2021-2022学年高中人教版（2019）选择性必修第三册3.4热力学第二定律 同步练习- (Word版含答案)

3.4热力学第二定律 精选练习2（解析版）
一、选择题
1．下列说法正确的是（　　）
A．熵增加原理说明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．质量相等的80 ℃的液态萘和80 ℃的固态萘相比，具有相同的分子势能
C．液体具有流动性是因为液体分子具有固定的平衡位置
D．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内气体的分子数和温度都有关
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．关于热力学第二定律，下列表述中正确的是（　　）
A．物体可以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
B．热传递是有方向性的
C．不可能使热量从低温物体传到高温物体
D．第二类永动机是可以制成的
4．下列说法不正确的是（　　）
A．悬浮在液体里的花粉的无规则运动是布朗运动
B．晶体在熔化时要吸热，说明晶体在熔化过程中分子平均动能增加
C．热量可以从低温物体传递到高温物体
D．两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中，它们的分子势能先减小后增大
5．下列说法正确的是（　　）
A．若某种固体在光学上具有各向异性，则该固体可能为多晶体
B．液体表面张力的成因是表面层分子间的作用力表现为斥力
C．若液体P滴在固体Q上很难擦去，是由于附着层内分子间的距离比液体内分子间的距离小的缘故
D．某种物质从高温热源吸收20kJ的热量，不可能全部转化为机械能
6．某校中学生为参加电视台《异想天开》节目，提出了下列四个设想方案，从理论上讲可行的是（　　）
A．制作一个装置从海水中吸收内能全部用来做功
B．制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下
C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发分离，既清洁了空气，又变废为宝
D．将屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题
7．热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把流散的能量重新收集、重新加以利用。下列关于能量耗散的说法中正确的是（　　）
A．能量耗散现象是指能量在周围环境中消失了
B．能量耗散不符合热力学第二定律
C．能量耗散过程中能量仍守恒
D．使用清洁的能源可以减少能量耗散
8．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，是因为违背了热力学第一定律
B．能量耗散过程中能量不守恒
C．夏天打开电冰箱的门，可以起到室内降温作用
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
9．对于实际的气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体的内能包括气体整体运动的动能
B．冰箱能够把热量从低温物体传递到高温物体，所以它遵循热力学第二定律
C．第二类永动机因为违反了能量守恒定律所以无法实现
D．两个分子间势能可能随这两个分子间距离减小而减小
10．下列说法中正确的是（　　）
A．能量耗散说明自然界的总能量在不断减少
B．物体的内能增加了，一定是物体吸收了的热量
C．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变
D．从单一热库吸收热量，使之全部变成功是可以实现的
11．下列说法正确的是（　　）
A．随着科技的发展，永动机是可以制成的
B．太阳照射到地球上的光能转化成其他能量，但照到宇宙空间的能量都消失了
C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的
D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生
12．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
13．下列说法中正确的是（　　）
A．热量可以从高温物体向低温物体传递，不能从低温物体向高温物体传递
B．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力
C．用显微镜观察布朗运动，观察到的是液体分子的无规则运动
D．当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，水中还会有水分子飞出水面
E.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
14．有关热现象的下列说法中正确的是（　　）
A．分子的无规则运动就是布朗运动
B．任何物体的温度均不可能达到绝对零度以下
C．液晶具有各向异性的特征
D．分子间的距离越大则分子势能越大
E.热量可以从低温物体向高温物体传递
15．下列说法中正确的是（　　）
A．热量可以从高温物体向低温物体传递，不能从低温物体向高温物体传递
B．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力
C．用显微镜观察布朗运动，观察到的是液体分子的无规则运动
D．当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，水中还会有水分子飞出水面
E.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
二、解答题
16．如图所示是两幅宣传节约能源的图片，请问：既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？
17．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
【详解】
A．熵增加原理说明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，选项A错误；
B．80℃的液态萘凝固成80℃的固态萘的过程中放出热量，温度不变，则分子的平均动能不变，萘放出热量的过程中内能减小，而分子平均动能不变，所以一定是分子势能减小，故B错误；
C．液体具有流动性是因为液体分子没有固定的平衡位置，选项C错误；
D．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内气体的分子数和温度都有关，选项D正确。
故选D。
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．B
【详解】
A．热力学第二定律的内容的一种表述为：不可能从单一热源吸收热量，完全用来对外做功而不产生其它影响，A错误；
