3.4 《热力学第二定律》 筑基提能同步练习 高中物理选择性必修第三册（人教版2019）
试卷更新日期：2024-09-29 类型：同步测试
一、筑基培根——建立物理观念
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1. 下列机器的工作原理图中，不符合热力学第二定律的是（ ）A、
B、
C、
D、
2. 已知飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”，因此飞船将此设施专门做成了一个舱，叫“气闸舱”，其原理图如图所示，相通的舱A、B间装有阀门K，指令舱A中充满气体，气闸舱B内为真空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门K后，A中的气体进入B中，最终达到平衡，则（ ）
A、气体体积膨胀，对外做功 B、气体分子势能减少，内能增加 C、体积变大，温度降低 D、B中气体不可能自发地全部退回到A中二、能力发展——科学探究与思维
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3. 下列说法错误的是（ ）A、因实际气体的分子有大小且存在一定相互作用，所以在温度较高、压强较小的情况下，对气体实验定律的背离较大 B、一定质量的气体，经等容增压后又等压膨胀，不可能回到初始温度 C、热量不可能从低温物体传到高温物体 D、能量子假说认为能量的辐射是不连续的，是一份一份进行的4. 关于热学现象与规律，下列说法正确的是（ ）A、热机的效率不可能达到 B、自然界中某些热现象不具有方向性 C、热量能从低温物体传到高温物体 D、孤立系统的自发过程中熵可能减小5. 以下说法正确的是（ ）A、液体中悬浮微粒越大，布明运动反而越不剧烈 B、做功和热传递改变物体的内能本质上相同 C、密封容器中气体的压强是由气体分子同的相互作用力产生的 D、熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增加的方向进行6. 以下说法中正确的是（）A、一定质量的理想气体，使气体温度升高，气体压强可能减小 B、悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉颗粒的无规则运动 C、液晶的光学性质与所有晶体相似，具有各向异性 D、饱和汽压与分子密度有关，与温度无关 E、自然发生的宏观热运动过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
三、科学本质——质疑交流与创新
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7. 某一部热机经过一个循环后，工质从高温热源吸热 ， 对外做功 ， 又对低温热源放热 ， 工质完全恢复初始状态，内能没有变化。那么，在工质的一个循环中，、、三者之间满足的关系是 ， 热机的效率。（填“能”或“不能”）达到。8. 如图所示，内壁光滑且长为L=60cm的绝热汽缸固定在水平面上，汽缸内用横截面积为S=100cm2的绝热活塞（厚度不计）封闭着温度为t0=27℃的理想气体，开始时处于静止状态的活塞位于距左侧缸底l=40cm处。现用电热丝对封闭的理想气体加热，使活塞缓慢向右移动（已知大气压强为p0=1.0×105Pa）。
(1)、试计算当温度升高到t=402℃时，缸内封闭气体的压强p；(2)、若汽缸内电热丝的电阻R=100Ω，加热时通过电热丝的电流为I=0.3A，此变化过程共持续了t1=200s，不计电热丝由于温度升高而吸收的热量，试计算气体增加的内能ΔU。9.(1)、利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后反向，从A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是______
A、A端为冷端，B端为热端 B、A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的 C、A端流出的气体内能一定大于B端流出的 D、该装置气体进出的过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律 E、该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律(2)、如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积 的导热汽缸下接一圆管，用质量 、横截面积 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量 的U形金属丝，活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离 ，外界大气压强 ，重力加速度取 ，环境温度保持不变。求
（i）活塞处于A位置时，汽缸中的气体压强 ﹔
（ⅱ）活塞处于B位置时，液体对金属丝拉力F的大小。
10.(1)、利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程（选填“是”或“不是”）自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量（选填“大于”“等于”或“小于”）从室内吸收的热量。(2)、玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将 水装入容积为 的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后代入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为 。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强 取 ，重力加速度g取 ，水的密度ρ取 。求水底的压强p和水的深度h。