3.4 热力学第二定律 基础练习（Word版含答案）

3.4、热力学第二定律
一、选择题（共16题）
1．酸雨对植物的正常生长影响很大，为了减少酸雨的影响，应采取的措施是（　　）
①少用煤作燃料
②燃料脱硫
③在已经酸化的土壤中加石灰
④多种植美人蕉、银杏等植物
⑤开发新能源
⑥多种植法国梧桐、柠檬等植物
A．①②④⑤ B．①②⑤⑥
C．①②③④⑤ D．①②③⑤⑥
2．下列叙述正确的是（ ）
A．若不断冷冻，物体的温度就不断地下降，没有止境
B．目前尚不知最低温是多少，最高温是多少
C．摄氏零下的373度是低温的下限
D．现代技术绝对零度达不到
3．下列说法中正确的是（ ）.
A．热量能自发地由高温物体传到低温物体
B．热量能自发地由低温物体传到高温物体
C．热量一定不可能由低温物体传到高温物体
D．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
4．随着世界经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，已对各国人民的日常生活造成了各种影响，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．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化
B．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
C．满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行
D．外界对物体做功，物体的内能必然增加
5．下列说法中错误的是（ ）
A．毛细现象是液体的表面张力作用的结果，温度越高表面张力越小
B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和某些晶体相似具有各向异性
C．饱和汽的压强称为饱和汽压，大小随温度和体积的变化而变化
D．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的
6．根据热学中的有关知识，下列说法正确的是（　　）
A．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到-293℃
B．第二类永动机是可以制造出来的，因为它不违反热力学第一定律
C．把装有不同压强、不同温度的气体的两容器连通，温度高的气体会向温度低的一方传递热量，压强大的气体会向压强小的一方流动
D．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
7．在闷热的夏天里，冰激凌是大家的最爱，同学都知道冰箱的工作原理就是把热量从冰箱里面传到冰箱外面。下列说法正确的是（　　）
A．这说明热量能从自发地从低温物体传给高温物体
B．它违背了热力学第一定律
C．它违背了热力学第二定律
D．以上说法都错
8．下列说法正确的是（　　）
A．已知铜的密度、摩尔质量和阿伏伽德罗常数，不可以估算铜分子的直径
B．热量不可能从低温物体传到高温物体
C．一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能增加，吸收热量
D．在一定的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，但非晶体一定不可以转化为晶体
9．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
10．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动就是液体分子的运动
B．单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质
C．清晨草叶上的露珠有呈球形的趋势，是水的表面张力作用的结果
D．第二类永动机不能制成是因为违背了热力学第一定律
11．四口之家分别单独使用不同种类的燃料时平均月消耗量分别为：木柴约200kg，烟煤约80kg，液化石油气约30kg煤气约60kg．这四种燃料中哪一种燃料的热值最高（ ）
A．液化石油气 B．煤气 C．烟煤 D．木柴
12．下列关于能量转化和守恒定律及热力学定律的说法正确的是（　　）
A．机械能全部变成内能是不可能的
B．从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的
C．第二类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量转化和守恒定律
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
13．下列说法正确的是( )
A．自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性
B．物体的温度为0℃时，分子的平均动能为零
C．用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功4.5×105J，同时空气的内能增加了3.5×105J，则空气从外界吸收热量1×105J
D．第一类永动机违反了热传导的方向性
14．下列说法正确的是______
A．液体的表面层内分子分布比较稀疏，分子间表现为引力
B．气体分子的平均动能越大，其压强就越大
C．第二类永动机是可以制成的，因为它不违背能的转化和守恒定律
D．空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿
E．给物体传递热量，物体的内能不一定增加
15．下列说法中正确的是( )
A．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动
B．气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律
C．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小
D．一定量的理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变
E．一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
16．下列说法正确的是(　　)
A．不同温度下，空气的绝对湿度不同，而相对湿度相同
B．一定温度下饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度可能增大
C．在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力可能增加也可能减小
D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
