2024-2025学年试题物理（选择性人教版2019）第三章4-热力学第二定律

4.热力学第二定律课后训练巩固提升基础巩固1.下列说法正确的是()A.生活中常用的电动机是把电能全部转化为机械能的装置B.热机是将内能全部转化为机械能的装置C.随着技术不断发展,可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能D.虽然不同形式的能量可以相互转化,但不可能将已转化成内能的能量全部收集起来加以完全利用答案D解析由于电阻的存在,电流通过电动机时一定发热,电能不能全部转化为机械能,A错误。根据热力学第二定律知,热机不可能将内能全部转化为机械能,B错误。C项说法违背热力学第二定律,C错误,只有D正确。2.热力学定律表明,自然界中进行的热现象的宏观过程()A.有的只遵守热力学第一定律B.有的只遵守热力学第二定律C.有的既不遵守热力学第一定律,也不遵守热力学第二定律D.都遵守热力学第一定律和热力学第二定律答案D解析热力学第一定律和热力学第二定律是热力学的基本定律,对所有涉及热现象的宏观过程都成立,自然界中的一切活动都遵守热力学第一定律和热力学第二定律,故选项D正确,选项A、B、C错误。3.“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题。对此,下列措施可行的是()A.人人都要自觉做到节约用水、节约用电,不浪费和人为毁坏物品B.关闭现有的火力发电站C.各地都要兴建水力和风力发电站D.停止使用石油资源,而以核能和太阳能取代答案A解析受地域环境的限制,风力、水力发电站不能在各地兴建,因而不能关闭火力发电站,故B、C错误。受技术限制,核能和太阳能尚未大规模被利用,所以也不能停止使用石油资源,故D错误。4.下列说法正确的是()A.热量能够从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体B.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C.功可以全部转化为热,但热不能全部转化为功D.凡是不违反能量守恒定律的过程都一定能实现答案B解析热量能够自发地从高温物体传到低温物体,也能在一定的条件下从低温物体传到高温物体,如电冰箱,故A错误。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,这是热力学第二定律的内容,故B正确。功可以全部转化为热,热也可以全部转化为功,但会引起其他变化,故C错误。不违背能量守恒定律的过程不一定都能实现,还不能违背热力学第二定律,故D错误。5.关于热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是()A.一定质量的气体吸收热量,其内能一定增大B.不可能使热量由低温物体传递到高温物体C.若两分子间距离增大,分子势能一定增大D.若两分子间距离减小,分子间引力和斥力都增大答案D解析据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,气体吸收热量对外做功,内能不一定增大,A错。热量可以由低温物体传递到高温物体但要引起其他变化,B错。当分子间作用力表现为斥力时,两分子间距离增大,分子势能减小,C错。两分子间距离减小,分子间引力和斥力都增大,D对。6.(多选)关于第二类永动机,下列说法正确的是()A.没有冷凝器,只有单一的热源,能将从单一热源吸收的热量全部用来做功,而不引起其他变化的热机是第二类永动机B.第二类永动机违反了能量守恒定律,所以不可能制成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,内能却不可能全部转化为机械能D.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,内能却不可能全部转化为机械能,同时不引起其他变化答案AD解析根据所学的热机知识可知选项A正确。第二类永动机不违反能量守恒定律,但是违反热力学第二定律,所以选项B错误。机械能可以全部转化为内能,内能在引起其他变化时可以全部转化为机械能,选项C错误,D正确。7.制冷机是一种利用工作物质,使热量从低温物体传到高温物体的装置,通过制冷机的工作可以使一定空间内的物体温度低于环境温度并维持低温状态。夏天,将室内一台正在工作的电冰箱的门打开,试分析这是否可以降低室内的平均温度?为什么?答案不会降低室内的平均温度。若将一台正在工作的电冰箱的门打开,虽然可以不断向室内释放冷气,但同时冰箱的箱体向室内散热,就整个房间来说,由于外界通过导线不断有能量输入,室内的温度会不断升高。能力提升1.如图所示的汽缸内有一定质量的理想气体,汽缸壁是导热的,缸外环境保持恒温,活塞与汽缸壁的接触是光滑的,且不漏气。现将活塞杆与外界连接,使其缓慢地向右移动,这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。若已知理想气体的内能只与温度有关,则下列说法正确的是()A.气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,因此此过程违反热力学第二定律B.气体从单一热源吸热,但并未全用来对外做功,所以此过程不违反热力学第二定律C.气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,但此过程不违反热力学第二定律D.以上三种说法都不对答案C解析热力学第二定律从机械能与内能转化过程的方向性来描述,是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。本题中如果没有外界的帮助,比如外力拉动活塞杆使活塞向右移动,使气体膨胀对外做功,导致气体温度略微降低,气体是不可能从外界吸收热量的,即这一过程虽然是气体从单一热源吸热,全用来对外做功,但引起了其他变化,所以此过程不违反热力学第二定律。故选项C正确。2.下列说法正确的是()A.热力学第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性B.电流流过导体转化为内能,反过来,可将内能收集起来,再转化成相同大小的电流C.可以做成一种热机,由热源吸取一定的热量而对外做功D.冰可以熔化成水,水也可以结成冰,这个现象违背了热力学第二定律答案C解析热力学第二定律说明了一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的,但并没有否定以特殊方式利用能量的可能性,故A项错误。功和内能的转化具有方向性,其逆过程是不可能自发实现的,故B项错误。只要不要求吸收的热量全部用来做功而不产生其他影响,就可以做成一种热机,由热源吸取一定热量而对外做功,故C项正确。冰熔化成水,水结成冰,都伴随着能量的转移,不是自发进行的,没有违背热力学第二定律,故D项错误。3.(多选)关于热传递的说法正确的是()A.热量只能从高温物体传递到低温物体,而不能从低温物体传递到高温物体B.热量只能从低温物体传递到高温物体,而不能从高温物体传递到低温物体C.热量既可以从高温物体传递到低温物体,又可以从低温物体传递到高温物体D.热量会自发地从高温物体传递到低温物体,而不会自发地从低温物体传递到高温物体答案CD解析热量可以自发地从高温物体传到低温物体,但不能自发地从低温物体传到高温物体,若从低温物体传到高温物体,势必会引起其他变化,选项C、D正确。4.(多选)下列关于热机的说法正确的是()A.热机是把内能转化为机械能的装置B.热机是把机械能转化为内能的装置C.只要对内燃机不断进行革新,它就可以把燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能D.即使没有漏气,也没有摩擦等能量损失,内燃机也不能把内能全部转化为机械能答案AD解析由热机的定义可知A正确,B错误。内燃机工作时内能的损失有多种途径,所以内燃机不可能把燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能,故D正确,C错误。5.蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化,我们把这些气体称为工质。某热机经过一个循环后,工质从高温热库吸热Q1,对外做功W,又对低温热库放热Q2,工质完全恢复初始状态。根据热力学第一定律,在工质的一个循环中,Q1、Q2、W三者之间满足的关系是。热机的效率η=WQ1不可能达到100%,从能量转化的角度,说明能不能完全转化为能,答案Q1=W+Q2内机械解析由热力学第一定律可知,Q1、Q2、W三者之间满足的关系是Q1=W+Q2。热机的效率η=WQ1不可能达到100%,从能量转化的角度,说明内能不能完全转化为机械能6.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