高考调研人教版物理选修3-3-10-4高考调研精讲精练

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第十章 第4节
高考调研
新课标 ·物理 ·选修3-3
【解析】 考查热力学定律的理解，解题的关键是明确热力 学两个定律的意义．由 ΔU＝W＋Q 知，增加物体的内能，可以 对物体做功或向它传递热量，选项 A 正确，B 错误．选项 C 和 D 符合热力学第二定律的描述．
【答案】 ACD
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第十章 第4节
要使两种物质接触在一起就能完成．而相反的分离过程却是不可
能自发进行的，如果要将混合着的液体或气体分离必须以付出其
他代价为前提，例如消耗功或热量．
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第十章 第4节
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(5)燃烧过程：燃料燃烧变成燃烧产物(烟气、渣等)只要达到 燃烧条件就能自发进行，但将燃烧产物放在一起，若不花代价就 无法使其还原成燃料．
(3)自由膨胀过程：高压气体向真空空间膨胀可以自发进行，
因膨胀过程中没有阻力(真空)，过程中气体不做功，因此，此膨
胀也称无阻膨胀．但相反的压缩过程不可能自发进行．
(4)混合过程：将一滴墨水滴到一杯清水中，墨水与清水很快
就混为一体，或者把两种不同的气体放在一起，两种气体也就混
合为混合气体．这都是常见的自发过程，不须任何其他代价，只
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第十章 第4节
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【例题 1】 (多选)下列说法正确的是( ) A．热量能自发地从高温物体传给低温物体 B．热量不能从低温物体传到高温物体 C．热传导是有方向性的 D．气体向真空中膨胀的过程是有方向性的
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第十章 第4节
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第十章 第4节
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2．“不产生其他影响”的含义 从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的，但必定会引起 其他影响．
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第十章 第4节
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【例题 2】 下列说法正确的是( ) A．机械能全部变成内能是不可能的 B．第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会 凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体， 或从一种形式转化成另一种形式 C．热机的效率从理论上讲可达 100% D．从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的
【答案】 BC
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第十章 第4节
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规律二 机械能和内能的转化过程的方向性 热力学第二定律的第二种表述揭示了机械能和内能的转化 过程具有方向性，掌握这一规律的关键是准确理解两点： 1．“单一热库”的含义 热机除了要有高温热库提供热量，还必须有低温热库放出热 量，即使在没有摩擦、漏气等因素的情况下，热机的效率也不会 是 100%.
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第十章 第4节
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A．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，因此此过 程违反热力学第二定律
B．气体是从单一热源吸热，但并不全部用来对外做功，所 以此过程不违反热力学第二定律
C．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，但此过程 不违反热力学第二定律
D．以上说法都不对
【解析】 如果是自发的过程，热量只能从高温物体传到低 温物体，但这并不是说热量不能从低温物体传到高温物体，只是 不能自发地进行，在外界条件的帮助下，热量也能从低温物体传 到高温物体，选项 A 对，选项 B 错，选项 C 对；气体向真空中 膨胀的过程也是不可逆的，具有方向性的，选项 D 对．
【答案】 ACD
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三、热力学第二定律的实质 两种表述都揭示了一切与热现象有关的宏观过程都具有方 向性，两种表述是等价的，可以相互推导．热力学第二定律关于 其他宏观自然过程方向性的表述还有： 1．第二类永动机不可能制成 第二类永动机是指没有冷凝器，只从单一热源吸收热量并把 它全部用来对外做功，而不引起其他变化的机器．
而且没有本质区别
D．其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力
学第二定律 【解析】 热力学第一定律和第二定律并不矛盾，热力学第
一定律反映了能量转化和守恒定律；热力学第二定律反映了与热
现象有关的过程具有方向性．
【答案】 B
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第十章 第4节
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【练 3】 关于热力学定律，下列说法正确的是( ) A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量 B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 D．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
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第十章 热力学定律
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第十章 热力学定律
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第4节 热力学第二定律
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第十章 热力学定律
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[学习目标] 1.了解什么是第二类永动机，为什么第二类永动 机不可以制成.2.了解热传导具有方向性.3.了解热力学第二定律的 两种表述方法，以及这两种表述的物理实质．
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规律三 热力学第一定律与热力学第二定律综合 热力学第一定律说明了能量守恒，热力学第二定律揭示了能 量转化的方向性，两个定律相互独立．
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第十章 第4节
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【例题 3】 关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列 论述正确的是( )
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第十章 第4节
