高中人教版 (2019)4 热力学第二定律当堂达标检测题

课时跟踪训练（十三）  热力学第二定律

A级—双基达标

1．关于能源的开发和利用，下列观点错误的是(　　)

A．无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为

B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的

C．能源的开发和利用，必须同时加强对环境的保护

D．不断开发新能源，是缓解能源危机的主要途径

解析：选B　能源是有限的，必须合理利用能源，A正确；尽管能量守恒，但使用过程中会有能量耗散及品质降低，B错误；能源利用推动人类进步的同时会破坏人类生存的环境，必须加强对环境的保护，C正确；开发新能源、清洁能源可以缓解常规能源的不足，D正确。

2．[多选]下列关于熵的说法中正确的是(　　)

A．熵值越大，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高

B．熵值越小，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高

C．熵值越大，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序

D．熵值越小，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序

解析：选AD　根据熵的意义可知，熵值越大，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高。熵值越小，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序，选项A、D正确。

3．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：选C　机械能和内能的相互转化，必须通过做功来实现，故C对。

4．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：选C　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项错。

5．[多选]根据热力学第二定律，下列判断正确的有(　　)

A．热机中燃气的内能不可能全部变成机械能

B．电流的能不可能全部变成内能

C．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变成电能

D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体

解析：选ACD　凡是与热现象有关的宏观热现象都具有方向性。无论采用任何设备和手段进行能量转化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能”，故A正确。由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的能可以全部转化为内能，故B错误。火力发电机发电时，能量转化的过程为内能→机械能→电能，因为内能→机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不能全部变为电能，C正确。热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定律第一种表述的主要思想，故D正确。

6．[多选]“绿水青山就是金山银山”，下述做法能改善空气质量的是(　　)

A．以煤等燃料作为主要生活燃料

B．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源

C．鼓励私人购买和使用普通汽车

D．用纯电动汽车代替燃油汽车

解析：选BD　以煤作为主要生活燃料会产生大量污染物，如：CO、CO2、SO2等有害气体，污染大气，温室效应、导致酸雨等环境问题，故A错误；利用太阳能、风能等替代化石能源可以减少有害气体的排放，解决能源问题的最佳方法是开发新能源(如风能、地热能、氢能、水能、核能、生物质能等)，故B正确；汽车尾气中含有氮氧化物和硫氧化物，会严重污染大气，汽车越多，则污染越严重，故C错误；使用电动汽车不会产生污染，故使用电动汽车代替燃油汽车能改善空气质量，故D正确。

7．PM2.5主要来自化石燃料、生物质、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用能源。关于能源和能量，下列说法中正确的是(　　)

A．自然界中的石油、煤炭等能源可供人类永久使用

B．人类应多开发与利用太阳能、风能等新能源

C．能量被使用后就消灭了，所以要节约能源

D．能量耗散说明自然界的能量在不断减少

解析：选B　煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源，但短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源，选项A错误；太阳能和风能等都是可再生能源且为清洁能源，应该尽量开发与利用，选项B正确；能量虽然守恒，但有些能量使用以后不能再被利用，所以要节约能源，但能量是不会减少的，也不会被消灭，只是形式发生转变，选项C、D错误。

8．[多选]根据热力学第二定律，可知下列说法中正确的是(　　)

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．热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体

C．机械能可以全部转化为内能，但内能不可能全部转化为机械能

D．机械能可以全部转化为内能，内能也可能全部转化为机械能

解析：选BD　由热力学第二定律克劳修斯表述知，热量可以自发地从高温物体传到低温物体，当外界对系统做功时，也可以使系统从低温物体吸取热量传到高温物体，冰箱就是这样的装置，故A错误，B正确。机械能可以全部转化为内能，如在水平地面上运动的物体，克服摩擦阻力做功，最终静止，这个过程中机械能全部转化为内能，当外界条件发生变化时，内能也可以全部转化为机械能，如在等温膨胀过程中，系统吸收的热量全部转化为对外界做的功，故C错误，D正确。

9.

