3.4热力学第二定律 学科素养提升练 (1)（word版含答案）

3.4热力学第二定律 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．下列说法中正确的是（　　）
A．随着科学技术和制造工艺的发展，将来有可能制造出效率为100%的高效热机
B．凡是不违反能量守恒定律的过程一定能够实现
C．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
D．第二类永动机并不违背能量守恒定律，但违背了能量转化和转移的不可逆性，因此无法制成。
2．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
3．下列关于热学中的一些说法，正确的是（　　）
A．温度是分子平均动能的标志，两个动能不同的分子相比，动能大的温度高
B．茶叶蛋变色是布朗运动的结果
C．“水火箭”在用打气筒加压时，若瓶体积和瓶内外空气温度几乎不变化，则瓶内气体分子单位时间内对瓶壁撞击次数增加
D．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，但符合热力学第一定律
4．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）
A．如果气体绝热地自发向真空扩散，则扩散前后气体内能相同
B．气体可通过不断对外做功从而达到绝对零度
C．气体温度升高，每个分子速率一定增大
D．在完全失重的状态下，气体的压强为零
5．下列说法不正确的是（　　）
A．第二类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律
B．热量既能由高温物体传递到低温物体，也能由低温物体传递到高温物体
C．物体从单一热源吸收热量全部用来对外做功，这是有可能的
D．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增加的方向进行
6．下列有关能的转化的说法中正确的是（　　）
A．热传递是其他形式的能与内能之间的转化过程
B．自然界的能量是守恒的，能源危机是不存在的
C．摩擦生热、热传递的过程是具有方向性的
D．能量的耗散否定了能量的转化与守恒定律
7．以下说法正确的是（ ）
A．两个分子间表现为引力时，分子间距离变大，分子间作用力和分子势能均变大
B．随着科技的发展，热机的效率一定可以达到100%
C．晶体在一定条件下可以转化为非晶体
D．在太空完全失重的情况下，液体表面的张力现象会消失
8．下列说法不正确的是（　　）
A．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源，可减少环境污染
B．用纯电动汽车代替燃油汽车，可改善空气质量
C．能量是守恒的，我们不需要节约能源
D．能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性.能源的利用受这种方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的
9．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
10．下列关于热现象的描述正确的是（　　）
A．根据热力学定律，热机的效率可能达到100%
B．做功和传热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．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体
11．关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是（　　）
A．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律
B．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律
C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能
D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的。
12．下列说法不正确的是（　　）
A．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
B．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律
C．对于一定质量的理想气体，只要温度升高其内能就一定增大
D．用温度计测量温度是根据热平衡的原理
13．下列说法中错误的是（　　）
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．晶体在熔化过程中分子势能增加，分子的平均动能不变
C．用打气筒给自行车充气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力
D．熵是系统内分子运动无序性的量度，一个孤立的系统总是从熵大的状态向熵小的状态发展
E．一定质量的理想气体，若体积不变，当分子热运动变得剧烈时，压强一定变大
14．下列说法中正确的是（　　）
A．自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性
B．当分子间距离增大时，分子间的引力减小，斥力增大
