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（粤教版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1－11题，每题4分，共44分) 1．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．凡是符合能量守恒定律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。 2．(多选)根据热力学第二定律可知，下列说法中正确的是(　　) A．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化 B．没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机是可以实现的 C．制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中，而不引起其他变化 D．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 答案：AD 解析：热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性，机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化为内能，而内能要全部转化为机械能必须借助外部的帮助，即会引起其他变化，A正确，B错误；热传递过程也具有方向性，热量能自发地从高温物体传给低温物体，但是热量要从低温物体传到高温物体，必然要引起其他变化(外界对系统做功)，故C错误，D正确。 3．关于热力学第二定律，下列说法正确的是(　　) A．热机不可能将内能全部转化为机械能 B．热力学第二定律是物理学家通过实验由理论推导得出来的结果 C．第二类永动机不可能制成的原因是机械能不能全部转化为内能 D．热量不可能从低温物体传向高温物体，热量能自发地从高温物体传向低温物体 答案：A 解析：由热力学第二定律可知热机的效率不可能达到100%，则热机不可能将内能全部转化为机械能，故A正确；热力学第二定律是通过大量自然现象的不可逆性总结出来的经验定律，故B错误；第二类永动机不可能制成的原因是内能不能全部转化为机械能，而不引起其他变化，故C错误；热量不能自发的从低温物体传到高温物体，但在外力做功的情况下可以从低温物体传到高温物体，故D错误。故选A。 4．人类设计了各种各样的永动机，但都以失败告终，说明设计必须遵循(　　) A．安全性 B．科学性 C．道德性 D．技术规范性 答案：B 解析：第一类永动机违反了能量守恒定律，第二类永动机违反了热力学第二定律，因此都以失败告终，这说明设计必须遵循科学性，故选B。 5.制冷机是将具有较低温度的被冷却物体的热量转移给环境介质从而获得冷量的机器。其工作原理如图所示，以下表述正确的是(　　) A．制冷机的工作原理对应的是热力学第一定律的开尔文表述 B．制冷机的工作原理反映了热传导的方向性 C．此原理图中的Q1＝Q2 D．此原理图说明热量不能从低温物体传到高温物体 答案：B 解析：制冷机的工作原理对应的是热力学第二定律的克劳修斯表述，A错误；制冷机的工作原理反映了热传导的方向性，热量不能自发的从低温物体传递给高温物体，但在外界干预下，可以从低温物体传递给高温物体，B正确，D错误；此原理图中的Q1＝Q2＋W，C错误。故选B。 6．对热力学第一定律和热力学第二定律的理解，下列说法正确的是(　　) A．热量不能由低温物体传递到高温物体 B．外界对物体做功，物体的内能必定增加 C．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化 D．机械能不能全部转化为内能 答案：C 解析：根据热力学第二定律可知，热量不能自发地由低温物体传递到高温物体，但在一定条件下，热量可以由低温物体传递到高温物体，例如电冰箱的工作过程，故A错误；根据热力学第一定律，若物体向外界释放的热量大于外界对物体做的功，物体的内能减小，故B错误；选项C是热力学第二定律的表述形式之一，故C正确；机械能可以全部转化为内能，故D错误。故选C。 7.(2024·广东深圳联考期末)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。在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。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，分子的平均动能减小，故B错误；由A项分析可知，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。 8.如图所示，某厂家声称所生产的空气能热水器能将热量从空气吸收到储水箱。下列说法中正确的是(　　) A．热量可以自发地从大气传递到储水箱内 B．空气能热水器的工作原理违反了能量守恒定律 C．空气能热水器的工作原理违反了热力学第二定律 D．空气能热水器能够不断地把空气中的热量传到水箱内，但必须消耗电能 答案：D 解析：该热水器将空气中的能量转移到热水中，符合能量守恒定律，但是热量不可能自发地从低温物体转移到高温物体，实质上在产生热水的过程中，必须消耗电能才能实现，因此符合热力学第二定律。故选D。 9．下列有关热学现象的说法正确的是(　　) A．双手互相摩擦发热的现象是用热传递的方法来改变物体内能的 B．在散热的条件下被压缩的气体内能一定增加 C．第二类永动机不违反热力学第二定律，只违反热力学第一定律 D．宏观与热现象有关的自发的物理过程都是不可逆的 答案：D 解析：双手互相摩擦发热的现象是用做功的方法来改变物体内能的，A错误；由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，在散热的条件下被压缩的气体内能不一定增加，B错误；第二类永动机不违反热力学第一定律，只违反热力学第二定律，C错误；宏观与热现象有关的自发的物理过程都是不可逆的，D正确。故选D。 10．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等于蒸发器从冰箱内吸收的热量 B．该过程实现了热量自发地从低温物体向高温物体传递 C．制冷剂在通过冷凝器的过程中分子势能和分子平均动能都降低 D．制冷剂在蒸发器中的状态可以看成理想气体 答案：C 解析：根据能量守恒定律可知，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)，因此冷凝器向环境散失的热量大于蒸发器从冰箱内吸收的热量，故A错误；整个过程通过做功实现了热量从低温物体向高温物体传递，故B错误；在冷凝器中制冷剂温度降低，分子平均动能降低，状态从气体过渡到液体，分子间距从远大于平衡距离到平衡距离，分子引力做正功，则分子势能降低，故C正确；制冷剂在蒸发器中从液体变为气体，不能看成理想气体，故D错误。故选C。 11.如图所示，两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象。关于这一现象，下列说法中正确的是(　　) A．这一实验过程违反了热力学第二定律 B．在实验过程中，热水和冷水的温差可以保持不变 C．在实验过程中，热水减少的内能等于冷水增加的内能 D．在实验过程中，热水减少的内能部分转化为电能，电能部分转化为冷水的内能 答案：D 解析：热力学第二定律由实际热现象总结而来，任何宏观的实际热现象都符合热力学第二定律，故A错误；在实验过程中，热水内能减少，一部分转移到低温物体，一部分转化为电能，故热水一定会降温，冷水一定会升温，热水减少的内能部分转化为电能，电能部分转化为冷水的内能，则热水减少的内能大于冷水增加的内能，故BC错误，D正确。 12．(6分)下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有________，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有________。 A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热 B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低 C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响 D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内 答案：B　C 解析：A项符合热力学第一、第二定律；B项冷水和杯子温度不可能都变低，或温度都不变，违背了热力学第一定律；C项虽然不违背热力学第一定律，但违背了热力学第二定律；D项冰箱消耗电能从而可以从低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，不违背热力学第一、第二定律。 学科网（北京）股份有限公司 $$