第3章 第3节 热力学第二定律 第4节 熵——系统无序程度的量度（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（鲁科版）

第3章　热力学定律 第3节　热力学第二定律 第4节　熵——系统无序程度的量度 基础过关练 题组一　对热力学第二定律的理解 1.(多选题)(2024浙江宁波慈溪中学月考)根据热力学定律判断,下列说法正确的是 (　　) A.电冰箱的工作原理表明,热量可以从低温物体向高温物体传递 B.空调机在制冷过程中,将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外,这一过程不遵守热力学第二定律 C.科技的不断进步使得人类有可能生产出单一热源的热机 D.尽管科技不断进步,热机的效率仍不能达到100% 2.(2024辽宁一模)根据热学中的有关知识判断,下列说法中正确的是 (　　) A.一切符合能量守恒定律的宏观过程都能发生 B.空调的工作过程表明,热量可以自发地由低温物体向高温物体传递 C.第二类永动机不违背能量守恒定律,当人类科技水平足够先进时,第二类永动机可以被制造出来 D.能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 3.(多选题)关于热力学定律,下列说法正确的是 (　　) A.气体向真空的自由膨胀是不可逆的 B.理想气体在等温膨胀过程中从外界吸收的热量全部用于对外做功 C.只要对内燃机不断改进,就可以把内燃机得到的内能全部转化为机械能 D.一定质量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,分子平均动能不变,其分子之间的势能增加 4.热力学第二定律常见的表述有两种。第一种表述: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;第二种表述:不可能从单一热源吸收热量,使之完全用来做功,而不引起其他变化。 如图甲所示是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图:外界对制冷机做功,使热量从低温物体传递到高温物体。 (1)请你根据第二种表述完成示意图乙。 (2)根据你的理解,热力学第二定律的实质是　　　　　　　　　　。  题组二　熵增加原理 5.(多选题)关于孤立系统中发生的实际过程,下列说法中正确的是 (　　) A.系统的总熵只能增大,不可能减小 B.系统的总熵可能增大,可能不变,还可能减小 C.系统逐渐从比较有序的状态向更无序的状态发展 D.系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展 6.(多选题)下列自发过程熵增加的是 (　　) A.晶体熔化为液体 B.水蒸发成为水蒸气 C.水凝固成冰 D.红墨水滴入到一杯清水中 7.在下列说法中,不正确的是 (　　) A.有序和无序是相对的 B.熵是衡量一个系统无序程度的物理量 C.人之所以能维持低熵水平,因为人是一个封闭系统 D.熵的概念已延伸到物理学以外非常广泛的科学领域 题组三　对两个热力学定律的理解及应用 8.关于热力学第一定律和热力学第二定律,下列论述正确的是 (　　) A.热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化,而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能,故这两条定律是相互矛盾的 B.内能可以全部转化为其他形式的能,只是会产生其他影响,故两条定律并不矛盾 C.两条定律都是有关能量的转化规律,它们不但不矛盾,而且没有本质区别 D.其实,能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律 9.(多选题)(2023福建福州期末)对于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.一定质量的气体膨胀对外做功100 J,同时从外界吸收120 J热量,则它的内能增加20 J B.物体从外界吸收热量,其内能一定增加,物体对外界做功,其内能一定减少 C.第二类永动机违背了热力学第二定律,没有违背热力学第一定律 D.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,在传热中,热量只能从高温物体传递给低温物体,而不能从低温物体传递给高温物体 10.(2024浙江宁波慈溪中学月考)如图所示,两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满气体,Q为真空,整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后,P中的气体进入Q中,最终达到平衡,则 (　　) A.气体体积膨胀,内能减少 B.气体分子势能减少,内能增加 C.气体分子平均动能增加,内能不变 D.Q中气体不可能自发地全部退回到P中去 11.(多选题)(2023山东滨州三校联考)图为电冰箱的工作原理示意图。