第3章 课时练10 热力学第二定律-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

课时练10 热力学第二定律 (时间:40分钟满分:50分) 基础达标 C.根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物 1~7题每题3分,共21分。 体传到高温物体 1.把水和酒精混合后,用蒸发的方式又可以分开,然后 D. 从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的 ) 5. 关于热力学定律,下列表述正确的是 液化恢复到原来的状态,这说明 C A.扩散现象没有方向 A.不可能使热量从低温物体传递到高温物体 B.将水和酒精分开时,引起了其他变化,故扩散具有 B.效率为100%的热机不可能制成,是因为违反了能 方向性 量守恒定律 C.将水和酒精分开时,并没有引起化学变化,故扩散 C.一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的 现象没有方向性 方向进行 D.用本题的实验,无法说明扩散现象是否具有方 D.外界对物体做功,物体的内能必定增加 6.(多选)下列说法正确的是 C 向性 ) 2.(多选)下列说法正确的是 A.第一类永动机不可能制成,因为它违背了能量守 A.内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化 恒定律 B.根据热力学第二定律可知,各种形式的能可以自 B.第二类永动机不可能制成,因为它违背了能量守 发地相互转化 恒定律 C.外界对物体做功,同时物体向外界放出热量,物体 C.热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的 的内能可能不变 D.热力学第二定律的两种表述是等效的 C 7. 关于能量和能源,下列说法正确的是 ) D.气体向真空的自由膨胀是不可逆的 3.如图所示,汽缸内盛有一定质量 A.人类在不断地开发和利用新能源,所以能量可以 被创造 的理想气体,汽缸壁是导热的,汽 B.在能源的利用过程中,由于能量在数量上并未减 缸外环境保持恒温,活塞与汽 壁的接触面是光滑的,但不漏气。现将活塞与杆连 少,所以不需要节约能漏 C.自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方 接,使其缓慢地向右移动,这样气体将等温膨胀并对 向性 外做功。若已知理想气体的内能只与温度有关,则 D.能量耗散现象说明,在能量转化的过程中,虽然能 下列说法正确的是 的总量并不减少,但能量品质提升了 A.气体是从单一热库吸热,全部用来对外做功,所以 拓展提升 此过程违反了热力学第二定律 8~11题每题4分,12题13分,共29分。 B.气体是从单一热库吸热,但并未全部用来对外做 8.(2023广东广州实验中学模拟预测)进入火热的6 功,所以此过程不违反热力学第二定律 月,高三的同学们也迎来高考最后的冲刺阶段,空调 C.气体是从单一热库吸热,全部用来对外做功,但此 为同学们提供了舒爽的学习环境,空调的工作原理 过程不违反热力学第二定律 如图所示,以下表述正确的是 C D.以上三种说法都不对 ) 高温物体 4.下列说法正确的是 #0 A.机械能全部变成内能是不可能的 #冷河# B.第二类永动机不可能制造成功是因为能量既不会 ##0 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 低温物体 19 A.空调的工作原理对应的是热力学第二定律的开尔 如屋顶放置垂直太阳光线的光电池板:面积为10m 文表述 ×5m,已知太阳光垂直照射到地球表面的光能平 B.空调的工作原理反映了热传导的方向性 均为1400J/(m^{②}·s),如果太阳平均每天有6小时 C.此原理图中的Q一Q 的垂直照射,现在的光电转化率大约为23%,那么 ( 这个屋顶在一天内发电大约有 D. 此原理图说明热量不能从低温物体传到高温物体 ) 9.(多选)气阐舱是载人航天器中供航天员进入太空或 A.10000度 B.1000度 C.100度 由太空返回时用的气密性装置,其原理如图所示 D.10度 座舱M与气阐舱N之间装有囱门K,座舱M中充 12.某地的平均风速为5m/s.已知空气密度是1.2kg 满空气,气间舱N中为真空。航天员从太空返回气 m3,有一风车,它的车叶转动时可形成半径为12m 间舱N后,打开阙门K,M中的气体进入N中,最终 的圆面,如果这个风车能将此圆内10%的气流的动 达到平衡。此过程中气体与外界没有热交换,舱内 能转变为电能,则该风车带动的发电机功率是多少 气体可视为理想气体,下列说法正确的是 ) A.该过程气体对外界不做功,气体内能不变 B.气体体积膨胀,对外界做功,内能减小 C.气体温度降低,体积增大,压强减小 D. N中气体不能自发地全部退回到M中 10.(教材习题变式)(多选)电冰箱的工作原理示意图 如图所示。压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外 的管道中不断循环,在蒸发器中的制冷剂气化吸收 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 _ ) 籍体一 干燥过器 蒸发器 ~冷凝器 压缩机 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.电冰箱的工作原理违背了热力学第一定律 D.电冰箱除了将热量从低温物体传到高温物体外 工作过程中所产生的其他一切影响,无论用任何 办法都不可能消除 11.(情景创新)在人类经济发展中环境保护日益重要 而利用太阳能发电投资少,见效快。如果用太阳能 替代化石燃料可以减少温室气体的排放,减轻污 染,有利于环境保护。