新教材同步辅导2023年高中物理课时评价作业十能量守恒定律及其应用热力学第二定律粤教版选择性必修第三册

课时评价作业(十)能量守恒定律及其应用热力学第二定律A级基础巩固1．(多选)关于能量和能量守恒，下列表述正确的是()A．能量可以从一种形式转化为另一种形式B．能量可以从一个物体转移到另一个物体C．能量是守恒的，所以能源永不枯竭D．满足能量守恒定律的物理过程一定能自发进行E．第一类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律解析：根据能量守恒定律，能量可以从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体，A、B正确；能量与能源不同，能量是守恒的，但随着能量的耗散，能量可以利用的品质会下降，则依然要节约能源，C错误；自然界的宏观热现象的过程都有方向性，满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发进行，D错误；第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律，E正确．故选ABE.答案：ABE2．(多选)下列说法正确的是()A．随着科技的发展，永动机是可以制成的B．在低速运动时，宏观物体的运动遵守牛顿运动定律C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不对的D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生解析：永动机违反能量守恒定律，即使随着科技的发展，永动机也是不可以制成的，A错误；牛顿运动定律适用于宏观低速的物体运动，B正确；能量不可以凭空产生，即“不吃草”则无法“跑”，所以“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律，因而是不对的，C正确；由能量守恒定律可知，能量是不能凭空产生的，D错误．答案：BC3．(2023·天津模拟预测)(多选)根据热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是()A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能B．自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的C．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－293℃D．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以被制造出来解析：机械能可以全部转化为内能，而内能也可以全部转化为机械能，只是在这个过程中会引起其他变化，A正确；根据热力学第二定律可知，自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，B正确；根据热力学第三定律可知，制冷机也不能使温度降到－293℃(低于绝对零度)，C错误；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能被制造出来，D错误．答案：AB4．根据热力学中的有关知识，下列说法正确的是()A．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－273℃B．第二类永动机是可以制造出来的，因为它不违背热力学第一定律C．热力学第二定律的微观实质是熵是增加的D．改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，最终可能实现内能完全转化为机械能解析：尽管技术不断进步，发生热传递热机的效率仍不能达到100%，制冷机也无法使温度降到绝对零度(－273℃)及以下，A错误；第二类永动机虽不违背热力学第一定律，但违背热力学第二定律，故永不可能制成，B错误；热力学第二定律的微观实质是熵是增加的，C正确；由热力学第二定律可知，不管如何改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，也不可能实现内能完全转化为机械能，D错误．答案：C5．(2022·高三课时练习)17世纪70年代，英国赛斯特城的约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道，维尔金斯认为：如果在斜坡底端放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下．下列关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是()A．满足能量守恒定律，所以可能实现B．如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现C．如果忽略斜面的摩擦，铁球质量较小，磁铁磁性又较强，则维尔金斯“永动机”可以实现D．违背能量转化和守恒定律，不可能实现解析：维尔金斯“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律．铁球上升过程中，磁场力对铁球做正功，使铁球增加了机械能；但铁球下落时，同样也受到磁场力，而且磁场力做负功，这个负功与上升过程的正功相互抵消，可见，维尔金斯“永动机”不可能源源不断向外提供能量，所以，维尔金斯“永动机”不可能实现．答案：DB级能力提升6．关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是()A．制造第一类永动机的设想，无论它看上去多么巧妙，都是一种徒劳B．空调机既能制热，又能制冷，说明能量可以创造和消失C．由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天D．一个单摆在来回摆动许多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒解析：第一类永动机违背能量守恒定律，无论设想看上去多么巧妙，都是一种徒劳，A正确；空调可以制冷也能制热，但是空调只是运输热量，并没有创造能量，故B错误；虽然自然界的能量是守恒的，但存在能量耗散，不同的能量其可利用的品质不同，能源危机不是杞人忧天，C错误；单摆在来回摆动许多次后总会停下来，机械能减少，是由于摩擦等各种因素使动能变成了其他形式的能量，能量是守恒的，D错误．答案：A7．(2022·湖南卷)(多选)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解析：依题意，中心部位为热运动速率较低的气体，与挡板相作用后反弹，从A端流出，而边缘部分热运动速率较高的气体从B端流出；同种气体分子平均热运动速率较大，其对应的温度也就较高，所以A端为冷端、B端为热端，故A正确；依题意，A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，所以从A端流出的气体分子热运动平均速度小于从B端流出的，故B正确；A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，则从A端流出的气体分子平均动能小于从B端流出的气体分子平均动能，内能的多少还与分子数有关；依题意，不能得出从A端流出的气体内能一定大于从B端流出的气体内能，故C错误；该装置将冷热不均的气体进行分离，喷嘴处有高压，即通过外界做功而实现的，并非是自发进行的，没有违背热力学第二定律；温度较低的从A端出、较高的从B端出，也符合能量守恒定律，故D错误，E正确．答案：ABE8．(2022·山东枣庄高二统考期末)我国建成后的“天宫”空间站，是“天和核心舱”“问天实验舱”和“梦天实验舱”的三舱组合体，三舱皆有“气闸舱”；航天员出站时，要途经“气闸舱”“减压”后才能出站；从太空返回空间站时要途经“气闸舱”“升压”后才能进站．“气闸舱”的原理如图所示，相通的两容器A、B之间装有阀门K，A内充满气体，B内为真空；打开阀门K后，A内的气体进入B中，达到平衡后，再关闭阀门K；B即为“气闸舱”．若整个系统跟外界没有热交换，气体为理想气体，则()A．容器A内的气体进入容器B的过程中，气体膨胀，对外做了功B．容器A内的气体进入容器B的过程中，气体膨胀，温度降低C．容器A内的气体进入容器B的过程中，气体分子势能减少D．即使阀门K一直处于打开状态，容器B中气体也不可能自发地全部退回到容器A中解析：当阀门K被打开时，容器A中的气体进入容器B中，由于容器B中为真空，所以气体体积膨胀，对外不做功，又因为系统与外界无热交换，所以气体内能不变，气体为理想气体，分子势能不变，则气体的温度也不变，故A、B、C错误；由热力学第二定律知，真空中气体膨胀具有方向性，在无外界作用时，容器B中气体不能自发地全部退回到容器A中，故D正确．答案：D9．(2022·云南文山高二统考期末)(多选)如图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．下列有关说法正确的是()A．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二定律D．电冰箱和常见家用空调虽然都是制冷设备，但制冷原理却完全不相同解析：由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，除非有外界的影响或帮助．电冰箱把热量从温度较低的内部传到温度较高的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能，故A错误，B正确；电冰箱的工作原理没有违反热力学第二定律，两者的制冷原理相同，故D错误，C正确．答案：BCC级拓展创新10．以下是历史上曾经出现的几种永动机的设计方案示意图：图(a)是想利用短杆上的重球产生的作用，使轮子不停地转动；图(b)是想利用像灯芯那样的棉线把水吸到高处，再流下冲击轮子的叶片，使轮子不停地转动；图(c)是想利用重