3.3热力学第二定律同步练习(Word版含答案)

3.3热力学第二定律同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．2013年，我国出现了大范围的雾霾天气，如何减少环境污染，已成为当务之急．下列发电方式会加剧大气污染的是(　　)
A．太阳能光伏发电 B．风力发电
C．水力发电 D．火力发电
2．某校中学生参加电视台“异想天开”节目的活动，他们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而不产生其它影响
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空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝
D．在房屋顶上装太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题
3．关于热学知识，以下说法中正确的是（ ）
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．在绝热条件下压缩理想气体，气体的内能一定增加
C．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
D．空气中水蒸气的实际压强与相同温度下饱和汽压相差越大，越不利于蒸发
4．下列关于热现象的描述正确的是（　　）
A．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
B．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
C．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律
D．能量耗散过程中能量不守恒
5．下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有（　　）
A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热
B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低
C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响
D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内
6．下列说法正确的是（ ）
A．液体表面层中分子间的相距作用表现为引力
B．用显微镜观测液体中的布朗运动,观察到的是液体分子的无规则运动
C．电冰箱的制冷系统能够不断把冰箱内的热量传递到外面,违背了热力学第二定律
D．一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，则单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数减少
7．下列关于能量转移和转化的方向性的说法中，正确的是（　　）
A．在自然界中所有能量都能利用
B．能量的利用是无条件的，也是无代价的
C．物体发生热传递时，热传递的方向从高温物体到低温物体
D．物体发生热传递时，热传递的方向从内能多的物体到内能少的物体。
8．下列说法中正确的是(　　　)
A．第二类永动机既违反了热传导的方向性又违反了能量守恒定律
B．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
C．液体不能在任何温度下都发生蒸发现象
D．水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象说明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系
9．下列说法正确的是（　　）
A．根据热力学定律知，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．盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大
C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果
D．当两块薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力
10．下列说法错误的是（　　）
A．某气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体单位体积内分子数为
B．气体如果失去了容器的约束会散开，这是因为气体分子热运动的结果
C．改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，最终可能实现内能完全转化为机械能
D．生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
11．下列说法正确的是（ ）
A．分子动能是由于物体机械运动而使内部分子具有的能
B．物体温度升高时，其中每个分子热运动的动能都增大
C．温度高的物体，分子的平均动能一定大，物体的内能也一定大
D．一切自发的宏观过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行
12．下列说法正确的是（　　）
A．扫地时，阳光下可以看到灰尘颗粒到处运动，它们的运动属于布朗运动
B．温度是分子无规则热运动动能的标志
C．相同温度的水和铁块的分子无规则热运动平均动能相同
D．科学技术的快速深入发展达到一定程度时，绝对零度是可以实现的
13．下列说法不正确的是（　　）
A．饱和气压与热力学温度成正比
B．一定量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做的功，并不违反热力学第二定律
C．当分子间的引力与斥力平衡时，分子力一定为零，分子势能一定最小
D．在任何自然过程中，一个孤立系统中的总熵不会减少
14．随着世界经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，油价的不断攀升，已对各国人民的日常生活造成了各种影响，如排长队等待加油的情景已经多次在世界各地发生，能源成为困扰世界经济发展的重大难题之一。下列有关能量转化的说法正确的是（　　）
A．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能
B．满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行
C．可以直接利用空气中的内能，减少“温室效应”
D．物体吸收热量，物体的内能可能减小
15．下列说法中正确的是（　　）
A．当分子间的相互作用表现为引力时，其分子间没有斥力
B．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
C．热量不能自发从高温物体传给低温物体
D．多晶体和非晶体都没有固定的熔点
二、填空题（共4题）
16．根据热力学定律，下列说法正确的是__________
A．电冰箱的工作表明，热量可以从低温物体向高温物体传递]
B．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
C．科技的不断进步使得人类有可能生产出单一热源的热机
D．即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能
E．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”
17．关于热现象，下列说法中正确的是__________．
A．一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加
B．两个铁块用力挤压不能粘合在一起，说明分子之间存在斥力
C．热量不能自发地低温物体传递到高温物体
D．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点
E．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是水表面存在表面张力的缘故
18．下列说法正确的是：
（1）若某种实际气体分子的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系正确的是_______
A．如果保持其体积不变，温度升高，内能一定增大
B．如果保持其温度不变，体积增大，内能一定增大
C．如果吸收热量，温度升高，体积增大，内能不一定增大
（2）有关热力学第二定律说法正确的是_______
D．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
E. 任何热机都不可能使燃料燃烧所释放的热量完全转化为机械能
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．热力学第二定律的开尔文表述指出：内能与机械能的转化具有方向性。请结合无序程度的变化加以解释。
21．整洁有序的书本，如果不注意整理，就会变得杂乱无序（图）。如何才能使它回到有序状态？
22．寒冷的冬季，室外的水很容易结冰。液态水分子的无序度比冰高。那么，结冰的过程违反熵增加原理吗？为什么？
23．如图所示，一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑，长为，底面直径为。质量一定的理想气体被绝热活塞隔离在容器内，活塞可沿容器内壁自由滑动，其质量、厚度均不计。开始时气体温度为27℃，压强等于大气压，活塞与容器左边底部相距。现对右边气体进行缓慢加热，左边器壁导热良好，问：
①右边气体温度多少时，活塞位于正中间？
②如果左边底部有个洞，则右边温度缓慢升到127℃过程中，右边气体对活塞做功为多少？（已知大气压强为）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．D
3．B
4．B
5．B
6．A
7．C
8．D
9．C
10．C
11．D
12．C
13．A
14．D
15．B
16．ABD
17．ACE
18． AB E
19．ABD
20．
机械运动是宏观情况下物体在空间位置上的变化，物体运动状态的变化完全遵循牛顿运动定律所反映的因果关系，这是一种有序的运动。热运动是大量分子的无规则运动，系统的一个宏观状态包含着大量的微观状态，这是一种无序的运动。机械运动向热运动的转化，属于从有序向无序的转化，会导致无序程度的增加，符合热力学的规律，因此机械能可以全部转化为内能。反之，热运动向机械运动的转化，属于从无序向有序的转化，不符合无序程度增加的原理，因此内能向机械能的转化不能全部实现。
21．
对杂乱无序的房间，我们可以通过人为的整理使它回到有序状态，让它自发地回到有序状态是不可能的，必须施加外界的影响。
22．不违反；
不违反熵增加原理；液体的水比冰的无序度大，但我们看孤立系统的熵，而不是看个别不孤立的物体。一盆水在寒冷的天气中并不是孤立系统，因为水和外界大气及地面有能量交换。熵增加原理指的是孤立遵守能量守恒的系统。本说法中，水与大气及地面为一个孤立系统，水结冰时放热，使周围大气以及地面内能增加，无序度增加，系统总熵值还是增加的，并没有违反熵增加原理。
23．①327℃；②
答案第1页，共2页