3.3热力学第二定律 课时作业（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 课时作业（解析版）
1．下列说法正确的是（　　）
A．甲图中的酱油蛋是布朗运动的结果
B．乙图中的水黾可以停在水面，是因为水的表面张力
C．丙图中两种材料上的酱油滴，从形状可以看出酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润
D．丁图中电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，违背了热力学第二定律
2．下列说法正确的是（ ）
A．若分子间的距离减小，则分子间的引力增太，斥力减小
B．水黾可以停在水面上，是因为受到浮力的作用
C．单晶体具有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点
D．热机可以从单一热源吸收热量，并使之完全变为功
3．下列说法正确的是（　　）
A．压缩气体也需要用力，这表明气体分子间存在着斥力
B．气体扩散现象表明气体分子间存在斥力
C．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间的相互作用表现为引力，所以液体表面存在表面张力
D．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能
E.温度高的物体的内能一定比温度低的物体的内能多
F.理想气体的内能是物体中所有分子热运动的动能之和来表示，或用所有分子的平均动能之和来表示
4．关于热力学定律，下列说法正确的是（　　）
A．气体吸热后温度一定升高
B．外界对气体做功，气体内能一定增加
C．一定质量的理想气体等压膨胀过程一定放热
D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
5．下列说法正确的是( )
A．饱和汽压与温度和体积有关
B．自然发生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
C．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故
D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
6．下列说法错误的是（　　）
A．液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
B．杯中的茶水慢慢冷却，该过程中有的水分子的运动速率反而增大了
C．在南方的梅雨季节，湿衣服较不容易晾干，这是相对湿度较大的缘故
D．空调可以把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外而不引起其他变化
7．下列关于能量的转化，下列说法中正确的是（ ）
A．因为能量守恒，所以“永动机”是存在的
B．摩擦生热的过程是不可逆过程
C．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D．由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
8．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．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功
C．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
D．因违背能量守恒定律而不能制成的机械称为第二类永动机
9．下列说法错误的是（　　）
A．自然发生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
B．液体表面层内分子间的相互作用力表现为斥力
C．若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则压强一定增大
D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
10．关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是（　　）
A．空气相对湿度越大时，水蒸发越快
B．物体的温度越高，分子平均动能越小
C．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律
D．两个分子间的距离由大于10﹣9m处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小到零，再增大
11．关于热学知识，以下说法正确的是（　　）
A．一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行
B．水黾可以停在水面上，是因为受到浮力的作用
C．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无则运动
D．空气中水蒸气的实际压强与相同温度下的饱和汽压相差越大，越利于蒸发
12．下列对热学知识理解正确的是（　　）
A．液体的表面张力使液体的表面有扩张的趋势
B．低温的物体可以自发把热量传递给高温的物体，最终两物体可达到热平衡状态
C．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越快
D．在“用油膜法测分子直径”的实验中，作出了把油膜视为单分子层、忽略油酸分子间的间距并把油酸分子视为球形这三方面的近似处理
13．下列关于物理现象的解释正确的是（　　）
A．荷叶上面的小水珠呈球形的主要原因是液体有表面张力
B．土壤里有很多毛细管，若要防止把地下的水分沿着它们引到地表，可将地面的土壤锄松
C．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
