第三章 4. 热力学第二定律-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019 江苏专用)

第4节 热力学第二定律 第1关练速度 0min为准，你的时间 B.各种能量在不转化时是守恒的，但在转化 题型1热力学第二定律的理解 时是不守恒的 1.根据热力学第二定律可知，下列说法中正确 C.在能源的利用过程中，能量的数量不但减 的是 ( 少，而且可利用的品质降低了 A.不可能从单一热库吸收热量并把它全部用 D.能量耗散符合热力学第二定律与能量守恒 来做功，而不引起其他变化 定律 B.没有冷凝器，只有单一的热库，能将从单一 题型3热力学第二定律的微观解释 热库吸收的热量全部用来做功，而不引起 4.在寒冷的天气中将一盆水放在户外，经过一 其他变化的热机是可以实现的 段时间后这盆水就会结冰，液态水的分子无 C.制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温 序程度比固态冰的无序程度要大，那么下列 度的空气中，而不引起其他变化 说法正确的是 () D.不可能使热量由低温物体传递到高温物体 A.结冰的过程违反熵增加原理 2.(2023·广东广州期末)如图所示为家用电冰 B.结冰的过程不违反嫡增加原理 箱的工作原理简化图.压缩机工作时，强迫制 C.无法判断结冰的过程中是否违反嫡增加 冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发 原理 器中的制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过 D.结冰的过程是否违反嫡增加原理，要看研 冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外，下 究对象的选取 列说法正确的是 ( 5.飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员 A.热量可以自发地 箱体 千燥过滤器 从太空返回进入航天器后要“升压”，因此飞 从冰箱内传到冰 蒸发器 船将此设施专门做成了一个舱，叫“气闸舱”， 箱外 其原理图如图所示，相通的舱A、B间装有阀 B.电冰箱的工作原 压馆机 门K,指令舱A中充满气体，气闸舱B内为真 理违反热力学第二定律 空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门K C.冷凝器中的制冷剂在液化过程中体积增 后，A中的气体进人B中，最终达到平衡，则 大，内能增加 D.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 A.气体体积膨胀，对外做功 题型2能量耗散 B.气体分子势能减少，内 3.下列对“能量耗散”理解正确的是 ( 能增加 A.能量在转化过程中变少的现象叫能量的 C.体积变大，温度降低 耗散 D.B中气体不可能自发地全部退回到A中 第三章学霸045 第2关练准确率 ）准确率>90%，你做对题 D.由热力学第二定律可知热量从低温物体传 向高温物体是可能的 6.热现象过程中不可避免地出现能量耗散现象 9.（2023·广东实验中学模拟)炎炎夏日，教室 所谓能量耗散是指在能量转化过程中无法把 里的空调为同学们提供了舒爽的环境，空调 流散的能量重新收集、重新加以利用.下列关 的工作原理如图所示，以下表述正确的是 于能量耗散的说法中正确的是 A.能量耗散说明能量不守恒 高温物体 B.能量耗散现象告诉我们内能可以全部转化 v 为其他形式的能 C.能量耗散过程中能量仍守恒，只是能量的 创冷机 个0 转化有方向性 低滥物体 D.待科技发达到一定程度可消除能量耗散现 A.空调的工作原理对应的是热力学第一定律 象，就可以制造无能量耗散的机器 的开尔文表述 7.某校中学生参加电视台“异想天开”节目的活 B.空调的工作原理反映了热传导的方向性 动，他们提出了下列四个设想方案，从理论上 C.此原理图中的Q1=Q2 讲不可行的是 ( D.此原理图说明热量不能从低温物体传到高 A.城市上空的气温比周围高，形成了所谓的 温物体 “热岛效应”，利用这个热源来进行发电 B.发明一种装置，把繁华的马路上，行人走路 第3关练思维宽度 难度级别：女☆☆ 时消耗的一部分能量转化为电能 10.如图所示，两种不同的金属组成一个回路， C.汽车尾气中各类有害气体排人大气后严重 接触头1置于热水杯中，接触头2置于冷水 污染空气，想办法使它们自发地分离，既清 杯中，此时回路中电流计发生偏转，这是温 洁了空气，又变废为宝 差电现象.假设此过程电流做功为W,接触 D.在房屋顶上装太阳能板，可直接用太阳能 头1从热水中吸收的热量为Q,,冷水从接触 来解决照明和热水问题 头2吸收的热量为Q2,根据热力学第二定律 8.关于两类永动机和热力学的两个定律，下列 可得 说法正确的是 ( A.第二类永动机不可能制成是因为违反了热 ①康钢丝 力学第一定律 钢丝 B.第一类永动机不可能制成是因为违反了热 力学第二定律 热水 冷水 C.由热力学第一定律可知做功不一定改变内 A.Q=W B.Q>W 能，热传递也不一定改变内能，但同时做功 和热传递一定会改变内能 C.Q<Q2 D.0+02=W 选择性必修第三册学霸046程斜率变小，温度降低，而理想气体内能只与温度有关，内 体分子间作用力忽路不计，所以气体分子间没有分子势 能减小：密度变大，则说明体积碱小，所以外界对气体做 能，又因为系统与外界无热交换，所以气体内能不变，气体 功，根据热力学第一定律△U=Q+W,得Q<0,所以气体放 的温度也不变，故BC错误：D.