第三章 第4节热力学第二定律（Word版含答案）

2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第三册第三章第4节热力学第二定律
能力提升练习
一、单选题
1． 关于永动机，下列说法中正确的是（ ）
A．随着科技的不断发展，永动机是可以制成的
B．第一类永动机违反了热力学第二定律
C．第二类永动机违反了热力学第二定律
D．永动机指的是在摩擦力趋于零的条件下一直运动的机器，它不需要对外做功
2． 下列说法错误的是（ ）
A．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
B．液体表面层内分子间的相互作用力表现为斥力
C．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
D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
3． 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
4． 下列说法中，正确的是（ ）
A．只有热传递才可以改变物体的内能
B．气体温度越高，每个分子运动的速率一定越大
C．布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动
D．热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化
5． 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
6． 随着人们对社会发展、全球环境问题认识的加深，可持续能源的开发和利用，已成为人类社会可持续发展的重要前提之一。以下关于能源开发和利用的认识，正确的是（ ）
A．地球上的能源是取之不尽，用之不竭的
B．节约能源是人类社会可持续发展的重要方面
C．提倡“低碳生活”就是提倡生活中不用或少用二氧化碳
D．能源的利用过程是可逆的
7． 根据热力学定律，下列判断正确的是（ ）
A．我们可以利用高科技手段，使热机的效率达到100%
B．利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的
C．制冷系统能将冰箱内的热量传给外界温度较高的空气而不引起其他变化
D．满足能量守恒定律的客观过程都可以自发地进行
8． 在热力学第一定律的表达式ΔU=W＋Q中关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负，下列说法中正确的是（ ）
A．外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为正
B．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为负
C．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为正
D．外界对物体做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为负
9． 如图所示为电冰箱的工作原理示意图。压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中的制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外。下列说法正确的是（ ）
A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能
C．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律
D．电冰箱的工作原理违反热力学第二定律
10．关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是（ ）
A．热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的
B．内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾
C．两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别
D．其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律
二、多选题
11．关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子的直径(也就是单层油酸分子组成的油膜的厚度)等于一小滴溶液中纯油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比
B．两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，它们都随距离的增大而减小，当两个分子的距离为r0时，引力与斥力大小相等，分子势能最小
C．物质是晶体还是非晶体，比较可靠的方法是从各向异性或各向同性来判断
D．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Q =ΔU + W
E．如果没有漏气没有摩擦，也没有机体热量的损失，这样的热机的效率可以达到100%
12．下列说法中正确的是（ ）
A．物体是由大量分子组成的，分子间的引力和斥力同时随分子间距离的增大而减小
B．悬浮在水中的花粉颗粒运动不是水分子的运动，而是花粉分子的运动
C．物体的机械能可以为零，而内能不可以为零
D．第二类永动机违反能量守恒定律
E．一定质量的理想气体压强不变，温度升高时吸收的热量一定大于内能的增加量
13．下列说法正确的是________
A．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒分子的无规则运动
B．悬浮颗粒越小布朗运动越显著，温度越高布朗运动越显著
C．“花香满园”说明分子在做着无规则的热运动
D．气体吸收的热量可以完全转化为功
E．第二类永动机违背了能量守恒定律
14．下面设想符合能量守恒定律的是（ ）
A．利用永久磁铁间的作用力可以制造一台永远转动的机器
B．做一条利用风能逆水航行的船
C．通过太阳照射使飞机起飞
D．不用任何燃料，河水就一定不能升温
15．下列说法中正确的是________．(填正确答案标号
E．第二类永动机违反能量守恒定律
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．对一定质量的气体加热，其体积和内能可能都增加
C．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大
D．分子间的引力与斥力同时存在，斥力可能小于引力
三、填空题
16．热量总是自发地从高温物体传递给低温物体，这说明热传递过程具有___________；冰箱工作时，能把冰箱内的热量传递到冰箱外，这___________（填“违反“或“不违反“）热力学第二定律。
17．下列说法正确的是_________（填正确的答案标号．
A物体的温度降低，个别分子的动能可能会增大
B．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
C．食盐熔化的过程中温度不变，说明食盐是晶体
D．系统对外做功，内能一定减少
E.热运动的宏观过程会有一定的方向性
18．下列有关热力学现象和规律的描述正确的是__________．（填正确答案前标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
B．一定质量的气体，在体积不变时，气体分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度的降低而减小
C．用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是晶体各向异性的表现
D．一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，气体密度将减小，分子平均动能将增大
E．热量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
19．热力学第二定律
（1）定义：在物理学中，反映宏观自然过程的_______性的定律。
（2）热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能_______地从低温物体传到_______温物体，阐述的是传热的_______性。
（3）热力学第二定律的开尔文表述：
a.热机
①热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的________变成工作物质的内能；第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成_______。
②热机用于做功的热量一定_______它从高温热库吸收的热量，即W_______Q；
b.热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之_______，而不产生其他影响。（该表述阐述了机械能与内能转化的方向性）
（4）热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是_______的。（选填“等价”或“不等价”）
20．能源可分为一次能源和二次能源。直接取之于自然界，未经人类加工转换的能源称为一次能源，如煤、石油、天然气、水能、风能、太阳能、生物能、海洋能等。从一次能源直接或间接转化而来的能源称为二次能源，如电能、氢能、焦炭等，下面按照表中给出的能源分类法，填写能源的名称。
类别 一次能源 二次能源
可再生能源 _______ _______
不可再生能源 _______ _______
未来的理想能源 _______ _______
四、解答题
21．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？
22．如图所示是两幅宣传节约能源的图片，请问：既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第三册第三章第4节热力学第二定律（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B A D C B B C B B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 ABD ACE BCD BC BCD
三、填空题
16． 方向性 不违反
17．ACE
18．BDE
19． 方向 自发 高 方向 化学能 机械能 小于 < 完全变成功 等价
20． 水能、风能、太阳能，生物能，海洋能 电能、氢能 煤、石油、天然气 焦炭 海洋能 氢能
四、解答题
21．（1）不是；（2）不能
22．能量是守恒的，但能量耗散却导致能量品质的降低，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的能量
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