高中物理选修12第2章第4节同步练习高中物理练习试题

1高中物理选修1-2同步练习1.关于热传导的方向性，下列说法中正确的是()A．热量能自发地由高温物体传到低温物体B．热量能自发地由低温物体传到高温物体C．在一定条件下，热量也可由低温物体传到高温物体D．热量一定不可能由低温物体传到高温物体答案：AC2.关于热机的效率说法正确的是()A．热机的功率越大，它的效率就越高B．热机结构越复杂，它的效率就越高C．热机的效率是热机性能的重要标志D．使用的燃料的热值越大，它的效率越高答案：C3.关于“永动机”的下列说法中正确的是()A．不消耗任何能量和燃料，却能不断地对外做功的机器是不可能制造成功的B．只要不违背能量守恒定律，任何机器都是有可能制造出来的C．只从单一热源吸热，就可能通过机器不断地对外做功而不会产生任何其他影响D．效率为百分之百的热机是不可能制造出来的解析：选AD.违反能量守恒定律的永动机被称作第一类永动机，违反热力学第二定律的永动机被称为第二类永动机，第二类永动机并不违反能量守恒定律．本题中选项C、D所提到的机器都属于第二类永动机．4.热机甲的效率比热机乙的效率高，这表示()A．热机甲的功率一定比热机乙大B．热机甲消耗的燃料一定比热机乙少C．热机甲把内能转化为机械能的百分比一定比热机乙大D．热机乙把内能转化为机械能的百分比一定比热机甲大解析：选C.根据热机效率的定义可知，热机甲的效率比热机乙高，表示热机甲所做的有用功的能量占燃料完全燃烧释放出的总能量的百分比比热机乙大．故只有选项C正确，D选项错误．热机效率的大小与功率的高低无关，故A选项错误；热机消耗燃料的多少与所做的功的多少有关，与热机效率无关，故选项B错误．5.一辆汽车发动机输出功率为66150W，每小时消耗柴油14kg，计算发动机的效率．(柴油的热值为4.3×107J/kg)解析：每小时发动机做的功W＝Pt＝66150×3600J≈2.38×108J.完全燃烧14千克柴油放出的能量Q总＝qm＝4.3×107×14J＝6.02×108J.做有用功的能量Q有＝W＝2.38×108J.发动机的效率2η＝Q有/Q总＝2.38×108/(6.02×108)≈39.5%.答案：39.5%一、选择题1.下列说法中，正确的是()A．一切形式的能量间的相互转化都具有方向性B．热量不可能由低温物体传给高温物体C．气体的扩散过程具有方向性D．一切形式的能量间的相互转化都不具有方向性答案：C2.下列所述过程哪些是不．可逆的()A．汽缸与活塞组合中装有气体，当活塞上没有外加压力，活塞与汽缸间没有摩擦，气体膨胀时B．上述装置中，当活塞上没有外加压力，活塞与汽缸摩擦很大，气体缓慢地膨胀时C．在一绝热容器内盛有液体，不停地搅动它，使它温度升高D．在一绝热容器内，不同温度的液体进行混合解析：选ABCD.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，我们可以以此来分析问题．根据实际情况，上述四个过程均是不可逆的．3.甲、乙两台柴油机，已知甲的效率大于乙的效率，那么()A．甲比乙做的功多B．甲的功率大于乙的功率C．在相等时间内，甲做的功多D．在消耗相等的柴油时，甲做的功多答案：D4.热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程()A．都具有方向性B．只有部分具有方向性C．没有方向性D．无法确定答案：A5.关于第一类永动机和第二类永动机的说法正确的是()A．第一类永动机和第二类永动机都违反了能量守恒定律B．第一类永动机违反了能量守恒定律，第二类永动机不违反能量守恒定律C．第一类永动机和第二类永动机都不违反能量守恒定律D．第一类永动机不违反能量守恒定律，第二类永动机违反了能量守恒定律答案：B6.(2012·岳阳一中高二检测)以下说法正确的是()A．热量不仅可以从高温物体传到低温物体，也可自发地从低温物体传到高温物体B．空调等设备就是利用了热传导的方向性C．无论采用什么方法，都不可能把热量从低温物体传到高温物体D．热量能自发地传递的条件是必须存在“温差”解析：选D.空调等设备是利用电能做功，不断地“搬运”热量，而不是热量的自发传导．因此采用一定的手段，热量也可“反向”传导的．37.关于热力学第一、第二定律，下列论述正确的是()A．这两条定律都是有关能量的转化和守恒定律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别B．其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一、第二定律C．