eq \f( 基礎(chǔ)鞏固練,?25分鐘·滿分60分? )
一、選擇題(本題共9小題，每題6分，共54分)
1．我們絕不會看到：一個放在水平地面上的物體，靠降低溫度，可以把內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為動能，使這個物體運動起來。其原因是( C )
A．這違反了能量守恒定律
B．在任何條件下內(nèi)能都不可能轉(zhuǎn)化為機械能，只有機械能才會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C．機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能是有條件的
D．以上說法均不正確
解析：機械能和內(nèi)能可以相互轉(zhuǎn)化，但必須通過做功來實現(xiàn)。由熱力學第二定律可知，內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化成機械能，同時不引起其他變化。
2．(2021·浙江嘉興月考)人人選擇綠色出行方式，個個踐行低碳生活理念，“低碳”要求我們節(jié)約及高效利用能源，關(guān)于能源與能量，下列說法中正確的是( C )
A．能量被使用后就消失了，所以要節(jié)約能源
B．自然界中石油、煤炭等能源可供人類長久使用
C．人類應多開發(fā)和利用風能、太陽能、核能等新能源
D．人類不斷地開發(fā)和利用新的能源，所以能量可以被創(chuàng)造
解析：根據(jù)能量守恒定律，能量不會消失也不會被創(chuàng)造，故AD錯誤；自然界中石油、煤炭等能源是不可再生資源，不能被人類長久使用，故B錯誤；風能、太陽能、核能等清潔的新能源，人類應多開發(fā)和利用，故C正確。
3．下列說法正確的是( C )
A．熱力學第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性
B．電流流過導體轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，反過來，可將內(nèi)能收集起來，再轉(zhuǎn)化成相同大小的電流
C．可以做成一種熱機，由熱源吸取一定的熱量而對外做功
D．冰可以熔化成水，水也可以結(jié)成冰，這個現(xiàn)象違背了熱力學第二定律
解析：熱力學第二定律說明了一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是有方向性的，但并沒有否定以特殊方式利用能量的可能性，故A項錯誤；功和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性，其逆過程是不可能自發(fā)實現(xiàn)的，故B項錯誤；只要不要求吸收的熱量全部用來做功而不產(chǎn)生其他影響，可以做成一種熱機，由熱源吸取一定熱量而對外做功，故C項正確；冰熔化成水，水結(jié)成冰，伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，不是自發(fā)進行的，沒有違背熱力學第二定律，故D項錯誤。
4．(2021·北京市朝陽區(qū)模擬)下列說法中正確的是( B )


A．圖甲中，兩個分子從很遠處逐漸靠近，直到不能再靠近為止的過程中，分子間相互作用的合力先變小后變大
B．圖乙中，在測量分子直徑時，可把油膜厚度視為分子直徑
C．圖丙中，猛推木質(zhì)推桿，密閉的氣體溫度升高，壓強變大，氣體對外界做功
D．圖丁中，電冰箱的工作過程表明，熱量可以自發(fā)的從低溫物體向高溫物體傳遞
解析：在使兩個分子間的距離由很遠(r＞10－9 m)減小到很難再靠近的過程中，分子力開始時是引力，先增大，后減小，再變成斥力后逐漸增大，故A錯誤；乙圖中，在測量油酸分子直徑時，可把油膜厚度視為分子直徑，故B正確；丙圖中，猛推木質(zhì)推桿，該過程中氣體的體積減小，外界對氣體做功，密閉的氣體溫度升高，壓強變大，故C錯誤；丁圖中，電冰箱的工作過程表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞，在該過程中壓縮機做功，產(chǎn)生其他的變化，故D錯誤。
5．(多選)下列說法中正確的是( BCD )
A．隨著科學技術(shù)的發(fā)展，制冷機的制冷溫度可以降到－280 ℃
B．熱量可以從低溫物體傳到高溫物體
C．無論科技怎樣發(fā)展，第二類永動機都不可能實現(xiàn)
D．無論科技怎樣發(fā)展，都無法判斷一物體溫度升高是通過做功還是熱傳遞實現(xiàn)的
解析：制冷機的制冷溫度不可能降到－273.15 ℃以下，A錯誤；在一定條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，B正確；不可能從單一熱庫吸熱使之完全變成功而不產(chǎn)生其他影響，即第二類永動機永遠不可能實現(xiàn)，C正確；做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，無論科技怎樣發(fā)展，都無法判斷一物體的溫度升高是通過做功還是熱傳遞實現(xiàn)的，D正確。
