同步课时精练（十三）3.4热力学第二定律（含解析）

二十一世纪教育 《名师求索》工作室出品
同步课时精练（十三）3.4 热力学第二定律（后附解析）
一、多选题
1．日常生活中应节约能源，下列符合节能做法的是（ ）
A．白天长时间开着走廊电灯 B．白天尽量利用自然光
C．夏季家庭空调长时间设置在18°C D．电脑长时间不用时关机
2．下列说法正确的是________．
A．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故
B．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加
C．布朗运动就是液体分子的无规则运动
D．分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减少而增大
E．机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程
3．下列说法正确的是＿＿.
A．做功和热传递都可以改变物体的内能
B．根据热力学第二定律可知，低温物体不能传递热量给高温物体
C．扫地时，在阳光照射下，看到尘埃飞舞，这是尘埃在做布朗运动
D．气体温度升高，其分子的平均动能一定增大
E．竹节虫可以停在水面上是由于液体表面张力的作用.
二、单选题
4．下列说法正确的是（　　）
A．某气体的摩尔体积为，每个气体分子的体积为，则阿伏加德罗常数
B．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡
C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小
D．如果没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，热机的效率可以达到100%
5．根据热力学定律，下列说法正确的是（　　）
A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递
B．功转变为热的实际宏观过程是可逆过程
C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机
D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机
6．下列各种说法中正确的是（　　）
A．布朗运动反映了悬浮颗粒中分子运动的不规则性
B．第二类永动机违背热力学第一定律
C．给自行车打气时气筒压下后反弹是由于分子斥力造成的
D．如果固体分子对液体分子的引力较强，固液附着层分子距离小于液体内部分子距离
7．关于节约能源，下列说法正确的是（　　）
A．由于自然界的能量的总和是守恒的，所以节约能源是毫无意义的
B．浪费能源对整个社会和自然界是无关紧要的，因为能量是守恒的
C．从能量转化的角度看，自然界中宏观过程是有方向性的，所以要节约能源
D．上述说法都是错误的
8．下列说法正确的是（　　）
A．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同
B．悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数越少，布朗运动越明显
C．一切不违背能量守恒与转化定律的物理过程都是可以实现的
D．当把一个物体举高时，组成物体的每个分子都克服重力做功，因此分子势能增大，也就导致物体内能增大
9．对热现象的认识和应用，下列说法正确的是（　　）
A．热量不能从低温物体传到高温物体
B．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
C．改变物体内能的方法有做功和热传递
D．一切能源都取之不尽，用之不竭
10．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（　　）
A．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2000J，同时空气向外界放出热量1500J，则空气的内能增加了500J
B．热量是不可能从低温物体传递给高温物体的
C．第二类永动机遵从能量守恒，故能做成
D．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，最终实现热机效率100%
11．关于热现象，下列说法正确的是（　　）
A．扩散现象不会在固体中发生
B．热量不可能从低温物体传递到高温物体
C．第二类永动机不可能制成，是因为它违背了能量守恒定律
D．晶体熔化时吸收热量但温度保持不变，说明该过程其分子势能增加
12．水火箭是同学们喜爱的动手动脑科普玩具，发射最高世界记录为。如图所示，被压缩的高压空气膨胀使水从水火箭尾部的喷嘴向下高速喷出，饮料瓶受到反作用力而快速上升，短时间内不考虑热传递。在此过程中（　　）
A．外界对气体做功
B．气体的内能全部转化为机械能
C．气体的温度降低，每一个气体分子的速率都将减小
D．单位时间内容器内壁单位面积受到气体分子的撞击次数将减小
三、解答题
13．在制冷机的运转中，热量是从热区流向冷区还是从冷区流向热区？这种流动是自发的还是需要外界的帮助？是否违反热力学第二定律？
14．核电站一旦工作，就不能随意停下来，而电网白天用电量多，深夜用电量少，为了使核电站稳定工作，建设了抽水蓄能电站。深夜，电动水泵将山下水库的水抽到山顶水库，如图甲所示，白天用电高峰时，再把山顶水库的水放下来推动水轮机发电，如图乙所示。请分析深夜和白天抽水蓄能电站工作过程中包含哪些能量的转化过程？
15．如下图所示，老师做了一个实验。转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。小明说，老师的这个装置就是一个“第二类永动机”，它能从单一的热源——热水中吸收热量并全部用于做功，使它不断地发生转动。对此，你的意见如何？
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．BD
解析：白天应关掉电灯，有窗户的地方，拉开窗帘，利用自然光照明，电视机，电脑等用电器长时间不用时应关机，不要待机，都能节约能源；故本题选BD
2．BDE
解析：A项：高原地区水的沸点较低，是由于高原地区气压低，故水的沸点也较低，故A错误；
B项：一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，由理想气体状态方程可知，温度一定升高，则内能一定增加，故B正确；
C项：布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是由于小颗粒受到的液体分子撞击受力不平衡而引起的，所以布朗运动是液体分子无规则运动的反映，故C错误；
D项：分子力做功等于分子势能的减小量，故分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，故D正确；
