3.3热力学第二定律 同步练习（Word版含解析）

粤教版（2019）选择性必修三 3.3 热力学第二定律
一、单选题
1．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
2．以下说法正确的是（　　）
A．气体放出热量，其分子的平均动能一定增大
B．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功而转化成机械能
C．气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关
D．蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非晶体
3．下列说法正确的是（　　）
A．随着科技的发展，永动机是可以制成的
B．太阳照射到地球上的光能转化成其他能量，但照到宇宙空间的能量都消失了
C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的
D．有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生
4．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
5．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．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小
C．“第二类永动机”不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律
D．一定量理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变
6．下列说法正确的是（　　）
A．空调可以把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外而不引起其他变化
B．一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的
C．清晨时阳光透过窗户射入房间，观察到空中飞舞的粉尘在做布朗运动
D．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是油脂使水的表面张力增大的缘故
7．以下说法正确的是（　　）
A．有些晶体是各向同性的
B．布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫分子热运动
C．内能相等的两个物体相互接触，不可能发生热传递
D．随着科技的进步，人类一定能制造出从单一热源吸收热量使之完全转化为功而不产生其他影响的热机
8．下列说法中正确的是（　　）
A．悬浮在水中花粉颗粒的布朗运动反映了花粉中分子做无规则的热运动
B．一切晶体的所有物理性质都具有各向异性
C．热量不能从低温物体传到高温物体
D．浸润液体和不浸润液体都有可能发生毛细现象，浸润液体在细管内上升，不浸润液体在细管内下降
9．下列现象可以用热力学第一定律解释的是（　　）
A．两物体接触后，热量自发地从高温物体传递到低温物体
B．蒸汽机不能把蒸汽的内能全部转化为机械能
C．叶片搅拌绝热容器中的水，引起水温升高
D．利用能源的过程中会发生“能量耗散”现象
10．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-273℃
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．热力学第二定律的微观实质是熵是增加的
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
11．关于能量和能源，下列说法正确的是（　　）
A．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
B．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源
C．自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性
D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质提升了
12．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
13．下列唯一正确的说法是（　　）
A．一定量的理想气体在等压膨胀过程中，内能不一定增加
B．热量能够自发地从低温物传给高温物
C．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能
D．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
14．列叙述中正确的是（　　）
A．晶体均具有规则的几何形状，但不一定具有各向异性的特征，用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
B．若分子势能随着分子距离增大而增大，则分子间作用力的合力表现为引力
C．自然发生的热传递过程是沿着分子热运动有序性增大的方向进行的
D．不可能从单一热源吸收热量，并全部用来对外做功
15．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．物体吸收热量，其内能一定变大 D．外界对气体做功，气体的内能可能不变
二、填空题
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．下列说法正确的是_________
A．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
B．雨水没有透过伞布是因为液体存在表面张力
C．破镜不能重圆，是因为分子间没有引力
D．一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子势能一定增加
E．从单一热源吸收热量使之全部变成机械功是可能的
18．（1）下列说法正确的是______________
A．液体被压缩时分子间的作用力表现为斥力
B．布朗运动就是液体分子的无规则热运动
C．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态存在
D．物体的温度升高，分子的平均动能不一定增大
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
三、解答题
19．一辆汽车的发动机输出功率为66.15kW，每小时耗(柴)油14kg，请计算发动机的效率。(柴油的燃烧值为4.3×107J/kg)
20．热力学第二定律常见的表述方式有两种，其一：不可能使热量由低温物体传到高温物体而不引起其他变化；其二：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。第一种表述方式可以用图甲来表示，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，请你根据第二种表述完成示意图乙。
21．试想，如果分子的运动可自发地从无序变为有序，会有什么现象发生？这些现象会自然发生吗？为什么？请与同学讨论交流。
22．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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
【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。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．气体放出热量，若外界对气体做功小于放热，则气体的内能减小温度降低，分子的平均动能减小，选项A错误；
B．机械能可能全部转化为内能，内能也能全部用来做功而转化成机械能，但要引起其他的变化，选项B错误；
C．气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关，选项C正确；
D．蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是多晶体，选项D错误。
故选C。
3．C
【解析】
【分析】
【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，均无法制成，A错误；
B．任何能量转移或转化的过程均满足能量守恒，不会凭空消失，B错误；
C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的，C正确；