6．(多選)(2020·云南紅河州河口一中高二上開學測試)下列哪些現(xiàn)象屬于能量的耗散( BD )
A．利用水流能發(fā)電產(chǎn)生電能B．電能在燈光中變成光能
C．電池的化學能變成電能D．火爐把屋子烤暖
解析：能源耗散是指將高品質(zhì)的能源在利用過程中轉(zhuǎn)化為了低品質(zhì)的能量過程，故BD是能源耗散。
7．(多選)倒一杯熱水，然后加入適量的糖后，糖會全部溶于水中，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( BD )
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，因為有外界的影響
解析：溶解過程是自發(fā)的，是由有序向無序轉(zhuǎn)變的過程；結(jié)晶過程不是自發(fā)的，通常是由于水溫降低或水的蒸發(fā)引起，是由無序向有序的轉(zhuǎn)變過程，故選項B、D正確，選項A、C錯誤。
8．(多選)下面關(guān)于熵的說法正確的是( ACD )
A．熵是物體內(nèi)分子運動無序程度的量度
B．在孤立系統(tǒng)中，一個自發(fā)的過程熵總是向減少的方向進行
C．熱力學第二定律的微觀實質(zhì)是熵是增加的
D．熵值越大，代表系統(tǒng)分子運動越無序
解析：熵是物體內(nèi)分子運動無序程度的量度，熵越大則物體內(nèi)分子運動無序程度越大，A正確，在孤立系統(tǒng)中，一個自發(fā)的過程熵總是向增加的方向進行，B錯誤；熱力學第二定律的微觀實質(zhì)是熵是增加的，C正確；熵值越大，代表系統(tǒng)分子運動越無序，D正確。
9．(多選)(2021·江西九江都昌縣獅山中學高二月考)我國神九航天員的漫步太空已成為現(xiàn)實。神九航天員漫步太空，此舉震撼世界，意義重大無比。其中，飛船在航天員出艙前先要“減壓”，在航天員從太空返回進入航天器后要“升壓”，因此飛船將此設(shè)施專門做成了一個艙，叫“氣閘艙”，其原理如圖所示，兩個相通的艙A、B間裝有閥門K，指令艙A中充滿氣體，氣閘艙B內(nèi)為真空，整個系統(tǒng)與外界沒有熱交換。打開閥門K后，A中的氣體進入B中，最終達到平衡，則( AD )
A．氣體體積膨脹，但不做功
B．氣體分子勢能減少，內(nèi)能增加
C．體積變大，溫度降低
D．B中氣體不可能自發(fā)地全部退回到A中
解析：當閥門K被打開時，A中的氣體進入B中，由于B中為真空，所以A中的氣體不會做功，故A正確；又因為系統(tǒng)與外界無熱交換，所以氣體內(nèi)能不變，則氣體的溫度也不變，故BC錯誤；由熱力學第二定律知，真空中氣體膨脹具有方向性，在無外界作用時，B中氣體不能自發(fā)地全部退回到A中，故D正確。
二、非選擇題(共6分)
10．(6分)用兩種不同的金屬絲組成一個回路，接觸點1插在熱水中，接觸點2插在冷水中，如圖所示，電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象，這一實驗是否違反熱力學第二定律？熱水和冷水的溫度是否會發(fā)生變化？簡述這一過程中能的轉(zhuǎn)化情況。
答案：不違反；熱水溫度降低，冷水溫度升高；轉(zhuǎn)化效率低于100%
解析：溫差發(fā)電現(xiàn)象中產(chǎn)生了電能是因為熱水中的內(nèi)能減少，一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分傳遞給冷水，不違反熱力學第二定律。
eq \f( 能力提升練,?15分鐘·滿分40分? )
一、選擇題(本題共4小題，每題7分，共28分)
1．下列宏觀過程不能用熱力學第二定律解釋的是( A )
A．大米和小米混合后小米能自發(fā)地填充到大米空隙中而經(jīng)過一段時間大米、小米不會自動分開
B．將一滴紅墨水滴入一杯清水中，會均勻擴散到整杯水中，經(jīng)過一段時間，墨水和清水不會自動分開
C．冬季的夜晚，放在室外的物體隨氣溫的降低，不會由內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機械能而動起來
D．隨著節(jié)能減排措施的不斷完善，最終也不會使汽車熱機的效率達到100%
解析：熱力學第二定律反映的是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程的方向性的規(guī)律，A不屬于熱現(xiàn)象。
2．熱現(xiàn)象過程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散的現(xiàn)象。所謂能量耗散是指在能量轉(zhuǎn)化的過程中無法把散失的能量重新收集、加以利用。下列關(guān)于能量耗散的說法中正確的是( D )
