高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册4 热力学第二定律课堂检测

4　热力学第二定律

课后·训练提升

一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)

1.下列说法正确的是(　　)

A.扩散现象只有在固体和液体中能发生

B.热量不可能从低温物体传到高温物体

C.第一类永动机违背了热力学第一定律

D.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性

答案:D

解析:固体、液体、气体之间都能发生扩散现象,故选项A错误;在引起其他变化的情况下,热量可以从低温物体传递到高温物体,但是不能自发地从低温物体传递到高温物体,故选项B错误;第一类永动机违背能量守恒定律,不能制造出来,不是违背热力学第一定律,故选项C错误;墨水中的小炭粒的运动是因为大量水分子对它的撞击作用力不平衡导致向各方向运动,这反映了液体分子运动的无规则性,故选项D正确。

2.根据热力学定律,判断下列说法正确的是(　　)

A.空调在制冷过程中,从室内吸收的热量大于向室外放出的热量

B.海水降低温度可以放出大量的热量,科技的不断进步使得人类有可能通过降低海水的温度来发电,从而解决能源短缺的问题

C.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

D.对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少,形成能源危机

答案:C

解析:空调机在制冷过程中,把室内的热量向室外释放,消耗电能,产生热量,故从室内吸收的热量小于向室外放出的热量,选项A错误;根据热力学第二定律,降低海水温度要放出热量,但是要引起其他的变化,根据能量守恒定律,此方法不可能实行,选项B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,故选项C正确;对能源的过度消耗使自然界的可利用的能源不断减少,形成能源危机,自然界中能量总是守恒的,选项D错误。

3.关于永动机,下列说法正确的是(　　)

A.随着科技的不断发展,永动机是可以制成的

B.第一类永动机违反了热力学第二定律

C.第二类永动机违反了热力学第二定律

D.永动机指的是在摩擦力趋于零的条件下一直运动的机器,它不需要对外做功

答案:C

解析:第一类永动机指不需要外界输入能量,能够不断向外输出能量的机器,它违反了能量守恒定律,是不可能制成的,选项B错误;第二类永动机指从单一热库吸收热量全部用来对外做功,不产生其他影响的机器,它违反了热力学第二定律,也是不可能制成的,选项C正确;无论是哪种永动机,要么违反能量守恒定律,要么违反热力学第二定律,因此都不可能制成,选项A错误;无论哪种永动机都需要对外做功,选项D错误。

4.关于能量和能源,下列说法正确的是(　　)

A.由于自然界的能量守恒,所以不需要节约能源

B.人类在不断地开发新能源,所以能量可以被创造

C.能量的转化和转移没有方向性

D.能量可以从一种形式转化为另一种形式,力对物体做的功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量

答案:D

解析:自然界的能量守恒,但能直接应用的能源使用后品质降低,不能直接应用,所以可利用能源越来越少,故选项A错误;人类在不断地开发和利用新能源,但能量不能被创造,也不会被消灭,故选项B错误;根据热力学第二定律,能量的转化和转移具有方向性,故选项C错误;能量可以从一种形式转化为另一种形式,力对物体做的功总是在某过程中完成的,所以功是一个过程量,故选项D正确。

二、选择题Ⅱ(每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的)

5.下列关于热现象的说法,正确的是(　　)

A.外界对气体做功,气体的内能一定增加

B.气体的温度升高,气体一定从外界吸热

C.热量不能自发地由低温物体传到高温物体

D.任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能

答案:CD

解析:内能的变化由做功和热传递共同决定,外界对气体做功的同时,如果气体放出热量,则内能可能不变,可能增加,可能减小,选项A错误;气体温度升高,内能增加,内能的变化由做功和热传递共同决定,也可能是外界对气体做功,导致内能增加,温度升高,选项B错误;根据热力学第二定律,不可能自发地把热量从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,但是热量能自发地从高温物体传给低温物体,故选项C正确;根据热力学第二定律可知,任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能,故选项D正确。

6.下列关于热力学第二定律的说法正确的是(　　)

A.气体向真空的自由膨胀是可逆的

B.效率为100%的热机是不可能制成的

C.机械能转变为热能的实际宏观过程是不可逆过程

D.从单一热库吸收热量,使之完全变为功是提高机械效率的常用手段

答案:BC

解析:根据热力学第二定律可知,气体向真空的自由膨胀是不可逆的,选项A错误;根据热力学第二定律可知,效率为100%的热机是不可能制成的,选项B正确;根据热力学第二定律可知,机械能转变为热能的实际宏观过程是不可逆过程,选项C正确;根据热力学第二定律可知,从单一热库吸收热量,使之完全变为功是不可能实现的,选项D错误。

7.下列有关能量转化的说法错误的是(　　)

A.不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他的变化

B.只要对内燃机不断改进,就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能

C.满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行

D.外界对物体做功,物体的内能必然增加

答案:BCD

解析:热力学第二定律有不同的表述:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响;不可能从单一热库吸收热量使之完全转换为有用的机械能而不产生其他影响;不可逆热力学过程中熵的增量总是大于零。故选项A正确,B错误;满足能量守恒定律不满足热力学第二定律的物理过程也不能自发进行,故选项C错误;根据热力学第一定律,改变内能的方式有两种——做功和热传递,外界对物体做功,若物体同时向外放热,则物体的内能有可能减少,故选项D错误。