课时测评16 热力学第二定律-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（人教版）

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1－5题，每题4分，6－13题，每题5分，共60分) 1.第19届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，但品质越来越低，即可利用率越来越低，所以必需节约能源，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，B正确；电子烟花技术不能将电能全部转化为光能，过程中存在能量耗散，C错误；相比于传统烟花，使用电子烟花污染较少，但不是完全无污染，D错误。故选B。 2.(多选)(鲁科版选择性必修第三册·P70·T5)关于电冰箱，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不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为它消耗了电能 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二定律 答案：BC 解析：由热力学第二定律可知，热量不能自发地由低温物体传到高温物体，电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能，其工作原理并不违背热力学第二定律，故A、D错误，B正确；热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能量守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C正确。故选BC。 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；该过程不单是从热库吸热并用于做功，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)(2025·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.自发的传热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，自发的传热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；能源的开发和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.(2025·四川广安高二期末)下列与热现象有关的说法，正确的是(　　) A.热量能自发地从低温物体传递给高温物体 B.热量只能从内能多的物体传递给内能少的物体 C.外界对物体做功，物体一定向外界放热 D.一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性 答案：D 解析：由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故A错误；内能多的物体温度不一定高，不一定传递热量给内能少的物体，故B错误；根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，外界对物体做功，由于内能的变化未知，故物体吸放热情况未知，故C错误；一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，故D正确。 8.(多选)(2025·山西临汾高二期末)关于热力学定律，下列说法正确的是(　　) A.物体的温度可以达到－300 ℃ B.第二类永动机违背了能量守恒定律 C.做功和传热对改变物体的内能是等效的 D.利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，可将海水的部分内能转化为机械能 答案：CD 解析：－273.15 ℃是低温的极限，则物体的温度不可能达到－300 ℃，A错误；第二类永动机违背了热力学第二定律，不违背能量守恒定律，B错误；做功和传热对改变物体的内能是等效的，C正确；利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的部分内能转化为机械能，符合能量守恒定律和热力学第二定律，所以这在原理上是可行的，D正确。 9.(多选)(2025·陕西宝鸡高二期末)关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列说法中正确的是(　　) A.0 ℃的水和0 ℃的冰的内能是相等的 B.第一类永动机不可能制成 C.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” D.一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，气体的内能减少 答案：BD 解析：0 ℃的冰融化成0 ℃的水，要吸收热量，内能增加，由于质量的关系不确定，故不能确定0 ℃的水和0 ℃的冰的内能的关系，故A错误；根据能量守恒定律可知，第一类永动机不可能制成，故B正确；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C错误；一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，则Q＝0，W＜0，根据ΔU＝Q＋W，可知ΔU＜0，气体的内能减小，故D正确。 10.(多选)关于热力学定律，下列说法中正确的是(　　) A.三个系统a、b、c，若a与b内能相等，b与c内能相等，则根据热平衡定律，a与c接触时一定不会传热 B.可以实现从单一热库吸收热量，使之完全用来对外做功 C.自然界的能量是守恒的，所以我们不必节约能源 D.一定量的理想气体经过绝热压缩，其内能一定增大 答案：BD 解析：热平衡状态即为两系统的温度相同，但两系统内能相同时，温度不一定相同，故A错误；由热力学第二定律可知，可以实现从单一热库吸收热量，使之完全用来对外做功，但是必然会引起其他变化，故B正确；自然界中有的能量便于利用，有的不便于利用，因此要节约能源，故C错误；一定质量的理想气体经过绝热压缩，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体的内能一定增大，故D正确。故选BD。 11.气闸舱是空间站中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理如图所示。座舱A与气闸舱B间装有阀门K，A中充满气体，B内为真空。航天员由太空返回到B时，将B封闭，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统温度保持不变，舱内气体可视为理想气体，不考虑航天员的影响，则此过程中(　　) A.气体膨胀做功，内能减小 B.气体从外界吸收热量 C.气体分子在单位时间内对A舱壁单位面积碰撞的次数减少 D.一段时间后，A内气体的密度可以自发地恢复到原来的密度 答案：C 解析：由于系统温度保持不变，所以气体内能不变，即ΔU＝0，气闸舱B内为真空，打开阀门K，A内的气体自由扩散，该过程气体不做功，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，可知Q＝0，既不吸热也不放热，故A、B错误；气体体积增大，则气体分子的数密度减小，温度不变，则分子的平均动能不变，则气体分子在单位时间对A舱壁单位面积碰撞的次数减少，故C正确；根据热力学第二定律可知，B中气体不可能自发地退回到A中，即A内气体的密度不可能自发地恢复到原来的密度，故D错误。 12.(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 ℃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，二氧化碳始终遵循气体实验定律 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。 13.(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减小 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，分子平均动能减小，从气体过渡到液体，分子间距离减小，分子势能减小，D正确。 学生用书⬇第78页 学科网（北京）股份有限公司 $