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 课后达标检测（Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版）

1．(多选)下列哪些现象的逆过程并不违反能量守恒定律，却从未能自发地发生(　　) A．传热　　　　　　　　 B．气体膨胀 C．分子扩散 D．摩擦生热 解析：选ACD。传热、分子扩散和摩擦生热的逆过程并不违反能量守恒定律，但逆过程不能自发地发生；气体自由膨胀的过程是不可逆过程，但如果气体是在外界作用下的膨胀，则是可逆过程。 2．下列说法正确的是(　　) A．一切形式的能量间的相互转化都具有方向性 B．热量不可能从低温物体传给高温物体 C．气体的扩散过程具有方向性 D．一切形式的能量间的相互转化都不具有可逆性 解析：选C。热力学第二定律反映了所有与热现象有关的宏观过程都具有方向性，A、D错误；热量不是不能从低温物体传给高温物体，而是从低温物体传给高温物体时会产生其他影响，B错误；气体扩散过程具有方向性，C正确。 3．(2025·河北廊坊市部分高中期末)下列有关热学现象的说法正确的是(　　) A．双手互相摩擦发热的现象是用传热的方法来改变物体内能的 B．在散热的条件下被压缩的气体内能一定增加 C．第二类永动机不违反热力学第二定律，只违反热力学第一定律 D．宏观与热现象有关的自发的物理过程都是不可逆的 解析：选D。双手互相摩擦发热的现象是用做功的方法来改变物体内能的，A错误；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，在散热的条件下，被压缩的气体内能不一定增加，B错误；第二类永动机不违反热力学第一定律，只违反热力学第二定律，C错误；宏观与热现象有关的自发的物理过程都是不可逆的，D正确。 4．下列关于热力学定律的说法正确的是(　　) A．热力学第一定律与热力学第二定律的实质是一样的 B．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功 C．我们要节约能源的根本原因是能量在数量上减少了 D．即使没有摩擦、不必要的散热损失，热机也不可能把燃料产生的内能全部转化为机械能 解析：选D。热力学第一定律反映了物体的内能变化与做功和热传递的关系，而热力学第二定律则反映了热现象的宏观方向性，A错误；在外界的影响下，可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功，B错误；我们要节约能源的根本原因是可利用能源的数量在不断减少，但能量的总量是不变的，C错误；根据热力学第二定律，即使没有摩擦、不必要的散热损失，热机也不可能把燃料产生的内能全部转化为机械能，也就是说，热机的效率不可能达到百分之百，D正确。 5．(多选)下列现象能够发生，并且不违背热力学第二定律的是(　　) A．一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热 B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化为机械能 C．桶中浑浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离 D．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 解析：选CD。一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热，这违背了热力学第二定律，不能发生，A错误；根据热力学第二定律，蒸汽机不可能把蒸汽的内能全部转化为机械能，B错误；C选项中说的不是热现象，不违背热力学第二定律，C正确；空调机在制冷过程中消耗了电能，所以不违背热力学第二定律，则从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，能发生，故D正确。 6．(多选)我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来。对其原因，下列说法不正确的是(　　) A．这违背了能量守恒定律 B．在任何条件下内能都不可能转化为机械能，机械能会转化为内能 C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的 D．机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化 解析：选AB。机械能和内能可以相互转化，但必须通过做功来实现，由热力学第二定律可知，内能不可能全部转化成机械能，同时不引起其他变化；该过程并不违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律，故A、B错误，C、D正确。 7.(2025·云南昆明市期末)如图所示的是“风光互补LED太阳能路灯”，太阳能路灯同时利用光能和风能实现照明，它的上端是风力发电，中间是太阳能电池板，下部是照明灯，最下端是蓄电池。下列说法正确的是(　　) A．夜晚蓄电池放电，将电能转化为化学能 B．风力发电，将机械能转化为电能 C．太阳能电池板将太阳能转化为光能 D．太阳能、风能属于不可再生能源 解析：选B。蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故A错误；风力发电将空气的机械能转化为电能，故B正确；太阳能电池板把太阳能转化为电能，故C错误；太阳能、风能属于可再生能源，故D错误。 8．(多选)对于有序和无序，下列说法正确的是(　　) A．有序与无序是相对的 B．对任何一件事物，如果规定得越多，限制得越多，它的无序性就越大 C．有序与无序是绝对的 D．对任何一件事物，如果规定得越多，限制得越多，它的无序性就越小 解析：选AD。有序和无序是相对的，故A正确，C错误；对任何一件事物，如果规定得越多，限制得越多，它的无序性就越小，故B错误，D正确。 9．(多选)如图，用绝热材料制成的密闭容器被隔板K分成Ⅰ、Ⅱ两部分，一定量的某理想气体处于Ⅰ中，Ⅱ内为真空。抽取隔板K，气体进入Ⅱ中，最终整个容器均匀地分布了这种气体，则此过程该气体系统(　　) A．对外做功，体积膨胀 B．对外不做功，最终压强减小 C．内能减少，最终温度降低 D．无序度变大 解析：选BD。