2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第三册 3.3热力学第二定律 跟踪训练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第三册
3.3热力学第二定律 跟踪训练（解析版）
1．下列说法中正确的是（　　）
A．热力学第一定律表明做功和热传递对改变物体内能是等效的
B．机械能全部转化为内能是不可能的
C．从单一热源吸收的热量全部变成功是不可能的
D．一个系统的总熵不会减小
2．下列说法正确的是（　　）
A．花粉颗粒的布朗运动证明花粉分子在做永不停息的无规则运动
B．气体很难被压缩证明气体分子间存在相互作用的斥力
C．第二类永动机无法实现是因为违反了热力学第一定律
D．液体由于表面张力呈收缩趋势是因为表层分子间距大于内部分子间距
3．下列说法正确的是（　　）
A．晶体熔化时，其温度不断升高
B．分子间距离减小，分子间作用力一定增大
C．热力学系统总是自发地从无序向有序的方向进行
D．饱和汽压随随温度的升高而增大，它与水蒸气的体积无关
4．下列说法中错误的是（　　）
A．不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用功而不引起其它变化
B．从单一热源吸热并全部转化为功是可能的
C．热量可以从低温物体传向高温物体
D．物体吸收热量，内能一定增大
5．下列关于能量转化或转移过程的叙述中，正确的是（　　）
A．汽车的内燃机通过燃烧汽油而对外做功，同时还向空气中散热，这违背热力学第一定律
B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低，这是不可能的，因为违背热力学第一定律
C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响，这不违背热力学第一定律、也不违背热力学第二定律
D．冰箱的制冷机工作时实现了热量从箱内低温环境散发到箱外温度较高的室内，这违背热力学第二定律
6．关于热力学定律，下列说法正确的是（　　）
A．气体吸收热量后，内能一定增大
B．热量可能从低温物体传递到高温物体
C．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D．没有漏气、没有摩擦的理想热机，其效率可能是100%
7．下列说法中正确的是（　　）
A．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
B．热量不可能从低温物体传到高温物体
C．第二类永动机没有违背能量守恒定律，所以可以制造出来
D．温度越高的物体，分子热运动的平均动能越大
8．根据热力学定律和分子动理论可知，下列说法中正确的是（　　）
A．布朗运动是分子无规则运动 B．第二类永动机是可以制成的
C．物体吸收热量，其内能一定变大 D．外界对气体做功，气体的内能可能不变
9．下列说法正确的是（　　）
A．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传递到高温物体
B．一定质量的理想气体如果从外界吸收了4×105J的热量，内能就增加4×105J
C．一定质量的理想气体在绝热情况下向真空扩散，体积变大，内能不变
D．金刚石可以制成各种不同造型的首饰，说明它没有规则的几何形状，是非晶体
10．下列说法正确的是（　　）
①当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小
②雨伞伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力作用
③一定质量的的水变成的水蒸气，其分子之间的势能增加
④对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
⑤空气的绝对湿度越大，人们感觉越潮湿
⑥液体不浸润某种固体则附着层内部液体分子相互排斥
⑦热量一定是从内能多的物体传递到内能少的物体
⑧可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
A．②③④⑧ B．②③④⑤⑦ C．①②④⑧ D．②④⑤⑥⑧
11．关于热现象，下列说法正确的是（　　）
A．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子的直径（也就是单层油酸分子组成的油膜的厚度）等于一小滴溶液中纯油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比
B．两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，它们都随距离的增大而减小，当两个分子的距离为r0时，引力与斥力大小相等，分子势能最小
C．同种物质要么是晶体，要么是非晶体，不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现
D．如果用Q表示物体吸收的能量，用W表示物体对外界所做的功，ΔU表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为Q=ΔU+W
E.如果没有漏气没有摩擦，也没有机体热量的损失，这样的热机的效率可以达到100%
12．根据热力学第二定律可知，下列说法中正确的是（　　）
A．不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化
B．没有冷凝器，只有单一的热库，能将从单一热库吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机是可以实现的
C．制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中，而不引起其他变化
D．不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化
13．下列说法正确的是（　　）
A．阳光透过黑暗房间的孔洞形成的“光柱”中，肉眼可见灰尘在做布朗运动
