人教版物理高二选修1-2第二章第四节热力学第二定律同步训练
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| 名称 | 人教版物理高二选修1-2第二章第四节热力学第二定律同步训练 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 165.5KB | ||
| 资源类型 | 素材 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-05-26 09:09:05 | ||
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文档简介
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人教版物理高二选修2-3第二章
第四节热力学第二定律同步训练
一．选择题
1．崔牛先生向客户推介他设计的“超级推进器”，该推进器由超导体、激光器、致冷剂以及计算机控制系统组成，其神奇之处在于能通过自身的循环工作，源源不断地获得动力，而不需要消耗任何能源．事实上，这是不可能实现的，因为他的设计违反了（ ）
A．能量守恒定律 B．电荷守恒定律
C．机械能守恒定律 D．质量守恒定律
答案：A
解析：解答：解：很多科学家致力于研究永动机，希望能造出不消耗能量而源源不断地向外输出能量；但结果都以失败告终；其原因是因为源源不断地获得动力，而不需要消耗任何能源的“永动机”违背了能量守恒定律．
故选：A．
分析：自然界中的能量是守恒，它既不会消灭，也不会创生，而且由于能量的转化或转移具有方向性（如水只能从高处流向低处；热量只能从高温物体传向低温物体），所以无法制造源源不断地获得动力，而不需要消耗任何能源“永动机”．
2．下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．当两分子间距离增大时，分子力一定减小而分子势能一定增加
C．热量不会自动地从低温物体传给高温物体而不引起其他变化
D．夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中会变扁，此过程中瓶内空气（可看成理想气体）的内能减小，外界对其做功同时向外吸热
答案：C
解析：解答：解：A、布朗运动是液体中固体微粒的无规则运动，反映的是液体分子的无规则运动，故A错误．
B、分子表现为引力时，距离增大，要克服引力做功，所以分子势能增加，故B错误．
C、根据热力学第二定律可知，热量不会自动地从低温物体传给高温物体而不引起其他变化，故C正确．
D、夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中会变扁，此过程中瓶内空气温度降低，内能减小，气体的体积减小，外界对其做功同时向外放热，故D不正确
故选：C
分析：布朗运动是液体中固体微粒的无规则运动．
热量不会自动地从低温物体传给高温物体而不引起其他变化．
根据热力学第一定律分析气体内能的变化．
3．下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快
C．热量能自发地从低温物体传给高温物体
D．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的
答案：D
解析：解答：解：A、液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动，布朗运动就是液体分子的无规则运动的反映，故A错误；
B、空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，故B错误；
C、热力学第二定律表明热传递具有方向性，热量能够自发地从高温物体传到低温物体，不能自发地从低温物体传给高温物体．故C错误；
D、利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的．故D正确．
故选：D
分析：布朗运动就是液体分子的无规则运动的反映；空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和气压，水蒸发越慢；分子间同时存在着引力和斥力，都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大；液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征；液体表面存在张力是分子力的表现，表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直．
结合热力学第二定律的内容解释D选项；
4．关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是（ ）
A．空气相对湿度越大时，水蒸发越快
B．物体的温度越高，分子平均动能越小
C．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律
D．两个分子间的距离由大于10﹣9m处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小到零，再增大
答案：D
解析：解答：解：A、空气相对湿度越大时，空气中水蒸汽压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，故A错误；
B、温度是分子的平均动能的标志，物体的温度越高，分子平均动能越大，故B不正确；