以农村住宅屋顶发电为例 20此过程气体对外做功W=一0.5pS日 :9.AD解析：M中的气体自由扩撒膨张，没有对外界做功，又因 根据热力学第一定律有△U=Q+W 为整个系统与外界没有热交换，根据热力学第一定律△U=W 解得山=Q一号p,S-M). 十Q,可知气体内能不变，A正确，B错误；因气体内能不变，故 温度不变，又扩散后气体的体积V增大，根据pV=C,可知气 课时练10热力学第二定律 体压强p减小，C错误；由热力学第二定律可知，一切宏观热 现象均具有方向性，故N中气体不能自发地全部遇回到M 1.B解析：扩散现象是不同物质相互接触，彼此进入对方的现 中，D正确。 象，具有自发性，酒精具有易挥发的特性，用蒸发使酒精挥发， :10.BD解析：热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的 这个过程引起了其他变化，所以说扩散现象具有方向性。B 转化规律，是能量守恒定律的具体表现，适用于所有的热学 正确。 过程，C错误：根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温 2.CD解析：根据热力学第二定律可知，内能不可以全部转化为 物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功，A错误，B正 机械能而不引起其他变化，故A错误；根据能量守恒定律可 确：“工作中产生的其他一切影响”属于能量耗散，这种影响 知，各种形式的能可以相互转化，根据热力学第二定律可知， 不可能消除，D正确。 宏观自然的过程都具有方向性，故B错误：根据热力学第一定：11.C解析：由1度=1kW·h=3.6×10°J,这个屋顶在一天 律可知，若外界对物体做的功等于物体向外界放出的热量，物 内发电大约有E=作St=1400×10×5×6×3600×23%J 体的内能不变，故C正确：根据热力学第二定律可知，气体向 ≈100度。C正确。 真空的自由膨胀是不可逆的，故D正确。 12.答案：3.4kW 3.C解析：此过程虽然是气体从单一热库吸热，全部用来对外 解析：在时间t内作用于风车的气流质量为 做功，但引起了其他变化，所以此过程不违反热力学第二定 m=ar'oto, 律。C正确。 这趣气流的动能为m,转交的电能为 4.D解析：机械能可以全部转化为内能，故A错误；第二类永 动机不可能制造成功是因为它违背了热力学第二定律，故B E=2m2X10%, 错误：热量不能自发地从低温物体传到高温物体，但如果不是 故风车带动电动机功率为 自发的，是可以进行的，故C错误；从单一热源吸收热量全部 用来做功而不引起其他变化，是不可能的，但如果是从单一热 P￡、1 1=2wm3×10%, 源吸收热量全都变为功的同时也引起了其他的变化，是可能 代入数据解得P≈3.4kW。 的，故D正确。 第四章原子结构和波粒二象性 5.C解析：热量能由低温物体传递到高温物体，此过程会引起 其他的变化，A错误：效率为100%的热机不可能制成，不违反 课时练11普朗克黑体辐射理论 能量守恒定律，但它违反了热力学第二定律，因此它不可能制 成，B错误：由墒增加原理可知，一切自然过程总是沿着分子 1,A解析：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温 热运动无序性增大的方向进行，C正确：根据热力学第一定 度有关，故A正确。 律，即△U=W十Q,物体的内能的变化与外界做功和物体的吸 :2.D解析：自然界的任何物体都在向外辐射电磁波，故A错 收热量有关，外界对物体做功，物体对外放热，物体的内能可 误：黑体对于外界过来的电磁波只吸收面不反射，但黑体辐射 能减小，D错误。 光，肉跟能看到黑体，故C错误：温度升高，黑体辐射各种波长 6.ACD解析：第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动 的辐射强度都有增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的 机违背了热力学第二定律，选项A正确，B错误；热力学第一 方向移动，故B错误，D正确。 定律与热力学第二定律相辅相成，相互独立，选项C正确：热 3.A解析：黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量，温度越 力学第二定律的两种表述是等效的，选项D正确。 高，辐射强度越大，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向 7.C解析：根据能量守恒定律可知选项A错误；在能源的利用 移动。A正确。 过程中，虽然能量在数量上并未减少，但是能源的品质在降 4.D解析：人的个数只能取正整数，是量子化的。D正确。 低，所以还需要节约能源，选项B错误；根据热力学第二定律 5.A解析：带电微粒辐射和吸收能量时是以最小能量值一能 量子e的整数倍一份一份地辐射或吸收的，是不连续的。A 可知，自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性，选 正确。 项C正确：能量耗散现象说明，在能量转化的过程中，虽然能 的总量并不减小，但能量品质降低了，选项D错误。 6.A解析：由c=心可知v=,由能量子公式e=hy得e= 8.B解析：空调的工作原理对应的是热力学第二定律的克劳修 斯表述，选项A错误：空调的工作原理反峡了热传导的方向 h子。A正确， 性，热量不能自发从低温物体传递给高温物体，但在外界帮助 :7,C解析：由图甲可知，温度为T:的图线中速率大的分子占据 下，可以从低温物体传递给高温物体，选项B正确，D错误；此 的比例较大，则说明其对应的分子平均动能较大，对应的温度 原理图中的Q1>Q2,选项C错误。 较高，故T1<T2。图乙中，随着温度的升高，各种波长的辐射 ·8·