3.4热力学第二定律 同步练习 -2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 本同步练习通过“单选-多选-解答”三级分层设计，以生活情境为载体，实现热力学第二定律从概念理解到综合应用的渐进巩固，适配新授课知识内化需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层（单选1-9）|能量转化、热力学定律基础概念|结合共享单车、死海结晶等生活情境，考查物理观念中的能量观念| |提升层（多选10-20）|热力学定律综合辨析、熵增原理|通过永动机可行性、电冰箱工作原理等问题，培养科学思维的科学推理能力| |应用层（解答21-22）|实际情境分析与定量计算|以冰箱降温可行性论证、气体状态变化计算为载体，体现科学态度与责任的实际应用|

3.4热力学第二定律 同步练习 一、单项选择题 1．共享单车一般采用电子锁，车锁内集成了GPS模块与物联网模块等，这些模块工作时需要电能。如图所示，单车车筐底部的太阳能电池板在晴天时产生电能。关于太阳能电池板工作时的能量转化方式，下列说法正确的是（　　） A．电池板把光能转化为电能 B．电池板把电能转化为光能 C．电池板把机械能转化为电能 D．电池板把电能转化为机械能 2．根据热力学定律，下列判断正确的是（ ） A．我们可以利用高科技手段将温度降到-300℃ B．满足能量守恒定律的客观过程都可以自发地进行 C．利用海水深浅层的温差来发电，在原理上是可行的 D．制冷系统能将冰箱内的热量传给外界较高温度的空气中而不引起其它变化 3．地球上有大量的海水，若使海水温度降低0.1℃就能释放出5.8×1023J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 4．下列说法不正确的是（　　） A．第二类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律 B．热量既能由高温物体传递到低温物体，也能由低温物体传递到高温物体 C．物体从单一热源吸收热量全部用来对外做功，这是有可能的 D．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增加的方向进行 5．下列说法正确的是（　　） A．可以从单一热库吸收热量使之完全变成功 B．一定质量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量大于对外界做的功 C．一个系统总是从有序状态向混乱的无序状态发展 D．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变物体内能的 6．神舟13号飞船在内蒙古东风着陆场顺利降落，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，气体系统的熵值在增加 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增加 7．将一件裙子放进死海，3年后成了一件精美的艺术品（如图）。其形成原因是海水中的盐，不断在衣服表面结晶所产生的。根据这一现象下列说法不正确的是（　　）    A．结晶过程看似是自发的，其实要受到环境的影响 B．结晶过程是无序向有序转变的过程 C．盐在溶解的过程中熵是增加的 D．这件艺术品被精心保存在充满惰性气体的密闭橱窗里，可视为孤立系统，经过很长时间后，该艺术品的熵可能减小 8．下列关于能量转化与热现象的说法中，符合物理学原理的是（　　） A．电冰箱工作时，热量从低温的箱内传向高温的箱外，这说明热传递没有方向性 B．随着节能减排技术的发展，燃油汽车的热机效率最终可以达到100% C．既然能量是守恒的，那么我们将海水降温1℃释放出的巨大内能全部收集起来变成有用功是完全可能的，只要不违反能量守恒定律 D．物体从单一热源（如大气）吸收热量全部用于对外做功是可能的，但这必然伴随着物体体积的变化或其他状态的改变 9．关于热力学定律的叙述正确的是（　　） A．第一类永动机还是可以制作出来的，比如绕地球圆周运动的卫星就不需要燃料 B．第二类永动机可以制作出来，因为它不违反热力学第一定律 C．热量从低温物体向高温物体传递是不可能的 D．一切与热现象有关的宏观都具有方向性 二、多项选择题 10．关于热力学定律，下列说法正确的是 (　　) A．气体放热后温度一定降低 B．对气体做功可以改变其内能 C．一定质量的理想气体等压膨胀过程一定吸热 D．热量不可能从低温物体传到高温物体 11．关于热现象，下列说法中正确的是( ) A．空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下热传递的方向性具有可逆性 B．悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间跟它相撞的液体分子数就越多，布朗运动越不明显 C．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的 D．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒就是非晶体 12．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 13．下列关于热学现象说法中正确的（　　） A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大 B．-2℃时水已经结为冰，此时水分子已经停止了热运动 C．第二类永动机不可制成是因为违反了热力学第二定律，但不违反能量守恒定律 D．