A．能量耗散說明能量不守恒
B．能量耗散不符合熱力學第二定律
C．能量耗散過程中能量不守恒
D．能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度，反映出自然界中的宏觀過程具有方向性
解析：能量耗散是指能量在轉(zhuǎn)化的過程中擴散到周圍環(huán)境中無法再收集起來加以利用，其滿足能量守恒定律，也符合熱力學第二定律。能量在數(shù)量上并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了。能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性，所以A、B、C錯誤，D正確。
3．(多選)大約在1670年，英國賽斯特城的約翰·維爾金斯設(shè)計了一種磁力“永動機”。如圖所示，在斜坡頂上放一塊強有力的磁鐵，斜坡上端有一個小孔，斜面下有一個連接小孔直至底端的彎曲軌道，維爾金斯認為：如果在斜坡底端放一個小鐵球，那么由于磁鐵的吸引，小鐵球就會向上運動，當小球運動到小孔P處時，它就要掉下，再沿著斜面下的彎曲軌道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以對外做功，然后又被磁鐵吸引回到上端，到小孔P處又掉下。在以后的二百多年里，維爾金斯的永動機居然改頭換面地出現(xiàn)過多次，其中一次是在1878年，即在能量轉(zhuǎn)化和守恒定律確定20年后，竟在德國取得了專利權(quán)。關(guān)于維爾金斯“永動機”，正確的認識應該是( AD )
A．不符合理論規(guī)律，一定不可能實現(xiàn)
B．如果忽略斜面的摩擦，維爾金斯“永動機”一定可以實現(xiàn)
C．如果忽略斜面的摩擦，鐵球質(zhì)量較小，磁鐵磁性又較強，則維爾金斯“永動機”可以實現(xiàn)
D．違背能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，不可能實現(xiàn)
解析：維爾金斯“永動機”不可能實現(xiàn)，因為它違背了能量守恒定律，小球上升過程中，磁場力對小球做正力，使小球增加了機械能；但小球下落時，同樣也受到磁場力而且磁場力做負功，這個負功與上升過程的正功相互抵消，可見，維爾金斯“永動機”不可能源源不斷向外提供能量，所以維爾金斯“永動機”不可能實現(xiàn)，故選擇AD。
4．(多選)(2021·江蘇省徐州月考)關(guān)于熱力學定律，下列說法正確的是( AB )
A．氣體向真空的自由膨脹是不可逆的
B．理想氣體在等溫膨脹過程中從外界吸收的熱量全部用于對外做功
C．空調(diào)機既能制熱又能制冷，說明熱傳遞不存在方向性
D．只要對內(nèi)燃機不斷改進，就可以把內(nèi)燃機得到的全部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
解析：根據(jù)熱力學第二定律知氣體向真空的自由膨脹是不可逆的，故A正確；理想氣體在等溫膨脹過程中氣體的內(nèi)能沒有變，所以把吸收的熱量全部對外做功，故B正確；空調(diào)機既能制熱又能制冷，但是要耗電，即熱傳遞有方向性，熱量只能自發(fā)地由高溫物體傳向低溫物體，故C錯誤；根據(jù)熱力學第二定律可知，熱機的效率不可能達到100%，即使對內(nèi)燃機不斷改進，也不可以把內(nèi)燃機得到的全部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故D錯誤。
二、非選擇題(共12分)
5．(12分)如圖所示的皮筋輪子發(fā)動機將一結(jié)實而富有彈性的條形材料(塑料或薄紙板)，圍成一個直徑為30 cm的環(huán)，用一些皮筋固定在這個環(huán)和中心軸之間。該中心軸可以在兩個支架上做摩擦很小的轉(zhuǎn)動。如果輪子的一邊接近一個熱源，如一電燈，接收了更多熱量的皮筋就會變短，迫使輪子變成橢圓形，重心不再位于旋轉(zhuǎn)軸上，這就迫使輪子轉(zhuǎn)動，其他的皮筋接近電燈，輪子持續(xù)變形就保證了運動無休止地進行下去。分析上述發(fā)動機能實現(xiàn)嗎？(該皮筋受熱形變后不能自發(fā)地恢復原狀)
答案：這實際上是一架第二類永動機，希望從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化。輪子變形后，重心偏移，開始帶動“機器”轉(zhuǎn)動。隨著輪子不同部位的靠近，輪子不斷收縮變形，最后達到不可再變的程度，此時發(fā)動機不再獲得新的動能。要使它繼續(xù)加速運動，必須通過外界的能量使輪子重新恢復原狀，但這違背了設(shè)計的初衷，即從單一熱源吸收熱量把它全部用來做功。所以這臺發(fā)動機是不能制成的，它違背了熱力學第二定律。

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