如图所示，汽缸内盛有一定量的理想气体，汽缸壁是导热的，汽缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触面是光滑的，但不漏气。现将活塞与杆连接，使其缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并对外做功。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．气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，因此此过程违反了热力学第二定律

B．气体是从单一热库吸热，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．气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律

D．以上三种说法都不对

解析：选C　此过程虽然是气体从单一热库吸热，全部用来对外做功，但引起了其他变化，所以此过程不违反热力学第二定律。

10．下列说法中正确的是(　　)

A．无摩擦、无漏气等能量损失，就能使热机效率达到100%

B．热量不能从低温物体传到高温物体

C．一切物理过程都具有方向性

D．由热力学定律可推断出某个物理过程是否能自发进行

解析：选D　对任何热机在工作时都不可避免地要向冷凝器的周围环境散发热量，总有能量的损失，因此其效率无法达到100%；热量能从低温物体传到高温物体，但必须有外界的帮助；一切涉及热现象的物理过程都具有方向性；在热力学定律的基础上可以导出其他过程的方向性，如气体的扩散、气体向真空的膨胀等。

B级—选考提能

11．[多选]下列说法正确的是(　　)

A．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则B分布更无序

B．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则A分布更无序

C．大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布，则该过程是可逆的

D．大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布，则该过程是不可逆的

解析：选AD　一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则说明B分布更无序一些，A正确，B错误；大量分子的集合自发的运动过程是不可逆的，D正确，C错误。

12．[多选]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：选BCD　热力学第二定律反映的是与热现象有关宏观过程的方向性的规律，A不属于热现象，故A错；由热力学第二定律可知B、C、D正确。

13．[多选]关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是(　　)

A．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体

B．若两分子间距离增大，分子势能一定增大

C．一定质量的某种理想气体绝热膨胀，温度降低

D．热力学第二定律描述了宏观热现象的方向性

解析：选ACD　大量的事实表明，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，选项A正确；若两分子间距离从分子力表现为斥力时开始增加，则随着分子间距离增大，分子势能先减小后增大，选项B错误；由热力学第一定律可知，一定质量的某种理想气体绝热膨胀时对外做功，内能减小，温度降低，选项C正确；热力学第二定律指出，一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，选项D正确。

14．[多选]倒一杯热水，然后加入适量的糖后，糖会全部溶于水中，但一段时间后又观察到杯底部有糖结晶，关于这个过程下列叙述正确的是(　　)

A．溶解过程是自发的，结晶过程也是自发的，因此热力学第二定律是错误的

B．溶解过程是有序向无序转变的过程

C．结晶过程是有序向无序转变的过程

D．结晶过程不是自发的，因为有外界的影响

解析：选BD　溶解过程是自发的，是由有序向无序转变的过程；结晶过程不是自发的，通常是由于水温降低或水的蒸发引起，是由无序向有序的转变过程，故选项B、D正确，选项A、C错误。

15．[多选]可燃冰是一种藏在深海海底的新型能源，1 m3可燃冰可转化为164 m3的天然气和0.8 m3的水，下列关于可燃冰说法正确的是(　　)

A．“可燃冰”是不可再生能源

B．“可燃冰”属于可再生能源

C．1 m3可燃冰比0.8 m3水的质量小

D．相同体积的可燃冰和天然气完全燃烧后，可燃冰释放的热量多

解析：选AD　可燃冰是一次能源，还属于不可再生能源，故A正确，B错误；因1 m3可燃冰可转化为164 m3的天然气和0.8 m3的水，所以1 m3可燃冰的质量比0.8 m3水的质量大，故C错误；“可燃冰”的热值大于天然气的热值，相同体积的条件下，由Q＝qV可知，完全燃烧时可燃冰放出的热量多，故D正确。