E.汽车尾气中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
14．下列说法正确的是（ ）
A．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动
B．外界对气体做正功，气体的内能可能不变
C．一定质量的理想气体在等温膨胀过程中压强一定减小
D．只要科技继续进步，人类终将做出能量转化率100%的热机
E.冰块融化过程中，分子的平均动能保持不变，分子势能增大
15．关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是（　　）
A．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
B．布朗运动是由于分子无规则运动直接形成的，而扩散现象是分子热运动的间接反映
C．阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物量的桥梁，已知水的摩尔质量和水分子的质量，可以求出该常数
D．热传递的自然过程是大量分子从无序程度大的状态向无序程度小的状态转化的过程
E.水面上的单分子油膜，在测量油膜分子直径时可把它们当做球形处理
16．取一个横截面积为的圆筒，筒内装水0.6kg，用来测量射到地面的太阳能。在太阳光垂直照射2min后温度升高1℃，已知射到大气顶层的大阳能只有45%到达地面，另外55%被大气吸收和反射而未到达地面，太阳与地球相距。请估算太阳辐射的功率。
17．回答下列问题：
（1）用简明的语言表述热力学第二定律（只要求写出一种描述）．
（2）理想气体等温膨胀时从单一热源吸收的热量全部用来对外做功，这一过程是否违反热力学第二定律？为什么？
（3）已知1kg的柴油完全燃烧放出热量Q=3.3×107J，某手扶拖拉机的效率η=30%，耕地时在水平方向匀速前进s=5km消耗柴油1kg，求该手扶拖拉机的牵引力F．
参考答案
1．B
【详解】
A．甲图中的酱油蛋是扩散现象，是分子无规则运动的结果，A错误；
B．乙图中的水黾可以停在水面，是因为水的表面张力，B正确；
C．丙图中两种材料上的酱油滴，从形状可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润，C错误；
D．由热力学第二定律可得，热量不能自发地从低温物体传给高温物体，但电冰箱的制冷系统能够不断的冰箱内的热量传递到外面是由于电动机做功，不违背热力学第二定律，D错误；
故选B。
2．D
【详解】
A．若分子间的距离减小，则分子间的引力、斥力均增太，故A错误；
B．水黾可以停在水面上，是因为水面有表面张力作用，故B错误；
C．单晶体、多晶体都具有确定的熔点，故C错误；
D．热机可以从单一热源吸收热量，并使之完全变为功，但要产生其它影响，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．压缩气体也需要用力是为了克服气体内外的压强的差，不能表明气体分子间存在着斥力，故A错误；
B．扩散说明分子在做无规则运动，不能说明分子间的斥力，故B错误；
C．液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，则液体表面分子间的作用表现为相互吸引，所以存在表面张力，故C正确；
D．机械能能全部转化为内能，根据热力学第二定律可知在外界的作用下，内能也可以全部转化为机械能，故D错误；
E．物体的内能与物质的量、温度、体积以及物态有关，温度高的物体的内能不一定比温度低的物体的内能多，故E错误；
F．理想气体的内能用所有分子的平均动能之和来表示，由分子做无规则的运动，则无法用每个分子的热运动来表示内能，故F错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．根据热力学第一定律，气体吸热的同时若对外做功，则内能不一定增大，温度不一定升高。A错误；
B．根据热力学第一定律，在绝热过程，外界对气体做功，内能增加，若非绝热过程，则内能不一定增加。B错误；
C．一定质量的理想气体等压膨胀过程，体积增大，由
可知温度升高，内能增大，，而体积增大，气体对外做功。由热力学第一定律
得，即从外界吸热。C错误；
D．热量能自发地从高温物体传到低温物体，不能自发地从低温物体传到高温物体。D正确。
故选D。
5．B
【详解】
A项：饱和汽压与温度有关，且随温度升高而增大，饱和汽压与体积无关，故A错误；
B项：根据热力学第二定律可知，自然发生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，故B正确；
C项：高原地区水的沸点较低，这是高原地区压强较低的缘故，故C错误；
D项：第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，不违反能量守恒定律，故D错误．
6．D
【详解】
A．液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故A正确，不合题意；
B．根据麦克斯韦速率分布规律，当温度降低时，大部分液体分子的速率减小，但个别分子的速率可能增大了，故B正确，不合题意；
C．在南方的梅雨季节，空气中的相对湿度较大，蒸发变慢，湿衣服不容易晾干，故C正确，不合题意；
D．根据热力学第二定律，空调把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外需要消耗电能，故D错误，符合题意。
故选D。
7．B
【详解】
第一类永动机违反能量守恒定律，所以不可能制成；第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但是违反热力学第二定律，所以也是不可能制成的，选项A错误；根据热力学第二定律，一切与热现象有关的过程都不可能自发的进行，则摩擦生热的过程是不可逆过程，选项B正确；空调既能制热又能制冷，是消耗了电能，不是自发进行的，故C错误．能量的转化过程尽管符合能量守恒定律，高品质的能量能够自发的变为内能耗散到空中，但耗散的低品质的能量不能再集中利用，所以会发生能源危机，故D错误；故选B.
