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（人教版2019）

课时测评15　热力学第二定律 (时间：30分钟　满分：50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5分，共50分) 1．第19届亚运会于2023年9月23日晚在杭州盛大开幕。此次亚运会开幕式将实体烟花燃放改成电子烟花表演展示，通过数字技术等展现烟花绽放场景，传递出中国绿色低碳环保且负责任的发展中大国形象。以下说法正确的是(　　) A．能量在使用过程中总量保持不变，故无需节约用电，可尽情燃放电子烟花 B．不断开发新能源，发展新技术，是缓解能源危机、加强环境保护的重要手段 C．电子烟花技术将电能全部转化为光能，过程中不存在能量耗散 D．相比于传统烟花，使用电子烟花完全无污染 答案：B 解析：能量在使用过程中虽然总量保持不变，但品质越来越差，即可利用率越来越低，所以必需节约能源，选项A错误；不断开发新能源，发展新技术，是缓解能源危机、加强环境保护的重要手段，选项B正确；电子烟花技术不能将电能全部转化为光能，过程中也存在能量耗散，选项C错误；相比于传统烟花，使用电子烟花污染较少，但也不是完全无污染，选项D错误。故选B。 2．关于热力学定律，下列说法正确的是(　　) A．气体吸热后温度一定升高 B．热量不可能从低温物体传到高温物体 C．若系统A和系统B之间达到热平衡，则它们的温度一定相同 D．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的内能全部转化为机械能 答案：C 解析：由热力学第一定律可得，如果气体吸热的同时对外做功，且做的功大于吸收的热量，则温度降低，故A错误；热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，像冰箱等电器可以把热量从低温物体传到高温物体，但不是自发的，故B错误；若系统A和系统B之间达到热平衡，则它们的温度一定相同，故C正确；不管对内燃机如何改进，也不可能把内燃机得到的内能全部转化为机械能，故D错误。故选C。 3.海底火山活跃的海域，火山附近的海水会受到加热形成水蒸气从而产生气泡。气泡浮上水面的过程中温度下降，压强减小，体积减小。该过程中水蒸气可视作理想气体，气泡内空气分子个数视为不变。下列关于该过程说法正确的是(　　) A．水蒸气上升过程中吸收热量 B．水蒸气分子的平均动能增大 C．水蒸气放出的热量大于其减小的内能 D．该过程违反了热力学第二定律 答案：C 解析：气体温度下降，故内能减小，即ΔU<0，由体积减小可以判断外界对气体做功，故W>0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，Q＜0，即放出热量，故A错误；水蒸气的温度下降，分子平均动能减小，故B错误；由A项分析知，水蒸气放出的热量大于其减小的内能，故C正确；该过程不单是从热源吸热并用于做功，同时也引起了海水重力势能的变化，故没有违反热力学第二定律，故D错误。故选C。 4．(多选)(2024·河南信阳市高二期末)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．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，所以随着科技的进步和发展，第二类永动机可以被制造出来 D．空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下，热量可以逆向传递 答案：ABD 解析：机械能可以全部转化为内能，内能也可以用来做功转化成机械能，故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，故B正确；第一类永动机违背了能量守恒定律，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，故C错误；根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传递给高温物体，但在一定外界条件下可以实现，故D正确。故选ABD。 5．(多选)关于能源的开发和利用，下列观点正确的是(　　) A．无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为 B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的 C．开发和利用能源的同时，必须加强对环境的保护 D．不断开发新能源，是缓解能源危机的主要途径 答案：ACD 解析：能源是有限的，必须合理利用能源，A正确；尽管能量守恒，但使用过程中会有能量耗散，常规能源并不是取之不尽，用之不竭的，B错误；能源利用推动人类进步的同时会破坏人类生存的环境，必须加强环境保护，C正确；开发新能源可以缓解常规能源的不足，D正确。 6．关于热学现象与规律，下列说法正确的是(　　) A．热机的效率不可能达到100% B．自然界中某些热现象不具有方向性 C．