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
一、选择题（共16题）
1．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
2．下列关于热现象的说法中正确的是（　　）
A．在一定条件下物体的温度可以降到绝对零度
B．在热传递中，热量不可能自发地从低温物体传给高温物体
C．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律
D．花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的
3．下列说法正确的是_________。
A．对一定质量的理想气体加热，其内能一定增大
B．理想气体放出热量，其分子的平均动能一定减小
C．可以从单一热源吸收热量，使之完全转变为功而不发生其他变化
D．一定质量的理想气体，当它的压强、体积都增大时，其内能一定增大
4．有关热的现象和规律，下列说法正确的是（　　）
A．电冰箱工作时把热量由温度较低的箱内传递到箱外，违背了热力学第二定律
B．用打气筒给自行车打气，越来越费劲，说明气体分子间表现为斥力
C．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增大
D．一定质量的理想气体，经历绝热压缩过程，气体分子的平均动能增大
5．下列说法中正确的是（ ）
A．一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性
B．一切不违背能量守恒与转化定律的物理过程都是可以实现的
C．由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行
D．一切物理过程都不可能自发地进行
6．关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（　　）
A．随着技术与设计的进步，永动机一定会被制造出来
B．空调机既能致热，又能致冷，说明热传递不存在方向性
C．由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天
D．一个单摆在来回摆动多次后停下来，该过程能量转化具有单向性
7．下列说法正确的是（ ）
A．被压缩的物体其分子之间只存在相互作用的斥力
B．布朗运动就是液体分子的热运动
C．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
D．理想气体对外做功时必需吸收热量
8．下列叙述正确的是______
A．布朗运动是液体分子的运动，所以它能说明分子永不停息地做无规则运动
B．满足能量守恒定律的宏观过程都可以自发的进行
C．当液晶中电场强度不同时，它对不同颜色的光吸收强度不同，就能显示各种颜色
D．由于液体表面分子间只有引力，没有斥力，所以液表面有张力
9．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
10．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
11．对于以下教材中配图说明，说法正确的是（　　）
A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图。实验中需将痱子粉撒的尽量厚一些
B．乙图为布朗运动产生原因示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显
C．丙图为模拟气体压强产生机理实验图。说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的
D．丁图为热机工作时的能流分配图。说明热机的效率可能达到100%
12．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．遵守热力学第一定律的过程一定能实现
D．做功和热传递是改变物体内能的两种方式
13．⑴下列说法：正确的是 ．
A．由阿伏德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子的大小
B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显
C．分子间的引力随分子间距离的增大而增大，分子间斥力随分子间距离的增大而减小
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
14．以下说法正确的是（　　）
A．晶体熔化时，分子的平均动能不变，分子势能不变
B．多晶体没有规则的几何形状，表现为各向同性
C．热机在工作时，如果没有漏气、没有摩擦等各种损失，效率可以达到100%
D．当固体和液体的附着层液体分子比较稀疏时，液体分子力为引力，表现为不浸润现象
15．以下说法中正确的是（）
A．上午十时，教室内空气中的水蒸气分子和氧气的分子平均动能是相同的
B．液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力
C．水中的水分子总是在永不停息地做杂乱无章的运动，当两个水分子运动到适当的位置使分子力为零时，它们具有的分子势能一定最小
D．一定质量的水蒸气发生等温膨胀时，可能会向外散热
E．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
16．关于热学规律，下列说法正确的是（　　）
A．热量可以自发地从高温物体向低温物体传递，但要从低温物体向高温物体传递，必须有第三者介入
B．如果用Q表示物体吸收的能量，用W表示物体对外界所做的功，ΔU表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为
C．蒸发的快慢与空气的湿度有关，与气温无关
D．摄氏温度是国际单位制中七个基本物理量之一，摄氏温度t与热力学温度T的关系是
E．在用油膜法估测分子的直径的实验中，主要是解决两个问题：一是获得很小的一滴油酸并测出其体积，二是测量这滴油酸在水面上形成的油膜面积
二、填空题
17．月球和太阳对地球的引力形成了一种能源，叫做____________能．该能源属于____________（选填“可再生”或“不可再生”）能源．