B．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，热传递只能自发地从高温物体传递到低温物体，而不能自发地从低温物体传递到高温物体，B正确；
C．热量不能自发地由低温物体传到高温物体，而有外力干预时，热量就能从低温物体传到高温物体，如冰箱、空调，C错误；
D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故第二类永动机不可能制成，D错误。
故选B。
4．B
【详解】
A．悬浮在液体里的花粉的无规则运动是布朗运动，反应液体分子的无规则运动，故A正确；
B．晶体在熔化时吸热，但温度不变，则晶体在熔化过程中分子平均动能不变，故B错误；
C．热量可以从低温物体传递到高温物体，但要引起其他方面的变化，故C正确；
D．两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中，分子力先做正功后做负功，它们的分子势能先减小后增大，故D正确。
本题选择不正确的选项，故选B。
5．C
【详解】
A．若某种固体在光学上具有各向异性，则该固体是单晶体，故A错误；
B．液体表面张力的成因是表面层分子间距较大，分子间作用力表现为引力，故B错误；
C．若液体P滴在固体Q上很难擦去，根据浸润的定义，是由于附着层内分子间的距离比液体内分子间的距离小的缘故，说明液体P浸润固体Q。故C正确；
D．某种物质从高温热源吸收20 kJ的热量，可以全部转化为机械能，但会引起外界变化，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．根据热力学第二定律知道，在不产生其它影响时，内能不能全部转化为机械能，因此从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其它影响是不可能实现的，故A错误；
B．绝对零度是温度的极值，是不能达到的，故B错误；
C．分散在环境中的内能不管数量有多么巨大，却再也不能驱动机器做功了，这是“能量耗散”的过程，故C错误；
D．利用太阳能最有前途的领域是通过太阳电池将太阳能直接转化为电能再加以利用，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
AC．能量守恒定律是自然界无条件成立的普适定律，能量耗散并不是指能量消失了，而是转化为难以回收利用的能量，A错误，C正确；
B．热力学第二定律说明了能量在转化过程中不可逆，因此能量无法重新收集加以利用，B错误；
D．清洁能源的使用过程中，同样发生能量耗散，不可避免，D错误。
故选C。
8．D
【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错误；
B．能量耗散过程中能量也是守恒的，选项B错误；
C．电冰箱制冷机工作后，冰箱冷冻室内的蒸发器温度降低，吸收空气中的热量，而与此同时，冰箱外部的冷凝器温度升高，将热量传给空气，室内空气的热量只是被冰箱吸收后又被放出，所以室温不会下降，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D。
9．D
【详解】
A．气体的内能包括所有分子做无规则热运动的动能和势能之和，故A错误。
B．冰箱遵循热力学第二定律的原因是消耗了电能，不是因为使热量从低温物体传递到高温物体，故B错误。
C．第二类永动机不违反能量守恒定律，违反了物理过程的方向性．故C错误。
D．当分子间引力和斥力大小相等时，分子势能最小，设此时的间距为r0，当分子间距大于r0时，分子间势能随这两个分子间距离减小而减小，故D正确。
故选D。
10．D
【详解】
A．能量耗散仍遵循能量守恒定律，自然界的总能量是不变的，故A错误；
B．物体的内能增加了，即 U=20J；根据热力学第一定律可知，W+Q=20J，即物体不一定吸收了的热量，故B错误；
C．物体放出热量，即
同时对外做功，即
根据热学第一定律
可知
即物体的内能一定减小，故C错误；
D．根据热力学第二定律可知，在引起其他变化的前提下，可以从单一热库吸收热量，使之全部变成功，故D正确。
故选D。
11．C
【详解】
A．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机违背热力学第二定律，均无法制成，A错误；
B．任何能量转移或转化的过程均满足能量守恒，不会凭空消失，B错误；
C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的，C正确；
D．“全自动”手表，靠手部的抖动上发条，机械能转化为电能，D错误。
故选C。
12．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。
13．BDE
【详解】
A．在外界影响下，热量可以从低温物体向高温物体传递，选项A错误；
B．表面张力是分子间的相互作用力，所以在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力，选项B正确；
C．布朗运动是固体小颗粒的运动，选项C错误；
D．当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，达到动态平衡，水中还会有水分子飞出水面，同时有分子进入液体，宏观上看液体不再蒸发，选项D正确；
E．对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，根据
可知，温度升高，故内能增加，由于气体对外做功，根据
可知，气体一定吸收热量，选项E正确。
故选BDE。
14．BCE
【详解】
A．布朗运动是固体小颗粒在液体分子的撞击下发生的无规则运动，不是分子的无规则运动，但是可以反映出液体分子的无规则运动，故A错误；
B．因为分子的无规则运动，所以任何物体的温度均不可能达到绝对零度以下，故B正确；
C．液晶具有各向异性的特征（主要是光学性质），故C正确；
D．当分子间距增大时，如果分子间是引力，分子力做负功，分子势能增大，如果分子间是斥力，分子力做正功，则分子势能减小，故D错误；
E．在外界影响的情况下热量可以从低温物体向高温物体传递，故E正确。
故选BCE。
15．BDE
【详解】
A．在外界影响下，热量可以从低温物体向高温物体传递，选项A错误；
B．表面张力是分子间的相互作用力，所以在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力，选项B正确；
C．布朗运动是固体小颗粒的运动，选项C错误；
D．当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，达到动态平衡，水中还会有水分子飞出水面，同时有分子进入液体，宏观上看液体不再蒸发，选项D正确；
E．对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，根据
可知，温度升高，故内能增加，由于气体对外做功，根据
可知，气体一定吸收热量，选项E正确。
故选BDE。
16．能量是守恒的，但能量耗散却导致能量品质的降低，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的能量
【详解】
略
17．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。