绝热容器内的气体与外界没有热交换，则Q＝0，气体向真空扩散，没有对外界做功，则W＝0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，气体的内能不变，温度不变，气体体积变大，气体无序度变大，根据理想气体状态方程＝k可知压强减小，故A、C错误，B、D正确。 10．下列说法正确的是(　　) A．在人的学习过程中，随着知识的逐渐积累，认知系统总熵值减小 B．在人的学习过程中，随着知识的逐渐积累，认知系统总熵值增加 C．因为能量守恒，所以无需节约能源 D．热机中的内能可以全部用来做功 解析：选A。孤立系统的一切自发过程均向着其微观状态更无序的方向发展，微观状态越混乱，则该系统的熵值越大，反之越小，在人的学习过程中，知识逐渐积累，这是一个由无序到有序的过程，故总熵值减小，故A正确，B错误；能量守恒，但能量的转化具有方向性，能量的品质降低，仍需节约能源，故C错误；热机的效率不可能达到100%，所以热机中的内能不可以全部用来做功，故D错误。 11．地球上有大量的海水，若使海水温度降低0.1 ℃就能释放出5.8×1023 J的热量。有人设想用一热机将海水放出的热量完全转化为机械能，但这种使内能转化成机械能的机器是不能实现的，其原因是(　　) A．内能不能转化成机械能 B．内能转化成机械能不满足能量守恒定律 C．只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能而不引起其他变化的机器不满足能量转化和转移的方向性 D．上述三种原因都不正确 解析：选C。由热力学第二定律可知，内能能够转化成机械能，只不过需要外界的影响，故A错误；能量守恒定律普遍成立，内能转化成机械能仍然满足能量守恒定律，故B错误；由热力学第二定律可知，只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能而不引起其他变化的机器不满足能量转化和转移的方向性，故C正确；结合上述，选项所设计的三种情景中，第三种是正确的，故D错误。 12.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。当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。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 解析：选C。根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，气体温度下降，故内能减小，即ΔU<0，体积减小，外界对气体做功，故W>0，因此Q必须为负，故放出热量，故A错误；水蒸气的温度下降，故分子平均动能减小，故B错误；根据热力学第一定律，因外界对气体做功，故水蒸气放出的热量大于其减小的内能，故C正确；该过程不单是从热源吸热并用于做功，同时也引起了海水重力势能变化，故没有违反热力学第二定律，故D错误。 13．(多选)如图所示，导热的气缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中，气缸的内壁光滑。现将水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，在此过程中，环境温度保持不变，下列说法正确的是(　　) A．气体吸收热量 B．气体分子平均动能不变 C．气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现 D．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律 解析：选ABD。温度不变，内能不变，体积膨胀时对外做功，根据热力学第一定律得气体一定吸热，A正确；环境温度保持不变，由于气缸导热，气缸内气体温度不变，所以气缸内的气体发生等温膨胀，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能不变，B正确；气体内能不变，对外做功，从外界吸收热量，不违反热力学第一定律，可以实现，C错误；由热力学第二定律知不可能从单一热源吸热全部用来做功而不引起其他变化，该气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，是在外界的影响下发生的，所以不违反热力学第二定律，D正确。 14.(多选)如图是架在屋顶的太阳能热水器。已知单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量E0＝7×103 J/(m2·s)。一台热水器的聚热面积为2 m2，若每天相当于太阳直射热水器4 h，太阳能的20% 可转化为水的内能，则下列说法正确的是(　　) A．只有20%的太阳能可转化为水的内能，说明能量不守恒 B．太阳能可转化为水的内能，但水的内能不可转化为太阳能，说明能量转化具有方向性 C．这台热水器一天内最多能利用的太阳能为4.032×107 J D．这台热水器一天内最多能利用的太阳能为5.6×104 J 解析：选BC。只有20%的太阳能可转化为水的内能，其余能量被耗散到空气中，能量是守恒的，故A错误；太阳能可转化为水的内能，但水的内能不可转化为太阳能，说明能量转化具有方向性，故B正确；根据题意，这台热水器一天内最多能利用的太阳能E＝E0×S×t×20%＝4.032×107 J，故C正确，D错误。 15．如图所示为电冰箱的工作原理示意图，压缩机工作时，强迫制冷剂在电冰箱内外的管道中不断循环。在蒸发器中制冷剂气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.热量可以自发地从电冰箱内传到冰箱外 B．在封闭的房间里打开电冰箱一段时间后，房间温度会降低 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二定律 解析：选C。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，除非有外界的影响或帮助，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，故A错误；电冰箱工作时消耗电能，房间的总热量会增加，房间温度会升高，故B错误；电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律和第二定律，故C正确，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $