3.4 热力学第二定律 同步练习 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

3.4热力学第二定律同步练习 2025-2026学年高二下学期人教版选择性必修三 一、单选题 1．下列关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是（　　） A．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律 B．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行 C．有的自然过程向着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行 D．在自然过程中，一个孤立系统的总熵可能减小 2．如图所示，开口向上的竖直玻璃管内用一段水银柱封闭着一定质量的理想气体。现将玻璃管保持开口竖直向上拿到室外，并停留较长一段时间，此为过程一；然后再把玻璃管缓慢转动至水平，此为过程二；接着再将玻璃管保持水平拿回室内，并停留较长一段时间，此为过程三；最后把玻璃管缓慢转动至竖直开口向上，水银柱回到初始位置，此为过程四。已知室外温度高于室内温度，室外大气压强等于室内大气压强，水银无漏出。关于此次操作，下列说法正确的是（　　） A．过程四气体从外界吸热 B．过程二气体分子密集程度减小 C．过程二气体从外界吸收热量，使之完全变成功，而没产生其他影响 D．气体经历上述四个过程回到原状态，气体对外界做的功为0 3．对下列各图的理解，正确的是（　　） A．图甲是同一部分气体在不同温度下的图线，可知温度 B．图乙冰箱的工作原理表明热量可以自发地从低温物体传到高温物体 C．图丙方解石的双折射现象体现了其光学性质的各向异性 D．图丁玻璃管中的水银液面呈凸形，表明水银能浸润玻璃 4．关于热力学定律的表述与理解，下列说法正确的是（　　） A．热力学第一定律指出，不可能达到绝对零度 B．热力学第一定律阐述了热传递具有方向性 C．热力学第二定律可描述为“气体向真空的自由膨胀是不可逆的” 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” 5．能源是当今社会快速发展面临的一大难题。由此，人们想到了永动机，关于第二类永动机，4名同学各有以下观点。 甲：第二类永动机违反了能量守恒定律，因此不可能制造成功。 乙：第二类永动机不违反能量守恒定律，之所以还没制造成功，是因为科技还不够先进。 丙：只要没有摩擦、漏气因素导致的能量损失，第二类永动机就有可能制造成功。 丁：内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因。 你认为以上观点正确的是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 6．在潜水活动中，氧气瓶通过减压阀释放高压氧气供呼吸使用。当氧气迅速喷出时，下列说法正确的是（　　） A．该过程将机械能转化为内能 B．气体分子冲出阀门后能全部自发回到瓶内 C．气体通过做功方式改变了自身的内能 D．气体温度可能升高 7．某校中学生参加某电视台“异想天开”节目的活动，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 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 二、多选题 8．下面设想符合能量守恒定律的是（　　） A．利用永久磁铁间的作用力可以制造一台永远转动的机器 B．做一条利用风能逆水航行的船 C．通过太阳照射使飞机起飞 D．不用任何燃料，河水就一定不能升温 9．用两种不同的金属丝组成一个回路，触点1插在热水中，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 10．如图所示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。下列有关说法正确的是（　　） 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二定律 D．电冰箱和常见家用空调虽然都是制冷设备，但制冷原理却完全不相同 三、实验题 11．下列说法正确的是______________ A．热量不可以从低温物体传到高温物体 B．当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小 C．0℃的水和0℃的冰具有相同的内能 D．布朗运动是固体小颗粒的无规则运动 E.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大 12．小明同学设计了一种测温装置，用于测量室内的气温（室内的气压为一个标准大气压，相当于76cm汞柱产生的压强），结构如图所示，大玻璃泡 A内有一定量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x可反映泡内气体的温度，即环境温度，将这个简易温度计放入冰箱，静置一段时间后 （1）玻璃泡内的气体分子平均动能___________，气体压强______（填“变大”、“变小”或“不变”），请用分子动理论的观点从微观角度解释气体压强变化的原因：___________ （2）温度计放入冰箱后，B管内水银柱液面会___________（选填“升高”、“降低”或“不变”）。设玻璃泡内气体内能变化的绝对值为，气体做功的绝对值为，则气体在这个过程中___________（选填“吸热”或“放热”），变化的热量大小为___________ （3）冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明( ) A．热量能自发地从低温物体传到高温物体 B．热量不可以从低温物体传到高温物体 C．热量的传递过程不具有方向性 D．热量从低温物体传到高温物体，必然引起其他变化 四、解答题 13．玻璃瓶可作为测量水深的简易装置。如图所示，潜水员在水面上将80mL水装入容积为380mL的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为230mL。将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变。大气压强p0取1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，水的密度ρ取1.0×103kg/m3。求水底的压强p和水的深度h。    14．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。 室内气温为，室内压强为，小明将半瓶水放进冰箱冷藏，冰箱内温度调至，求第二天水瓶中气体的压强（不计气体体积变化）。 15．汽车内燃机汽缸内汽油燃烧时，气体体积膨胀推动活塞对外做功，已知在某次对外做功的过程中汽油燃烧释放的化学能为1×103J，因尾气排放、汽缸发热等对外散失的热量为2.5×102J，则： （1）该内燃机对外所做的功为多少? （2）该内燃机的效率为多少? （3）随着科技的进步，不断设法减小热量损失，则内燃机的效率不断提高，效率有可能达到100%吗?为什么? 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B C C D C C BC AB BC 11．BDE 12． 减小 变小 当气体体积不变时，温度降低，分子热运动程度降低，可知分子与容器碰撞的次数减少，故压强降低 升高 放热 D 13．2.0×105Pa，10m 【详解】对瓶中所封的气体，由玻意耳定律可知 解得 根据 解得 h=10m 14． 【详解】不计气体体积变化，根据查理定律可得 其中， 解得第二天水瓶中气体的压强为 15．（1）7.5×102J；（2）75%；（3）效率不可能达到100%，因为无论如何，我们不可能把热量损失减小至零 【详解】（1）根据热机原理，得 （2）根据热机的热效率的定义，得 （3）效率不可能达到100%，因为无论如何，我们不可能把热量损失减小至零。 学科网（北京）股份有限公司 $