8．C
【详解】
A．热量能够从高温物体传到低温物体，也能从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化，故A错误；
B．根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，即可以从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，但是会引起其他变化，故B错误；
C．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C正确；
D．第二类永动机不违背能量守恒定律，只是违背热力学第二定律，故D错误。
故选C。
9．B
【详解】
A．根据热力学第二定律，自然发生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，故A正确；
B．液体表面层内的分子之间距离大于，所以表面层内分子间的相互作用力表现为引力，故B错误；
C．一定质量的理想气体被压缩，则分子数密集程度增加，同时吸收热量，则温度升高，分子运动激烈，从压强的微观角度分析可知，压强一定增大，故C正确；
D．当分子间距小于时，分子间作用力表现为斥力，分之间距离变大分子力做正功势能降低，当距离大于，分子力表现为引力，距离变大做负功势能增加，故D正确。
本题选错误的，故选B。
10．D
【详解】
A．空气相对湿度越大时，空气中水蒸汽压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，故A错误．
B．温度是分子的平均动能的标志，物体的温度越高，分子平均动能越大，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是制造不出来的，故C错误．
D．两个分子间的距离由大于10-9m处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先表现为分子引力，先增大后减小到零，之后表现为分子斥力，增加增大，故D正确．
故选D．
【点睛】
本题考查了相对湿度、温度的微观意义、热力学第二定律以及分子动理论等知识，做好这一类的题目要注意在平时的学习过程中多加积累，反复记忆．
11．D
【详解】
A．自然界的宏观热过程都具有方向性，在任何一个自然过程中，一个孤立系统的总熵会不断增加，即一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，故A错误；
B．水黾可以停在水面上，是因为液体表面张力的缘故，故B错误；
C．布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动，布朗运动不是液体分子的运动，而是小颗粒的运动，故C错误；
D．水蒸气的实际压强与饱和汽压相差越大，空气的相对湿度越小，越有利于水的蒸发，故D正确。
故选D。
12．D
【详解】
A．液体的表面张力使液体的表面有收缩的趋势，故A错误；
B．根据热力学第二定律，低温的物体不能自发的把热量传递给高温的物体，故B错误；
C．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发变慢，故C错误；
D．在“用油膜法测分子直径”的实验中，需要将油膜看作单分子层，同时要忽略油酸分子间的间距并把油酸分子视为球形，故D正确。
故选D。
13．ABD
【详解】
A．液体的表面张力使液面具有收缩到液面表面积最小的趋势，荷叶上面的小水珠呈球形的主要原因是液体有表面张力，故A正确；
B．将地面的土壤锄松，破坏了毛管，可以减小土地下的水分蒸发，故B正确；
C．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动，故C错误；
D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故D正确；
E．通过物理方法使汽车尾气中各类有害气体只是分离而不吸收的话并不能清洁空气，变废为宝，只能通过化学方法将有害气体转化为无害的物质，这样才能清洁空气，变废为宝，故E错误。
故选ABD。
14．BCE
【详解】
A．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，是液体分子做无规则运动的反映，不是微粒内部分子不停地做无规则运动的反应，故A错误；
B．外界对气体做正功时，若同时吸收热量，且做的功与吸收的热量数值相等，由热力学第一定律知，气体的内能不变，故B正确；
C．根据理想气体状态方程可知，气体在等温膨胀过程中，压强一定减小，故C正确；
D．根据热力学第二定律，效率达100%的热机不可能制成，故D错误；
E．冰块熔化过程中，温度不变，故分子的平均动能保持不变，但吸收热量，说明内能增加，故分子势能增大，故E正确；
故选BCE。
15．ACE
【详解】
A．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，因为电能也部分转化为热能，A正确；
B．扩散现象是由于分子无规则运动直接形成的，而布朗运动是分子热运动的间接反映， B错误；
C．阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物量的桥梁，已知水的摩尔质量和水分子的质量，可以求出阿伏伽德罗常数，C正确；
D．根据热力学第二定律可知，热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的状态向无序程度大的状态转化的过程，D错误；
E．油膜法把油分子近似看作一个球体，E正确。
故选ACE。
16．
【详解】
每秒每平方米到达地球表面的太阳能量为
太阳辐射的功率为
17．（1）不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化 （2）这一过程不违反热力第二定律．因为这一过程引起了其他变化，如气体的压强和体积发生了变化 （3）1.98×103N
【解析】
【详解】
（1）热力学第二定律：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化；
（2）这一过程不违反热力第二定律．因为这一过程引起了其他变化，如气体的压强和体积发生了变化；
（3）该手扶拖拉机转化为机械能的能量为：W=Q η…①
根据功的公式：W=F s…②
①、②两式得：…③
将数据代入得：F=1.98×103N
【点睛】
热力学第二定律的内容：①不可能自发把热量从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；②不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其它影响；③熵增加原理：不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零．这三种表述要牢牢记住，方便做题时能熟练应用．