C、第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律是制造不出来的，故C错误；
D、两个分子间的距离由大于10﹣9m处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先表现为分子引力，先增大后减小到零，之后表现为分子斥力，增加增大，故D正确；
故选：D
分析：空气相对湿度越大时，空气中水蒸汽压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢；温度是分子的平均动能的标志；第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律是制造不出来的；两个分子间的距离由大于10﹣9m处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小到零，再增大．
5．下列说法正确的是（ ）
A．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
B．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
C．物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，每个分子动能也越大
D．一定质量的理想气体，压强不变时，温度升高时，分子间的平均距离一定减小
答案：B
解析：解答：解：A、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，故A错误；
B、晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故B正确；
C、物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，分子热运动的平均动能越大，但不是每个分子的动能都大，故C错误；
D、根据=C，一定质量的理想气体，压强不变时，温度升高时，体积增加，故分子间的平均距离一定增大，故D不正确；
故选：B．
分析：热力学第二定律：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零．又称“熵增定律”，表明了在自然过程中，一个孤立系统的总混乱度（即“熵”）不会减小．
6．下列说法中正确的是（ ）
A．随着科学技术的发展，制冷机的制冷温度可以降到﹣280℃
B．随着科学技术的发展，热量可以从低温物体传到高温物体
C．随着科学技术的发展，热机的效率可以达到100%
D．无论科技怎样发展，第二类永动机可能实现
答案：B
解析：解答：解：A、热力学温度与分子的平均动能成正比，分子热运动的平均动能不可能为零，制冷机的制冷温度不可以降到﹣273℃以下．故A错误；
B、随着科学技术的发展，热量可以从低温物体传到高温物体，故B正确；
C、根据热力学第二定律，热机的效率不可以达到100%．故C错误；
D、不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，即第二类永动机都不可能实现；故D错误；
故选：B．
分析：热力学第二定律：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；做功和热传递都可以改变物体的内能．
7．关于热学知识，下列叙述中正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子或者气体分子的热运动
B．温度降低，物体内所有分子运动的速率一定都变小
C．气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力减小
D．大颗粒的粗盐磨成细盐，仍然是晶体
答案：D
解析：解答：解：A、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，不是液体分子的热运动，而是液体分子的热运动的反映，故A错误；
B、温度降低，物体分子的平均动能减小，并不是物体内所有分子运动的速率都变小，故B不正确；
C、气体分子间距离减小时，分子间的引力和斥力同时增加，只是很小，可以忽略不计，故C错误；
D、大颗粒的盐磨成细盐仍然是晶体，固体是否为晶体是由内部分子结构决定的，故D正确；
故选：D
分析：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动；温度是分子热运动的平均动能的标志；第一类永动机违反了能量的转化与守恒，第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律．
8．关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是（ ）
A．空气相对湿度越大时，水蒸发越快
B．物体的温度越高，分子平均动能越小
C．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律
D．对一定质量的气体在等容加热，气体压强将增大
答案：D
解析：解答：解：A、空气相对湿度越大时，空气中水蒸汽压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，故A错误；
B、温度是分子的平均动能的标志，物体的温度越高，分子平均动能越大，故B不正确；
C、第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律，所以制造不出来，故C错误；
D、对一定质量的气体在等容加热，温度升高，由查理定律知，气体的压强增大，故D正确．
故选：D．
