3.3热力学第二定律 专项测试（Word版含答案）

3.3、热力学第二定律
一、选择题（共15题）
1．关于热力学温标与摄氏温标的下列说法不正确的是
A．热力学温标与摄氏标的每一分度的大小是相同的
B．热力学温标的0度值对应于－273.15℃
C．热力学温标的0度是不可能达到的
D．气体温度趋近于绝对零度时,其体积趋近于零
2．关于热力学定律，下列说法正确的是（　　）
A．随着高科技的不断发展，绝对零度是可以达到的
B．热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成
C．因为第二类永动机不违背能量守恒定律，所以它将会被制造出来
D．热量能够白发地从高温物体传递到低温物体，不能从低温物体传递到高温物体
3．如图所示，两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中接触点2插在冷水中，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象。关于一现象，下列说法中正确的是（　　）
A．这一实验过程违反了热力学第二定律
B．在实验过程中，热水和冷水的温差可以保持不变
C．在实验过程中，热水减少的内能等于冷水增加的内能
D．在实验过程中，热水减少的内能部分转化为电能，电能部分转化为冷水的内能
4．下列说法中正确的是（　　）
A．一定质量的物体的内能随着温度升高一定增大
B．第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律
C．在南方的梅雨季节，湿衣服较不容易晾干，这是相对湿度较大的缘故
D．液体的饱和汽压随温度的升高而减小
5．下列说法中正确的是（　　）
A．热量不可能从低温物体传到高温物体 B．无机械能的物体必无内能
C．气体的扩散过程具有方向性 D．机械能和内能可以相互自发转化
6．以下说法正确的是（ ）
A．热量只能由高温物体传递给低温物体
B．物体温度不变，其内能一定不变
C．对大量事实的分析表明：热力学零度不可能达到
D．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做内能
7．关于热现象，下列说法正确的是（　　）
A．多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
8．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
9．热传导的规律为（　　）
A．热量总是从热量较多的物体传递给热量较少的物体
B．热量总是从温度较高的物体传递给温度较低的物体
C．热量总是从内能较多的物体传递给内能较少的物体
D．热量总是从比热容较大的物体传递给比热容较小的物体
10．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”、下列说法正确的是（　　）
A．A→B过程中，气体从外界吸热并全部用来对外做功，所以违反了热力学第二定律
B．B→C过程中，气体分子的平均动能减小
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
11．下列说法正确的是（　　）
A．第二类永动机不可能制成功的原因是违背能量守恒定律
B．热力学第二定律可表述为所有自发的热现象的宏观过程都具有方向性
C．因为能量守恒，所以能源危机是不可能的
D．摩擦力做功的过程，必定有机械能转化为内能
12．下列说法中正确的是（ ）
A．具有各向同性的一定是非晶体
B．布朗运动是使用光学显微镜观察到的分子运动
C．制冷系统能将冰箱内的热量传到外界较高温度的空气中，同时引起其他变化
D．甲分子固定，乙分子从距离甲大于r0（10﹣10m）的位置开始以速度v向甲运动，在不断接近甲的过程中一直做加速运动
13．下列说法中正确的是________________．
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．气体压强的大小跟气体分子的平均动能有关，与分子的密集程度无关
C．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小
D．导热性能各向同性的固体，可能是单晶体
E．只要对热机不断改进，就可以把热机得到的全部内能转化为机械能
14．下列有关热学的说法中正确的是（　　）
A．气体温度升高，分子的平均动能一定增大
B．随着科技的进步，物体的温度可以降低到℃
C．热量可以从低温物体传递到高温物体
D．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机不可能制成
15．下列说法正确的是（　　）
A．一定质量的某种理想气体，当温度降低时，其内能减小
B．晶体熔化时吸收热量，温度不变，内能不变
C．气体温度趋近于绝对零度时，其体积趋近于零
D．不可能制造出效率是100%的热机
E．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性
二、填空题
16．空调制冷工作过程（热量从室内温度较低的空气中传递到室外温度较高的空气中）是否违反热传递过程的单向性，请说明理由__________；若在与外界无热传递的封闭房间里。打开冰箱门，让冰箱内的冷气不断流出，经过一段时间后能否起到和空调一样让室内降温的效果，请说明理由_________。
17．下列说法中正确的有( )
