物理选择性必修 第三册4 热力学第二定律课时训练

这是一份物理选择性必修 第三册4 热力学第二定律课时训练，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
基础达标练
一、选择题
1．(多选)下列说法正确的是( AD )
A．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律
B．一切自发过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行
C．有的自发过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自发过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行
D．在任何自发过程中，一个孤立系统的总熵不会减小
解析： 从热力学第二定律的微观本质看，一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动无序性增大的方向进行，热力学第二定律是一个统计规律，A正确，B错误。任何自发过程总是朝着无序程度增大的方向进行，也就是熵增加的方向进行，C错误，D正确。
2．(2022·上海金山中学高二上期末)关于能量的转化，下列说法中正确的是( D )
A．满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行
B．不但能量的总量保持不变，而且能量的可利用性在逐步提高
C．空调机既能制热又能制冷，说明传热不存在方向性
D．热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化
解析： 根据热力学第二定律，满足能量守恒定律的物理过程不一定都能自发地进行，选项A错误；能量在转化过程中会由高品质能量转化为低品质能量，故可利用性会降低，选项B错误；空调机既能制热又能制冷，但是要耗电，不是自发的过程，传热有方向性，热量自发地由高温物体传向低温物体，故C错误；根据热力学第二定律，热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化，选项D正确。
3．(多选)(2023·山东夏津一中高二下月考)下列有关热学知识的说法中正确的是( AD )
A．热量可以从低温物体传递给高温物体
B．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功
C．第二类永动机不可能制成的原因是违反了能量守恒定律
D．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能
解析： 根据热力学第二定律，热量可以从低温物体传到高温物体，但是不可能不引起其他变化，故A正确；在外界的影响下，气体可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功，故B错误；第二类永动机不可能制成的原因是违反了热力学第二定律，故C错误；机械能可以全部转化为内能，如运动的物体只受摩擦力最终停下来，在引起其他变化的情况下，内能也可以全部转化为机械能，故D正确。
4．下列说法正确的是( A )
A．热力学第一定律表明做功和热传递对改变物体内能是等效的
B．机械能全部转化为内能是不可能的
C．从单一热源吸收的热量全部变成功是不可能的
D．一个系统的总熵不会减小
解析： 改变物体内能的方式有做功和热传递，热力学第一定律表明做功和热传递对改变物体内能是等效的，故A正确；根据热力学第二定律可知，机械能可以全部转化为内能，故B错误；根据热力学第二定律可知，从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的，但要引起其他变化，故C错误；根据热力学第二定律知，一个孤立的系统的总熵不会减小，但非孤立系统的总熵可能会减小，故D错误。
5．(多选)关于能量和能量耗散，下列说法正确的是( AB )
A．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中自发过程的方向性
B．能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的
C．能量的总量守恒，不会消失，所以没有必要节约能源
D．能量之间可以相互转化，故能源循环利用很方便
解析： 能量守恒定律是普遍规律，能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发过程具有方向性，耗散过程中能量也是守恒的，故A正确；能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的，如煤炭和石油燃烧会造成空气污染和温室效应，故B正确；能源不是能量，自然界总的能量是守恒的，但能源是有限的，需要节约能源，故C错误；能量之间可以相互转化，但是这种转化有方向性，耗散的能量很难再收集起来重新利用，故D错误。
6．关于热力学定律，下列说法正确的是( B )
A．气体向真空的自由膨胀是可逆的
B．一定质量的理想气体绝热膨胀时对外做功，内能减小
C．空调既能制热又能制冷，这不遵循热力学第二定律
D．只要技术不断进步，内燃机效率可以达到百分之百
解析： 根据热力学第二定律知，气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故A错误；一定质量的理想气体绝热膨胀时，气体的体积增大，气体对外做功，由于没有热量交换，结合热力学第一定律可知气体的内能减小，故 B正确；空调既能制热又能制冷，但是要耗电，仍然遵循热力学第二定律，故C错误；根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到百分之百，即使对内燃机不断改进，也不可能把内燃机的效率提升到百分之百，故D错误。
7．热力学第二定律常见的表述方式有两种，其一是：热量不能自发地从低温物体传到高温物体；其二是：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。第一种表述方式可以用右图来表示，根据你对第二种表述的理解，如果也用类似的示意图来表示，你认为下列示意图中正确的是( B )

解析： 由题图可知，使热量由低温物体传递到高温物体必伴随着制冷机的做功，即不是自发的过程，对于第二种表述，热机工作时，从高温物体吸收热量，只有一部分用来对外做功，转变为机械能，另一部分热量要传递给低温物体，故选项B正确，A、C、D错误。
二、非选择题
8．用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点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，这一实验是否违反热力学第二定律？热水和冷水的温度是否会发生变化？简述这一过程中能的转化情况。
答案：不违反 发生变化，热水温度降低，冷水温度升高；热水的内能一部分转化为电能，另一部分传递给冷水。
解析：温差发电现象中产生了电能是因为热水中的内能减少，一部分转化为电能，一部分传递给冷水，不违反热力学第二定律。
能力提升练
一、选择题
1．(2023·福建莆田高二下测试)下列哪个过程具有方向性( D )
①热传导过程 ②机械能向内能的转化过程 ③气体的扩散过程 ④气体向真空中的膨胀
A．①② B．②③
C．①②③ D．①②③④
解析： 这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，根据热力学第二定律可知，它们都是不可逆的，具有方向性，故D正确，A、B、C错误。
2．(2023·山东济南期末)在寒冷的天气中将一盆水放在户外，经过一段时间后这盆水就会结冰，液态水的分子无序程度比冰的无序程度要大，那么下列说法正确的是( B )
A．结冰的过程违反熵增加原理
B．结冰的过程不违反熵增加原理
C．无法判断结冰的过程中是否违反熵增加原理
D．结冰的过程是否违反熵增加原理，要看研究对象的选取
解析： 水、大气及地面为一个孤立系统，水结冰时放热，使周围大气以及地面内能增加，无序程度增加，系统的总熵增加，并不违反熵增加原理，故A、C、D错误，B正确。
3．(多选)(2023·重庆万州外国语学校高二下测试)下列关于热力学定律的说法正确的是( AD )
A．如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，这两个系统的温度一定相等
B．外界对某系统做正功，该系统的内能一定增加
C．可以找到一种材料做成墙壁，冬天供暖时吸收热量温度升高，向房间释放热量供暖，然后再把热量吸收回去，形成循环供暖，只需要短时间供热后即可停止外界供热
D．低温系统可以向高温系统传递热量
解析： 如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，这两个系统的温度一定相等，故A正确；根据ΔU＝W＋Q可知，外界对系统做正功即W>0，系统有可能同时对外放热即Q