高中人教版 (新课标)4 热力学第二定律同步训练题

这是一份高中人教版 (新课标)4 热力学第二定律同步训练题，共4页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．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，其原因是( )
A．违反了能量守恒定律
B．在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才能转化成内能
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．以上说法均不正确
解析：机械能和内能的相互转化，必须通过做功来实现。
答案：C
2．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，高温物体的温度更高
D．将两瓶不同液体自发混合，然后又自发地各自分开
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，但通过一些物理过程是可以实现的，故C项对；内能自发地全部转化为机械能是不可能的，故A项错；气体膨胀具有方向性，故B项错；扩散现象也有方向性，D项也错。
答案：C
3．关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是( )
A．热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的
B．内能可以转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾
C．两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别
D．其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律
解析：热力学第一定律和热力学第二定律并不矛盾，对于机械能和内能的转化所具有的方向性也是存在的，故B正确。
答案：B
4．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，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，不会由内能自发地转化为机械能而动起来
D．随着节能减排措施的不断完善，最终也不会使汽车热机的效率达到100%
解析：热力学第二定律反映的是与热现象有关的宏观过程的方向性的规律，A不属于热现象，A错；由热力学第二定律可知B、C、D正确。
答案：BCD
5.如图10－4－1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 图10－4－1
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反热力学第一定律
D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律
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，故选B、C。
答案：BC
6．下列说法中正确的是( ) A．功可以完全转化为热量，而热量不可以完全转化为功
B．热机必须是具有两个热库，才能实现热功转化
C．热机的效率不可能大于1，但可能等于1
D．热机的效率必定小于1
解析：开尔文表述没有排除热量可以完全转化为功，但必然要发生其他变化，比如气体等温膨胀，气体内能完全转化为功，但气体体积增大了，A错。开尔文表述指出，热机不可能只有单一热库，但未必就是两个热库，可以具有两个以上热库，B错。由η＝eq \f(Q1－Q2,Q1)可知，只要Q2≠0，则η≠1，如果Q2＝0，则低温热库不存在，违反开尔文表述，C错。
答案：D
7．第二类永动机不可能制造出来的原因是因其工作原理违背( )
A．热力学第一定律 B．能的转化与守恒定律
C．热力学第二定律 D．上述三个定律
解析：第二类永动机遵守了热力学第一定律，但却违反了热力学第二定律，故C正确。
答案：C
8．关于热力学第二定律，下列说法正确的是( )
A．热力学第二定律是通过实验总结出来的实验定律
B．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
C．热力学第二定律是物理学家从理论推导得出来的结果
D．由于热力学第二定律没有理论和实验的依据，因此没有实际意义
解析：热力学第二定律是一个经验定律，它并不能通过理论和实验来证明，但它符合客观事实，因此是正确的，它揭示了宏观过程的方向性，对我们认识自然和利用自然有着重要的指导意义。
答案：B
二、非选择题(本题共2小题，共18分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)
9. (9分)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10－4－2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。
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， 图10－4－2
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。
答案：不违反 热水温度降低，冷水温度升高。一部分内能转化为电能。
10．(9分)热力学第二定律常见的表述有以下两种：
第一种表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体；
第二种表述：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。
图10－4－3甲是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图；外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体。请你根据第二种表述完成示意图乙。根据你的理解，热力学第二定律的实质是____________________________。
图10－4－3
解析：从高温物体向低温物体传递热量是通过热机的物质来完成的，所以外界对物体做功；反过来从高温物体向低温物体传递热量，热机应对外界做功。
答案：如图所示，一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性。