3.3热力学第二定律综合训练（word版含答案）

3.3热力学第二定律
一、选择题（共15题）
1．下列关于生活中的物理现象，说法正确的是（　　）
A．手机之间的通信是通过声波来实现的
B．空调既能制冷又能制热，说明热传递不存在方向性
C．没有三孔插座时，将三脚插头的一脚折弯后，插入两孔插座中使用更安全
D．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，可以避免产生电火花引起爆炸
2．热学是研究物质处于热状态时的有关性质和规律的物理学分支，它起源于人类对冷热现象的探索。下列关于热现象的说法中正确的是（　　）
A．温度越高的物体，其内能越大
B．温度越低的物体，其每个分子的运动速率越小
C．处于热平衡状态的物体，无论是否接触，其冷热程度一定相同
D．随着冷冻技术的不断进步，可以实现将物体的温度降低到
3．下面关于熵的说法错误的是（　　）
A．熵是物体内分子运动无序程度的量度
B．在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向减少的方向进行
C．热力学第二定律的微观实质是熵是增加的
D．熵值越大，代表系统分子运动越无序
4．下列说法中正确的是（ ）
A．第二类永动机是不可能制成的，因为它违反了能量守恒定律
B．热量不可能由低温物体传给高温物体
C．气体的自发扩散过程具有方向性
D．实际的宏观过程都会自发地往熵逐渐减少的方向进行
5．以下说法中正确的是
A．分子力做正功，分子势能一定增大
B．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的
C．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小
D．绝对零度就是当一定质量的气体体积为零时，用实验方法测出的温度
6．热力学第二定律常见的表述方式有两种，其一是：不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其它变化；其二是：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化．第一种表述方式可以用如图的示意图来表示，根据你对第二种表述的理解，如果也用类似的示意图来表示，你认为下列示意图中正确的是
A． B．
C． D．
7．根据热力学定律和分子动理论可知，下列说法中正确的是（　　）
A．布朗运动是分子无规则运动
B．第二类永动机是可以制成的
C．扩散现象说明分子在运动
D．物体吸收热量，其内能一定变大
8．关于热现象，下列说法正确的是（　　）
A．两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小
B．液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性
C．热量可以自发地从低温物体向高温物体传递
D．液面上部的蒸汽达到饱和时，就没有液体分子从液面飞出，所以从宏观上看液体不再蒸发
9．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态、和后再回到状态A。其中，和为等温过程，和为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”。在该循环过程中，下列说法正确的是（　　）
A．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．过程中，气体分子的平均动能增大
C．过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
10．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
11．关于热现象，下列叙述正确的是（ ）
A．温度降低，物体内所有分子运动的速度一定都变小
B．分子力随分子间距离的增大而减小
C．凡是不违背能量守恒定律的实验构想，都是能够实现的
D．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化成机械能
12．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（　　）
A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度
B．气体被压缩时，内能可能不变
C．第二类永动机违背了能量守恒定律，故不能制成
D．活塞对气缸里的空气做功-2.0×105 J，同时空气向外界放出热量1.5×105 J，则空气的内能减少了0.5×105 J
13．下列说法正确的是 。
A．热量可以从低温物体传到高温物体
B．叶面上的露珠总是球形的是因为液体的表面张力
C．随着技术的进步，能量可以凭空产生
D．1g水中所含的水分子数目略少于地球的总人口数（约70亿）
E．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
14．关于气体的内能和热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．对气体做功可以改变其内能
B．质量和温度都相同的气体，内能一定相同
C．热量不可能从低温物体传到高温物体
D．一定量的理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加
E．一定量的理想气体温度越高，气体分子运动越剧烈，气体内能越大
15．下列说法中正确的是：
A．布朗运动就是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
B．质量一定的理想气体，体积不变时，温度越高，压强越大
C．一定质量的理想气体对外做功500J，同时吸收200J热量，则这气体温度降低、内能减少300J