C．熔化的玻璃表面分子间的作用力表现为引力，此引力使玻璃表面绷紧
D．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定向外界放热
E．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，水蒸发越慢
15．下列关于物体的内能及其变化的描述，正确的是（　　）
A．热量可以从低温物体传递到高温物体
B．气体温度升高，气体内每个分子的动能一定增大
C．物理性质表现为各向同性的固体可能是晶体也可能是非晶体
D．系统的内能增量等于外界向它传递的热量与它对外界做的功的和
E．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面分子引力大于分子斥力
二、解答题
16．如果每人年节约用电1千瓦时，那么，全国按12亿人口计算节约用电相当于多少吨标准煤燃烧释放的能量？（标准煤热值为2.93×107J/kg）
17．请具体说出环境污染的含义，并讨论：保护环境有什么意义？如何保护好环境？向有关工厂或居民调查本地环境污染的情况，了解减少这些污染的方法。
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参考答案
1．D
【解析】
A．根据热力学第二定律，热机的效率不可能为100%，A错误；
B．不违反能量守恒定律，但违反热力学第二定律的过程也不能实现，B错误；
C．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。比如电冰箱通电后，内部温度比外部低，但热量仍能从内部传到外部，C错误；
D．第二类永动机并不违背能量守恒定律，但违背了能量转化和转移的不可逆性，即热力学第二定律，因此无法制成，D正确。
故选D。
2．C
【解析】
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。
3．C
【解析】
A．温度是分子平均动能的标志是统计规律，适用于大量分子，对于单个分子不成立，A错误；
B．茶叶蛋变色属于扩散现象，B错误；
C．“水火箭”在用打气筒加压时，瓶内气体分子数密度增大，因为温度几乎不变，故分子平均动能不变，故单位时间内对瓶壁撞击次数增加，C正确；
D．热力学第二定律可以表述为：“不可能使热量从低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化”，电冰箱把热量从低温的箱内传到高温的箱外，消耗了其他形式能，产生了其他变化，不违背热力学第二定律，D错误。
故选C。
4．A
【解析】
A．如果气体绝热，则
气体自发向真空扩散，不做功，则
根据热力学第一定律可知气体内能不变，故A正确；
B．通过任何方式都不可能使气体温度达到绝对零度，故B错误；
C．气体温度升高，则分子平均动能增大，但每个分子速率并不一定增大，故C错误；
D．气体压强是由于气体分子热运动撞击器壁形成的，在完全失重状态下，气体分子的撞击仍然存在，故气体的压强不为零，故D错误；
故选A。
5．A
【解析】
A．第二类永动机不可能制成，是因为违背了热力学第二定律，故A错误；
B．热量既能由高温物体传递到低温物体，也能由低温物体传递到高温物体，故B正确；
C．物体从单一热源吸收热量全部用来对外做功，这是有可能的，故C正确；
D．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增加的方向进行，故D正确；
故选A。
6．C
【解析】
A．热传递是内能之间的转移过程，选项A错误；
B．虽然自然界的能量是守恒的，但是可利用的能源越来越少，能源危机是存在的，选项B错误；
C．根据热力学第二定律可知，摩擦生热、热传递的过程是具有方向性的，选项C正确；
D．能量的耗散说明了热学现象的方向性，但没有否定能量的转化与守恒定律，故D错误；
故选C。
7．C
【解析】
A．两个分子间表现为引力时，分子间距离变大，分子间作用力可能表现为先增大后减小；因为分子力做负功，则分子势能增加，选项A错误；
B．根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%，选项B错误；
C．晶体在一定条件下可以转化为非晶体，例如天然石英是晶体，熔化过的石英变为非晶体，选项C正确；
D．液体表面的张力与重力无关，选项D错误。
故选C。
8．C
【解析】
A．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源，可减少环境污染，选项A正确，不符合题意；
B．用纯电动汽车代替燃油汽车，能减小尾气的排除，可改善空气质量，选项B正确，不符合题意；
C．能量虽然是守恒的，但是可利用的能源越来越少，所以我们需要节约能源，选项C错误，符合题意；
D．能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性；能源的利用受这种方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的，选项D正确，不符合题意。
故选C。
9．D
【解析】
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。
10．C
【解析】
A．根据热力学定律，热机的效率不可能达到100%，A错误；
B．做功是通过能量转化的方式改变系统内能，传热是通过能量转移的方式改变系统内能，B错误；
C．达到热平衡的两系统温度相同，C正确；