B．可以从单一热源吸热，将其全部用于对外做功
C．液体在毛细管内的高度高于外面液面的高度，说明液体对毛细管是浸润的
D．不计空气阻力，将装有水的容器斜向上抛出后，水对器壁的压强为零
E.一个分子运动很快，这个分子温度高
14．下列说法正确的是（　　）
A．液晶既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性
B．温度是分子平均速率的唯一标志
C．布朗运动就是液体或者气体分子的无规则运动
D．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，而不引起其他变化
15．气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　）
A．气体并没有对外做功，气体内能不变
B．B中气体可自发地全部退回到A中
C．气体温度不变，体积增大，压强减小
D．气体体积变大，气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少
16．判断下列说法的正误
（1）由能量守恒定律知，能量是取之不尽用之不竭的，也不必要节约能源．（____）
（2）热量可以自发地由高温物体传向低温物体，也可以自发地从低温物体传向高温物体．（____）
（3）大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源．（____）
（4）能量耗散就是能量的总量在减少．（____）
17．（1）一切与热现象有关的宏观自然过程都是______的；
（2）热量能自发地从高温物体转移到低温物体，说明了热传递的______。
（3）能量的耗散：其他形式的能转化为内能后不能再重复利用，这种现象叫作能量的耗散。
（4）能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有______。
18．如图所示是制冷机和热机的工作过程示意图，通过此图思考以下问题：
（1）制冷机工作时热量是自发地从低温热库传到高温热库吗？
（2）热机工作时能否将从高温热库吸收的热量全部用来做功？
19．流动的水带动水磨做功，由于磨盘和粮食之间的摩擦和挤压，使磨盘和粮食的温度升高，水流的一部分机械能转变成了内能，这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用，可见，内能与机械能相比，哪种能量的品质低？
参考答案
1．A
【详解】
A．热力学第一定律表明做功和热传递对改变物体内能是等效的，选项A正确；
B．根据热力学第二定律可知，机械能全部转化为内能是可能的，但是要引起其他的变化，选项B错误；
C．根据热力学第二定律可知，从单一热源吸收热量全部变成功是可能的，但会引起其他的变化，故C错误；
D．根据热力学第二定律，关于自然过程的方向性可以这样表述：即在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，故D错误。
故选A。
2．D
【详解】
A．花粉颗粒在液体中的布朗运动只能说明液体分子在做无规则运动，不能说明花粉分子在做无规则运动，故A错误；
B．气体很难被压缩是由于气体压强的原因，故B错误；
C．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律，所以是制造不出来的，故C错误；
D．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子的引力大于斥力，整体表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．晶体熔化时，其温度不变，选项A错误；
B．分子间距离减小，分子间作用力不一定增大，也有可能减小，选项B错误；
C．热力学系统总是自发地从有序向无序的方向发展，选项C错误；
D．饱和汽压只与温度有关，随温度的升高而增大，与水蒸气的体积无关，选项D正确。
故选D。
4．D
【详解】
A．根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用功而不引起其它变化，选项A正确；
B．有外力做功，从单一热源吸热并全部转化为功是可能的，选项B正确；
C．在外界影响下，热量可以从低温物体传向高温物体，选项C正确；
D．影响内能变化有做功和热传递两种方式，物体吸收热量，若同时对外做功，内能可能不变或者减小，选项D错误，符合题意。
故选D。
5．B
【详解】
A．燃烧汽油产生的内能一方面向机械能转化，同时热传递向空气转移，既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律，选项A错误；
B．冷水倒入保温杯后，没有对外做功，同时也没有热传递，内能不可能减少，故违背热力学第一定律，选项B正确；
C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，必然产生其他影响故违背热力学第二定律，选项C错误；
D．制冷机消耗电能工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，发生了内能的转移，同时对外界产生了影响.既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律，选项D错误。
故选B。
6．B
【详解】
A．根据
气体吸收热量后，物体对外做功内能可能不变，A错误
B．根据热力学第二定律，热量可以从低温物体传递到高温物体，但不能自发的从低温物体到高温物体，B正确
C．空调机在制冷时，热量从低温物体传向高温物体，在电机做功的情况下。所以热传递存在方向性，C错误
D．虽然没有漏气和摩擦，但是会有热传递，效率不会100%，D错误
故选B。
7．D
【详解】
A．改变物体内能的方式有两种，做功和热传递，对某物体做功，如果同时物体向外放出热量，则物体的内能可能不变或减小，A错误；
B．有外力做功时，热量可能从低温物体传到高温物体，B错误；
C．第二类永动机虽然没有违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律，所以不可能制造出来，C错误；
