4.3热力学第二定律 课时提升练（word版含答案）

4.3热力学第二定律 课时提升练（含解析）
一、选择题
1．关于以下四幅图片，说法正确的是（ ）
A．图1为中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有温度为T的理想气体，右侧为真空现抽掉隔板，气体的最终温度仍为T
B．在图2中，随着活塞上砝码个数的增加，气缸内封闭的气体越来越难压缩（始终为气体状态），主要原因是由于随着气体体积的减小，分子间的斥力越来越大
C．图3为布朗运动示意图，悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越多，撞击作用的不平衡性表现的越明显
D．图4为热机能流图，随着机械制造工艺、机械材料等科学技术的不断发展，热机的效率能达到
2．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
3．关于内能，下列说法中正确的是（　　）
A．两物体质量和温度都相同，则内能也相同
B．物体吸收热量，内能一定增加
C．功可以全部转化为热，热不可以全部转化为功
D．热量从高温物体传递到低温物体的过程是不可逆的
4．以下说法正确的是（　　）
A．有些晶体是各向同性的
B．布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫分子热运动
C．内能相等的两个物体相互接触，不可能发生热传递
D．随着科技的进步，人类一定能制造出从单一热源吸收热量使之完全转化为功而不产生其他影响的热机
5．下列说法正确的是（　　）
A．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
B．一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的
C．清晨时阳光透过窗户射入房间，观察到空中飞舞的粉尘在做布朗运动
D．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是油脂使水的表面张力增大的缘故
6．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
7．下列叙述正确的是（　　）
A．科技在发展，今后温度可以达到绝对零度 B．布朗运动就是液体分子的热运动
C．对一定质量的气体加热，其内能可能减小 D．相对湿度越大说明空气越干燥
8．下列说法正确的是（　　）
A．热量不可以从低温物体向高温物体传递
B．某冰水混合物的温度为，则其分子的平均动能为零
C．10克水蒸气你内能大于10克水的内能
D．气体如果失去了容器的约束就会散开，原因是气体分子之间斥力大于引力
9．下列说法中正确的是（　　）
A．固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有固定的熔点
B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性
C．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
D．密封在体积不变的容器中的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大
10．下列说法中正确的是（　　）
A．无摩擦、无漏气等能量损失，就能使热机效率达到100%
B．热量不能从低温物体传到高温物体
C．一切物理过程都具有方向性
D．由热力学定律可推断出某个物理过程是否能自发进行
11．下列说法正确的是（　　）
①当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小
②雨伞伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力作用
③一定质量的的水变成的水蒸气，其分子之间的势能增加
④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
⑤空气的绝对湿度越大，人们感觉越潮湿
⑥液体不浸润某种固体则附着层内部液体分子相互排斥
⑦热量一定是从内能多的物体传递到内能少的物体
⑧可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
A．②③④⑧ B．②③④⑤⑦ C．①②④⑧ D．②④⑤⑥⑧
12．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
13．下列说法正确的是（　　）
A．某气体的摩尔体积为，阿伏加德罗常数为，则每个分子的体积可表示为
B．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的减小而减小
C．晶体在熔化过程中吸收热量，内能增加，但其分子平均动能保持不变
D．如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，那么这两个系统的温度一定相等
E.在热传递中，热量可以从高温物体传递给低温物体，也可以自发从低温物体传递给高温物体
14．下列说法正确的是（ ）
A．船能浮在水面上，是由于水的表面存在张力
B．即使水凝结成冰后，水分子的热运动也不会停止
C．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
D．一定质量的理想气体放热的同时对外做功，其内能一定减小
E.由于第二类永动机违反能量守恒定律，所以是制造不出来的
15．下列说法正确的是（　　）
A．附着层的液体分子间距一定比液体内部的分子间距大
B．液晶的光学性质随温度的变化而变化
C．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
D．在任何的自然过程中，一个孤立系统的总墒一定不会减少
二、解答题
16．为什么热机的效率不可能达到100%？
17．如图所示，将一滴红墨水滴入一杯清水中，红墨水会逐渐扩散到整杯水中。试说明这个过程中无序程度的变化。
参考答案
1．A
【详解】
A．绝热容器与外界不能进行热交换
抽掉隔板气体在向右扩散的过程中对外不做功
由热力学第一定律可知，气体内能不变，物体温度不变，仍为T，A正确；
B．压缩气体越来越费力，是因为气体的体积减小，单位体积内的分子数增多，使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多，气体的压强增大，需要用的外力增大，B错误；
C．布朗运动，悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越多，撞击的作用力越趋于零，不平衡性表现的越不明显，C错误；
D．根据热力学第二定律，热机把内能转化为机械能时，能量的耗散是不可以避免的，所以热机的效率不可以达到100%，D错误。
故选A。
2．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。
3．D
【详解】
A．两物体的质量、温度均相等，它们的内能却不一定相同，还与分子总数有关。故A错误。
B．物体吸收热量后，可能对外做功，内能不一定增加，故B错误；
C．功可以全部转化为热，热在引起外界变化的情况下也可以全部转化为功，故C错误；
D．根据热力学第二定律热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，不能自发地从低温物体传递到高温物体。故D正确。
故选D。
4．A
【详解】