E．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大
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．下列关于分子动理论和热现象的说法中正确的是_______________．
A．雨水没有透过布雨伞是因为液体分子表面张力的原因
B．分子间的距离r增大，分子间的作用力一定做负功，分子势能增大
C．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
D．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子越多，布朗运动越明显
E．熵是物体内分子运动无序程度的量度．
19．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”
20．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
三、综合题
21．设一台蒸汽机中，煤完全燃烧后，产生的热量，其分配情况如下：锅炉损失，传送蒸汽损失，蒸汽冷凝损失，废气带走损失，机械磨损损失。试画出其能流图。这台蒸汽机输出的机械能是多少？热机的效率是多少？
22．有一座城市，经常受到大风和风沙的侵扰．为了合理使用新能源，计划建造风能发电站或太阳能发电站．请用物理学知识，指出建造哪种类型的发电站更合适，并请说明理由．
23．热力学第二定律常见的表述有两种：第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化；第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．图甲是根据热力学第二定律的第二种表述画出的示意图：热机从热源吸收热量，一部分用于做功，一部分会传给其周围的低温物体．请你根据第一种表述完成示意图乙．根据你的理解，热力学第二定律的实质是什么？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
酸雨主要是由煤、石油等燃料尤其是煤燃烧所释放的SO2和氮氧化物在降水过程中溶入雨水形成的，因而为减少酸雨的影响，少烧煤和燃料脱硫是有效的方法；开发新能源也是减少煤使用量的方法，另外美人蕉和银杏对SO2有较强的吸收能力，所以①②④⑤正确，故A正确，BCD错误。
故选A。
2．D
【详解】
试题分析：根据热力学第三定律可得随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，但最终还是达不到绝对零度，D正确；
3．A
【详解】
AB. 热量能自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发的由低温物体传到高温物体，故A正确B错误。
C. 热量可能由低温物体传到高温物体，如冰箱将内部的热量传到外部，热量从低温物体传到高温物体，故C错误。
D. 热传递存在方向性的含义是指热量可以自发的从高温物体传递到低温物体，而不能自发的从高温物体传递到低温物体，但若有其它影响也可以将热量从低温物体传递到高温物体，空调机制冷时必须通过压缩机做功才能实现热量从低温物体传递到高温物体，因此热传递仍然存在方向性，故D错误。
4．A
【详解】
A．由热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，可知选项A正确；
B．热机效率总低于100%，故选项B错误；
C．由热力学第二定律可知与有些与热现象有关的宏观过程满足能量守恒定律但是不能自发进行，如热量不能自发的从低温物体传递给高温物体，故选项C错误；
D．由可知，，，可能小于0，即内能不一定增加，故选项D错误。
故选A。
5．C
【详解】
试题分析：毛细现象是液体的表面张力作用的结果，温度越高表面张力越小，故A正确；液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质．所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故B正确；饱和汽的压强只与温度有关，与体积无关，故C错误；利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，根据能量守恒定律得知可以将海水的一部分内能转化为机械能，故D正确．
6．C
【详解】
A．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机不可以使温度降到-293，只能接近-273.15，却不可能达到，故A错误；
B．第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能被制造出来，故B错误；
C．把装有不同压强、不同温度的气体的两容器连通，只要时间足够长，温度高的气体会向温度低的一方传递热量，压强大的气体会向压强小的一方流动，只要时间足够长，系统内各部分的状态参量均能达到稳定，故C正确；
D．即使改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，根据热力学第二定律，内燃机也不可能实现内能完全转化为机械能，故D错误。
故选C。
7．D
【详解】
由热力学第二定律知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，除非施加外部的影响和帮助；电冰箱把热量从低温的内部传到高温外部，需要压缩机的帮助并消耗电能，而在这一过程中，是消耗了电能，而使压缩机做功，故不违背了热力学第一定律，也不违背了热力学第二定律，故A、B、C错误，D正确；
故选D。
8．C
【详解】
A．铜分子的摩尔体积
单个铜分子的体积
单个铜分子体积可解，根据
可求得铜分子的直径，故A错误；
B．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，如果有外界做功，热量可以从低温物体传到高温物体，故B错误；
C．一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，根据盖-吕萨克定律
可知理想气体气体体积增大，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律
体积膨胀，气体对外界做功，一定吸热，故C正确；
D．晶体与非晶体在一定的条件下可以相互转化，故D错误。
故选C。
9．C
【详解】
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。
10．C
【详解】
A．布朗运动不是液体分子的运动，是固体小颗粒的运动，所以A错误；
B．单晶体具有各向异性的物理性质，多晶体具有各向同性的物理性质，所以B错误；
C．清晨草叶上的露珠有呈球形的趋势，是水的表面张力作用的结果，所以C正确；
D．第二类永动机不能制成是因为违背了热力学第二定律，所以D错误；
