课时测评15 热力学第二定律-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习（教科版2019）

课时测评16　热力学第二定律 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－10题，每题4分，共40分) 1.把水和酒精混合后，用蒸发的方式又可以分开，然后液化恢复到原来的状态，这说明(　　) A．扩散现象没有方向性 B．将水和酒精分开时，引起了其他变化，故扩散具有方向性 C．将水和酒精分开时，并没有引起化学变化，故扩散现象没有方向性 D．用本题的实验，无法说明扩散现象是否具有方向性 答案：B 解析：由题意可知，两者混合时是自动发生的，但两者分离时，要先加热后冷却，也就是说，向分离与向混合这两个方向的发展是可以通过过程是否自动完成、是否需要外加其他手段才能完成来区分的，因此，可以证明扩散是有方向性的，B正确，A、C、D错误。 2．(2024·全国高三专题练习)下列哪个过程具有方向性(　　) ①热传递过程　②机械能向内能的转化过程　③气体的扩散过程　④气体向真空中的膨胀 A．①② B．②③ C．①②③ D．①②③④ 答案：D 解析：这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，它们都是不可逆的，都具有方向性，故D正确。 3．(多选)若有人想制造一种使用于轮船上的机器，它从海水中吸热全部转变为功，关于这种设想，下列说法正确的是(　　 ) A．这种机器能制成 B．这种机器不能制成 C．这种机器违反了热力学第一定律 D．这种机器违反了热力学第二定律 答案：BD 解析：这种机器从海水中吸热全部转变为功，这相当于第二类永动机，第二类永动机不违反热力学第一定律，但违反了热力学第二定律，不能制成，故B、D正确。 4．(2023·乌鲁木齐第八中学高二期末)以下现象违背热力学第二定律的是(　　) A．一杯热茶在打开盖后，茶会自动变凉 B．没有漏气、没有摩擦的理想热机，其效率可能是100% C．桶中浑浊的泥水静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离 D．在地面上运动的物体逐渐停下来，机械能全部变为内能 答案：B 解析：热茶自动变凉是热量自发从高温物体传递到低温物体，不违背热力学第二定律；任何热机效率都不可能达到100%，违背热力学第二定律；泥、水自动分离是机械能向内能的转化，不违背热力学第二定律；物体因摩擦力而停下来，是机械能向内能的转化，是自发过程，不违背热力学第二定律，故选B。 5．(多选)关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列说法正确的是(　　) A．一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，气体的内能减小 B．气体向真空的自由膨胀是不可逆的 C．第一类永动机不可能制成是因为违背了热力学第二定律 D．热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体” 答案：AB 解析：一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，Q＝0，W<0，根据ΔU＝Q＋W可知，气体的内能减小，故A正确；热力学第二定律表明：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，故气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故B正确；第一类永动机不可能制成是因为违背了热力学第一定律和能量守恒定律，故C错误；热力学第二定律可描述为“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”，故D错误。 6．(2024·连云港市高二月考)热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把散失的能量重新收集、加以利用。下列关于能量耗散的说法中正确的是(　　) A．能量耗散说明能量守恒定律不正确 B．能量耗散不符合热力学第二定律 C．能量耗散过程中能量不守恒 D．能量耗散是从能量转化的角度，反映出自然界中的宏观过程具有方向性 答案：D 解析：能量耗散是指能量在转化和转移的过程中扩散到周围环境中无法再收集起来，其满足能量守恒定律，也符合热力学第二定律，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了；能量耗散反应了涉及热现象的宏观过程都具有方向性，所以A、B、C错误，D正确。 7．(2023·唐山高二检测)根据热力学定律和能量守恒定律，下列说法中正确的是(　　) A．空调在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 B．通过采用先进技术，热机可以把燃料产生的内能全部转化为机械能 C．