高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第三章 热力学定律第三节 热力学第二定律同步测试题

这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第三章 热力学定律第三节 热力学第二定律同步测试题，共5页。试卷主要包含了下列过程中，可能发生的是，对热力学第二定律理解，正确的是，我们绝不会看到等内容，欢迎下载使用。
A组·基础达标
1．下列过程中，可能发生的是( )
A．某工作物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响
B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发跑进去，恢复原状
C．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体温度更高
D．两瓶不同液体自发混合，然后又自发地各自分开
【答案】C 【解析】根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体自发地传给高温物体，而不引起其他的变化，但如果有第三者的介入是可以实现的，故C正确；热量自发地全部转化为机械能是不可能的，故A错误；气体膨胀具有方向性，故B错误；扩散现象具有方向性，D错误．
2．如图所示，某厂家声称所生产的空气能热水器能将热量从空气吸收到储水箱．下列说法中正确的是( )
A．热量可以自发地从大气传递到储水箱内
B．空气能热水器的工作原理违反了能量守恒定律
C．空气能热水器的工作原理违反了热力学第二定律
D．空气能热水器能够不断地把空气中的热量传到水箱内，但必须消耗电能
【答案】D 【解析】该热水器将空气中的能量转移到热水中的能量，符合能量守恒定律，但是热量不可能自发地从低温物体转移到高温物体，实质上在产生热水的过程中，必须消耗电能才能实现， 因此也符合热力学第二定律，D正确．
3．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是( )
A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度，最终实现热机效率100%
B．热量是不可能从低温物体传递给高温物体的
C．第二类永动机遵从能量守恒，故能做成
D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105 J，同时空气向外界放出热量1.5×105 J，则空气的内能增加了0.5×105 J
【答案】D 【解析】由热力学第二定律知B、C错误；绝对零度不可达到，A错误；由热力学第一定律知，D正确．
4．(2023年长春期中)对热力学第二定律理解，正确的是( )
A．热力学第二定律是从另一个侧面阐述能量守恒定律
B．若消除热机的漏气、摩擦和热量损耗，热机效率可以达到100%
C．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能
D．熵是系统内分子运动无序性的量度，一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展
【答案】D 【解析】热力学第二定律从微观上阐述一个统计规律，它反映的是宏观自然过程中的方向性，而不是另一个侧面阐述能量守恒定律，A错误；若消除热机的漏气、摩擦和热量损耗，热机效率也不可能达到100%，B错误；第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能也能全部转化为机械能，但要引起外界的变化，C错误；熵是系统内分子运动无序性的量度，一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，D正确．
5．(多选)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．关于这一现象，正确的说法是( )
A．这一实验过程不违反热力学第二定律
B．在实验过程中，热水一定降温、冷水一定升温
C．在实验过程中，热水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
【答案】AB 【解析】温差发电现象中产生电能是因为热水中的内能减少，部分转化为电能，而部分电能又转化为冷水的内能，转化效率低于100%，不违反热力学第二定律，因此热水温度降低，冷水温度升高，故A、B正确，C、D错误．
6．(2023年莆田检测)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或转移的方向性
D．上述三种原因都不正确
【答案】C 【解析】根据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；根据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，D错误．
7．(多选)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背热力学第一定律
D．电冰箱的工作原理违背热力学第一定律
【答案】BC 【解析】热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能的转化和守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C正确，D错误；再根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功，A错误，B正确．
8．(多选)下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是( )
A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中而经过一段时间大米、小米不会自动分开
B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，墨水会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水不会自动分开
C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由于内能自发地转化为机械能而动起来
D．即使节能减排措施不断完善，最终也不会使汽车热机的效率达到100%
【答案】BCD 【解析】热力学第二定律反映了与热现象有关的宏观过程具有方向性，A不属于热现象，A错误；由热力学第二定律可知B、C、D正确．
B组·能力提升
9．(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．下列关于其原因的说法不正确的是( )
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，只有机械能才会转化为内能
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
【答案】AB 【解析】机械能和内能可以相互转化，但内能转化为机械能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；无论采用任何设备和手段进行能量转化总是遵循能量守恒定律．
10．热力学第二定律常见的表述方式有两种，其一：不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化；其二：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．第一种表述方式可以用图甲来表示，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，请你根据第二种表述完成示意图乙．

解：由图甲可知，使热量由低温物体传递到高温物体必伴随着压缩机的做功，即引起其他变化；对于第二种方式，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，另一部分热量要排放给低温物体，其表述示意图如图所示．