第三章 第四节 热力学第二定律-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册五维课堂课时作业word（人教版）

[基础达标练] 1．(多选)下列哪些过程具有方向性(　　) A．热传导过程 B．动能向势能的转化过程 C．气体的扩散过程 D．气体向真空中的膨胀过程 解析：ACD　[传热、气体的扩散和气体在真空中的膨胀都是与热现象有关的宏观自然过程，由热力学第二定律可知，它们都是不可逆的，具有方向性，故选项A、C、D正确；动能向势能的转化与热现象无关，是可逆的，不具有方向性，故选项B错误．] 2．(多选)煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境．最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量≥90%)，把煤“吃干榨尽”．下列有关说法正确的是(　　) A．煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化 B．煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化 C．该技术实现了煤的清洁利用 D．该技术实现了煤的高效利用 解析：ACD　[煤粉加压气化制备合成气过程中既有物理变化，又有化学变化，A正确，B错误；该技术使煤得以良好利用又环保，C、D正确．] 3．我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来，其原因是(　　) A．违反了能量守恒定律 B．在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才能转化成内能 C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的 D．以上说法均不正确 解析：C　[机械能和内能的相互转化，必须通过做功来实现，故C对．] 4．下列过程，可能发生的是(　　) A．某工作物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响 B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发跑进去，恢复原状 C．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高 D．将两瓶不同液体自发混合，然后又自发地各自分开 解析：C　[根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体自发地传给高温物体，而不引起其他的变化，但通过一些物理过程是可以实现的，故C项正确；内能自发地全部转化为机械能是不可能的，故A项错误；气体膨胀具有方向性，故B项错误；扩散现象也有方向性，D项错误．] 5．关于第二类永动机的说法，正确的是(　　) A．第二类永动机不可能制成，因为违反了能量守恒定律 B．第二类永动机不可能制成，因为机械能和内能的转化过程具有方向性 C．第二类永动机不可能制成，因为同时违反了能量守恒定律和热力学第二定律 D．第二类永动机不可能制成，因为没有足够精细的制作工艺 解析：B　[第二类永动机是一种热机，它希望能够从单一热源吸热全部用来做功而不引起其他任何变化，这种设想并不违反能量守恒定律，但违反热力学第二定律，故B选项正确．] 6．(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．在蒸发器中制冷剂汽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(　　) 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．电冰箱的工作原理不违背热力学第一定律 D．电冰箱的工作原理违背热力学第一定律 解析：BC　[热量不能自发地从低温物体传到高温物体，要想使热量从低温物体传到高温物体必须借助于其他系统做功，A错误，B正确．热力学第一定律适用于所有的热学过程，C正确，D错误．] 7．(多选)下列关于热机的说法，正确的是(　　) A．热机是把内能转化成机械能的装置 B．热机是把机械能转化为内能的装置 C．只要对内燃机不断进行革新，它可以把燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能 D．即使没有漏气，也没有摩擦等能量损失，内燃机也不可能把内能全部转化为机械能 解析：AD　[由热机的定义可知A正确，B错误；内燃机工作时内能的损失有多种途径，所以内燃机不可能把燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能，故D选项正确，C选项错误．] 8．(多选)下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是(　　) A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中而经过一段时间大米、小米不会自动分开 B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，红墨水会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水不会自动分开 C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由内能自发地转化为机械能而动起来 D．