布朗运动是液体分子运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 E．一定质量的理想气体体积不变，温度升高压强增大 14．下列说法中正确的是（　　） A．分子势能随分子间距离的增大而增大 B．晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点 C．一定质量的理想气体，在等温膨胀的过程中，吸收的热量等于气体对外界做的功 D．干湿球湿度计示数差随相对湿度的减小而增大 E．涉及热运动的宏观过程都有方向性，所以热量不能从低温物体传递给高温物体 15．下列说话正确的是（ ） A．扩散现象是由外界作用引起的，如风的对流 B．单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，液晶具有各向异性 C．在一定温度下，空气中水蒸气的压强越大，相对湿度越大 D．毛细现象的产生是因为浸润的液体附着层稀疏，表现为引力，使其具有收缩的趋势，使液面呈凹状 E．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律 16．下列关于热现象的描述正确的是(　　) A．据热力学定律，热机的效率不可能达到100% B．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的 C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同 D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的 17．下列说法正确的是（ ） A．实际气体的内能指气体分子势能、分子动能及气体分子重力势能的总和 B．如果没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，理论上热机的效率可以达到100% C．对于一定量的理想气体，当气体温度升高时，气体的内能一定增大 D．—定质量的理想气体等压膨胀，气体一定吸收热量 E．自然过程中熵总是增加的，是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多 18．下列说法中正确的是（ ） A．针尖加热后接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡为晶体 B．温度一定时，当人们逐渐感到潮湿，则此时空气的绝对湿度一定增大 C．两个相互接触的物体达到热平衡时，此时二者一定具有相同的内能 D．一切与热现象的对应的自发过程都是不可逆的 E．若气体分子总数不变而气体温度升高，则气体压强可能不变 19．下列说法中正确的是（ ） A．露珠呈球形是由于液体的表面张力所致 B．布朗运动反映了悬浮颗粒中分子运动的无规则性 C．气体温度升高时，分子的平均速率增大，但速率仍按“中间多，两头少”的规律分布 D．热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的 E．用打气筒给自行车打气时，越下压越费力，说明分子间斥力越来越大，分子间势能越来越大 20．下列说法正确的是（　　） A．气体在等压膨胀过程中一定从外界吸收热量 B．气体在等温压缩过程中一定从外界吸收热量 C．液晶显示屏是应用液晶光学各向异性特点制成的 D．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性 E．当分子间距离减小时，分子势能不一定减小；分子间距离减小时，若分子力是引力，则分子势能减小；若分子力是斥力，则分子势能增大。 三、解答题 21．某同学认为家用电冰箱可以使食物的温度降低，因此我们可以打开电冰箱的门利用电冰箱散发的“冷气”给房间降温，你认为可以吗？ 22．如图所示，一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑，长为，底面直径为。质量一定的理想气体被绝热活塞隔离在容器内，活塞可沿容器内壁自由滑动，其质量、厚度均不计。开始时气体温度为27℃，压强等于大气压，活塞与容器左边底部相距。现对右边气体进行缓慢加热，左边器壁导热良好，问： （1）右边气体温度多少时，活塞位于正中间？ （2）如果左边底部有个洞，则右边温度缓慢升到127℃过程中，右边气体对活塞做功为多少？（已知大气压强为） 答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C C A A A D D D BC 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 ABC BC ACE BCD BCE AC CDE BDE ACD ACE 21．不可以。因为冰箱工作时，只不过是将冰箱内部的能量转移到冰箱的外面，冰箱工作一段时间，内部的温度虽然降低了，但外界的温度由于能量的增加而升高。若打开冰箱门，会出现部分内能从冰箱内到冰箱外的房间，再由房间到冰箱内的循环，室内的总内能并没有减少，相反的电冰箱由于消耗电能转化为内能，使室内温度轻微上升，所以，室内温度不会降低。 22．（1）活塞移动时，因左边器壁导热良好，故左边气体做等温变化，由玻意耳定律可知 右边气体的状态方程可知 带入数据解得℃ （2）因左边底部有个洞，故右边气体此时做等压变化，由盖-吕萨克定律可知 带入数据解得 则此时右边气体对活塞做功为 答案第6页，共7页 第6页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 $