故选C。
11．A
【详解】
试题分析：液化石油气，平均月消耗量，液化石油气约30kg，四种燃料中是最少的，
A、由得，，Q相同，m越小，q越大．符合题意．
B、煤气，需要60kg，由得，，Q相同，m越小，q越大．不合题意．
C、烟煤，需要烟煤约80kg，由得，，Q相同，m越小，q越大，不合题意．
D、木柴，需要约200kg，不是最少，不符合题意．
故选A
12．B
【详解】
A．机械能可以完全转化为内能，反之则不能，A错误；
B．由热力学第二定律知不可能从单一热源吸收热量全部变成功而不产生其它影响，B正确；
C．第二类永动机不可能制成，是因为违反了热力学第二定律，C错误；
D．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发从低温物体传到高温物体，D错误；
故故选：B；
13．A
【详解】
A、根据热力学第二定律知：热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物，即涉及热现象的宏观过程都具有方向性，A正确．B、分子处于永不停息的无规则运动之中，物体的温度为0℃时，其分子平均动能不为零；B错误．C、根据热力学第一定律公式△U=W+Q知，W=+4.5×105J，△U=+3.5×105J，解得Q=-1.0×105J，即空气向外界放出热量1.0×105J，C错误．D、第一类永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律， D错误．故选A．
14．ADE
【详解】
试题分析：液体表面具有张力是因为液体表面层的分子间隙较大，分子间表现为引力，故A正确；气体分子的平均动能越大，则温度越高，但是因为不知体积的变化，则其压强的变化无法确定，选项B错误；第二类永动机是不可以制成的，因为它虽然不违背能的转化和守恒定律，但是违背热力学第二定律，选项C错误；空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿，选项D正确；根据热力学第一定律△E=W+Q可知，给物体传递热量，物体的内能不一定增加，还要看物体对外或外界对物体做功情况，选项E正确；故选ADE.
15．ABE
【详解】
A．布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，在较暗的房间里可以观察到射入屋内的阳光中有悬浮在空气里的小颗粒在飞舞，是由于气体的流动，这不是布朗运动，故A正确；
B．麦克斯韦提出了气体分子速率分布的规律，即“中间多，两头少，故B正确；
C．分子力的变化比较特殊，随着分子间距离的增大，分子间作用力不一定减小，当分子表现为引力时，分子做负功，分子势能增大，故C错误；
D．一定量理想气体发生绝热膨胀时，不吸收热量，同时对外做功，其内能减小，故D错误；
E．根据热力学第二定律可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故E正确。
故选ABE．
16．BCD
【详解】
A．不同温度下，饱和汽压不同，空气的绝对湿度不同，则相对湿度不一定相同，故A错误；
B． 饱和汽压与温度有关，控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则饱和汽压增大，达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，故B正确；
C．分子间距离小于r0时，在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力减小，分子间距离大于r0时，在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力先增大后减小，故C正确；
D．根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故D正确；
E．气体的温度升高时，虽然分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，但如果体积增大，单位时间内撞击的个数减小，气体的压强不一定增大，故E错误.
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．ACE
【详解】
雨水没有透过布雨伞是因为液体分子表面张力的原因，选项A正确；当分子力表现为引力时，即r>r0时，分子间的距离r增大，分子间的作用力一定做负功，分子势能增大，选项B错误；根据热力学第二定律可知，自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，选项C正确；悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间液体分子撞击它的效果越不明显，布朗运动越不明显，选项D错误；熵是物体内分子运动无序程度的量度，选项E正确；故选ACE．
19．ABD
【详解】
试题分析：热量可以在外界做功的情况下从低温物体向高温物体传递，但不能自发进行，A正确；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，B正确；不可能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其它变化，故C错误；根据热力学第二定律，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，即第二类永动机不可能制成，故D正确；对能源的过度消耗将形成能源危机，但自然界的总能量守恒，故E错误
考点：考查了热力学定律的应用
20．ACE
【详解】
A、根据理想气体状态方程，一定量的某种理想气体在压强不变的情况下，体积变大，则温度一定升高，内能一定增加，故A正确；
B、两个铁块挤压时，分子之间的距离超过了分子力作用的范围，所以不能说明分子斥力的存在，故B错误；
C、热传送具有方向性，能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，故C正确；
D、液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D错误；
E、一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，是由于水表面存在表面张力的缘故， E正确；
故选ACE．
21．能流图见解析；；。
【解析】
能流图，如图
这台蒸汽机输出的机械能是
热机的效率是
22．建风能发电站比较合理
【详解】
该城市经常受到大风的侵扰．说明此地具有丰富的风力资源，由于没有说明是否具有丰富的太阳能，所以适合建风力发电站．
23．见解析
【解析】
如下图所示；
实质：一切与热现象有关的宏观过程在自发进行时都具有方向性；
或：一切与热现象有关的宏观自然过程在进行时都具有方向性；
答案第1页，共2页