2025人教版高中物理选择性必修第三册强化练习题（有解析）--4　热力学第二定律

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2025人教版高中物理选择性必修第三册
4　热力学第二定律
基础过关练
题组一　热力学第二定律
1.(2022全国高三专题练习)下列宏观自然过程具有方向性的是 (　　)
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.只有①②　　　　B.只有②③
C.只有①②③　　　　D.①②③④
2.(经典题)(2024黑龙江哈尔滨开学考试)关于热力学第二定律,下列说法正确的是 (　　)
A.热机不可能将内能全部转化为机械能
B.热力学第二定律是物理学家通过实验由理论推导得出来的结果
C.第二类永动机不可能制成的原因是机械能不能全部转化为内能
D.热量不可能从低温物体传向高温物体,热量能自发地从高温物体传向低温物体
3.(多选题)(2024福建莆田阶段练习)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二定律
D.电冰箱的工作原理违背了能量守恒定律
4.(2023广东广州实验中学模拟)进入火热的6月,高三的同学们也迎来高考最后的冲刺阶段,空调为同学们提供了舒爽的学习环境,空调的工作原理如图所示,以下表述正确的是(　　)
A.空调的工作原理对应的是热力学第二定律的开尔文表述
B.空调的工作原理反映了热传导的方向性
C.此原理图中的Q1=Q2
D.此原理图说明热量不能从低温物体传到高温物体
5.(2024福建莆田月考)对于孤立系统中发生的实际过程,下列说法中正确的是 (　　)
A.系统的熵只能减小,不可能增加
B.系统的熵可能增大,可能不变,还可能减小
C.系统逐渐从比较有序的状态向更无序的状态发展
D.系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展
题组二　能源是有限的
6.(多选题)(2024辽宁葫芦岛期中)下列对能量耗散理解正确的是 (　　)
A.能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性
B.能量耗散遵守能量守恒定律
C.能量耗散说明能量可以凭空消失
D.能量耗散说明能量在不断减少
7.(多选题)(2024浙江宁波期中)随着时代的发展,能源格局面临新的机遇与挑战。下列关于能量和能源的说法正确的是 (　　)
A.能量在转化过程中具有方向性,因此可利用的能源是有限的
B.电动汽车充电时,电能全部转化为锂电池的化学能
C.自由摆动秋千摆幅越来越小,减少的机械能转化为内能,但总能量守恒
D.太阳照射到地球上的光能转化成其他形式的能量,但照射到宇宙空间的能量都消失了
答案与分层梯度式解析
1.D 2.A 3.BC 4.B 5.C 6.AB 7.AC
1.D　这四个过程都是与热现象有关的宏观自然过程,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。
方法技巧
理解热力学第二定律的实质,即自然界中进行的所有涉及热现象的宏观自然过程都具有方向性,理解的关键在于“自发”和“不产生其他影响”。
2.A　由热力学第二定律可知热机的效率不可能达到100%,热机中内能不可能全部转化为机械能,A正确;热力学第二定律是通过大量自然现象的不可逆性总结出来的经验定律,B错误;第二类永动机不可能制成的原因是内能不可能全部转化为机械能,而不产生其他影响,故C错误;热量能自发地从高温物体传向低温物体,不能自发地从低温物体传到高温物体,但在外力做功的情况下可以从低温物体传到高温物体(易错点),D错误。故选A。
归纳总结
热量可以从高温物体传到低温物体,也可以从低温物体传到高温物体,只不过前者能自发进行,后者必须借助外界的帮助;机械能可以全部转化为内能,而内能要全部转化为机械能,肯定会引起其他变化。
3.BC　因为冰箱内的温度低于冰箱外的温度,所以热量不可以自发地从冰箱内传到冰箱外,A错误;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,电冰箱的工作原理不违背热力学第二定律与能量守恒定律,B、C正确,D错误。故选B、C。
4.B　空调的工作原理对应的是热力学第二定律的克劳修斯表述,选项A错误;空调的工作原理反映了热传导的方向性,热量不能自发从低温物体传导给高温物体,但在外界帮助下,可以从低温物体传导给高温物体,选项B正确,D错误;此原理图中的Q1>Q2,选项C错误。
5.C　根据热力学第二定律可知,系统的熵只能增大,不可能减小(破题关键),A、B错误;系统总是自发地从比较有序的状态向更无序的状态发展,C正确,D错误。故选C。
6.AB　能量耗散是指在能量转化的过程中,其他形式的能最终转化为内能,流散到周围环境中,无法利用,使能量的可利用率越来越低,反映出自然界的宏观过程具有方向性,A正确;能量耗散遵守能量守恒定律,能量不会凭空消失,也不会减少,而是以不同形式存在,B正确,C、D错误。故选A、B。
7.AC　根据热力学第二定律可知,能量在转化过程中具有方向性,因此可利用的能源是有限的,A正确;电动汽车充电时,电能没有全部转化为锂电池的化学能,还有一部分转化为内能,B错误;自由摆动秋千摆幅越来越小,减少的机械能转化为内能,但总能量守恒,C正确;根据能量守恒可知,太阳照射到地球上的光能转化成其他形式的能量,而照射到宇宙空间的能量并没有消失,D错误。故选A、C。
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