A．已知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．布朗运动说明分子在永不停息地做无规则运动
C．两个分子间由很远(r＞10－9m)距离减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大
D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
E、熵可以减小
三、综合题
18．如图（a）所示是根据热力学第二定律的克劳修斯表述画出的示意图：外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体。请你根据热力学第二定律的开尔文表述完成示意图（b）。
19．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。
20．如图所示，竖直放置的圆柱形气缸由上下两部分组成，上面部分横截面为4S，下面部分横截面为S，两部分高度均为H，气缸顶部导热良好，其余部分绝热。气缸内有一质量为的绝热活塞，将气缸内的理想气体分成上下两部分，初始时两部分气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝对下面部分气体缓慢加热，并保证上面部分气体温度保持T0不变，不计活塞与气缸之间的摩擦，重力加速度为g。求：
（1）活塞刚离开MN、PQ时下面部分气体的温度T1；
（2）当活塞升高时下面部分气体的温度T2。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
试题分析：AB、热力学温标的0度值对应于－273.15℃，但它们的温差是相等的，即热力学温标与摄氏标的每一分度的大小是相同的；正确不选
C、由热力学第三定律知热力学温标的0度是不可能达到的；正确不选
D、公式适用于理想气体，对实际气体不适用；错误应选
故选D
2．B
【详解】
A．热力学第三定律告诉我们绝对零度不可达到。故A错误；
B．热力学第一定律的第二种表述为第一类永动机不可能制成。故B正确；
C．因为第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律，所以它不会被制造出来。故C错误；
D．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错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．热力学第二定律由实际热现象总结而来，故任何宏观的实际热现象都符合热力学第二定律，故A错误；
BCD．在实验过程中，热水内能减少，一部分转移到低温物体，一部分转化为电能，故热水一定会降温，冷水一定会升温，热水减少的内能部分转化为电能，电能部分转化为冷水的内能,由于有电能产生，则热水减少的内能大于冷水增加的内能，故BC错误，D正确；
故选D。
4．C
【详解】
A．内能是组成物体所有分子动能和势能的总和，如果内能的增加是由于分子势能的增加导致的，那么物体的温度是不变的，比如零度的冰变成零度的水，故A错误；
B．第一类水动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律，而第二类永动机研制失败的原因并不是违背了能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，故B错误；
C．在南方的梅雨季节，空气中的相对湿度较大，蒸发变慢，湿衣服不容易晾干，故C正确；
D．液体的饱和汽压随温度的升高而增大，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．热量可能从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化，A错误；
B．任何物体都具有内能，无机械能的物体也有内能，B错误；
C．根据热力学第二定律可知，气体的扩散过程具有方向性，C正确；
D．机械能和内能不可以相互自发转化，具有不可逆性，D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A、热量只能自发地由高温物体传递给低温物体，但在有其他因素的影响下，也可以由低温物体传递到高温物体，如冰箱制冷，故A错误．
B、物体的内能与物体的体积、体积和物质的量有关，则物体温度不变时，其内能也可能变化．故B错误．
C、根据热力学第三定律知，热力学零度不可能达到，故C正确．
D、如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度，不是内能，故D错误．
故选C
7．D
【详解】
A．多晶体是多个单晶体的结合体，在热传导中不具有各向异性，而是表现为各向同性，故A错误；
B．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，没有违反能量守恒定律，故B错误；
C．空气的相对湿度定义为相同温度时空气中所含水蒸气的压强与水的饱和蒸汽压之比，故C错误；
D．分子间有间隙，存在着相互作用的引力和斥力，当分子间距离比较大时，表现为引力，当分子间距离减小时，分子引力先增大后减小；当表现为斥力时，分子间距离变小时分子力增大，故D正确。
故选D。
8．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.
