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3.3 热力学第二定律——高二物理鲁科版（2019）选择性必修三同步课时作业
1.如图所示，用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在一杯热水中，接触点2插在一杯冷水中，此时灵敏电流计的指针会发生偏转，这就是温差发电现象，根据这一现象，下列说法中正确的是( )
A.这一过程违反了热力学第二定律 B.这一过程违反了热力学第一定律
C.热水和冷水的温度将发生变化 D.这一过程违反了能量守恒定律
2.下列说法中，能够发生且不违背热力学第二定律的是( )
A.一杯热茶自然放置，茶会自动变得更热
B.电冰箱正常工作时把箱内低温物体的热量传递到箱外高温物体
C.只要对蒸汽机不断革新，它就可以把蒸汽的内能全部转化成机械能
D.利用降低海水温度放出大量的热量来发电，从而解决能源短缺的问题
3.下列关于能量转化和守恒定律及热力学定律的说法正确的是( )
A.机械能全部变成内能是不可能的
B.从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的
C.第二类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量转化和守恒定律
D.根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体
4.热力学第二定律表明( )
A.不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用功
B.摩擦生热的过程是不可逆的
C.热机中，燃气的内能可全部用于对外做功
D.热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体
5.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.在封闭的房间里打开冰箱一段时间后，房间温度会降低
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二定律
6.关于永动机，下列说法正确的是( )
A.随着科技的不断发展，永动机是可以制成的
B.第一类永动机违反了热力学第二定律
C.第二类永动机违反了热力学第二定律
D.永动机指的是在摩擦力趋于零的条件下一直运动的机器，它不需要对外做功
7.某校中学生参加某电视台的“异想天开”节目，他们提出了下列四个设想，从理论上讲可行的是( )
A.制作一个装置从海水中吸收内能并全部用来做功
B.制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下
C.在房屋顶盖上安装太阳能板，可以用太阳能来解决照明和热水问题
D.汽车尾气中的各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝
8.根据热力学定律，下列说法错误的是( )
A.电冰箱的工作表明，热量可以从低温物体向高温物体传递
B.空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
C.科技的不断进步使得人类有可能生产出从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化的热机
D.即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能
9.如图所示，用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在一杯热水中，接触点2插在一杯冷水中，此时灵敏电流计的指针会发生偏转，这就是温差发电现象，根据这一现象，下列说法中正确的是( )
A.这一过程违反了热力学第二定律 B.这一过程违反了热力学第一定律
C.热水和冷水的温度将发生变化 D.这一过程违反了能量守恒定律
10.如图所示，汽缸内盛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，但不漏气。现通过活塞杆使活塞缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并通过活塞对外做功。若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法中正确的是( )
A.气体是从单一热源吸热，并全部用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律
B.气体是从单一热源吸热，但并未全部用来对外做功，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，并全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律
D.气体不是从单一热源吸热，且并未全部用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律
11.下列关于能量的说法正确的是( )
A.能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们可以容易地把这些内能全部收集起来重新利用
B.在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的
C.科学家研究发现，一切与热现象有关的宏观自然过程都是可逆的
D.各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的
12.两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，下列说法正确的是( )
A.这一实验过程违反了热力学第二定律
B.在实验过程中，热水和冷水的温差保持不变
C.在实验过程中，热水减少的内能等于冷水增加的内能
D.在实验过程中，热水减少的内能部分转化为电能，电能部分转化为冷水的内能
13.下列关于热力学第二定律的说法中正确的是( )
A.随着科技的进步，所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生
B.一切与热现象有关的宏观自然过程都是可逆的
C.机械能可以全部转化为内能，但内能无法全部用来做功而转化成机械能
D.气体向真空的自由膨胀是可逆的
14.（多选）下列关于热力学第二定律的说法中正确的是( )
A.所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生
B.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
C.机械能可以全部转化为内能，但内能无法全部用来做功而转化成机械能
D.气体向真空的自由膨胀是可逆的
15.（多选）根据热力学定律，下列说法正确的是( )
A.空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量小于向室外放出的热量
B.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机，将内能全部转化为机械能
C.导体在光滑水平U形导轨上做切割磁感线运动，最后停下来，是自发的，但金属棒不会自发地将内能转化为棒的动能运动起来
D.冰箱的使用说明热量可以自发地从低温物体传递到高温物体
答案以及解析
1.答案：C