分析：空气相对湿度越大时，空气中水蒸汽压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢；温度是分子的平均动能的标志；第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律是制造不出来的；气体等容变化时遵守查理定律．
9．下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动是指液体分子与悬浮在液体中的固体颗粒共同运动
B．理想气体压强取决于单位体积内分子数和分子的平均动能
C．做功和热传递在改变物体内能上是不等效的，因此从结果上不能区分是哪种方式改变了物体的内能
D．分子间表现为引力时，距离越小，分子势能越大
答案：B
解析：解答：解：A、布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒运动，间接反映了液体分子的无规则运动，A错误；
B、气体压强取决于单位体积内分子数和分子的平均动能，B正确；
C、做功和热传递在改变物体内能上是等效的，因此从结果上不能区分是哪种方式改变了物体的内能，C不正确；
D、分子间表现为引力时，距离越小，分子力做正功，分子势能减小，D错误；
故选：B
分析：布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒运动，气体压强取决于单位体积内分子数和分子的平均动能，做功和热传递在改变物体内能上是等效的；分子之间的距离是平衡位置的距离时，分子势能最小；所有涉及到热现象的物理过程都具有方向性．
10．下列说法正确的是（ ）
A．利用放大1000倍的高倍光学显微镜，可以观察到分子的无规则运动
B．气体的温度升高，个别气体分子运动的速率可能减小
C．第二类永动机违反了能量守恒定律
D．橡胶无固定熔点，是晶体
答案：B
解析：解答：解：A、热利用放大1000倍的高倍光学显微镜，可以观察到固体颗粒的无规则运动，不是分子的无规则运动．故A错误；
B、温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义．气体的温度升高，不是每个气体分子运动的速率都增加，个别气体分子运动的速率可能减小．故B正确；
C、第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违反热力学第二定律，所以是制造不出来的，故C错误；
D、橡胶无固定熔点，是非晶体，故D不正确；
故选：B
分析：热力学第二定律反应了宏观自然过程的方向性；热力学第二定律的克劳修斯描述阐述了热传递的方向性，即：热量不能自发的从低温物体传递到高温物体；开尔文描述阐述了机械能与内能转化的方向性；区别晶体与非晶体要看物体有无固定熔点；一定质量的O℃的冰融化成O℃的水的过程中吸收热量；
11．如图，某厂家声称所生产的空气能热水器能将热量从空气吸收到储水箱．下列说法中正确的是（ ）
A．热量可以自发地从大气传递到储水箱内
B．空气能热水器的工作原理违反了能量守恒定律
C．空气能热水器的工作原理违反了热力学第二定律
D．空气能热水器能够不断地把空气中的热量传到水箱内，但必须消耗电能
答案：D
解析：解答：解：该热水器将空气中的能量转移到热水中的能量，符合机械能守恒定律；但是热量不可能自发地从低温物体转移到低温物体；实质上在产生热水的过程中，必须消耗电能才能实现； 因此也符合热力学第二定律；故ABC错误，D正确；
故选：D．
分析：通过产生原理分析，明确其是否违反能量守恒及热力学第二定律；根据热力学第二定律进行分析即可．
12．根据热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．第二类永动机违反能量守恒定律，因此不可能制成
B．热效率为100%的热机是可能制成的
C．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
D．从单一热源吸收热量，使之完全变为功是提高机械效率的常用手段
答案：C
解析：解答：解：A、第二类永动机不可能制成，是因它违反了热力学第二定律；故A错误；
B、热效率为100%的热机是不可能制成的，故B不正确；
C、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；故C正确；
D、从单一热源吸收热量，使之完全变为功是不可能实现的；故D错误；
故选：C
分析：第二类永动机违背了热力学第二定律；并不违背热力学第一定律；
热量可以从低温物体向高温物体传递；
改变内能的方式有做功和热传递，
13．关于永动机和热力学定律的讨论，系列叙述正确的是 （ ）
A．第二类永动机违反能量守恒定律
B．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
C．对某物体做功，物体的内能必定增加
D．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
答案：B
解析：解答：解：A、第二类永动机没有违反能量守恒定律，但却不能成功制成，是因为违反了热力学第二定律．故A错误；
B、根据热力学第二定律，知热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故B正确．
C、做功和热传递都可以改变物体的内能，对某物体做功，物体的内能不一定增加，还与热量有关，故C错误．
D、根据热力学第二定律可知，热机不可能把从单一热源吸收的热量，全部变成功．故D错误；
故选：B．