9．B
【详解】
AB．热量总是自发的从温度高的物体传递给温度低的物体；也可以从温度低的物体传递到温度高度的物体，但引起其它的变化；不能说热量总是从热量较多的物体传递给热量较少的物体，故A错误，B正确；
C．热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，与内能多少没有关系，故C错误；
D．热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，和物体的比热容没有关系，故D错误。
故选B。
10．B
【详解】
A．A→B过程中，温度不变内能不变，故气体从外界吸热并全部用来对外做功，该过程必然有外界的作用，因此产生了其他影响，不违背热力学第二定律，A错误；
B．B→C为绝热过程，体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，内能减小温度降低，故气体分子的平均动能减小，B正确；
C．C→D过程，温度不变，体积减小压强增大，从微观上来看，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C错误；
D．D→A为绝热过程，体积减小，外界对气体做功，故内能增大，温度升高，分子平均动能增大，气体分子的速率分布曲线会发生变化，D错误。
故选B。
11．B
【详解】
A．第二类永动机不可能制造成功的原因是违背热力学第二定律，但不违背能量守恒定律，选项A错误；
B．热力学第二定律可表述为所有自发的热现象的宏观过程都具有方向性，选项B正确；
C．能量虽然守恒，但有些能量耗散以后就将不能再利用，故要节约能源，选项C错误；
D．静摩擦力做功，没有机械能转化为内能，选项D错误。
故选B。
12．C
【详解】
多晶体的物理性质是各向同性的，所以具有各向同性的不一定是非晶体．故A错误；布朗运动是指悬浮在液体中的小颗粒的运动，是液体分子的无规则运动的反映，不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动．故B错误；根据热力学第二定律可知，将能量从低温传递到高温而不引起其它变化是不可能的，故C正确；甲分子固定，乙分子从距离甲大于r0（10-10m）的位置开始向甲运动，在分子间距离大于r0的过程中，分子力是引力，分子做加速度运动，在分子间距离小于r0的过程中，分子力是斥力，分子做减速运动，故D错误．故选C．
13．CD
【详解】
试题分析：当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，所以A项错误；气体压强的大小微观上跟气体分子的平均动能有关，与分子的密集程度有关，所以B项错误；随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小，要看分子间距是否衡距离，所以C项正确；导热性能各向同性的固体，可能是单晶体，符合单晶体特性，所以D项正确；只要对热机不断改进，就可以把热机得到的全部内能转化为机械能，违反热力学第二定律，所以E项错误；
14．ACD
【详解】
A．温度是分子的平均动能的标志，物体温度升高，分子的平均动能一定增大，故A正确；
B．是一切低温的极限，故B错误；
C．热量可以从低温物体传递到高温物体，如电冰箱可以将热量从低温的内部传递到高温的外部，故C正确；
D．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机，违反了能量的转化和守恒定律，不可能制成，故D正确。
故选ACD。
15．ADE
【详解】
A．一定质量的某种理想气体，分子势能为零，当温度降低时，分子平均动能减小，其内能减小，故A正确；
B．晶体熔化时吸收热量，温度不变，内能增大，故B错误；
C．对于理想气体，温度趋近绝对零度，体积趋近零，但是对于实际气体，温度过低，气体已经液化或凝固，故C错误；
D．不可能违背热力学第二定律，故无法制造出效率是100%的热机，故D正确；
E．由热力学第二定律可知自然界的宏观过程具有方向性，能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，故E正确。
故选ADE。
16． 见解析 见解析
【解析】
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，并不是自发进行的，而是通过压缩做功来实现的，制冷机的工作违反热传递过程的单向性
若将一台正在工作的电冰箱的门打开，尽管它可以不断地向室内释放冷气，但同时冰箱的箱体向室内散热，就整个房间来说，由于外界通过电流不断有能量输入，室内的温度会不断升高
17．ABD
【详解】
A、已知水的摩尔质量和水分子的质量，根据摩尔质量除以水分子的质量得到阿伏加德罗常数，故A正确；
B、布朗运动现象是悬浮微粒的无规则运动，实质说明分子在永不停息地做无规则运动，故B正确．
C、两个分子间由很远（r＞10﹣9m）距离减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大再减小，到达平衡距离为零，此后再增大；分子势能先减小后增大；故C错误；
D、液体表面存在张力，露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，故D正确；
E、根据熵增加原理可知熵不可以减小．故E错误．
故选ABD．
18．
【详解】
热力学第二定律的开尔文表述为：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。热机从高温物体吸收热量用来对外做功，并向低温物体放出热量，如图所示
19．不会，理由见解析
【解析】
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。
20．（1）；（2）
【详解】
（1）活塞对MN、PQ压力为零时下部分气体的压强p满足
由查理定律可得
上两式联立解得
（2）当活塞升高时，对上面部分气体
对活塞，由平衡条件
对下面部分气体
解得
答案第1页，共2页