5熱力學(xué)第二定律的微觀解釋6能源和可持續(xù)發(fā)展（含解析）.docx

5熱力學(xué)第二定律的微觀解釋6能源和可持續(xù)發(fā)展 全員參與基礎(chǔ)練1(2014廣州高二檢測)下列說法中，正確的是()A機(jī)械能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化是可逆的B氣體向真空的自由膨脹是可逆的C如果一個“宏觀態(tài)”對應(yīng)的“微觀態(tài)”比較多，就說明這個“宏觀態(tài)”是比較有序的D如果一個“宏觀態(tài)”對應(yīng)的“微觀態(tài)”比較多，就說明這個“宏觀態(tài)”是比較無序的【解析】根據(jù)熱力學(xué)第二定律，A、B錯誤，根據(jù)有序和無序的物理意義，C錯誤，D正確【答案】D2(多選)(2015濟(jì)南高二檢測)關(guān)于“溫室效應(yīng)”，下列說法正確的是()A太陽能源源不斷地輻射到地球上，由此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”B石油和煤炭燃燒時產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中的二氧化碳的含量，由此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”C“溫室效應(yīng)”使得地面氣溫上升、兩極冰雪融化D“溫室效應(yīng)”使得土壤酸化【解析】“溫室效應(yīng)”的產(chǎn)生是由于石油和煤炭燃燒時產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量它的危害是使地面氣溫上升、兩極冰雪融化、海平面上升及淹沒沿海城市、海水向河流倒灌、耕地鹽堿化等，故B、C選項(xiàng)正確【答案】BC3下列關(guān)于熵的有關(guān)說法錯誤的是()A熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動無序性的量度B在自然過程中熵總是增加的C熱力學(xué)第二定律也叫做熵減小原理D熵值越大代表越無序【解析】根據(jù)熵增加原理，不可逆過程總是朝著熵增大的方向進(jìn)行【答案】C4下列供熱方式最有利于環(huán)境保護(hù)的是()A用煤做燃料供熱B用石油做燃料供熱C用天然氣或煤氣做燃料供熱D用太陽能灶供熱【解析】煤、石油、天然氣等燃料的利用，使人類獲得大量的內(nèi)能，但由于這些燃料中含有雜質(zhì)以及燃燒的不充分，使得廢氣中含有粉塵、一氧化碳、二氧化碳等物質(zhì)污染了大氣而太陽能是一種無污染的能源，應(yīng)大力推廣，故答案應(yīng)選D.【答案】D5(多選)關(guān)于第二類永動機(jī)，下列說法正確的是()A沒有冷凝器，只有單一的熱源，能將從單一熱源吸收的熱量全部用來做功，而不引起其他變化的熱機(jī)叫做第二類永動機(jī) B第二類永動機(jī)違反了能量守恒定律，所以不可能制成 C第二類永動機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D第二類永動機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時不引起其他變化【解析】根據(jù)第二類永動機(jī)的定義可知A選項(xiàng)正確，第二類永動機(jī)不違反能量守恒定律，而是違反熱力學(xué)第二定律，所以B選項(xiàng)錯誤機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能在引起其他變化時可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，C選項(xiàng)錯誤，D選項(xiàng)正確所以，該題的正確答案是A、D.【答案】AD6若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體，下列說法中正確的是()A氣體分子間的作用力增大B氣體分子的平均速率增大 C氣體分子的平均動能減小D氣體組成的系統(tǒng)的熵增加【解析】考慮氣體分子間作用力時，若分子力是引力，分子間距從r0增大，則分子力先增大后減小，A錯誤氣泡上升過程中溫度不變，分子平均動能不變，分子平均速率也不變，B、C錯誤氣泡上升過程中體積膨脹，分子勢能增加，內(nèi)能增大，而對外做功，故氣體一定吸收熱量，又因?yàn)闇囟炔蛔儯势潇乇卦黾?，D正確【答案】D7(多選)(2015南充一中高二檢測)下列哪些現(xiàn)象能夠發(fā)生，并且不違背熱力學(xué)第二定律()A一杯熱茶在打開杯蓋后，茶會自動變得更熱B蒸汽機(jī)把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C桶中混濁的泥水在靜置一段時間后，泥沙下沉，上面的水變清，泥、水自動分離D電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體【解析】A、B都違背了熱力學(xué)第二定律，都不能發(fā)生C中系統(tǒng)的勢能減少了，D中消耗了電能，所以不違背熱力學(xué)第二定律，均能發(fā)生【答案】CD8(多選)倒一杯熱水，然后加入適當(dāng)?shù)奶呛螅菚咳苡谒?