A．单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，故A正确；
B．热运动是分子无规则的运动，而布朗运动并不是分子运动，所以尽管布朗运动的激烈程度跟温度有关，但不能把布朗运动叫做热运动，故B错误；
C．内能相等的两个物体，温度不一定相等，当温度不相等时，会发生热传递，故C错误；
D．由热力学第二定律可知随着科技的进步，人类不可能制造出从单一热源吸收热量使之完全转化为功而不产生其他影响的热机，故D错误。
故选A。
5．B
【详解】
A．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，但是要消耗电能，即能够引起其他变化，选项A错误；
B．一定质量的单晶体在熔化过程中，吸收热量，温度不变，即分子平均动能不变，则分子势能一定是增大的，选项B正确；
C．布朗运动用肉眼是观察不到的，即清晨时阳光透过窗户射入房间，观察到空中飞舞的粉尘不是布朗运动，选项C错误；
D．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是水对油脂是不浸润的，而水相对于玻璃是浸润的，故D错误。
故选B。
6．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。
7．C
【详解】
A．绝对零度是低温的极限，即使科技在发展，今后温度也不可以达到绝对零度，A错误；
B．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的热运动的表现，B错误；
C．对一定质量的气体加热，若气体对外做功，则其内能可能减小，C正确；
D．相对湿度越小说明空气越干燥，D错误。
故选C。
8．C
【详解】
A．热量不可以“自己”从低温物体向高温物体传递，能在“一定”的条件下是可以实现的，故A错误；
B．分子在做永不停息的无规则运动，因此其分子的平均动能不是零，故B错误；
C．同样质量同样温度的水蒸气和水的平均动能相等，可同样温度的水变成水蒸气需要吸收热量，因此水蒸气的内能更大，故C正确；
D．气体分子间的距离很大，相对作用力近似是零，气体如果没有容器的约束，气体分子散开原因是分子做杂乱无章的运动的结果，故D错误。
故选C。
9．D
【详解】
A．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体又分为单晶和多晶，单晶和多晶有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故A错误；
B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些单晶体相似，具有各向异性，故B错误；
C．由热力学第二定律知，热量可以自发的从高温物体传到低温物体，但不可能自发的从低温物体传到高温物体，并不是热量不能从低温物体传到高温物体，在外界的影响下是可以的，只是不能自发的发生，比如电冰箱等，故C错误。
D．一定质量气体等容变化中温度升高，其压强一定变大，气体分子的平均速率变大，则气体对器壁的平均作用力增大，故D正确.
故选D。
10．D
【详解】
A．对任何热机在工作时都不可避免地要向冷凝器的周围环境散发热量，总有能量的损失，因此其效率无法达到100%，A错误；
B．热量能从低温物体传到高温物体，但必须有外界的帮助，B错误；
C．一切涉及热现象的物理过程都具有方向性，C错误；
D．在热力学定律的基础上可以导出其他过程的方向性，如气体的扩散、气体向真空的膨胀等，D正确。
故选D。
11．A
【详解】
①当分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小。故①错误；
②由于水的表面张力作用，雨伞伞面上的细小孔并不会漏雨，故②正确；
③一定质量的的水变成的水蒸气，水从外界吸收热量，由液体变成气体，分子间的距离变大了，分子之间的势能增加，故③正确；
④由理想气体状态方程
知压强不变，体积增大时，温度升高。对于一定质量的理想气体，温度升高，分子平均动能增大，气体的内能增大
体积增大，气体对外做功
由热力学第一定律
知
故气体一定从外界吸热。故④正确；
⑤空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿，相对湿度越小感觉越干燥，故⑤错误；
⑥如果附着层的液体分子和固体分子吸引力较小，则液体不浸润该固体，则附着层内部液体分子相互吸引，使得液体体积尽可能收缩到最小，故⑥错误；
⑦热量能从温度高的物体传递到温度低的物体，但温度高的物体的内能不一定大，故⑦错误。
⑧根据热力学第二定律可知，可以从单一热源吸收热量使之完全变成功，但要产生其他影响，故⑧正确。故A正确，BCD错误。
故选A。
12．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。
13．BCD
【分析】
本题考查分子动理论、内能、热力学第零定律、热力学第二定律相关规律，目的是考查学生的理解能力。
【详解】
A．由于气体分子间距离较大，摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值不等于分子的体积，选项A错误；
B．当分子间距大于平衡间距时，即时，分子力表现为引力，且随分子间距的减小，分子力做正功，因此分子势能减小，选项B正确；
C．晶体有固定的熔点，晶体熔化过程中吸收热量，内能增加，温度不变，其分子平均动能不变，选项C正确；
D．根据热力学定律可知，如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，那么这两个系统的温度一定相等，选项D正确；
E．根据热力学第二定律可知，凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量能自发从高温物体传递给低温物体，不能自发从低温物体传递给高温物体，选项E错误。
故选BCD。
14．BCD
【详解】
A．船能浮在水面上，不是因为水的表面张力而是由于水的浮力作用，故A错误；
B．温度高于绝对零度时，水分子就一直热运动，即分子永不停息的做无规则运动，故B正确；
C．根据定义可知，当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，单位时间内从水中出来的水分子和从空气进入水中的水分子个数相等，故C正确；
D．一定质量的理想气体放热的同时对外做功时，由热力学第一定律得且时，，即其内能一定减小，故D正确；
E．由于第二类永动机不违反能量守恒定律但违反热力学第二定律，所以是制造不出来的，故E错误。
故选BCD。
15．BD
【详解】
A．同种液体与不同固体接触时，形成的附着层，有的可能具有收缩趋势，也有的可能具有扩张趋势，故附着层的液体分子间距不一定比液体内部的分子间距大，A错误；
B．根据液晶的光学性质可知，液晶的光学性质随温度的变化而变化，B正确；
C．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，它说明液体分子永不停息地做无规则运动，C错误；
D．根据热力学第二定律可知，在任何的自然过程中，一个孤立系统的总墒一定不会减少，D正确。
故选BD。
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】
一滴红墨水滴入一杯清水中，红墨水会自发地进入清水中，最终整杯水均匀地变红了，但这杯均匀的红水中的小碳粒绝不会自发地聚集在一起，成为一滴红墨水，而其余部分又变成了清水。此过程中从有序变成无序，无序程度增加了，即熵增加了。