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【解析】 气体是从单一热源吸热，气体从外部环境吸收热 量，然后全部用来做功，保持自己的内能不变，要保持外部环境 温度不变，需要有别的变化来维持，另外，外界必须发生某种变 化，才能拉动杆．故此过程不违反热力学第二定律．
【答案】 C
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第十章 第4节
(6)电阻热效应：电流通过电阻时，产生热效应．反之，若对 电阻加热，不能期望在电阻内产生与加热量等量的电能．
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第十章 第4节
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规律方法
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第十章 第4节
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规律一 热传导过程的方向性 热力学第二定律的第一种表述揭示了热传导的过程具有方 向性，掌握这一规律的关键是准确理解“自发”的含义，要注意 常见的问题是：热量也可以由低温物体传递到高温物体，但不是 自发的过程，必须有第三者介入，如电冰箱需要有压缩机消耗电 能．
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第十章 第4节
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【解析】 机械能可以全部都转化为内能，A 项错误；第二 类永动机不违反能量守恒，不可能制成的原因是违背了热力学第 二定律．内能不会全部转化为机械能，同时不引起其他变化，B 项错误；热机的效率从理论上讲也不能达 100%，C 项错误．可 以从单一热源吸收热量全部变成功但必定会引起其他影响，D 项 正确．
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第十章 第4节
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二、热力学第二定律的另一种表述 1．表述 不可能从单一热库吸收热量，使之全部用来做功，而不产生 其他影响． 2．说明 机械能和内能的转化过程具有方向性．热机在工作中必然会 排出热量，即使在理想情况下，热机的效率也不会是 100%.
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第十章 第4节
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第十章 第4节
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2．气体向真空的自由膨胀是不可逆的 气体可以自由的膨胀到真空，而相反的过程不能自发的进 行． 3．气体的扩散过程具有方向性 两种气体可以自发地扩散到均匀混合，但不能自发地分开．
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第十章 第4节
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李老师，自然过程有哪些过程是不可逆的？ (1)摩擦生热：在一个密闭的、绝热的刚性容器中盛有定量 的某种气体，并有一重物升降装置带动的搅拌器置于容器中．重 物下降做功，使搅拌器转动，通过搅拌，气体温度升高．这种过 程可以自发(无条件)进行，而且过程中功可以百分之百地转变为 热．但反过来，让气体降温，使搅拌器反转带动重物上升，却是 不可能的．这个实验说明，功可以自发地转变为热，而热不可能 自发地转变为功．
A．热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化， 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， 故这两条定律是相互矛盾的
B．内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影 响，故两条定律并不矛盾
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第十章 第4节
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C．两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，
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第十章 第4节
高考调研 【练 1】
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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．下列说法正确的是( )
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第十章 第4节
高考调研
【答案】 D
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第十章 第4节
高考调研 【练 2】
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如图所示，气缸内盛有一定量的理想气体，气缸壁是导热的， 缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气， 现将活塞杆与外界连接缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并 通过杆对外做功，若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列 说法正确的是( )
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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一定律 D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律
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第十章 第4节
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【解析】 热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的 转化规律，是能的转化和守恒定律的具体表现，适用于所有的热 学过程，故 C 项正确，D 项错误；再根据热力学第二定律，热量 不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做 功，A 项错误，B 项正确，故选 B、C 项．
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第十章 第4节
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(2)传热过程：日常生活及工程实践告诉我们，热可以从温度 较高的物体自发地、不须付出任何代价地传给温度较低的物 体．反之，要使热由低温物体传向高温物体必须付出其他的代价， 例如，消耗功可以达到致冷的效果．
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第十章 第4节
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基础梳理 规律方法
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基础梳理
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第十章 第4节
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一、热力学第二定律的一种表述 1．表述 热量不能自发地由低温物体传递到高温物体． 2．说明 热传导的过程具有方向性．“自发”的过程是指不需要第三 者介入，不对外界产生影响．