解析：热力学第二定律由实际热现象总结而来，任何宏观的实际热现象都符合热力学第二定律，故A错误；吸、放热和做功均会改变内能，该过程没有违反热力学第一定律，故B错误；在实验过程中，热水内能减少，一部分转移到低温物体，一部分转化为电能，则热水一定会降温，冷水一定会升温，故C正确；在实验过程中，热水的内能部分转化成电能，部分传递给冷水，符合能量守恒定律，故D错误。
2.答案：B
解析：A.热传递具有方向性，热量能自发地从高温物体传到低温物体，故一杯热茶自然放置，茶会自动变得凉，不会自动变得更热，违背热力学第二定律，A不符合题意；
B.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，B符合题意；
C.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，C不符合题意；
D.利用降低海水温度放出大量的热量来发电，需要消耗更多的其它能量，违背了热力学第二定律，故不能解决能源短缺问题，D不符合题意。
故答案为：B。
3.答案：B
解析：A、机械能可以完全转化为内能，反之则不能，故A错误；
B、由热力学第二定律，可知不可能从单一热源吸收热量全部变成功而不产生其它影响，故B正确；
C、第二类永动机不可能制成，是因为违反了热力学第二定律，故C错误；
D、根据热力学第二定律可知，热量不可能自发从低温物体传到高温物体，故D错误。
故选：B
4.答案：B
解析：可以从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功，但是会引起其他的变化，A错误；根据热力学第二定律可知，机械能转化为内能的过程具有方向性，是不可逆过程，B正确；机械能可以全部转化为内能，而内能不可以全部转化为机械能，C错误；热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，若有外界做功，热量可以从低温物体传递到高温物体，比如冰箱，D错误。
5.答案：C
解析：由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，除非有外界的影响或帮助。电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能，选项A错误；电冰箱工作时消耗电能，房间的总热量会增加，房间温度会升高，选项B错误；电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律和第二定律，选项C正确，D错误。
6.答案：C
解析：第一类永动机指不需要外界输入能量，能够不断向外输出能量的机器，它违反了能量守恒定律，是不可能制成的，B错误；第二类永动机指从单一热源吸收热量全部用来对外做功，不产生其他影响的机器，它违反了热力学第二定律，也是不可能制成的，C正确；无论是哪种永动机，要么违反能量守恒定律，要么违反热力学第二定律，因此都是不可能制成的，A错误；无论哪种永动机都需要对外做功，D错误。
7.答案：C
解析：根据热力学第二定律知，在不产生其他影响时，内能不能全部转化为机械能，因此从海水中吸收内能并全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的，A错误；绝对零度是温度的极值，使温度降至绝对零度以下是不可能的，B错误；在房屋顶盖上安装太阳能板，利用太阳能来解决照明和热水问题是可以的，C正确；有害气体和空气不可能自发地分离，违反热力学第二定律的方向性，D错误。
8.答案：C
解析：A.热量可以在外界做功的情况下从低温物体向高温物体传递，但不能自发进行，故A正确，不符合题意；
B.空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量，故B正确，不符合题意；
C.不可能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化，故C错误，符合题意；
D.根据热力学第二定律，即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能，故D正确，不符合题意。
故选C。
9.答案：C
解析：热力学第二定律由实际热现象总结而来，任何宏观的实际热现象都符合热力学第二定律，故A错误；吸、放热和做功均会改变内能，该过程没有违反热力学第一定律，故B错误；在实验过程中，热水内能减少，一部分转移到低温物体，一部分转化为电能，则热水一定会降温，冷水一定会升温，故C正确；在实验过程中，热水的内能部分转化成电能，部分传递给冷水，符合能量守恒定律，故D错误。
10.答案：C
解析：气体等温膨胀，内能不变，从外界吸收的热量全部对外做功，但是这个过程中引起了其它变化，如有外力控制着活塞缓慢地移动，而非自动进行的，有“第三方”参与，所以不违背热力学第二定律。
故选C。
11.答案：B
解析：能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们可以容易地把这些内能的一部分收集起来重新利用，不能全部收集起来重新利用，A错误；在能源的利用过程中，能量的总量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成了不便于利用的，B正确；科学家研究发现，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，C错误；各种能量在不转化时是守恒的，在转化时也是守恒的，D错误。
12.答案：D
解析：热力学第二定律是实际热现象总结而来，任何宏观的实际热现象都符合热力学第二定律，温差发电现象不违背热力学第二定律，故A错误；在实验过程中，热水内能减少，一部分转移到低温物体，一部分转化为电能，故热水一定会降温，冷水一定会升温，故B错误；在实验过程中，热水减少的内能只有部分转化成电能，而有电阻的位置都会产生热能，则电能部分转化为冷水的内能，故C错误，D正确。
13.答案：C
解析：A.即使科技越来越进步，所有符合能量守恒定律但不符合热力学第二定律的宏观过程也无法发生，故A错误；
B.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，故B错误；
C.机械能可以全部转化为内能，但内能无法全部用来做功而转化成机械能且不产生其他影响，故C正确；
D.气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故D错误。
故选C。
14.答案：BC
解析：A.符合能量守恒定律，但违背热力学第二定律的宏观过程不能发生，A错误；
B.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，B正确；
C.机械能可以全部转化为内能，但内能无法全部用来做功而转化成机械能，C正确；
D.气体向真空的自由膨胀是不可逆的，D错误。
故选BC。
15.答案：AC
解析：A.空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量小于向室外放出的热量，因为工作过程还有电热释放，故A正确；B.根据热力学第二定律，可知即使科技再进步，内燃机也不可能成为单一热源的热机，不可能将内能全部转化为机械能而不引起别的变化，故B错误；C.根据热力学第二定律，可知导体在光滑水平U形导轨上做切制磁感线运动，最后停下来，是自发的，但金属棒不会自发地将内能转化为棒的动能运动起来，故C正确；D.根据热力学第二定律，可知热量只能够自发从高温物体传到低温物体，但也可以通过热机做功实现从低温物体传递到高温物体，电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，但不是自发地进行，故D错误。故选AC。

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