分析：第二类永动机并不违反能量守恒定律，跟热现象有关的宏观过程均具有方向性． 做功和热传递是改变物体的内能的两种方式，做功是内能和其他形式的能之间的转化，热传递是内能之间的转移．对某物体做功，则物体的内能不一定增加．
14．下列有关热现象的叙述，正确的是（ ）
A．布朗运动是指悬浮在液体中花粉分子的无规则热运动
B．随着分子间距离的增大，若分子间的相互作用力先增大后减小，此时分子间的作用力一定是引力
C．第二类永动机没有违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律
D．一定质量的理想气体在等温变化时，其内能一定变化
答案：B
解析：解答：解：A、布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，实质是液体分子的无规则热运动造成的，故A错误．
B、分子间的相互作用力先增大后减小，此时分子间的必定大于平衡距离，此时分子间的作用力一定是引力，故B正确．
C、第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故C错误．
D、温度是气体内能的决定因素，故一定质量的理想气体在等温变化时，其内能一定不改变，故D不正确．
故选：B
分析：布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，实质是液体分子的无规则热运动造成的；分子力与分子间距离有关，当距离在平衡距离之内时，距离增大合理减小，分子间的相互作用力先增大后减小，此时分子间的必定大于平衡距离，此时分子间的作用力一定是引力；热力学第一定律说明做功和热传递在改变物体内能方面是等效的，而热力学第二定律说明一切涉及热现象的宏观过程具有方向性；温度是气体内能的决定因素；热传递过程具有方向性．
15．下列叙述正确的有（ ）
A．两个分子组成的系统的势能随分子间的距离增大而减小
B．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力
C．把很多小的单晶体放在一起，就变成了非晶体
D．第二类永动机没有违反能量守恒定律
答案：B
解析：解答：解：A、分子间的距离从特别小增大到无穷远的过程中，分子之间首先是排斥力做的功，分子势能减小；然后分子之间的作用力表现为分子引力，随距离的增大，分子力做负功，分子势能增大．故A错误；
B、液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力．故B正确；
C、把很多小的单晶体放在一起，可能仍然是单晶体，如食盐晶体；故C错误；
D、第二类永动机没有违反能量守恒定律，违反了热力学第二定律．故D不正确；
故选：B
分析：两个分子组成的系统的势能随分子间的距离增大而变化；液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力；把很多小的单晶体放在一起，可能仍然是单晶体；第二类永动机没有违反能量守恒定律，违反了热力学第二定律．
二．填空题
16．热力学第三定律的内容为：热力学零度 ．摄氏温度为t=27℃相对应的热力学温度为T= K．
答案：是宇宙所能无限接近的绝对零度，此温度不可达到|300.15
解析：解答：解：热力学第三定律的内容为：热力学温度的零度是宇宙所能无限接近的绝对零度，此温度不可达到，为﹣273.15℃；
摄氏温度为t=27℃相对应的热力学温度为T=273.15+27=300.15K；
故答案为：是宇宙所能无限接近的绝对零度，此温度不可达到；300.15
分析：根据热力学第三定律的内容和热力学温标与摄氏温标的概念与区别，便可解答此题，两者大小关系为T=273.15（K）+t
17．设想在一间与外界绝热的房间里，有一台正在工作的电冰箱，如果电冰箱的门是开着的，那么室内温度将 ．
答案：热力学第二定律
解析：解答：解：电冰箱工作时，氟利昂（或其它物质）在冷藏室和冷冻室内汽化吸热，然后在冷凝管内液化放热；冰箱后面的冷凝管温度比较高，把热量传给空气，冷凝管放出的热量大于冷藏室和冷冻室吸收的热量．故室内温度将升高．
故答案为：升高．
分析：电冰箱工作过程是氟利昂（或其它物质）不断的汽化和液化的过程，将热由冰箱内搬运到冰箱外．
18．内能的传递的方向是： ．
答案：从高温物体传递给低温物体
解析：解答：解：在自发的状态下，内能的传递的方向是从高温物体传递给低温物体．
故答案为：从高温物体传递给低温物体
分析：内能的传递的方向是从高温物体传递给低温物体．
19．一个铜块和一个铁块质量相同，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，则铜块中包含的分子个数比铁块中包含的分子个数 （填“多”或“少”），铜块中分子热运动的平均动能比铁块中分子的平均动能 （填“大”或“小”），当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，当达到热平衡时，两者的 相等．
答案：少|大|温度
解析：解答：解：一个铜块和一个铁块质量相同，由于铜的分子量大，所以铜块中包含的分子个数比铁块中包含的分子个数少；
由于温度是分子平均动能的标志，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，所以块中分子热运动的平均动能比铁块中分子的平均动能大；
根据热力学平衡状态的特点可知，当达到热平衡时，两者的温度相等．
故答案为：少，大，温度
分析：温度是分子平均动能的标志，所以分子的动能宏观上取决于温度；当达到热平衡时，两者温度相等．
20．电冰箱工作时，能把箱内的热传到箱外，这 （选“违反”或“不违反”）热力学第二定律．
答案：不违反
解析：解答：解：在冰箱制冷中是因为压缩机消耗了电能，从而能使冰箱源源不断地向外界散热，不违反热力学第二定律．
