课时跟踪检测(十) 热力学第二定律　熵——系统无序程度的量度（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版 福建专用）

课时跟踪检测(十)　热力学第二定律　熵——系统无序程度的量度 (网阅作业，选择题请在答题区内作答) 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.下列过程中熵减小的是 (　　) A.晶体熔化为液体 B.水蒸发成为水蒸气 C.水凝固成冰 D.红墨水滴入一杯清水中 2.(双选)根据热力学第二定律，下列判断正确的是 (　　) A.热机中燃气的内能不可能全部转化为机械能 B.电能不可能全部变成内能 C.在火力发电机中，燃气的内能可能全部转化成电能 D.在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 3.下列过程中，可能发生的是 (　　) A.某工作物质从高温热库吸收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 4.(2025·泉州高二阶段练习)下列叙述均和热力学定律相关，其中正确的是 (　　) A.不违背能量守恒定律的机器都能制成 B.电冰箱的制冷系统能够把冰箱内的热量传到外界，它违背了热力学第二定律 C.能量退降过程中能量是不守恒的 D.从能量转化的角度看，能量退降反映了自然界中宏观过程具有方向性 5.(双选)下列关于热力学定律的说法正确的是 (　　) A.如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，这两个系统的温度一定相等 B.外界对某系统做正功，该系统的内能一定增加 C.可以找到一种材料做成墙壁，冬天供暖时吸收热量温度升高，向房间释放热量供暖，然后再把热量吸收回去，形成循环供暖，只需要短时间供热后即可停止外界供热 D.低温系统可以向高温系统传递热量 6.第19届亚运会在杭州盛大开幕。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、光学投影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和内能，过程中不存在能量退降 D.相比于传统烟花，使用电子烟花完全无污染 7.(双选)用两种不同材料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，如图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象。关于这一现象的正确说法是 (　　) A.这一实验不违背热力学第二定律 B.在实验过程中，热水温度降低，冷水温度升高 C.在实验过程中，热水的内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能 D.在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全部转化成冷水的内能 8.如图所示，气缸内盛有一定量的理想气体，气缸壁是导热的，气缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触面是光滑的，但不漏气。现将活塞与杆连接，使其缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并对外做功。若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，因此此过程违反了热力学第二定律 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 9.关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列说法中不正确的是 (　　) A.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 B.气体向真空的自由膨胀是不可逆的 C.热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成 D.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” 10.(双选)空调市场上有很多变频空调，据专家介绍，变频空调比定频的要节能。因为定频空调开机时就等同于汽车启动时，很耗能，是正常运行的5~7倍，空调在工作时达到设定温度就停机，等温度高了再继续启动，这样频繁的启动，耗电多。而变频空调启动时有一个由低到高的过程，运行过程是通过自动变速来保持室内温度的，从开机到关机中间不停机，而是达到设定温度后就降到最小功率运行，所以比较省电。阅读上述介绍后，以下说法合理的是 (　　) A.变频空调节能，运行中不遵守能量守恒定律 B.变频空调运行中做功少，转化能量多 C.变频空调在同样工作条件下运行效率高、省电 D.变频空调与定频空调做同样功时，消耗同样电能 11.2024年5月28日18时58分，经过约8.5小时的出舱活动，神舟十八号乘组航天员密切协同，在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下，完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务，出舱活动取得成功。气闸舱是实验舱中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置。气闸舱的工作原理简化图如图所示，座舱A充满一定质量的理想气体，座舱B内为真空。打开阀门K，气体会自发扩散至B中，气体最终达到平衡，整个系统不漏气且与外界没有热交换，下列说法正确的是 (　　) A.平衡后，气体系统的熵值在减小 B.座舱A中气体自发扩散过程中，气体对外做功，内能减小 C.平衡后，座舱B中气体可能自发的全部回到座舱A中 D.平衡后，气体分子单位时间内，与器壁单位面积的碰撞次数减少 12.(2025·德州高二质检)“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5 000 m2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，违反热力学第二定律 13.(双选)利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后反向，从A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是 (　　) A.A端为冷端，B端为热端 B.A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的 C.A端流出的气体内能一定大于B端流出的 D.