3.3热力学第二定律 课时练（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第三册
3.3热力学第二定律 课时练（解析版）
1．.下列说法正确的是( )
A．熔融的铁块化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变
B．物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大
C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能
D．A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同
2．下列关于热现象的描述正确的是（　　）
A．根据热力学定律，热机的效率可以达到100%
B．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的
3．下列哪一项没有太阳能的参与（　　）
A．植物生长 B．帆船顺风航行
C．夏天利用晒在屋顶上的水洗澡 D．把自行车推上坡
4．如图所示，绝热的汽缸被一个绝热的活塞分成左、右两部分，活塞质量不计，活塞用销钉锁住，活塞与汽缸之间没有摩擦，汽缸左边装有一定质量的理想气体，右边为真空。现在拔去销钉，抽去活塞，让气体向右边的真空做绝热自由膨胀，下列说法正确的是（　　）
A．气体在向真空膨胀的过程中对外做功，气体内能减少
B．气体在向真空膨胀的过程中，分子平均动能变小
C．气体在向真空膨胀的过程中，气体内能不变
D．若无外界的干预，气体分子可以自发地退回到左边，使右边重新成为真空
5．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．布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动
B．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能一定减小
C．第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律
D．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
6．关于热力学定律，下列表述正确的是（　　）
A．不可能使热量从低温物体传递到高温物体
B．效率为100%的热机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律
C．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行
D．外界对物体做功，物体的内能必定增加
7．下列说法正确的是（　　）
A．0℃的冰与0℃的水，分子的平均动能相同
B．温度高的物体内能一定大
C．分子间作用力总是随分子间距离的增大而减小
D．随着制冷技术的不断提高，绝对零度一定能在实验室中达到
8．关于热学规律，下列说法正确的是（　　）
A．第二类永动机不能制成，因为它违反了能量守恒定律
B．热机不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功
C．热量不可能从低温物体传到高温物体
D．未来科技进步了，人类就可以将散失在环境中的内能全部重新收集起来加以利用
9．下列有关热力学现象和规律的描述正确的是（　　）
A．在绝热条件下，压缩气体，其内能不一定增加
B．热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律
C．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度
D．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，也能自发地从低温物体传递到高温物体
10．关于热力学定律，下列说法正确的是（　　）
A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C．从单一热源吸收热量，不可能使之完全变为功
D．不可能使热量从低温物体传向高温物体
11．下列关于热现象的说法正确的是（　　）
A．某固体物质的摩尔体积为V，若该物体每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为
B．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小
C．热量不能从低温物体传到高温物体
D．对于一定质量的理想气体，压强不变时，若单位体积内的分子数增大，则气体分子的平均动能一定增大
12．根据热力学定律，下列说法正确的是（　　）
A．吸收了热量的物体，其内能也不一定增加
B．随着科技的发展，效率为100%的热机是可能制成的
C．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
D．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
13．下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是（　　）
A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律
B．在孤立系统中，一个自发的过程中熵总是向减少的方向进行
C．热量只能从高温物体传到低温物体，而不能从低温物体传到高温物体
D．能量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方向性
14．关于热现象，则下列说法正确的有（ ）
A．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
B．饱和汽的体积越大，饱和汽压越大
C．水的温度越高，悬浮在水中的花粉布朗运动越显著
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，内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化
E.一定质量理想气体的内能随温度的升高而减小
15．举例说明不可逆过程必定朝着熵增加的方向进行。
16．为什么说热传导是无序程度增大的过程？在热传导过程中能量是否发生了退降？为什么？
参考答案
1．D
【分析】
A、温度是分子热运动的平均动能的标志，内能是所有分子动能和分子势能的总和，故温度不变时，分子平均动能不变，内能可能变化，故A错误；
B、机械运动速度增大与分子热运动的动能无关，故B错误；
C、A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，只能说明物体A的温度高于物体B的温度，不能说明物体A的内能大于物体B的内能，故C错误；
D、两物体温度相同，内能可能不同，分子的平均动能相同，但由Ek= 知，平均速率可能不同，故D正确．
故选D．
【详解】
2．C
【详解】
A．根据热力学第二定律，热机的效率不可以达到100%，故A错误；
B．做功是通过能量转化的方式改变系统内能，热传递是通过热量转移的方式改变系统内能，实质不同，故B错误；
C．根据热平衡定律可知，温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同，故C正确；