D．“全自动”手表，靠手部的抖动上发条，机械能转化为电能，D错误。
故选C。
4．C
【解析】
【分析】
【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。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是由于空气的流动引起的，不是布朗运动，A正确；
B．随着分子间距离增大，分子间斥力、引力均减小，分子力、分子势能随距离的变化如图所示，B错误；
C．“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，C错误；
D．一定量理想气体发生绝热膨胀时，由于气体对外做功，由热力学第一定律可知，其内能减小，D错误。
故选A。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．空调可以把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外，但是要消耗电能，即能够引起其他变化，选项A错误；
B．一定质量的单晶体在熔化过程中，吸收热量，温度不变，即分子平均动能不变，则分子势能一定是增大的，选项B正确；
C．布朗运动用肉眼是观察不到的，即清晨时阳光透过窗户射入房间，观察到空中飞舞的粉尘不是布朗运动，选项C错误；
D．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是水对油脂是不浸润的，而水相对于玻璃是浸润的，故D错误。
故选B。
7．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，故A正确；
B．热运动是分子无规则的运动，而布朗运动并不是分子运动，所以尽管布朗运动的激烈程度跟温度有关，但不能把布朗运动叫做热运动，故B错误；
C．内能相等的两个物体，温度不一定相等，当温度不相等时，会发生热传递，故C错误；
D．由热力学第二定律可知随着科技的进步，人类不可能制造出从单一热源吸收热量使之完全转化为功而不产生其他影响的热机，故D错误。
故选A。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．悬浮在水中花粉颗粒的布朗运动反映了水分子做无规则的热运动，选项A错误；
B．多晶体表现为各向同性，单晶体的物理性质表现为各向异性，单不是说单晶体的所有物理性质都具有各向异性，选项B错误；
C．根据热力学第二定律可知，热量能从低温物体传到高温物体，但是要引起其他的变化，选项C错误；
D．浸润液体和不浸润液体都有可能发生毛细现象，浸润液体在细管内上升，不浸润液体在细管内下降，选项D正确。
故选D。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据热力学第二定律，两物体接触后，热量自发地从高温物体传递到低温物体，A错误；
B．根据热力学第二定律，蒸汽机不能把蒸汽的内能全部转化为机械能而不引起其它变化，B错误；
C．根据热力学第一定律，叶片搅拌绝热容器中的水，引起水温升高，C正确；
D．根据热力学第二定律，利用能源的过程中会发生“能量耗散”现象，D错误。
故选C。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机也无法使温度降到绝对零度（-273℃）及以下，A错误；
B．第二类永动机虽不违背能量守恒定律，但违反热力学第二定律，故永不可能制成，B错误；
C．热力学第二定律的微观实质是熵是增加的，C正确；
D．不管如何改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，也不可能实现内能完全转化为机械能，D错误。
故选C。
11．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．化石能源不是清洁能源；水能是可再生能源，选项A错误；
B．在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但是能源的品质再降低，所以还需要节约能源，选项B错误；
C．根据热力学第二定律可知，自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性，选项C正确；
D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了，选项D错误；
故选C。
12．D
【解析】
【分析】
【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。
13．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．一定量的理想气体在等压膨胀过程中，温度一定升高，则内能一定增加，A错误；
B．热量能够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，B错误；
C．根据热力学第二定律，机械能能全部转化为内能，但是内能无法全部用来做功以转化成机械能而不引起其他的变化，C错误；
D．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，D正确。
故选D。
14．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．单晶体均具有规则的几何形状，具有各向异性的特征，用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母具有各向异性的特点，云母是晶体，A错误；
B．若分子势能随着分子距离增大而增大，说明分子力做负功，则分子间作用力的合力表现为引力，B正确；
C．自然发生的热传递过程是沿着分子热运动无序性增大的方向进行的，C错误；
D．不可能从单一热源吸收热量，并全部用来对外做功而不引起外界变化，D错误。
故选B。
15．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，A错误
B．第二类永动机不违背热力学第一定律，但是违反了热力学第二定律，即违反了一切涉及热现象的宏观过程具有方向性，不能制成，B错误
C．根据热力学第一定律
物体吸收热量的同时可以向外做功，内能不一定增大，C错误
D．由C可知，外界对气体做功，物体释放热量，内能可能不变，D正确
故选D。
16．ABD
【解析】
【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
17．BD
【解析】
【详解】
液体中的扩散现象是由于分子的无规则运动，故A错误；雨水没有透过伞布是因为液体存在表面张力，故B正确；分子间同时存在斥力和引力，破镜不能重圆，是因为分子间间隙大于一定值时，分子间的相互作用力可以忽略，故C错误；一定质量1000C的水变成l000C的水蒸气，一定吸收热量，分子动能不变分子势能一定增加，故D正确；由热力学第二定律可知，从单一热源吸取热量，使之全部变成机械功是可能的，故E正确．所以BDE正确，AC错误．
18．ACE
【解析】
【详解】
液体被压缩时，之所以难于被压缩，都是因为压缩到一定距离时分子间合力表现为斥力，则A正确；布朗运动是固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则热运动的表现，选项B错误；同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，比如：金刚石与石墨，故C正确；物体的温度升高，分子的平均动能一定增大，选项D错误；根据熵原理，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，选项E正确；故选ACE.
19．39.6%
【解析】
【详解】
发动机每小时做的功
完全燃烧14kg柴油放出的能量
有用功的能量
所以
发动机的效率是39.6%。
20．见解析
【解析】
【详解】
由图甲可知，使热量由低温物体传到高温物体必伴随着压缩机的做功，即引起其他变化；对于第二种方式，热机工作时，从高温物体吸收热量，只有一部分用来对外做功，转变为机械能，另一部分热量要排放给低温物体，其表述示意图如图所示。
21．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
如果分子的运动可以自发地从无序变为有序，那么内能会自发地全部转化为机械能，低温物体会自发地将热量传递到高温物体等现象将会发生，这违背了热力学第二定律，这些现象将不可能自然发生。
22．见解析
【解析】
【分析】
【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。
答案第1页，共2页
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