E项：根据热力学第二定律知，机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程，E正确．
故选BDE．
3．ADE
解析：A．改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，做功和热传递都可以改变物体的内能，故A正确；
B．根据热力学第二定律可知，没有外界的影响时，热量不可能从低温物体传递到高温物体，故B错误；
C．布朗运动是悬浮在气体或液体中的固体颗粒的无规则运动，布朗运动是肉眼看不到的，室内尘埃在空中不停飞舞的运动不是布朗运动，故C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能一定增大，故D正确；
E．竹节虫可以停在水面上说明了液体存在表面张力，是水分子引力的宏观表现，故E正确；
故选ADE。
4．B
解析：A．气体分子较小，而气体的体积可以占据任意大的空间；故不能用摩尔体积求解分子体积；故A错误；
B．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必定处于热平衡，故B正确；
C．物体体积变化时，分子间的距离将发生改变，分子势能随之改变；当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大．故C错误；
D．如果没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，热机的效率也不可以达到100%，故D错误。
故选B。
5．A
解析：A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，但要引起其它变化，故A正确；
B．根据热力学第二定律，功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，故B错误；
C．根据热力学第二定律，从单一热源吸收热量，全部用来对外做功而不引起其他变化是不可能的，故C错误；
D．自然界的能量不会减少，形成“能源危机”的原因是能源的品质下降，可利用的能源不断减少，故D错误；
故选A。
6．D
解析：A．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子无规则运动，不是固体小颗粒分子运动的反映。故A错误；
B．第二类永动机并不违背热力学第一定律，但违背了热力学第二定律。故B错误；
C．打气时会反弹是因为气体压强的原因，不是分子斥力的作用。故C错误；
D．如果固体分子对液体分子的引力较强，固液附着层分子距离小于液体内部分子距离，附着层分子间作用表现为斥力，附着层有沿固体表面延伸的趋势，表现为浸润。故D正确。
故选D。
7．C
解析：AB．能量是守恒的，但人类能应用的能源是有限的，若能源减小，个人钱再多也无法买到能源，故AB错误；
CD．由于自然中宏观过程的方向性，故人类能利用的能源非常有限；节约能源不仅能使我们长久利用，并且可以减小由于常规能源在使用中带来的污染等；故“节约能源”对人类社会发展有很大的影响，故C正确，D错误；
故选C。
8．B
解析：A．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均动能相等，但氢气分子和氧气分子的质量不相等，故氢气分子和氧气分子的平均速率不相同，A错误；
B．根据布朗运动的特点可知，悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数越少，液体分子对它的撞击力越不平衡，布朗运动越明显，B正确；
C．根据热力学第二定律可知，与热现象有关的物体过程都有一定的方向性，所以不违背能量守恒与转化定律的物理过程不一定可以实现，C错误；
D．当把一个物体举高时，分子间的相对位置没有发生改变，分子的势能没有发生改变，故物体的内能不变，D错误。
故选B。
9．C
解析：A．根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，但是在外界条件的干预下热量能地从低温物体传到高温物体，例如电冰箱，A错误；
B．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，B错误；
C．改变物体内能的方法有做功和热传递，C正确；
D．能源可分为可再生能源与不可再生能源，如化石能源是不可再生能源，虽然地球上化石能源非常丰富，但总有枯竭的时候，水能、风能等属于可再生能源，源非常丰富，D错误。
故选C。
10．A
解析：A．根据热力学第一定律，对空气做功2000J，同时空气向外界放出热量1500J，则空气的内能增加了
故A正确；
B．热量也可以从低温物体传到高温物体，但要引起其他方面的变化；故B错误；
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．绝对零度不可达到，根据热力学第二定律可知，热机的斜率不可能达到100%，故D错误；
故选A。
11．D
解析：A．扩散现象可以在固体中发生，A错误；
B．通过做功，热量可以从低温物体传递到高温物体，B错误；
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，C错误；
D．晶体熔化时吸收热量但温度保持不变，说明该过程其分子势能增加，吸收的热量全部转化为分子势能，D正确。
故选D。
12．D
解析：A．水火箭的原理被压缩的高压空气膨胀使水从水火箭尾部的喷嘴向下高速喷出，可知此过程中气体对外做功，故A错误；
B．根据热力学第二定律可知，能量的转化率不可能达到百分之百，故B错误；
C．根据热力学第一定律可知，短时间内在不考虑热传递的情况下，气体对外做功，则气体的内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，即平均速率减小，而单个气体分子的速率有可能增大，也有可能不变，甚至有可能更小，故C错误；
D．气体对外做功，体积增大，单位体积内的分子数减小，而温度降低又使得气体分子的平均速率减小，气体压强减小，因此单位时间内容器内壁单位面积受到气体分子的撞击次数将减小，故D正确。
故选D。
13．见解析
解析：在制冷机的运转中，热量是从冷区流向热区，这种流动需要外界的帮助，不是自发的，因此它不违反热力学第二定律。
14．见解析
解析：白天机械能（或重力势能）转化为电能，深夜电能转化为机械能（或重力势能），抽水过程部分电能转化为内能，放水过程有部分机械能转化为内能即可，其余的文字不作严格要求。
15．见解析
解析：小明的说法不正确，忽略了空气也能吸收热量。该装置从热水中吸收的热量只有一部分用来做功，另一部分热量排放给低温热库，即装置周围空气，所以第二类永动机是不可能制成的。
答案第1页，共2页
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