由热力学第二定律知，真空 热，B错误：C.bc过程斜率变小，温度降低，内能减小，密度 中气体膨胀具有方向性，在无外界作用时，B中气体不可 不变.体积不变.W=0,结合△U=Q+W得到Q<0,所以气体 能自发地全部退回到A中，故D正确.故选D. 放热，C正确：D.cd过程斜率不变，气体温度不变，分子平 第2关（练准确率） 均动能不变，但气体压强减小，根据气体压强微观解释，气6.C7.C 体分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少，D错误， 8.D解析：A第二类永动机不违反热力学第一定律，违反热 故选C 力学第二定律，故A错误：B.第一类永动机不可能制成是因 5.(1)600K(2)放热150J 为违反了热力学第一定律，故B错误：C改变内能的方式有 解析：(1)理想气体从A状态到B状态的过程中，压强保持 做功和热传递，二者在内能的改变上是一样的，根据△U= 不变，根据盖B萨克定律有，=，代人数据解得7宁 W+)可知，若对外做功的同时吸收热量，内能可能不变，故 C错误：D.由热力学第二定律可知，如果引起其他变化，热量 二7，=600K:(2)理想气体从A状态到B状态的过程中。 从低温物体传到高温物体是可能的，例如电冰箱，故D正 确.故选D 外界对气体做功W,=-P,(Vm-V),解得，=-100」，气体 9.B解析：A.空调的工作原理对应的是热力学第二定律的 从B状态到C状态的过程中，体积保持不变，根据查理定 开尔文表述，A错误：B.空调的工作原理反映了热传导的 律有=，解得Pc=25x10Pa,从G状态到D状态的过 方向性，热量不能自发地从低温物体传导给高温物体，但 Ta Te 在其他能力干预下，可以从低温物体传导给高温物体」 程中，外界对气体做功W2=pPe(V。-V。),解得W,=250J, B正确；C.此原理图中的Q,=Q+W,C错误；D.此原理图 一次循环过程中外界对气体所做的总功W=W,+W2= 说明在外界干预下，热量能从低湛物体传到高温物体， 150J,理想气体从A状态完成一次循环，回到A状态，始末 D错误，故选B. 温度不变，所以内能不变.根据热力学第一定律有△U=W+ 第3关（练思维宽度）】 Q,解得Q=-150J,故完成一次循环，气体向外界放热 10.B解析：根据热力学第二定律，不可能从单一热库吸收 150J. 热量使之全部用来做功，而不产生其他影响：所以从热水 中吸收的热量Q,应该大于电流做的功W,即Q,>W根据 6.(1)2(2)2灯+2(mg*ps) 能量守恒定律和热力学第二定律，从热水中吸收的热量 解析：(1)气体为等压变化，则有 VV LoS 转化或转移变成了三部分，一部分是电能W,一部分是散 失的热量，另一部分是冷水吸收的热量Q,故选B. (Lo+h)S 解得=+(2)外界对汽缸内气体做的功 本章达标检测 27 1.D2.D -(mg+PoS)h,由热力学第一定律有△U=W+Q,解得Q= 3.B解析：A.一B过程中，气体体积减小，温度不变，压强 1 2灯+2(mg*p》ln 增大，单位时间内打到容器壁上单位面积的分子数增 多，A项正确：B.A一→B过程中，温度不变，内能不变，外界 7.(1)450K(2)76J 对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量 解析：(1)当活塞刚要离开卡槽时，根据受力分析则有 B项错误，符合题意：C.B→C过程中，气体压强不变，体积 P,S=%S+Mg,解得p,=1.2×10Pa气体加热至活塞刚要离 减小，温度降低，内能减小，外界对气体做功，根据热力学 开卡槽，气体经历等容变化根据查理定律有？-片联立 第一定律，气体放出热量，且放出热量比外界对气体做的 功多，C项正确：D.C→A过程中，温度升高，速率大的分子 解得活塞刚要离开卡槽时，气体的热力学温度T,=450K 数增多，D项正确.放选B, (2)活塞离开卡槽上升过程中，是等压变化.故气体对外做 4.B解析：水和水银的初温相同（两球的初温相同），当两液 功，则有W=-P,S动由热力学第一定律得△U=Q+W,代入 体温度同时缓缓地升高同一值，二者的末温相同，所以内 数据解得此过程中气体内能的变化量△U=761. 能变化相同，根据热力学第一定律△U=Q+W,吸收的热量 第4节热力学第二定律 除了使内能增加相同的量外还要克服液体的压力做功，由 于水银的密度比水的密度大，所以B球吸收的热量较多， 第1关（练速度） 故选B. 1.A2.D3.D 5.C解析：A.可把汽缸内的气体看成理想气体，当活塞压 4.B解析：液态的水比冰的无序程度大，但熵增加原理适用 于孤立系统，而不是个别不孤立的系统一盆水在寒冷的 缩气体时，气体盟度要发生变化，根据背=（可知，只有当 天气中并不是孤立系统，因为水与外界大气有能量交换， 气体的温度不变时，气体的压强才与体积成反比，故A错 所以结冰的过程并不违反嫡增加原理，故选项B正确， 选项ACD错误 误：R气体膨胀时，气体压强要发生变化，根据 T=C可 5.D解析：A.打开阀门K后，A中的气体进入B中，由于B 知，只有当气体的压强不变时，气体的体积才与热力学温 中为真空，所以A中的气体不会做功，故A错误：BC.气 度成正比，故B错误：C发动机工作时，气体从外界吸收热 参考答案学霸13