D．温度越高的物体，分子热运动的平均动能越大，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，A错误
B．第二类永动机不违背热力学第一定律，但是违反了热力学第二定律，即违反了一切涉及热现象的宏观过程具有方向性，不能制成，B错误
C．根据热力学第一定律
物体吸收热量的同时可以向外做功，内能不一定增大，C错误
D．由C可知，外界对气体做功，物体释放热量，内能可能不变，D正确
故选D。
9．C
【详解】
A．根据热力学第二定律可知，热量也能从低温物体传递到高温物体，但是要引起其他的变化，选项A错误；
B．一定质量的理想气体如果从外界吸收了4×105J的热量，若气体对外做功，则内能增加小于4×105J，选项B错误；
C．一定质量的理想气体在绝热情况下向真空扩散，体积变大，气体对外不做功，与外界也无热交换，则内能不变，选项C正确；
D．金刚石可以制成各种不同造型的首饰，但天然的金刚石有规则的几何形状，是晶体，故D错误；
故选C。
10．A
【详解】
①当分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小。故①错误；
②由于水的表面张力作用，雨伞伞面上的细小孔并不会漏雨，故②正确；
③一定质量的的水变成的水蒸气，水从外界吸收热量，由液体变成气体，分子间的距离变大了，分子之间的势能增加，故③正确；
④由理想气体状态方程
知压强不变，体积增大时，温度升高。对于一定质量的理想气体，温度升高，分子平均动能增大，气体的内能增大
体积增大，气体对外做功
由热力学第一定律
知
故气体一定从外界吸热。故④正确；
⑤空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿，相对湿度越小感觉越干燥，故⑤错误；
⑥如果附着层的液体分子和固体分子吸引力较小，则液体不浸润该固体，则附着层内部液体分子相互吸引，使得液体体积尽可能收缩到最小，故⑥错误；
⑦热量能从温度高的物体传递到温度低的物体，但温度高的物体的内能不一定大，故⑦错误。
⑧根据热力学第二定律可知，可以从单一热源吸收热量使之完全变成功，但要产生其他影响，故⑧正确。故A正确，BCD错误。
故选A。
11．ABD
【详解】
A．根据用“油膜法”估测分子大小的实验原理可知，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，由于油酸分子是紧密排列的，而且形成的油膜为单分子油膜，然后用每滴油酸酒精溶液所含油酸体积除以油膜面积得出的油膜厚度即为油酸分子直径，A正确；
B．当分子间的距离 时，分子力表现为斥力，减小分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加；当分子间的距离 时，分子力表现为引力，增大分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加，所以当两个分子的距离为r。时，引力与斥力大小相等，分子势能最小，B正确；
C．物质是晶体还是非晶体，并不是绝对的，有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体，C错误；
D．根据热力学第一定律可知，如果用Q表示物体吸收的能量，用W?表示物体对外界所做的功， 表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为
D正确；
E．根据热力学第二定律可知，热机的效率不可以达到100%，E错误。
故选ABD。
12．AD
【详解】
AB．热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性，机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化为内能，而内能要全部转化为机械能必须借助外部的帮助，即会引起其他变化，A正确，B错误；
CD．热传递过程也具有方向性，热量能自发地从高温物体传给低温物体，但是热量要从低温物体传到高温物体，必然要引起其他变化（外界对系统做功），C错误，D正确。
故选AD。
13．BCD
【详解】
A．布朗粒子必须在光学显微镜下才能看到，光柱中的灰尘肉眼可见，其无规则运动是空气流动所致，并非布朗运动，A错误；
B．理想气体的等温膨胀是将单一热源中吸的热全部用于对外做功的例子，这并不与热力学第二定律矛盾，因为并非对外界不造成其他影响，B正确；
C．只有液体对毛细管浸润，才能产生“爬升”现象，C正确；
D．水对容器产生压力是由于水受到重力引起的，斜抛出去的容器中的水处于完全失重状态，故不再对器壁产生压力，因而压强为零，D正确；
E．温度是宏观量，衡量的是大量分子的运动的剧烈程度，对微观的个体分子没有温度可言，E错误；
故选BCD。
14．AD
【详解】
A．液晶既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性，选项A正确；
B．温度是分子平均动能的唯一标志，选项B错误；
C．布朗运动就是悬浮在液体或者气体中的固体颗粒的无规则运动，选项C错误；
D．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，而不引起其他变化，选项D正确。
故选AD。
15．ACD
【详解】
A．由于气闸舱B内为真空，所以气体在扩散过程中不会对外做功，系统与外界没有热交换，所以气体内能不变，故A正确；
B．根据热力学第二定律可知，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．理想气体内能不变，温度不变，由pV＝C可知，体积增大，压强减小，故C正确；
D．气体体积变大，分子数密度n减小，温度不变，分子平均动能不变，平均速率v不变，所以气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少，故D正确。
故选ACD。
16．错误 错误 正确 错误
17．不可逆 方向性 方向性
18．（1）不是；（2）不能
19．内能