在密闭的房间里，把正常工作的冰箱门打开，可以使房间降温 D．在密闭的房间里，把正常工作的冰箱门打开，房间温度不会有任何变化 答案：A 解析：空调在制冷过程中，把室内的热量向室外释放，消耗电能，产生热量，则从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，A正确；根据热力学第二定律可知，即使通过采用先进技术，热机也不能够把燃料产生的内能全部转化为机械能，B错误；冰箱的工作原理是将里面的热量移除使内部的温度降低，并且自身工作也会消耗电能产生热量，所以当冰箱在密闭的房间里并打开，此时冰箱内外部相通，无法降温，房间温度会升高，C、D错误。故选A。 8.关于第二类永动机，甲、乙、丙、丁4名同学争论不休。 甲：第二类永动机不违反能量守恒定律，应该可以制造成功。 乙：虽然内能不可能全部转化为机械能，但在转化过程中可以不引起其他变化。 丙：摩擦、漏气等因素导致能量损失，第二类永动机也因此才不能制成。 丁：内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因。 你认为以上说法正确的是(　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 答案：D 解析：第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，甲同学说法错误；内能在转化为机械能的过程中要向低温热源传递热量，所以要引起其他变化，乙同学说法错误；第二类永动机不能制成的原因是违反了热力学第二定律，丙同学说法错误；内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因，丁同学说法正确，故D正确。 9. (多选)如图所示，气缸内盛有一定质量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触面是光滑的，但不漏气，现将活塞杆缓慢向右移动，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(　　) A．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，此过程违背热力学第二定律 B．气体是从单一热源吸热，但并未全部用来对外做功，此过程不违背热力学第二定律 C．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，此过程不违背热力学第二定律 D．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，此过程不违背热力学第一定律 答案：CD 解析：气缸壁是导热的，外界环境温度不变，活塞杆与外界连接并使其缓慢地向右移动过程中，有足够时间进行热交换，气体等温膨胀，所以气缸内的气体温度不变，内能也不变，该过程气体是从单一热源即外部环境吸收热量，全部用来对外做功才能保证内能不变，此过程既不违背热力学第二定律，也不违背热力学第一定律，此过程由外力对活塞做功来维持，如果没有外力F对活塞做功，此过程不可能发生，故C、D正确。 10．(2023·黄石高二检测)电能被广泛应用在动力、照明、化学、纺织、通信、广播等各个领域，是实现科学技术发展、人民经济飞跃的主要动力。如图为某发电站电能产生与使用过程中各阶段的能量转化效率，已知1 kg标准煤完全燃烧时产生的热量约为2.93×107 J。则(　　) A．发电站的发电效率约为40% B．提高输送电压可以提高发电站的发电效率 C．1 kg标准煤完全燃烧能输送到用户端的电能约为9.4×106 J D．用户端消耗1 kW·h的电能，发电站需要烧0.5 kg的标准煤 答案：C 解析：发电站的发电效率为90%×40%×99%＝35.64%，A错误；提高输送电压并不能提高发电站的发电效率，B错误；1 kg标准煤完全燃烧能输送到用户端的电能约为2.93×107×35.64%×90% J≈9.4×106 J，C正确；由于1 kW·h＝3.6×106 J，≈0.38 kg，所以用户端消耗1 kW·h的电能，发电站需要烧约0.38 kg的标准煤，D错误。 11．(10分)一种冷暖两用型空调，铭牌标注：输入功率1 kW，制冷能力1.2×104 kJ/h，制热能力1.3×104 kJ/h。这样，该空调在制热时，每消耗1 J电能，将放出3 J的热量。标注是否错误？ 答案：见解析 解析：空调制冷、制热是靠压缩机做功，通过内部的制冷剂将热量从温度低的地方向温度高的地方传递。在制热时，室内温度高，室外温度低，热量不会自发地从室外向室内传递。要实现这一过程就会引起其他的变化，这里的其他变化正是通过压缩机做功消耗电能的过程，题中放出3 J的热量是指将3 J的内能从室外传递到室内，需消耗1 J的电能。整个过程既不违背热力学第一定律，又符合热力学第二定律的方向性。因此标注没有错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$