3.3热力学第二定律 课时练习（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 课时练习（解析版）
1．对热力学第二定律的理解，下列说法正确的是（ ）
A．热量不能由低温物体传给到高温物体
B．外界对物体做功，物体的内能必定增加
C．永动机不可能制成，是因为违反了热力学第二定律
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
2．下列说法正确的是（　　）
A．同种元素的固体，可能由于原子（或分子）的排列方式不同而成为不同的晶体
B．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显
C．系统不可能从单一热源吸热全部用于做功
D．布料做成的雨伞，纤维间虽然有缝隙，但是不漏雨，原因是雨水和布料浸润
3．下列说法中正确的是（　　）
A．在一房间内，打开冰箱门，再接通电源，过一段时间后，室内温度就会降低
B．从目前的理论看来，只要实验设备足够先进，可以使温度降低到 -273℃
C．在对手机充电的过程中，提供的电能比电池得到的化学能要多
D．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能而不引起其他变化
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
5．可持续发展的首要任务是（ ）
A．环境保护 B．能源开发 C．发展经济 D．消除贫困
6．下列说法正确的是（　　）
A．若分子势能增大，则分子间距离减小
B．自然界中热现象的自发过程不一定沿分子热运动无序性增大的方向进行
C．表面张力的方向与液面相切，并垂直于分界线
D．因为水银滴在玻璃板上将成椭球状，所以说水银是一种不浸润液体
7．根据热力学定律，判断下列说法正确的是（ ）
A．空调在制冷过程中，从室内吸收的热量大于向室外放出的热量
B．海水降低温度可以放出大量的热量，科技的不断进步使得人类有可能通过降低海水的温度来发电，从而解决能源短缺的问题
C．即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可能把燃料产生的内能全部转化为机械能
D．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”
8．下列说法中正确的是（　　）
A．一定质量的理想气体温度升高时，分子的平均动能不一定增大
B．不可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他变化
C．不可能使热量从低温物体传向高温物体
D．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而减小
9．如图所示，固定在地面上的水平气缸内由活塞封闭着一定量的气体，气体分子之间的相互作用力可以忽略。假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变，若用外力F将活塞缓慢地水平向右拉动，则在拉动活塞的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．气体做等温膨胀，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少
B．气体做等温膨胀，分子的平均动能不变，气体的压强不变
C．气体从外界吸收热量，内能变大
D．气体是从单一热源吸收，全部用来对外做功，此过程违反热力学第二定律
10．下列说法中错误的是（　　）
A．相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等
B．空气中水蒸气的实际压强与相同温度下饱和汽压相差越大，越有利于蒸发
C．空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下，热传递可以逆向
D．自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
11．能量的概念是人类在对物质运动规律进行长期探索中建立起来的，下列说法正确的是（　　）
A．热量可能会从低温物体传到高温物体
B．随着技术进步，最终使热机的效率达到100％
C．能源在使用过程中，能量总量逐渐减少，因此要节约能源
D．物体只要与外界进行热交换，其内能就一定发生变化
12．一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p-T图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是（　　）
A．气体在a、c两状态的体积不相等
B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
D．在过程ab中气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，违背了热力学第二定律
13．下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．熵是物体内分子运动无序程度的量度
C．若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压活塞时，水汽的质量减少，密度不变
D．当分子间距离增大时，分子间引力增大，而分子间斥力减小
E.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增大
14．下列说法正确的是（ ）
A．物体内能改变时，其温度必定改变
B．一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数一定减少