D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
二、综合题
16．热力学第一定律确立了能量转化过程中能量是守恒的。当我们使用煤、石油、天然气的时候，能量的总量并没有变化。所以，从能量守恒定律的角度来看，能源危机是不可能发生的。可为什么我们还经常说要节约能源呢？
17．通过网络、图书馆等途径，查阅第一类永动机、第二类永动机的概念、类型，以及他们的研究历史，比较两类永动机的不同，分析两类永动机不可能被制的原因。
18．试根据热力学第二定律分析下列两种说法是否正确，并说明理由。
（1）机械能可以全部转化为内能，但内能不能全部转化为机械能。
（2）热量能够从高温物体传递到低温物体，但不能从低温物体传递到高温物体。
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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
A．手机之间的通信是通过电磁波来实现的，故A错误；
B．在自发状态下，热传递具备方向性，即热量不能自发地从低温物体传到高温物体，空调既能制冷又能制热，并不是在自发状态下，而是在通过压缩机做功的情况下，所以空调既能制冷又能制热，不能说明热传递不存在方向性，故B错误；
C．没有三孔插座时，将三脚插头的一脚折弯后插入两孔插座中，此时电器金属外壳无法接地，当外壳与内部电路不慎接触后，人触摸外壳会发生触电危险，故C错误；
D．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，可以避免产生电火花引起爆炸，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】
A．物体的内能是物体内所有分子动能和势能的总和，由物体的物质的量、温度和体积共同决定，故A错误；
B．温度越低的物体，其所有分子的平均动能越小即平均速率越小，但不一定每个分子的平均速率越小，故B错误；
C．处于热平衡状态的物体，其温度不变，即冷热程度相同，故C正确；
D．根据热力学第三定律可知，温度不可能达到-273.15°，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】
AD．熵是分子运动无序程度的量度，熵越大，分子运动无序程度越大，故AD正确；
BC．孤立系统中发生的任何实际过程，其能量的总值保持不变，而其熵值恒增，故B错误，C正确。
本题选错误的，故选B。
4．C
【详解】
第一类永动机违背力能量守恒定律，第二类永动机违背热力学第二定律，故A错误；在外界做功的情况下热量可以从低温物体传给高温物体，如电冰箱，B错误；气体的自发扩散过程具有方向性，故C正确；实际的宏观过程都会自发地往熵逐渐增大的方向进行，故D错误．
5．C
【详解】
A、分子力做正功，分子势能减小，A错误
B、气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的，B错误
C、分子间引力和斥力随分子间的距离的增大而减小，随分子间的距离的减小而增大，C正确
D、绝对零度是不可能达到的最低温度，自然界的温度只能无限逼近．D错误
6．B
【详解】
热量的传递具有单向性，而且吸收的热量不可能全部用来做功，故选项B正确，ACD错误；
故选B。
7．C
【详解】
A．布朗运动是悬浮液体中固体颗粒的无规则运动，布朗运动形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，所以布朗运动是周围液体分子无规则运动的反映，但不是液体分子的运动，故A错误；
B．因为第二类永动机违背了热力学第二定律，所以是不可能制成的，故B错误；
C．扩散现象是分子的无规则热运动造成的，温度越高，分子热运动越剧烈，扩散得越快，故C正确；
D．物体从外界吸收热量，同时物体对外做功，根据热力学第一定律可知，其内能不一定增加，故D错误。
故选C。
8．A
【详解】
A．两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小，故A正确；
B．液晶是一类特殊的物质形态，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，故B错误；
C．根据热力学第二定律知：热量可以自发的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，一定会引起其他变化，故C错误；
D．液面上部的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时有蒸汽分子进入液体中，从宏观上看，液体不再蒸发，故D错误。
故选A。
9．C
【详解】
A．过程中，体积增大，从外界吸收的热全部用来对外做功，没有违反热力学第二定律，因为引起了其他的变化，故A错误；
B．过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B错误；
C．过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C正确；
D．过程中，绝热压缩，外界对气体做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增大，气体分子的速率分布曲线发生变化，故D错误。
故选C。
10．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。
11．D
【详解】
A．温度降低，物体内分子运动的平均速度下降，不是所有分子运动的速度都变小，故A错误；
B．从平衡位置增大分子间距，分子力先增大后减小，故B错误；
C．同时还需要符合热力学第二定律才可能实现，故C错误；
D．根据热力学第二定律，第二类永动机不可能实现，故D选项正确。
故选D。
12．B
【详解】
A、根据热力学第三定律可知，绝对零度不可达到；故A错误.
