第3章 4 热力学第二定律（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（人教版 江苏北京专用）

第三章　热力学定律 4　热力学第二定律 基础过关练 题组一　热力学第二定律的理解 1.(2025江苏苏州期中)能源问题是当今世界最为重要的问题之一,热力学的研究对能源利用率的提高起到了关键作用,为热机的设计与制造提供了足够的理论支持。关于热机和热力学定律,以下表述正确的是(　　) A.第二类永动机并没有违背能量守恒定律,故热机的效率可能达到100% B.因为能量守恒,随着科技的发展,能量可以循环利用,从而可以解决能源危机问题 C.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行 D.热力学第二定律可表述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体” 2.(2025河南驻马店期末)下列过程中可能发生的是(　　) A.某种物质从高温热源吸收20 kJ的热量,全部转化为机械能,而没有产生其他影响 B.打开一高压密闭容器,其内气体自发逸出后又自发跑进去,恢复原状 C.利用其他手段,使低温物体的温度更低,高温物体的温度更高 D.将两瓶不同液体混合,然后它们又自发地各自分开 题组二　热力学第二定律的应用 3.(2025辽宁大连期中)某校中学生参加某电视台举办的《异想天开》节目,他们提出了下列四个设想方案,从理论上讲可行的是(　　) A.制作一个装置从海水中吸收内能并全部用来做功而不产生其他影响 B.制作一种制冷设备,使温度降至绝对零度以下 C.在房屋顶盖上安装太阳能板,可以用太阳能来解决照明和热水问题 D.汽车尾气中的各类有害气体排入大气后严重污染了空气,想办法使它们自发地分离,既清洁了空气,又变废为宝 4.(2025广东汕头期末)某个冬天的早晨,小红打开家里的制暖空调,为使制暖效果更佳,她关闭门窗,一段时间后房间内温度升高至25 ℃并保持恒温。房间内的气体可视为质量不变的理想气体,若将一杯装有花粉的10 ℃水置于该房间内,则下列说法正确的是(　　) A.制暖空调机工作时,热量从低温物体传递给高温物体 B.制暖空调机开始工作后,房间内气体的内能始终保持不变 C.待空调稳定后,花粉的运动剧烈程度会减弱 D.花粉颗粒在水中做布朗运动,反映了花粉分子在不停地做无规则运动 5.(创新题·新考法)(2025江苏如皋期末)如图所示,汽缸内盛有一定质量的理想气体,汽缸壁是导热的,缸外环境保持恒温,活塞与汽缸壁的接触处是光滑的,但不漏气。现将活塞杆与外界连接并缓慢地向右移动,这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。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.气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,因此此过程违反热力学第二定律 B.气体是从单一热源吸热,但并未全用来对外做功,所以此过程不违反热力学第二定律 C.气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,但此过程不违反热力学第二定律 D.以上三种说法都不对 答案与分层梯度式解析 基础过关练 1.C 2.C 3.C 4.A 5.C 1.C　第二类永动机并没有违背能量守恒定律,但根据热力学第二定律可知,热机的效率不可能达到100%,故A错误;虽然能量守恒,但是由于使用后能源的品质降低,可利用的能源会越来越少,能源危机仍然存在,我们在日常的生产生活中要养成节约能源的习惯,故B错误;由熵增加原理可知,一切自发过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行,故C正确;热力学第二定律可表述为“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。 2.C　根据热力学第二定律,内能无法全部用来做功以转化成机械能,而不产生其他影响,A错误;气体膨胀具有方向性,不能自发逸出又自发跑进去,从而恢复原状,B错误;根据热力学第二定律,热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体,而不引起其他的变化,但通过一些手段是可以实现的,C正确;扩散现象有方向性,因此混合后不能自发地各自分开,D错误。 方法技巧 　　理解热力学第二定律的实质,即自然界中进行的所有涉及热现象的宏观自然过程都具有方向性,理解的关键在于“自发”和“不产生其他影响”。 3.C　根据热力学第二定律知,在不产生其他影响时,内能不能全部转化为机械能(破题关键),因此从海水中吸收内能并全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的,A错误;绝对零度是温度的极值,使温度降至绝对零度以下是不可能的,B错误;在房屋顶盖上安装太阳能板,利用太阳能来解决照明和热水问题是可以实现的,C正确;根据热力学第二定律可知,一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的,有害气体和空气不可能自发地分离,故D错误。 4.A　制暖空调机工作时,因为电机工作电流做功,热量从低温物体传到高温物体,故A正确;制暖空调机开始工作后,一段时间内房间内气体温度升高,内能增大,故B错误;待空调稳定后,装花粉的水温度升高,花粉做布朗运动的剧烈程度会增加,故C错误;花粉颗粒在水中做布朗运动,反映了水分子在不停地做无规则运动,故D错误。 5.C　由于汽缸壁是导热的,外界温度不变,活塞杆与外界连接并使活塞缓慢地向右移动过程中,有足够时间进行传热,汽缸内的气体温度不变,即内能不变。该过程气体是从单一热源即外部环境吸收热量,全部用来对外做功并保证内能不变,但此过程并不违反热力学第二定律,这是因为此过程需要外力对活塞做功来维持(易错点),如果没有外力对活塞做功,此过程不可能自发进行,故C正确。 5 学科网（北京）股份有限公司 $