C．一定质量的理想气体压强不变，体积增大，气体必放出热量
D．热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体
E.温度相同、质量相等的氢气和氧气（均视为理想气体），氢气的内能比氧气的内能大
15．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动反映了悬浮微粒中分子运动的无规则性
B．单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大
C．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
D．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
E.即使气体的温度升高，也不意味着每一个气体分子的速率都增大
16．为什么热机的效率不可能达到100%？
17．第二类永动机与第一类永动机的区别是什么？它为什么不能实现？
参考答案
1．D
【详解】
A．根据热力学第二定律，热量不能自发地由低温物体传给高温物体，但在一定条件下，热量可以由低温物体传给高温物体，例如电冰箱的工作过程，A错误；
B．根据热力学第一定律，物体内能的变化取决于吸收或放出的热量和做功的正负两个因素，B错误；
C．永动机违反能量守恒定律，C错误；
D．不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化热力学第二定律的表述形式之一，D正确。
故选D。
2．A
【详解】
A．同种元素的固体，可能由于原子（或分子）的排列方式不同而成为不同的晶体，如石墨和金刚石，A正确；
B．悬浮微粒越小，液体分子对微粒撞击造成的不平衡性越大，布朗运动越明显，B错误；
C．在引起外界变化的情况下，系统可以从单一热源吸热全部用于做功，C错误；
D．布料（与雨水不浸润）做成的雨伞，纤维间虽然有缝隙，但是不漏雨，原因是液体的表面张力使得雨滴表面收缩，不易穿过雨伞的缝隙，D错误。
故选A。
3．C
【详解】
A．在房间内，打开一台冰箱的门，再接通电源，电流做功电能转化为热能，室内温度会升高。故A错误；
B．-273℃是绝对零度，是不可能达到的。故B错误；
C．在对手机充电的过程中，由于存在损耗，提供的电能比电池得到的化学能要多。故C正确；
D．机械能可以自发地全部转化为内能正确，但不可能从单一热源吸收热量全并将这热量变为功，而不产生其他影响。故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
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选项正确；
A．根据热力学第二定律，内能自发地全部转化为机械能是不可能的，故A选项错误；
B．气体膨胀具有方向性，故B选项错误；
D．扩散现象也有方向性，故D选项错误．
故选C。
5．C
【详解】
试题分析：可持续发展战略要求经济、社会、生态三方面的协调发展，要求正确处理好经济增长与社会发展、生态保护的关系．一方面，只有经济增长而没有社会、生态的相应发展，这样的社会肯定是不完善的；另一方面也不能离开经济发展去追求社会其它方面的发展．
解：发展经济、满足人民的基本需要在发展中国家的可持续发展行动中具有根本性的作用．贫困会养活人们以持续的方式利用资源，并会加剧对环境的压力．因此，对发展中国家来说，加速经济发展、提高人均收水平是实现可持续发展的前提条件．
故选C
点评：中国的可持续发展必须毫不动摇地把发展经济放在首位，各项工作都要紧紧围绕经济建设这上中心来展开．必须牢记经济发展是我们办一切事情的物质基础，是我们追求生态和谐、社会进步的根本保障．中国在实施可持续发展 还必须注入邓小平善于全面发展与重点发展有及从非均衡发展达到整体发展的辩证思想，为逐步实现社会全面可持续发展创造条件
6．C
【详解】
A．当r＜r0时，分子势能增大，则分子间距离减小；当r＞r0时，分子势能增大，则分子间距离增大，故A错误；
B．根据热力学第二定律，自然界中热现象的自发过程一定沿分子热运动无序性增大的方向进行，故B错误；
C．表面张力产生的原因是由于表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，这时分子间的引力大于斥力；表面张力的方向是与液面相切，与分界线相垂直，故C正确；
D．浸润与不浸润是由液体和固体共同决定的，液体浸润固体，附着层面积要扩张，不浸润固体附着层面积要收缩；水银不浸润玻璃，但可能浸润其他固体，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】
A．空调机在制冷过程中，把室内的热量向室外释放，消耗电能，产生热量，故从室内吸收的热量小于向室外放出的热量，故A错误；
B．根据热力学第二定律降低海水温度要放出热量，但是要引起其他的变化，根据能量守恒定律，此方法不可能实行，选项B错误；
C．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C正确；
D．对能源的过度消耗使自然界的可利用的能源不断减少，形成“能源危机”，自然界中能量总是守恒的，选项D错误。
故选C。
8．B
【详解】
A．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能增大，故A错误；
B．根据热力学第二定律，不可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他变化，故B正确；
C．可以使热量从低温物体传向高温物体，但必须引起其它的一些变化，例如空调，但必须通过电流做功，故C错误；