B、做功与热传递都可以改变物体的内能，可知气体被压缩时，内能可能不变；故B正确.
C、第二类永动机不可能制成是因为它违背了热力学第二定律；即不可能从单一热源吸收热量，而源源不断的对外做功；故C错误.
D、根据热力学第一定律，对空气做功2.0×105J，同时空气向外界放出热量1.5×105J，则空气的内能增加了:△E=W+Q=-2.0×105J+(-1.5×105J)=-3.5×105J;故D错误.
故选B.
13．ABE
【详解】
A．热量可以从低温物体传到高温物体，但热量不会自发的由低温物体传递到高温物体。故A正确；
B．叶面上的露珠总是球形的是因为液体的表面张力。故B正确；
C．能量不能凭空产生，凭空消失。只会从一个物体转移到另一个物体，或者从一种形式转化为另一种形式。故C错误；
D．水的摩尔质量是18g，1g水中含有的分子数为
而地球的总人口数约70亿。故D错误；
E．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点。故E正确。
故选ABE。
14．ADE
【详解】
A.做功和热传递都能改变物体的内能，所以对气体做功可以改变其内能，故A正确；
B.质量和温度都相同的气体，气体的种类不一定相同，所含的分子数不一定相同，内能不一定相同，故B错误；
C.根据热力学第二定律可知，不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他的变化，但通过外力做功是可以把热量从低温物体传到高温物体的，故C错误；
D.由盖吕萨克定律可知，理想气体在等压膨胀过程中气体温度升高，气体内能增加，故D正确；
E.一定量的理想气体温度越高，气体分子运动越剧烈，而气体内能只与温度有关，故温度越高，其内能越大，故E正确。
故选ADE.
15．BC
【详解】
试题分析：布朗运动是悬浮颗粒的运动，是由于液体分子的无规则撞击导致的，A选项错误；据理想气体状态方程K=PV/T，B选项正确；据热力学第一定律ΔE=ΔU+ΔQ，C选项正确；第二类永动机违反了热力学第二定律，D选项错误．
16．见解析
【详解】
虽然热力学第一定律确立了能量转化过程中能量是守恒的，但热力学第二定律又确立了自然界中一切与温度有关的物理过程都具有方向性，能量的转化也是有方向性的，能量转化过程中只能自发的从高品质的能量转化为低品质的能量，从可被利用的能量转化为不可被利用的能量，这个过程是不可逆的，这就是能量的耗散过程，正因为能量的耗散，能源危机是存在的，所以我们要节约能源。
17．见解析
【详解】
第一类永动机：不消耗任何能量但可以不断输出动力的发动机，例如通过燃烧氢气发电，再用部分电产生氢气，剩余部分输出。
第二类永动机：不消耗任何能量，吸收周围的能量并输出使用，例如，通过吸收空气中热量来发电；
第一类永动机违反了能量守恒定律，而第二类永动机不违反能量守恒定律，但第二类永动机不可能制成是因为它违背了热力学第二定律，即不可能从单一热源吸收热量，而源源不断的对外做功。
18．见解析
【详解】
(1)热力学第二定律的一种表述为：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。热力学第二定律表明，机械能可以自发的全部转化为内能，而内能全部转化为机械能必须受外界影响或引起外界变化，因此，“内能不能全部转化为机械能”这部分不正确。
(2)据热力学第二定律对热传递的方向性描述可知，热量可以自发的从高温物体传给低温物体，热量也可以从低温物体传给高温物体，但必须借助外界的帮助，因此，“热量不能从低温物体传递到高温物体”这部分不正确。
19．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。
答案第1页，共2页