3.4热力学第二定律 同步练习（word版含答案）

3.4热力学第二定律同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．下列说法中正确的是（　　）
A．热力学第一定律表明做功和热传递对改变物体内能是等效的
B．机械能全部转化为内能是不可能的
C．从单一热源吸收的热量全部变成功是不可能的
D．一个系统的总熵不会减小
2．下列说法正确的是 ( )
A．物体吸收热量，其温度一定升高
B．热量只能从高温物体向低温物体传递
C．气体自由膨胀的过程是可逆的
D．目前，人类消耗的能量主要来自常规能源
3．下面提供了科技发展的四则信息：
①低温技术已有重大突破，1933年低温已达0.25 K,1957年达到了2×10-5 K,1995年通过一系列巧妙的方法已达到1×10-8 K．随着低温技术的出现和发展，科学家一定能把热力学温度降到绝对零度以下．
②随着火箭技术的发展，人类一定能够在地球上任意位置的上空发射一颗同步卫星．
③一个国际科研小组正在研制某种使光速大大降低的介质，这些科学家希望在不久的将来能使光的速度降到每小时40 m左右，慢到几乎与乌龟爬行的速度相仿．
④由于太阳的照射，海洋表面的温度可达30℃左右，而海洋深处的温度要低得多，在水深600～1 000 m的地方，水温约4℃，因此人们正在研制一种抗腐蚀的热交换器，利用海水温差发电，并取得了成功．
试辨别、判断以上信息中正确的是(　　)
A．①② B．②④ C．③④ D．①③
4．下列关于热力学定律的说法，正确的是（　　）
A．第二类永动机并没有违反能量守恒定律
B．热量只能从高温物体传到低温物体
C．晶体熔化的过程要吸收热量，因此分子的平均动能增大
D．一定质量的理想气体经历等容变化，气体吸收热量，其内能有可能减小
5．下列说法正确的是（　　）
A．德国物理学家克劳修斯在研究热机时提出：不可能从单一热库吸热使之完全变成功，而不产生其它影响
B．一个孤立系统的总熵可以增加
C．不浸润现象中附着层内液体分子的间距小于液体内部分子的间距
D．晶体可以转化为非晶体，非晶体不可以转化为晶体
6．关于热现象，下列说法正确的是（　）
A．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在垂直表面的张力
B．知道水蒸气的摩尔体积和水分子的体积，可计算出阿伏伽德罗常数
C．影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和气压的差距
D．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机
7．下列说法正确的是
A．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数
B．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显
C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，所有分子的速率都增大
D．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体
8．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动是液体分子的无规则热运动
B．一定质量的理想气体体积不变温度升高时，压强--定增大且内能增加
C．可以从单一热源吸收热量并将其完全转化为机械能而不带来其他影响
D．在失重状态下，密闭容器内气体对容器壁压强为零
9．关于热力学定律,下列说法正确的是( )
A．为了增加物体的内能,必须向物体传递热量
B．对某物体做功,必定会使该物体的内能增加
C．可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功
D．不可能使热量从低温物体传向高温物体
10．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
11．下列说法中正确的是（　　）
A．第一类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第一定律
B．机械能全部转化为内能是不可能的
C．从单一热源吸收的热量全部变成功而不产生其他影响是不可能的
D．第二类永动机不可能制造成功的原因是能量不会凭空产生
12．下列说法错误的是（ ）
A．对于一定质量的理想气体，温度升高，气体内能一定增大
B．温度越高布朗运动越剧烈
C．物体内能增加，温度一定升高
D．热量可以从低温物体传到高温物体
13．如图所示，绝热的汽缸被一个绝热的活塞分成左、右两部分，活塞质量不计，活塞用销钉锁住，活塞与汽缸之间没有摩擦，汽缸左边装有一定质量的理想气体，右边为真空，现在拔去销钉，抽去活塞，让气体向右边的真空做绝热自由膨胀，下列说法正确的是（　　）
A．气体在向真空膨胀的过程中对外做功，气体内能减少
B．气体在向真空膨胀的过程中，分子平均动能变小
C．气体在向真空膨胀的过程中，系统的熵不可能增加
D．若无外界的干预，气体分子不可能自发地退回到左边，使右边重新成为真空
14．关于做功和热传递，下面叙述正确的是（　　）
A．做功和热传递都可以改变物体内能，两者无本质区别
B．从热功当量可知，功一定可以转化为热，热一定可以自然地完全转化为功
C．在国际单位制中，功和热单位一样，所以两者是一回事
D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的
15．关于热现象，下列说法正确的是（　　）
A．单晶体在所有物理性质上都表现为各向异性
B．第二类永动机不可能实现是因为它违背了能量守恒定律
C．空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气的压强与相同温度时空气的压强之比
D．当分子间距离变小时，分子间的作用力可能减小，也可能增大
二、填空题（共4题）
16．热量会自发地从高温物体传给低温物体，_________（选填“能”“不能”）实现相反过程，这说明热传导具有_________性．
17．热力学第二定律
（1）定义：在物理学中，反映宏观自然过程的_______性的定律。
（2）热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能_______地从低温物体传到_______温物体，阐述的是传热的_______性。
（3）热力学第二定律的开尔文表述：
a.热机
①热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的________变成工作物质的内能；第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成_______。
②热机用于做功的热量一定_______它从高温热库吸收的热量，即W_______Q；
b.热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之_______，而不产生其他影响。（该表述阐述了机械能与内能转化的方向性）
（4）热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是_______的。（选填“等价”或“不等价”）
18．热力学第二定律的微观意义为：一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性____ （选填增大、减小、不变）的方向进行；熵值较大代表着较为___（选填有序、无序）．
19．以下说法正确的是( )
A．玻璃管的裂口烧熔后会变炖是表面张力的作用引起的
B．0℃的氢气和0℃的氧气，它们的分子平均动能相同
C．第二类永动机违背了能量守恒定律
D．水的饱和汽压随温度的升高而增大
E.一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性减小的方向进行
三、综合题（共4题）
20．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。
21．如图所示是制冷机和热机的工作过程示意图，通过此图思考以下问题：
（1）制冷机工作时热量是自发地从低温热库传到高温热库吗？
（2）热机工作时能否将从高温热库吸收的热量全部用来做功？
22．某同学认为家用电冰箱可以使食物的温度降低，因此我们可以打开电冰箱的门利用电冰箱散发的“冷气”给房间降温，你认为可以吗？
23．（1）如图是小型汽油机模型，汽油机在工作过程中能量是怎样转化的？
（2）内燃机工作时可以把内能全部转化为机械能吗？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．D
3．C
4．A
5．B
6．C
7．A
8．B
9．C
10．C
11．C
12．C
13．D
14．D
15．D
16． 不能 方向
17． 方向 自发 高 方向 化学能 机械能 小于 < 完全变成功 等价
18． 增大 无序
19．ABD
20．
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。
21．（1）不是；（2）不能
22．不可以
冰箱工作时，只不过是将冰箱内部的能量转移到冰箱的外面，冰箱工作一段时间，内部的温度虽然降低了，但外界的温度由于能量的增加而升高。若打开冰箱门，会出现部分内能从冰箱内到冰箱外的房间，再由房间到冰箱内的循坏，室内的总内能并没有减少，相反的电冰箱由于消耗电能转化为内能，使室内温度轻微上升，所以，室内温度不会降低。
23．（1）汽油燃烧时化学能转化为内能，汽油释放出来的内能转化为飞轮的机械能。
（2）不能，因为内燃机工作时总有内能损失，不可能全部转化为机械能。
答案第1页，共2页