随着节能减排措施的不断完善，最终也不会使汽车热机的效率达到100% 解析：BCD　[热力学第二定律反映的是与热现象有关的宏观过程的方向性，A不属于热现象，故A错误；由热力学第二定律可知B、C、D正确．] [能力提升练] 9．(多选)关于空调机，下列说法正确的是(　　) A．制冷空调机工作时，热量从低温物体传到高温物体 B．制暖空调机工作时，热量从高温物体传到低温物体 C．冷暖空调机工作时，热量既可以从低温物体传到高温物体，也可以从高温物体传到低温物体 D．冷暖空调机工作时，热量只能从低温物体传到高温物体 解析：AC　[制暖空调机工作时，热量既可以从高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体；制冷空调机只可以把热量从低温物体传到高温物体；冷暖空调机工作时，热量既可以从高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体．故选项A、C正确，选项B、D错误．] 10．(多选)根据热力学第二定律，可知下列说法正确的是(　　) A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体 B．热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体 C．机械能可以全部转化为热能，但热能不可能全部转化为机械能 D．机械能可以全部转化为热能，热能也可能全部转化为机械能 解析：BD　[热量可以自发地从高温物体传给低温物体，当外界对系统做功时，热量也可以从低温物体传到高温物体，冰箱就是这样的装置，故A错误，B正确．机械能可以全部转化为内能，如在水平地面上运动的物体，克服摩擦阻力做功，最终静止，这个过程中机械能全部转化为内能，当外界条件发生变化时，内能也可以全部转化为机械能，如在等温膨胀过程中，系统吸收的热量全部转化为对外界做的功，故C错误，D正确．] 11．17世纪70年代，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，其结构如图所示，在斜面顶端放一块强磁铁M，斜面上、下端各有一个小孔P、Q，斜面下有一个连接两小孔的弯曲轨道．维尔金斯认为：如果在斜坡底放一个铁球，那么在磁铁的引力作用下，铁球会沿斜面向上运动，当球运动到P孔时，它会漏下，再沿着弯曲轨道返回到Q，由于这时球具有速度所以可以对外做功，然后铁球又被磁铁吸引回到上端，到P处又漏下……对于这个设计，下列判断正确的是(　　) A．满足能量守恒定律，所以可行 B．不满足热力学第二定律，所以不可行 C．不满足机械能守恒定律，所以不可行 D．不满足能量守恒定律，所以不可行 解析：D　[该装置可以持续不断的对外做功，违背了能量守恒定律，故不可行，D正确．] 12．某地的平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m的圆面，如果这个风车能将此圆内10%的气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多少？ 解析：在时间t内作用于风车的气流质量为m＝πr2vtρ， 这些气流的动能为mv2， 转变的电能为E＝mv2×10%， 故风车带动电动机功率为 P＝＝πr2ρv3×10%， 代入数据解得P≈3.4 kW. 答案：3.4 kW [创新应用练] 13．抽水蓄能电站结构如图所示．抽水蓄能电站有两种工作模式，一种为抽水蓄能模式：居民用电低谷时(如深夜)，电站利用居民电网多余电能把水从下水库抽到上水库．另一种为放水发电模式：居民用电高峰时，将上水库中的水放到下水库进行发电，将产生的电能输送到居民电网供居民使用．一抽一放起到了均衡电网负荷的作用．关于抽水蓄能电站，下列说法正确的是(　　) A．抽水蓄能的过程中，能量守恒 B．放水发电的过程中，机械能守恒 C．抽水蓄能电站建成之后，可以使能量增多 D．抽水蓄能电站建成之后， 就不会再有能源危机问题了 解析：A　[抽水蓄能的过程中，总的能量是守恒的，故A正确；放水发电的过程中，有部分重力势能转化为电能，机械能不守恒，故B错误；抽水蓄能、放水发电过程，总的能量保持不变，并不能使能量增多，故C错误；抽水蓄能电站能够合理调节用电高峰期和低谷期的调峰问题，但是能量总量并没有增加，我们仍面临着能源危机，还需节约能源，故D错误．] 14．目前，共享单车作为绿色出行的交通工具，成为时尚．甲、乙两种共享单车都采用了电子锁，车锁内集成了GPS模块与联机模块等，这些模块工作时需要电能．这两种共享单车采用了不同的方式获取电能：甲车靠小型发电机——踩动单车时，线圈在磁场中转动，产生电能，如图1所示；乙车靠车筐底部的太阳能电池板——有光照时，产生电能，如图2所示． 这两种共享单车获取电能时，都是把其他形式的能转化为电能．关于它们的能量转化，下列说法正确的是(　　) A．都是把机械能转化为电能 B．都是把光能转化为电能 C．甲车把机械能转化为电能，乙车把光能转化为电能 D．甲车把光能转化为电能，乙车把机械能转化为电能 解析：C　[甲车是把人踩动单车的机械能转化为电能；乙车是把照射时的光能转化为电能，C正确．] 学科网（北京）股份有限公司 $