该装置气体进出过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律 14.(3分)利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，这个过程　　　　(选填“是”或“不是”)自发过程。该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)从室内吸收的热量。  4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(十) 1.选C　水凝固成冰的过程中，分子的无序程度减小，也就是熵减小，故C正确；晶体熔化为液体，水蒸发成为水蒸气，红墨水滴入一杯清水中，分子无序程度增加，故A、B、D错误。 2.选AD　与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，无论采用什么设备和手段进行能量转化，总是遵循“在没有引起其他变化的情况下，机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能”，A正确；由焦耳定律可知，电能可以全部转化为内能，B错误；火力发电机发电时，能量转化的过程为化学能→内能→机械能→电能，因为燃气的内能向机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能不可能全部转化为电能，C错误；热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须有外界的帮助，D正确。 3.选C　根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体传给高温物体，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；内能全部转化为机械能而没有产生其他影响是不可能的，故A项错误；气体膨胀具有方向性，故B项错误；扩散现象也具有方向性，D项错误。 4.选D　第二类永动机不违背能量守恒定律，但不能制成，故A错误；电冰箱能把冰箱内的热量传到外界，但同时要消耗电能，不违背热力学第二定律，故B错误；能量退降过程中能量也是守恒的，故C错误；能量退降反映了能量转化的方向性，故D正确。 5.选AD　如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，这两个系统的温度一定相等，故A正确；根据ΔU=W+Q可知，外界对系统做正功即W>0，系统有可能同时对外放热即Q<0，那么系统内能的变化不确定，故B错误；根据热力学第二定律，选项C中所述的现象是不可能实现的，故C错误；低温系统向高温系统传递热量是可以实现的，前提是要引起其他变化，故D正确。 6.选B　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，所以必须节约能源，故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和内能，过程中也存在能量退降，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，D错误。 7.选AB　自然界中的任何自然现象或过程都不违反热力学第二定律，本实验现象也不违反热力学第二定律，A正确；整个过程中能量守恒且传热有方向性，B正确；在实验过程中，热水中的内能除转化为电能外，还升高了金属丝的温度，内能不能全部转化为电能；电能除转化为冷水的内能外，还升高了金属丝的温度，电能不能全部转化为冷水的内能，C、D错误。 8.选C　此过程虽然是气体从单一热库吸热，全部用来对外做功，但引起了其他变化(有外力控制着活塞缓慢地移动，而非自动进行的)，所以此过程不违反热力学第二定律。 9.选D　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=W+Q可知，气体的内能减少，故A正确；热力学第二定律表明:自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，故气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故B正确；热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成，故C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D错误。 10.选CD　自然界的一切过程都遵守能量守恒定律，A错误；功是能量转化的量度，做同样的功，消耗同样电能，B错误，D正确；由变频空调的工作特点可知其省电的原因是效率高，C正确。 11.选D　由于气体分子无规则运动的空间变大，所以无序性增加，即熵增加，故A错误；气体自由扩散，没有对外做功，又因为整个系统不漏气且与外界没有热交换，气体内能不变，故B错误；根据热力学第二定律可知，一切宏观热现象均具有方向性，座舱B中气体不可能自发地全部回到座舱A中，故C错误；气体温度不变，体积增大，压强减小，单位体积内的气体分子数减少，单位时间内对单位器壁面积的碰撞次数减少，故D正确。 12.选C　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，体积增大，因温度升高，故二氧化碳的内能增大，又由于体积增大，二氧化碳对外做功，所以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错误。 13.选AB　依题意，A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，所以从A端流出的气体分子热运动平均速率小于从B端流出的，同种气体分子热运动平均速率较大，其对应的温度也就较高，所以A端为冷端，B端为热端，故A、B正确；从A端流出的气体分子平均动能小于从B端流出的气体分子平均动能，内能的多少还与分子数有关，不能得出从A端流出的气体内能一定大于从B端流出的气体内能，故C错误；该装置将冷热气体进行分离，喷嘴处有高压，即通过外界做功而实现的，并非自发进行的，没有违背热力学第二定律；温度较低的从A端流出，温度较高的从B端流出，也符合能量守恒定律，故D错误。 14.解析:利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外环境，需要空调的压缩机工作，不是自发过程；由于该过程消耗了电能，产生了电热，空调排放到室外环境的热量应等于电热加上从室内吸收的热量，即空调排放到室外环境的热量大于从室内吸收的热量。 答案:不是　大于 $