内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响D．热力学第一定律指出内能可以和其他形式的能量相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能量解析：选C.热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的具体体现，它揭示了做功和热传递对改变物体的内能的规律，给出了功、传递的热量、内能改变量之间的数量关系，指明了在任何过程中能量必须守恒；而热力学第二定律是反映自然界宏观过程进行的方向和条件的一个规律，两者反映的是热现象中不同方面的问题，本质上是有区别的，但并不矛盾；能量守恒定律并未体现自然过程的方向性，即它并不包含热力学第二定律，故A、B都是错误的．热力学第二定律按机械能和内能转化的方向性可表述为：“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”．其含义是，在引起其他变化时，吸收的热量还是可以全部用来做功的，故D错．8.热机是一种把内能转化为机械能的装置，以内燃机为例，汽缸中的气体得到燃料燃烧时产生的热量Q1，推动活塞做功W，然后排出废气，同时把热量Q2放到大气中，则下列说法错误的是()A．由能量守恒定律知Q1＝W＋Q2B．该热机的效率η＝WQ1C．理想热机效率可达到100%D．内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化解析：选C.由能量守恒定律和热力学第二定律知，A、B、D均正确；由于机械能和内能转化的方向性，任何热机的效率都不可能达到100%，C错误，故应选C.9.地球上有很多的海水，它的总质量约为1.4×1018吨，如果这些海水的温度降低0.1℃，将要放出5.8×1023焦耳的热量，有人曾设想利用海水放出的热量使它完全变成机械能来解决能源危机，但这种机器是不能制成的，其原因是()A．内能不能转化成机械能B．内能转化成机械能不满足热力学第一定律C．只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机器不满足热力学第二定律D．上述三种原因都不正确解析：选C.内能可以转化为机械能，故A错；内能转化为机械能满足热力学第一定律，即能量守恒定律，B错；由热力学第二定律知，不可能从单一热源吸收热量并全部对外做功，而不引起其他变化，故C正确．10.图2－4－1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()图2－4－14A．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反热力学第一定律D．广义地讲，制冷机跟蒸汽机、内燃机一样都属于热机解析：选BCD.热量不可能自发地从冰箱内传到冰箱外，A错误；冰箱是通过压缩机消耗了电能而不断地把冰箱内的热量传到外界的，B正确；电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律，总能量是守恒的，C正确；广义地讲，制冷机跟蒸汽机、内燃机一样都属于热机，只是两者的作用正好相反，D正确．二、非选择题11.热力学第二定律常见的表述有两种．第一种表述：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；第二种表述：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．图2－4－2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________________________________________________________________________．图2－4－2答案：示意图如图所示一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性12.有一辆90马力的汽车，发动机的效率为20%，油箱里装有50kg的汽油，若汽车以50km/h的速度行驶，求汽车可行驶的路程是多少千米？解析：50千克汽油完全燃烧所放的热量是Q＝4.6×107×50J＝2.3×109J.燃烧汽油所做的有用功是W有＝Q×20%＝2.3×109J×20%＝4.6×108J.5汽车的功率为P＝735W×90≈6.6×104W.汽车行驶时间为t＝W有P＝4.6×108J6.6×104W≈0.7×104s≈1.94h.汽车行驶的路程是s＝vt＝50km/h×1.94h＝97km.答案：97km