D．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，热量不可以自发地从低温物体传到高温物体，但在外界的影响下热量能从低温物体传到高温物体，D错误。
故选C。
11．D
【解析】
A. 第二类永动机不违反能量守恒定律，违反热力学第二定律，故A错误；
B．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律，故B错误；
C．改变内能的方式有做功和热传递，二者在内能的改变上是一样的，若对外做功的同时吸收热量，内能可能不变，故C错误；
D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传到高温物体是可能的，故D正确。
故选D。
12．A
【解析】
A．空调既能制热又能制冷，只能说明在不自发地条件下热传递方向可以逆向，不违背热力学第二定律，故A错误；
B．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律，选项B正确；
C．对于一定质量的理想气体，只要温度升高其内能就一定增大，选项C正确；
D．用温度计测量温度是根据热平衡的原理，选项D正确。
此题选择错误选项，故选A。
13．ACD
【解析】
A．影响人们感觉的是相对是对而非绝对湿度，A错误；
B．晶体熔化过程吸收热量，内能增大，温度不变，平均动能不变，所以势能增大，B正确；
C．气体的分子间距都非常大，分子引力斥力几乎为零，用打气筒给自行车充气，越打越费劲，是因为内部压强越来越大，C错误；
D．熵是系统内分子运动无序性的量度，从微观角度看，一个孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，选项D错误；
E．根据气体压强的微观解释可知，气体压强与分子的平均动能和数密度有关，体积不变，数密度不变，而热运动变剧烈，平均动能变大，则压强一定增大，E正确；
故选ACD。
14．ACE
【解析】
A．根据热力学第二定律，自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故A正确；
B．当分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小，故B错误；
C．熔化的玻璃表面分子间的距离变大，作用力表现为引力，此引力使玻璃表面绷紧，故C正确；
D．对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，对外做功；同时根据理想气体的状态方程
可知，气体的温度一定升高，则内能一定增大．根据热力学第一定律，那么它一定从外界吸热，故D错误；
E．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，水蒸发越慢，故E正确。
故选ACE。
15．ACE
【解析】
A．热量借助外界条件是可以从低温物体传递到高温物体的，例如电冰箱，故A正确；
B．气体温度升高，则气体分子平均动能增大，但是每个分子的动能不一定增大，故B错误；
C．物理性质表现为各向同性的固体可能是晶体也可能是非晶体，故C正确；
D．根据热力学第一定律
可知系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它做的功的和，故D错误；
E．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面分子引力大于分子斥力而形成的，故E正确。
故选ACE。
16．1.47×105t
【解析】
1KW h=1×103W×3600s=3.6×106J
全国12亿人每年共节约电能：
W=3.6×106J×1.2×109=4.32×1015J
由：
得：
≈1.47×108kg=1.47×105t。
17．
【解析】
环境污染指自然的或人为的破坏，向环境中添加某种物质而超过环境的自净能力而产生危害的行为。(或由于人为的因素，环境受到有害物质的污染，使生物的生长繁殖和人类的正常生活受到有害影响。)由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人类的正常生产和生活条件的现象。
保护环境有利于建设节约型社会，实现可持续发展有利于增强节约资源和保护环境的意识；有利于增强投资吸引力和经济竟争力实现转型跨越；有利于中华民族的伟大复兴，是利于民而又利于国的，关系到干秋万代的政策。
如何保护环境：防治工业生产排放的“三废”(废水废气、废渣)、粉尘、放射性物质以及产生的噪声振动、恶臭和电磁微波辐射；防治交通运输活动产生的有害气体、液体、噪声，海上船舶运输排出的污染物；防治工农业生产和人民生活使用的有毒有害化学品，城镇生活排放的烟尘、污水和垃圾等造成的污染；防治由大型水利工程、铁路、公路干线、大型港口码头、机场和大型工业项目等工程建设对环境造成的污染和破坏；防治农垦和围湖造田活动、海上油田、海岸带和沼泽地的开发、森林和矿产源的开发田、海岸带和沼泽地的开发、森林和矿产资源的开发对环境的破坏和影响以及新工业区、新城镇的设置和建设等对环境的破坏、污染和影响。对珍稀物种及其生活环境、特殊的自然发展史遗迹、地质现象、地貌景观等提供有效的保护。城乡规划，控制水土流失和沙漠化、植树造林、控制人口的增长和分布、合理配置生产力等。
本地环境污染主要是水污染和空气污染。防治水污染和空气污染要对工厂的污水、废气、废烟、废渣等有毒气体进行过滤后排放。
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