18．石油、煤炭等能源物质，如果消耗完了，就没有了，是______能源，而______是可再生能源。
19．石油、电能、地热能、天然气中属于新能源的是_____，属于二次能源的是_____。
20．下列说法正确的是________．
A．当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最大
B．由熵的定义可知，熵较大的宏观状态就是无序程度很大的宏观状态，也就是出现概率较大的宏观状态．
C．液体的饱和汽压与饱和汽的体积有关
D．若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则压强一定增大
E．若一定质量的理想气体分子平均动能减小，且外界对气体做功，则气体一定放热
三、综合题
21．什么叫温室效应？试分析温室效应的产生原因与危害。
22．装着压缩气体的钢瓶，打开阀门后会听到“哧——”的一声，气体喷到外面。会不会有这样的现象：外面的气体自发地进入钢瓶，使瓶内的压强变大？说出理由。
23．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？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．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。
2．B
【详解】
A．绝对零度是低温的极限，不可能达到，A错误；
B．由热力学第二定律可知，在热传递中，热量不可能自发地从低温物体传给高温物体，B正确；
C．第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，C错误；
D．花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于液体内部分子无规则热运动引起的，D错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．对一定质量的理想气体加热时，气体可以通过热传递向外传热，使其温度降低，内能减小，故A错误。
B．一定质量的理想气体放出热量，如果外界对气体做功，则气体内能可能增加，温度升高，分子的平均动能增加，故B错误。
C．热力学第二定律可以表示为：不可能从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其它变化。故C错误；
D．一定质量的理想气体，当压强、体积都增大时，根据 ，气体的温度一定升高，则分子总动能一定增大；因理想气体分子势能不计，故气体内能一定增加；故D正确；
故选D。
4．D
【详解】
A．电冰箱工作时把热量由温度较低的箱内传递到箱外消耗了电能，没有违背热力学第二定律，故A错误；
B．用打气简给自行车打气，越来越费劲是因为自行车轮胎内气体的压强在逐渐增大，而不是体分子间的斥力造成的；故B错误；
C．气体的温度升高，分子的平均动能增大，并不是每个气体分子运动的速率都增大，故C错误；
D．一定质量的理想气体，经历绝热压缩过程，根据热力学第一定律可知气体的内能增加，分子的平均动能增大，故D正确。
故选D。
5．A
【详解】
A.．根据热力学第二定律，一切自发进行的与热现象有关的宏观过程，都具有方向性，故A正确；
B． 一切自发进行的与热现象有关的宏观过程，都具有方向性，所以不违背能量守恒与转化定律的物理过程不一定都是可以实现的，故B错误；
C．根据热力学第二定律，一切自发进行的与热现象有关的宏观过程，都具有方向性，而不是可以由热力学第二定律判断物理过程能否自发进行，故C错误；
D． 根据热力学第二定律，一部分物理过程可以自发进行的，故D错误。
故选A。
6．D
【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，则即使随着技术与设计的进步，永动机也不会被制造出来，选项A错误；
B．空调机既能致热，又能致冷，但是必须在外界影响下进行，即消耗一定的电能，不能说明热传递不存在方向性，选项B错误；
C．自然界的能量是守恒的，但是很多能源不能再生和重复利用，如煤、石油和天然气、故过度使用能源会能源危机，故C错误；
D．一个单摆在来回摆动多次后停下来，该过程能量转化具有单向性，选项D正确。
故选D。
7．C
【详解】
被压缩的物体其分子之间存在相互作用的斥力和引力，选项A错误；布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的运动，是液体分子的热运动的反映，选项B错误；热量不可能自发地从低温物体传到高温物体而不发生其他的变化，选项C正确；理想气体体积变大时对外做功，气体可能吸热，也可能放热，还可能既不吸热也不放热，故D错误；故选C.
8．C
【详解】
试题分析：布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是由于液体分子规则的碰撞造成的，则布朗运动反映了液体中分子的无规则运动，A错误；例如空调制冷、制热都是满足能量守恒定律的宏观过程，但不是自发进行，B错误；当液晶通电时导通，排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过．所以液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，C正确；在液体表面，分子间的间距大于平衡距离r0，分子间作用力表现为引力；从而使液体表面产生收缩的趋势，D错误；
9．B
【详解】
A．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，故A错误；
B．在绝热条件下压缩理想气体，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体的内能一定增加，故B正确；
C．布朗运动是在显微镜中看到的固体微粒的无规则运动，故C错误；
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，越利于蒸发，故D错误；
故选B。
10．B
【详解】
A．分子间同时存在引力和斥力，表现为引力时，是分子引力大于分子斥力，故A错误；
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，说明温度升高，根据可知，压强一定变大，故B正确；
