高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册4 热力学第二定律当堂达标检测题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册4 热力学第二定律当堂达标检测题，共4页。


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
2．国家速滑馆(又名“冰丝带”)是北京2022年冬奥会冰上运动的主场馆，为确保运动项目的顺利完成，需要对场馆内降温．若将场馆内的空气看成理想气体，已知降温前场馆内、外的温度均为7℃，降温后场馆内温度为－8℃，该过程中场馆内气体压强不变．以下说法正确的是( )
A．场馆内空气分子平均动能不变
B．场馆内所有空气分子的分子动能都减小
C．场馆内热量是由场馆内自发传递到场馆外的
D．场馆内部单位时间内空气分子与冰面碰撞次数增多
3．下列现象中，符合能量转化守恒定律但违反热力学第二定律的是( )
A．电冰箱通电后能把箱内低温物体的热量传到箱外的高温物体
B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能
C．人类开发了潮汐发电技术，所获得的电能是由海水的机械能转化来的
D．一杯热茶自然放置，茶水会慢慢冷却
4．2022年4月16日，“太空出差三人组”终于回家了，天宫一号是中国第一个空间实验室，航天员在完全失重的情况下做实验，下列说法正确的有( )
A．王亚平挤出的小水滴在天宫一号内漂浮，小水滴的运动是布朗运动
B．完全失重的情况下，密封瓶里的理想气体对容器壁没有作用力
C．密封瓶里的理想气体在等温变化的过程中，内能一定不变
D．完全失重的情况下，热量不可能从低温物体传递到高温物体
5．(多选)我国航天员漫步太空已成为现实．飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”，因此将此设施专门做成了飞船的一个舱，叫“气闸舱”，其原理如图所示．两个相通的舱A、B间装有阀门K.指令舱A中充满气体，气闸舱B内为真空，整个系统与外界没有热交换．打开阀门K后，A中的气体进入B中，最终达到平衡．若将此气体近似看成理想气体，则( )
A．气体体积膨胀，对外做功
B．气体分子势能减小，内能增加
C．气体体积变大，温度不变
D．B中气体不可能自发地全部退回到A中
6．(多选)如图所示，电冰箱由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器四个部分组成一个密闭的连通系统，制冷剂在连通系统内循环流经这四个部分．各部分的温度和压强如图所示，则下列说法正确的是( )
A．冷凝器向环境散失的热量一定大于蒸发器从冰箱内吸收的热量
B．该过程实现了热量从低温物体向高温物体传递
C．制冷剂在蒸发器中的状态可以看成理想气体
D．制冷剂在通过冷凝器的过程中分子势能和分子的平均动能都降低
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．电冰箱的工作原理违背热力学第一定律
D．电冰箱除了将热量从低温热库传到高温热库外，工作过程中所产生的其他一切影响，无论用任何办法都不可能加以消除
8.
[2023·辽宁丹东高二统考期末]2022年4月16号上午，神舟13号飞船在内蒙古东风着陆场顺利降落，气闸舱是实验舱中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置．气闸舱的工作原理简化图如图所示，座舱A充满一定质量的理想气体，座舱B内为真空．打开阀门K，气体会自发扩散至B中，气体最终达到平衡，整个系统不漏气且与外界没有热交换，下列说法正确的是( )
A．平衡后，气体系统的熵值在减小
B．座舱A中气体自发扩散过程中，气体对外做功，内能减小
C．平衡后，座舱B中气体可能自发的全部回到座舱A中
D．平衡后，气体分子单位时间内，与器壁单位面积的碰撞次数减少
专项3 热力学第二定律的应用
1．答案：D
解析：该热水器将空气中的能量转移到热水中，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．选项A、B、C错误；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，与结论相符，选项D正确．
2．答案：D
解析：场馆内温度降低，场馆内空气分子平均动能减小，但并不是场馆内所有空气分子的分子动能都减小，AB错误；根据热力学第二定律可知，场馆内热量是不可能由场馆内自发传递到场馆外的，C错误；场馆内温度降低，场馆内空气分子平均动能减小，单个分子对冰面的撞击作用力变小，由于场馆内气体压强不变，根据气体压强微观意义可知，场馆内部单位时间内空气分子与冰面碰撞次数增多，D正确．故选D.
3．答案：B
解析：电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体，此过程中消耗了电能，所以不违背热力学第二定律，能发生，故A正确，与题意不符；蒸汽机的能量损失不可避免，不可能把蒸汽的内能全部转化为机械能，违背了热力学第二定律，不能发生，故B错误，与题意相符；人类开发了潮汐发电技术，所获得的电能是由海水的机械能转化来的，不违背热力学第二定律，能发生，故C正确，与题意不符；热传递具有方向性，热量能自发的从高温物体传到低温物体，故一杯热茶自然放置，茶水会慢慢冷却，不违背热力学第二定律，故D正确，与题意不符．故选B.
4．答案：C
解析：布朗运动是微粒在液体或气体分子撞击作用下的无规则运动，反映了液体或气体分子的无规则运动，小水滴在天宫一号内漂浮是由于完全失重状态下的运动情景，不是布朗运动，A错误；完全失重的情况下，密封瓶里的理想气体仍然在做无规则的热运动，即对容器壁仍然有撞击的作用力，B错误；理想气体的内能由温度决定，在等温变化的过程中，内能一定不变，C正确；根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体传递到高温物体而不引起其它变化，即当有外界影响时，热量能够从低温物体传递到高温物体，D错误．故选C.
5．答案：CD
解析：当阀门K被打开时，A中的气体进入B中，由于B中为真空，所以气体体积膨胀，对外不做功，故A错误；又因为系统与外界无热交换，所以气体内能不变，则气体的温度也不变，B错误，C正确；由热力学第二定律知，真空中气体膨胀具有方向性，在无外界作用时，B中气体不能自发地全部退回到A中，故D正确；故选CD.
6．答案：ABD
解析：根据热力学第一定律，Q1(从低温物体吸收的热量)＋W(压缩机对系统做功)＝Q2(向高温物体释放的热量)，A正确；这一过程不是自发完成的，蒸发器和冷凝器两处的热交换方向都是从高温物体向低温物体，整个过程实现了热量从低温物体向高温物体传递，符合热力学第二定律，B正确；制冷剂在蒸发器中虽然是气体状态，但是不满足远离液化的状态，不能看成理想气体，C错误；在冷凝器中制冷剂温度降低，分子平均动能降低，分子间距从气体过渡到液体，分子势能降低，D正确．
7．答案：BD
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，是能量守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C错误；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，故A错误，B正确；压缩机工作时会发热，将一部分电能转化为内能消耗掉，这种影响无法消除，故D正确．
8．答案：D
解析：由于气体分子无规则运动的空间变大，所以无序性增加，即熵增加，故A错误；气体自由扩散，没有对外做功，又因为整个系统不漏气且与外界没有热交换，气体内能不变，故B错误；根据熵增加原理可知，一切宏观热现象均具有方向性，B中气体不可能自发地全部回到座舱A中，故C错误；气体温度不变，体积增大，单位体积内的分子数减少，单位时间内对单位面积的碰撞次数减少，故D正确．