D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动具有统计规律，故D错误。
故选C。
3．D
【详解】
植物生长、帆船顺风航行以及夏天利用晒在屋顶上的水洗澡都离不开太阳能的参与；把自行车推上坡不需要太阳能的参与。
故选D。
4．C
【详解】
ABC．气体在向右边的真空膨胀的过程中没有力的作用，所以气体不做功，即W＝0，绝热过程，Q＝0，根据热力学第一定律
ΔU＝Q＋W
可知
ΔU＝0
所以气体内能不变，温度不变，分子的平均动能不变，故AB错误，C正确；
D．无外界的干预，根据热力学第二定律可知，涉及热现象的宏观过程具有方向性，因此气体分子不可能自发地退回到左边，使右边重新成为真空，故D错误。
故选C。
5．D
【解析】
A、布朗运动是固体微粒的无规则运动是由液体分子撞击形成的，反应了液体分子的无规则运动，故A错误；
B、首先明确了开始分子之间距离与r0关系，才能判断分子势能的变化情况，若开始分子之间距离小于r0，则在分子之间距离增大到大于r0过程中，分子势能先减小后增大，故B错误；
C、根据热力学第二定律可知，第二类永动机并未违反能量守恒定律，而是违反了宏观自然过程发展的方向性，即违反了热力学第二定律，故C错误；
D、根据气态方程可知一定质量的理想气体压强不变，体积增大，温度一定升高，因此内能增加，体积增大则对外做功，根据△U=W+Q可知，气体一定吸收热量，故D正确．
本题考查了热力学定律和分子动理论的基础知识，在平时练习中要加强对这些基本知识的理解与应用．
6．C
【详解】
A．热量能由低温物体传递到高温物体，此过程会引起其他的变化，A错误；
B．效率为100%的热机不可能制成，不违反能量守恒定律，但它违反了热力学第二定律，因此它不可能制成，B错误；
C．由熵增原理可知，一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，C正确；
D．根据热力学第一定律，即
物体的内能的变化与外界做功和物体的吸收热量有关，外界对物体做功，物体对外放热，物体的内能可能减小，D错误。
故选C。
7．A
【详解】
A．温度是分子平均动能的标志，则0℃的冰与0℃的水，分子的平均动能相同，选项A正确；
B．物体的内能与物体的温度、体积以及物质的量等因素都有关，则温度高的物体内能不一定大，选项B错误；
C．当分子距离大于平衡距离r0时，分子力表现为引力，且分子力随分子间距离的增大先增大后减小，选项C错误；
D．绝对零度是低温的极限，是不可能达到的，选项D错误。
故选A。
8．B
【详解】
A．第二类永动机不能制成，因为违反了宏观热现象的方向性，即违反了热力学第二定律，A错误；
B．可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功，但必然会引起其它的变化，B正确；
C．根据热力学第二定律可知，在一定的条件下热量可能从低温物体传到高温物体，如空调，C错误；
D．能量转化过程中，存在能量耗散，不能使散失在环境中的内能全部重新收集起来加以利用，D错误。
故选B。
9．B
【详解】
A．根据热力学第一定律，在绝热条件下，压缩气体，外界对其做功，其内能一定增加，故A错误；
B．热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律，故B正确；
C．绝对零度就是分子的平均动能为零，与分子热运动矛盾，故不可能达到绝对零度，故C错误；
D．根据热力学第二定律，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，热量从低温物体传递给高温物体，必须借助外界的帮助，故D错误。
故选B。
10．A
【详解】
A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，故A正确。
B．对某物体做功，若物体同时放热，则不一定会使该物体的内能增加，故B错误。
C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，但会产生其他影响，故C错误。
D．可以使热量从低温物体传向高温物体，故D错误。
故选A。
11．A
【详解】
A．对于固体物质，每个分子的体积V0可以等于摩尔体积V除以阿伏加德罗常数NA，则有，故A正确；
B．当时，分子力表现为斥力，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大，故B错误；
C．在自发状态下，热量不能从低温物体传到高温物体；当有外界对物体做功时，热量能从低温物体传到高温物体，故C错误；
D．对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积与温度成正比，若单位体积内的分子数增大，体积降低则温度降低，气体分子的平均动能一定减少，故D错误。
故选A。
12．ACD
【详解】
A．改变内能的方式有做功和传热，故吸收了热量的物体，其内能也不一定增加，A正确；
B．由热力学第二定律可知，随着科技的发展，热机的效率也不可能达到100%，B错误；
C．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，C正确；
D．从单一热库吸收热量，使之完全变为功而不引起其他变化是不可能实现的，D正确。
故选ACD。
13．AD
【详解】
A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律，选项A正确；
B．根据熵原理，在孤立系统中，一个自发的过程中熵总是向增加的方向进行，选项B错误；
C．热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传到高温物体，选项C错误；
D．能量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方向性，选项D正确。
故选AD。
14．ACD
【详解】
A．表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，所以叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故A正确；
B．饱和汽压与温度和液体种类有关，与体积无关，故B错误；
C．温度越高，布朗运动越显著，故C正确；
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，内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化，故D正确；
E．一定质量的理想气体的内能仅仅与温度有关，随温度的升高而增大，故E错误。
故选ACD。
15．见解析
【详解】
由热力学第二定律可知：在孤立系统中进行的自发过程总是沿着熵增加的方向进行，它是不可逆的，平衡态相应于熵最大值的状态。
举例：当热量自发地从温度为T1的高温物体传向温度为T2的低温物体时，高温物体的熵减少
低温物体的熵增加
由于T1>T2，故熵的变化为
即熵增加，故不可逆过程必定朝着熵增加的方向进行。
16．见解析
【详解】
熵是物体内分子运动无序程度的量度，熵值越大，表明系统内分子运动越无序，任何自然过程一定总是沿着熵增加的方向进行的，即热传导过程总是沿着无序程度增加的方向进行的。
在一个孤立的热力学系统中，对一个不可逆的过程，比如热传导过程，根据熵增加原理可知，该系统的熵值增加，同时，有一部分能量变得不再可以做功，能量发生退降现象。