C．热量可以自发地从高温物体传给低温物体，但不能自发地从低温物体传给高温物体，故C错误；
D．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故D错误。
故选B。
11．C
【详解】
A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图。实验中需将痱子粉撒的尽量薄一些，油酸滴到痱子粉上能尽可能的散开，故A错误；
B．乙图为布朗运动产生原因示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，微粒各方向受力比较均衡，布朗运动不明显，故B错误；
C．气体分子永不停息地做无规则的热运动，频繁地碰撞容器的器壁，会对器壁产生压强，丙图为模拟气体压强产生机理实验图。实验说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的，故C正确；
D．丁图为热机工作时的能流分配图。从高温向低温传递热量时会伴随着对外做功，说明热机的效率不可能达到100%，故D错误。
故选C。
12．D
【详解】
A．物体吸收热量,如果对外做功,温度可能降低,故A错;
B．热量可以从低温物体向高温物体传递,但要引起其他变化,故B错;
C．根据热力学第二定律,凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性,故C错;
D．改变内能的方式有做功与热传递,两者效果相同,但本质不同,故D正确。
故选D。
13．B
【详解】
A．气体分子间距比分子直径大得多，不能由阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度估算分子大小，只能估算分子占用的体积，A错；
B．悬浮在液体中的固体微粒越小,被液体分子撞击时越有可能失去平衡，所以运动越剧烈，布朗运动就越明显，故B正确；
C．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，C错；
D．热量可以从低温物体传到高温物体，但必须引起其他能量的变化，D错
14．BD
【详解】
A．晶体在熔化过程中不断吸收热量而温度保持不变，由于晶体温度不变，分子平均动能不变，晶体不断吸收热量，晶体内能增加，分子势能增加，故A错误；
B．多晶体没有规则的几何形状，表现为各向同性，故B正确；
C．根据热力学第二定律可知，即使没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，热机的效率也不可能达到100%，故C错误；
D．液体与固体接触时，如果附着层内分子比液体内部分子稀疏，分子力为引力表现为不浸润，故D正确。
故选BD。
15．ACE
【详解】
温度相同的物体的分子平均动能都相同，则上午十时，教室内空气中的水蒸气分子和氧气的分子平均动能是相同的，选项A正确； 液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力，选项B错误； 水中的水分子总是在永不停息地做杂乱无章的运动，当两个水分子运动到适当的位置使分子力为零时，它们具有的分子势能一定最小，选项C正确； 一定质量的水蒸气发生等温膨胀时，对外做功，内能不变，则气体吸热，选项D错误； 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E正确；故选ACE.
16．ABE
【详解】
A．由热力学第二定律知，热量可以自发地从高温物体向低温物体传递，但要从低温物体向高温物体传递，必须有第三者介入，选项A正确；
B．热力学第一定律表达为Q=△U+W，其中Q表示物体吸收的能量，用W表示物体对外界所做的功，故B正确；
C．蒸发的快慢与液体表面积大小、气温高低、气体表面的空气流动速度等有关，故C错误；
D．热力学温度是国际单位制中七个基本物理量之一，故D错误；
E．在用油膜法估测分子的直径的实验中，主要是解决两个问题：一是获得很小的一滴油酸并测出其体积，二是测量这滴油酸在水面上形成的油膜面积，故E正确。
故选ABE。
17． 潮汐 可再生
【详解】
由于地球和月球引力形成的能源是潮汐能；
潮汐能属于可再生能源。
18． 不可再生的 太阳能、风能、地热能、海洋能
【详解】
石油、煤炭等能源物质，如果消耗完了，就没有了，是不可再生的能源，而太阳能、风能、地热能、海洋能是可再生能源。
19． 地热能 电能
【详解】
新能源是指无污染，可以持续利用的能源，其中地热能属于新能源；
只能通过消耗其它能源经过加工转换而得到的能源为二次能源，其中电能属于二次能源。
20．BDE
【详解】
当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小，选项A错误；由熵的定义可知，熵较大的宏观状态就是无序程度很大的宏观状态，也就是出现概率较大的宏观状态，选项B正确；液体的饱和汽压与饱和汽的温度有关，与体积无关，选项C错误；若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则内能增大，温度升高，根据可知，则压强一定增大，选项D正确；若一定质量的理想气体分子平均动能减小，则内能减小，且外界对气体做功，根据可知，气体一定放热，选项E正确；故选BDE.
21．见解析
【解析】
大气中二氧化碳含量增加导致气温升高的现象叫温室效应。
自工业革命以来，由于工厂、家庭、汽车大量使用煤、石油、天然气等化石燃料，每时每刻都在向大气排放废气，加上森林被毁，因此大气中二氧化碳的含量明显增加，温室效应不断增强，地球表面的平均气温逐渐升高，地球气温的升高，导致海水的蒸发加快，大气中水蒸气的含量增加，温室效应的增强更为加剧。
此外，电冰箱、空调机等制冷机所排放的氯氮烃气体破坏臭氧层，使臭氧层变薄而出现空洞，会让紫外线更多地到达地球表面，也使温室效应增强。
由温室效应导致的地球变暖，气候反常、海洋风暴增多、海平面上升、病虫害增加。土地干旱、沙漠面积增多等现象，对人类的生存和发展造成了严重的威胁。
22．不会，理由见解析
【详解】
不会。打开阀门后，钢瓶中的压缩气体喷到外面，是一个扩散过程，分子的扩散运动总是从密度较大的区域向密度较小的区域进行的，其逆过程是不能自发发生的。
23．（1）不是；（2）不能
【详解】
略
答案第1页，共2页