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反热力学第一定律 D.电冰箱的工作原理违反热力学第一定律 答案与分层梯度式解析 第3章　热力学定律 第3节　热力学第二定律 第4节　熵——系统无序程度的量度 基础过关练 1.AD　热量可以从低温物体向高温物体传递,但要引起其他变化,故A正确;空调机在制冷过程中,空气压缩机做功消耗电能,制冷过程不是自发进行的,这一过程遵守热力学第二定律,故B错误;不可能从单一热源吸收热量全部用来对外做功而不引起其他变化,故C错误;根据热力学第二定律,即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失,热机也不可能把燃料产生的内能全部转化为机械能,即效率达不到100%,故D正确。故选A、D。 2.D　热运动的宏观过程有一定的方向性,符合能量守恒定律的宏观过程并不都能真的发生,根据热力学第二定律知,不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性,故A错误,D正确;空调的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递,但要引起其他变化,故B错误;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,但违背了热力学第二定律,第二类永动机不可能制造出来,故C错误。 3.ABD　根据热力学第二定律知气体向真空的自由膨胀是不可逆的,故A正确。理想气体在等温膨胀过程中气体的内能没有变,所以气体吸收的热量全部用于对外做功,故B正确。根据热力学第二定律可知,热机的效率不可能达到100%,即使对内燃机不断改进,也不可能把内燃机得到的内能全部转化为机械能,故C错误。温度是分子平均动能的标志,一定质量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,吸收热量,温度不变,其分子的平均动能不变,吸收的热量增加了分子之间的势能,故D正确。 4.答案　(1)如图所示 (2)一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性 解析　(1)热机是能够从热源吸收热量,把内能转化为机械能的装置。由热力学第二定律知热机的效率不可能达到100%,即热机工作时必定存在向低温物体的散热。 (2)热力学第二定律的实质是一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性。 5.AC　在孤立系统中发生的实际过程,系统的总熵总是增加的,不可能减小,故A正确,B错误;根据熵增加原理,孤立系统只能是从比较有序的状态向更无序的状态发展,故C正确,D错误。 6.ABD　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错;晶体熔化为液体,水蒸发成为水蒸气,红墨水滴入到一杯清水中,分子无序程度均增加,故A、B、D正确。 7.C　有序和无序不是绝对的,而是相对的,故A对;熵是衡量一个系统无序程度的物理量,故B对;熵越高代表这个系统的混乱程度越高,人是低熵体是因为我们需要通过各种手段保持我们自身系统的熵维持在一个比较低的程度,比如我们要通过取暖或者吹风扇让体温保持在37摄氏度左右,因此要求人自身不能成为一个封闭系统,故C错;熵的概念已延伸到物理学以外非常广泛的科学领域,故D对。 8.B　热力学第一定律揭示了内能与其他形式能量之间的转化关系,是能量守恒定律在热学中的具体体现。热力学第二定律则进一步阐明了内能与其他形式能量转化时的方向性,二者表述的角度不同,本质不同,相互补充,并不矛盾,故选项C、D错误,选项B正确;内能在一定条件下可以全部转化为机械能,热量也可以由低温物体传递到高温物体,但是会引起其他变化,如电冰箱制冷机工作还要消耗电能,故选项A错误。 9.AC　根据热力学第一定律知,ΔU=W+Q=-100 J+120 J=20 J,说明内能增加了20 J,故A正确;根据热力学第一定律ΔU=W+Q,可知ΔU>0,内能增加,ΔU<0,内能减少,ΔU的大小由W、Q共同决定,说明物体从外界吸收热量,其内能不一定增加,物体对外界做功,其内能不一定减少,故B错误;第二类永动机没有违背热力学第一定律,不能制成是因为它违背了热力学第二定律,故C正确;通过做功的方式可以使热量从低温物体传递给高温物体,如电冰箱制冷时热量从低温物体传递给高温物体,故D错误。 10.D　打开阀门K后,P中气体进入Q中,由于Q内为真空,气体体积增大时并没有对外做功,分子势能不变,又因为系统没有热交换,由热力学第一定律可知,其内能不变,温度不变,则气体分子平均动能不变,选项A、B、C错误;由热力学第二定律可知,自然界涉及热现象的宏观过程都具有方向性,则Q中气体不可能自发地全部退回到P中去,选项D正确。 11.BC　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,适用于所有的热现象,故C正确,D错误;根据热力学第二定律,热量不能自发地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。 7 学科网（北京）股份有限公司 $