，但一段時間后又觀察到杯底部有糖結(jié)晶，關(guān)于這個過程下列敘述正確的是()A溶解過程是自發(fā)的，結(jié)晶過程也是自發(fā)的，因此熱力學(xué)第二定律是錯誤的B溶解過程是有序向無序轉(zhuǎn)變的過程C結(jié)晶過程是有序向無序轉(zhuǎn)變的過程D結(jié)晶過程不是自發(fā)的，因?yàn)橛型饨绲挠绊憽窘馕觥咳芙夂徒Y(jié)晶過程必須滿足一定的條件才能進(jìn)行，不是自發(fā)的，A錯誤D正確；溶解過程是有序向無序轉(zhuǎn)變的過程，結(jié)晶過程是無序向有序轉(zhuǎn)變的過程，B正確C錯誤【答案】BD超越自我提升練9用隔板將一絕熱容器隔成A和B兩部分，A中盛有一定質(zhì)量的理想氣體，B為真空(如圖1053甲)現(xiàn)把隔板抽去，A中的氣體自動充滿整個容器(如圖1053乙)，這個過程稱為氣體的自由膨脹下列說法正確的是() 甲乙圖1053A自由膨脹過程中，氣體分子只做定向運(yùn)動B自由膨脹前后，氣體的壓強(qiáng)不變 C自由膨脹前后，氣體的溫度不變 D容器中的氣體在足夠長的時間內(nèi)，能全部自動回到A部分【解析】氣體向真空膨脹，不對外做功，在充滿整個容器過程中也沒有熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知內(nèi)能不變，溫度不變，C正確；氣體膨脹后體積增大，溫度不變，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知?dú)怏w壓強(qiáng)減小，B錯誤；自然過程是大量分子從有序運(yùn)動狀態(tài)向無序運(yùn)動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程，但其逆過程卻不能自動地進(jìn)行，A、D錯誤【答案】C10柴油機(jī)使柴油燃料在汽缸中燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，高溫高壓的氣體推動活塞做功，氣體的內(nèi)能又轉(zhuǎn)化為柴油機(jī)的機(jī)械能燃燒相同的燃料，輸出的機(jī)械能越多，表明柴油機(jī)越節(jié)能是否節(jié)能是衡量機(jī)器性能好壞的重要指標(biāo)有經(jīng)驗(yàn)的柴油機(jī)維修師傅，不用任何儀器，只要將手伸到柴油機(jī)排氣管附近，去感覺一下尾氣的溫度，就能夠判斷出這臺柴油機(jī)是否節(jié)能，真是“行家伸伸手，就知有沒有”，關(guān)于尾氣的溫度跟柴油機(jī)是否節(jié)能之間的關(guān)系，你認(rèn)為正確的是()A尾氣的溫度越高，柴油機(jī)越節(jié)能B尾氣的溫度越低，柴油機(jī)越節(jié)能C尾氣的溫度高低與柴油機(jī)是否節(jié)能無關(guān)D以上說法均不正確【解析】氣體的內(nèi)能不可能完全轉(zhuǎn)化為柴油機(jī)的機(jī)械能，柴油機(jī)使柴油燃料在它的汽缸中燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體，是一個高溫?zé)嵩?，而柴油機(jī)排氣管排出的尾氣是一個低溫?zé)嵩锤鶕?jù)能量守恒，這兩個熱源之間的能量差就是轉(zhuǎn)換的機(jī)械能，燃燒相同的燃料，要想輸出的機(jī)械能越多，尾氣的溫度就要越低，故B正確【答案】B11某地的平均風(fēng)速為5 m/s，已知空氣密度是1.2 kg/m3，有一風(fēng)車，它的車葉轉(zhuǎn)動時可形成半徑為12 m的圓面，如果這個風(fēng)車能將此圓內(nèi)10%的氣流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，則該風(fēng)車帶動的發(fā)電機(jī)功率是多大？【解析】首先可以求出在時間t內(nèi)作用于風(fēng)車的氣流質(zhì)量為mr2vt，這些氣流的動能為Ekmv2，故風(fēng)車帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率為Pr2v310%代入數(shù)據(jù)以后得P3.4 kW.【答案】3.4 kW12能源問題是當(dāng)前熱門話題，傳統(tǒng)的能源煤和石油，由于儲量有限，有朝一日要被開采完，同時在使用過程中也會帶來污染，尋找新的、無污染的能源是人們努力的方向，利用潮汐發(fā)電即為一例如圖1054表示的是利用潮汐發(fā)電，左方為陸地和海灣，中間為大壩；其下有通道，水經(jīng)通道可帶動發(fā)電機(jī)漲潮時，水進(jìn)入海灣，待內(nèi)外水面高度相同時，堵住通道，如圖甲潮落至最低點(diǎn)時放水發(fā)電，如圖乙待內(nèi)外水面高度相同時，再堵住通道，直到下次漲潮至最高點(diǎn)，又進(jìn)水發(fā)電，如圖丙設(shè)海灣面積為5.0107 m2，高潮與低潮間高度差為3.0 m，則一天內(nèi)流水