D．当分子力表现为引力时，分子间距增大，分子力做负功，则分子势能随分子间距离的增大而增大，故D错误。
故选B。
9．A
【详解】
AB．因气缸导热，气体的温度不变，气体体积变大，则压强减小；气体的体积增大，则单位体积内的分子数减小，则气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少，选项A正确，B错误；
C．由于气体压迫活塞，故气体对外做功，则由热力学第一定律可知，因温度不变，内能不变，则气体应吸热，且吸收的热量等于对外做功，选项C错误；
D．气体是从单一热源吸收，全部用来对外做功，但要引起气体的变化，此过程不违反热力学第二定律，选项D错误。
故选A。
【点睛】
分子间的相互作用力忽略，则可以看作理想气体，则内能由温度决定；由热力学第一定律可得出气体是否吸热；由题意可知气缸内的气体做功；由理想气体的状态方程可得出压强的变化。在热学的考查中更注重了知识点的全面考查，但难度不大，故应全面掌握相应的知识点．
10．A
【详解】
A．相互间达到热平衡的两物体的温度一定相等，故A错误，符合题意；
B．空气中水蒸气的实际压强与相同温度下饱和汽压相差越大，越有利于蒸发，故B正确，不符合题意；
C．空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下，热传递可以逆向，C正确，不符合题意；
D．发的热传递过程是向着分子热运动熵（即无序性）增大的方向进行的，D正确，不符合题意。
故选A。
11．A
【详解】
A．由热力学第二定律可知，热量能够自发地从高温物体传到低温物体，热量可以从低温物体传向高温物体，但要引起其它变化，故A正确；
B．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，故B错误；
C．根据热力学第二定律可知，能源的使用过程能量的总量守恒，但可利用能源会逐步减少，因此节约能源是我们每个人的责任，故C错误；
D．物体与外界进行热交换，其内能不一定发生变化，由热力学第一定律
可知还要看外界对物体做功情况，故D错误。
故选A。
12．B
【详解】
A．由图示图象可知，对角线ac的延长线过原点O，气体从c到a过程压强与热力学温度成正比，由理想气体状态方程可知，气体体积不变，即a、c两状态体积相等，选项A错误；
B．一定量的理想气体内能由温度决定，由图示图象可知，气体在状态a时的温度比在状态c时的温度高，因此气体在状态a时的内能大于在状态c时的内能，选项B正确；
C．由图示图象可知，从d到a过程气体的压强不变而温度升高，由理想气体状态方程可知，气体的体积增大，气体对外界做功，W<0，气体温度升高，内能增大， U>0，由热力学第一定律 U=W+Q可知
Q= U－W>0
气体从外界吸收热量，且吸收的热量大于气体对外界做的功，选项C错误；
D．在过程ab中气体温度保持不变，故内能不变。气体膨胀，对外界做功，根据热力学第一定律，吸收的热量和对外界做的功数值相等。但由于该过程不是自发进行的，因此不违背热力学第二定律，选项D错误。
故选B。
13．BCE
【详解】
A．布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，间接反映液体分子的无规则运动，故A错误；
B．熵是物体内分子运动无序程度的量度，故B正确；
C．液体的饱和汽压与温度有关，温度不变，密度不变，体积减小，质量减少，故C正确；
D．当分子间距离增大时，分子间引力减小，分子间斥力也减小，故D错误；
E．当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，间距离的减小，分子力做负功，分子势能增大，故E正确；
故选BCE。
14．BDE
【详解】
A．物体内能与温度和体积均有关系，故内能改变时，不一定是由温度改变引起的，A错误；
B．一定质量的理想气体温度升高，分子的平均动能增大，要保持压强不变，单位时间内气体分子对容器壁的碰撞次数一定减少，B正确；
C．一定质量的理想气体压强不变，体积增大，温度升高，体积增大的过程对外做功，温度升高使内能增大，由热力学第一定律可知，气体必吸收热量，C错误；
D．由热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，D正确；
E．温度相同，分子平均动能相同，但氢气分子的摩尔质量小，相同质量的情况下，氢气分子数多，故氢气的内能比氧气的内能大，E正确。
故选BDE。
15．CDE
【详解】
A．布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动，反应了液体分子运动的无规则性，A错误；
B．气体的压强由单位体积的气体分子数、气体分子的平均动能决定，故单位体积的气体分子数增加，气体的压强不一定增大，B错误；
C．由热力学第二定律可知，自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，C正确；
D．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，如石墨和金刚石，D正确；
E．气体的温度升高，气体分子的平均速率增大，但并是不每一个气体分子的速率都增大，E正确。
故选CDE。
16．见解析
【详解】
热机在工作过程中，燃料不可能完全燃烧，尾气带走较多的热量，机器本身散热，克服机械间摩擦做功，剩余的能量才是有用的能量，在燃料完全燃烧提供的能量中只占很少一部分，所以热机效率不可能达到100%。
17．见解析
【详解】
第二类永动机定义：从单一热源吸收的热量，可以全部用来做功，而不引起其他变化的机器。即：效率η=100%的机器。第一类永动机是指不消耗任何能量就能永远转下去，它违反了能量守恒定律；
不能实现原因：违背了热力学第二定律，但没有违背能量守恒定律。