热量不能从低温物体传到高温物体 D．孤立系统的自发过程中熵可能减小 答案：A 解析：根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，自然界中所有热现象都具有方向性，故A正确，B错误；热量不能自发从低温物体传到高温物体，但可以通过外界做功，将热量从低温物体传到高温物体，故C错误；根据熵增加原理可知，孤立系统的自发过程中熵不可能减小，故D错误。故选A。 7．关于自然过程中的方向性，下列说法正确的是(　　) A．摩擦生热的过程是可逆的 B．凡是符合能量守恒的过程一般都是可逆的 C．实际的宏观过程都具有“单向性”或“不可逆性” D．空调机既能制冷又能制热，说明热传递不存在方向性 答案：C 解析：摩擦生热的过程是不可逆的，故A错误；与热现象有关的实际宏观过程都具有方向性，一般是不可逆的，故B错误；实际的宏观过程都具有“单向性”或“不可逆性”，故C正确；空调机既能制冷又能制热，但在相应的过程中，要引起其他方面的变化，并不能说明热传递不存在方向性，故D错误。 8.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处是光滑的，但不漏气。现将活塞杆与外界连接并缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。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．气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律 B．气体是从单一热库吸热，但并未全部用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律 C．气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律 D．以上三种说法都不对 答案：C 解析：由于气缸壁是导热的，外界温度不变，活塞杆与外界连接并使活塞缓慢地向右移动过程中，有足够时间进行传热，气缸内的气体温度不变，即内能不变。该过程气体是从单一热库即外部环境吸收热量，全部用来对外做功并保证内能不变，但此过程并不违反热力学第二定律，这是因为此过程需要外力对活塞做功来维持，如果没有外力对活塞做功，此过程不可能自发进行，故选项C正确。 9．(多选)“二氧化碳跨临界直冷制冰”是北京冬奥会的“中国方案”，图甲中国家速滑馆的冰面全由它制成，冰面温差可控制在±0.5 °C以内。其制冰过程可简化为图乙中的循环过程，其中横轴为温度T，纵轴为压强p。过程A→B：一定量的二氧化碳在压缩机的作用下变为高温高压的超临界态(一种介于液态和气态之间，分子间有强烈相互作用的特殊状态)；过程B→C：二氧化碳在冷凝器中经历一恒压过程向外放热而变成高压液体；过程C→D：二氧化碳进入蒸发器中蒸发，进而使与蒸发器接触的水降温而凝固；过程D→A：二氧化碳经历一恒压过程回到初始状态。下列说法正确的是(　　 ) A．过程A→B中，每个二氧化碳分子的动能都将增大 B．过程B→C中，二氧化碳始终遵循理想气体的实验定律 C．过程D→A中，若二氧化碳可看作理想气体，则该过程中二氧化碳将吸热 D．整个循环过程中，热量从低温水向高温二氧化碳传递，但是不违反热力学第二定律 答案：CD 解析：过程A→B中，温度升高，二氧化碳分子的平均动能将增大，但不是每个二氧化碳分子的动能都将增大，故A错误；过程B→C中，二氧化碳在C是液态，不是气体，不符合理想气体实验定律的条件，故B错误；过程D→A中，若二氧化碳可看作理想气体，压强不变，温度升高，故二氧化碳的内能增大，体积增大，二氧化碳对外做功，由热力学第一定律可知该过程中二氧化碳将吸热，故C正确；整个循环过程中，热量从低温水向高温二氧化碳传递，该过程引起了其他的变化，所以不违反热力学第二定律，故D正确。 10．(多选)如图所示，电冰箱由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器四个部分组成一个密闭的连通系统，制冷剂在连通系统内循环流经这四个部分。各部分的温度和压强如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．冷凝器向环境散失的热量一定大于蒸发器从冰箱内吸收的热量 B．该过程实现了热量从低温物体向高温物体传递 C．制冷剂在蒸发器中的状态可以看成理想气体 D．制冷剂在通过冷凝器的过程中分子势能和分子动能都降低 答案：ABD 解析：根据热力学第一定律可知，Q1(从低温物体吸收的热量)＋W(压缩机对系统做功)＝Q2(向高温物体释放的热量)，A正确；这一过程不是自发完成的，蒸发器和冷凝器两处的热交换方向都是从高温物体向低温物体，整个过程实现了热量从低温物体向高温物体传递，符合热力学第二定律，B正确；制冷剂在蒸发器中虽然是气体状态，但是不满足远离液化的状态，不能看成理想气体，C错误；在冷凝器中制冷剂温度降低，分子平均动能降低，从气体过渡到液体，分子间距离减小，分子势能降低，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$