故答案为：不违反
分析：在冰箱制冷中是因为压缩机消耗了电能，从而能使冰箱源源不断地向外界散热，而不是自发地向外界散热
三．解答题
21．太阳能的特点是巨大、清洁、取之不尽．如图为箱式太阳灶示意图．分析这种太阳灶的原理．思考人类有可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能吗？
答案：解：黑色涂层吸收太阳辐射，使得太阳能转化为水的内能，使箱体内的水温上升．
人类不可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能，热力学第二定律告诉我们不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响．所以违反了热力学第二定律．
答：太阳灶吸收太阳能转化为水的内能，人类不可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能，因为违反了热力学第二定律．
解析：解答：
分析：热力学第二定律告诉我们不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响．
22．热力学第二定律常见的表述有两种：第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化；第二种表述：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．
图甲是根据热力学第二定律的第二种表述画出的示意图：热机从热源吸收热量，一部分用于做功，一部分会传给其周围的低温物体．请你根据第一种表述完成示意图乙．根据你的理解，热力学第二定律的实质是什么？
答案：解：如下图所示；
实质：一切与热现象有关的宏观过程在自发进行时都具有方向性；
或：一切与热现象有关的宏观自然过程在进行时都具有方向性；
解析：解答：
分析：热力学第二定律有不同的表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；不可逆热力学过程中熵的增量总是大于零．
23．正常情况下，人的体温为37℃左右，而夏天有时气温可高达40℃．当气温高于人体温度时，人体还是能将热量散发出去，保持体内温度基本恒定．这违反热力学第二定律吗？试作简单说明．
答案：解：不违反热力学第二定律，热量由温度较低的人体传递给温度较高的周围环境的过程并非自发进行，而是依靠汗液蒸发实现的．
答：不违反热力学第二定律，热量由温度较低的人体传递给温度较高的周围环境的过程并非自发进行，而是依靠汗液蒸发实现的．
解析：解答：
分析：热量能自发从高温物体传向低温物体，当从低温物体传向高温物体时要引起其它变化．
24．回答下列问题：
（1）用简明的语言表述热力学第二定律（只要求写出一种描述）．
答案：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；
（2）理想气体等温膨胀时从单一热源吸收的热量全部用来对外做功，这一过程是否违反热力学第二定律？为什么？
答案：这一过程不违反热力第二定律．因为这一过程引起了其他变化，如气体的压强和体积发生了变化
（3）已知1kg的柴油完全燃烧放出热量Q=3.3×107J，某手扶拖拉机的效率η=30%，耕地时在水平方向匀速前进s=5km消耗柴油1kg，求该手扶拖拉机的牵引力F．
答案：该手扶拖拉机转化为机械能的能量为：W=Q.η…①
根据功的公式：W=F.s…②
①、②两式得：F=…③
将数据代人得：F=1.98×103N
解析：解答：解：（1）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；
（2）这一过程不违反热力第二定律．因为这一过程引起了其他变化，如气体的压强和体积发生了变化；
（3）该手扶拖拉机转化为机械能的能量为：W=Q.η…①
根据功的公式：W=F.s…②
①、②两式得：F=…③
将数据代人得：F=1.98×103N
分析：热力学第二定律的内容：①不可能自发把热量从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；②不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其它影响．
25． 1821年，德国物理学家塞贝克发现了一种怪现象：把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路，然后把铜铁丝的一个联接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温，另一个联接点放在火焰上加热，升到很高的温度时，发现灵敏电流计的指针发生了偏转，表明闭合电路中产生了电流，这就是温差发电现象．问：这一实验是否违反热力学第二定律？简述这一过程中能的转化情况．
答案：解：不违反，内能不可能全部转化为电能，而不产生其他影响；
产生的电能是被火焰加热的铜铁丝内能转化而来，其内能一部分转化为电能，一部分传递给冰水．
故答案为：不违反；内能一部分转化为电能，一部分传递给冰水．
解析：解答：
分析：灵敏电流计有读数说明产生了电能，金属是热的优良传导体，根据能量守恒定律分析．
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人教版物理高二选修2-3第二章
第四节热力学第二定律同步训练
一．选择题
1．崔牛先生向客户推介他设计的“超级推进器”，该推进器由超导体、激光器、致冷剂以及计算机控制系统组成，其神奇之处在于能通过自身的循环工作，源源不断地获得动力，而不需要消耗任何能源．事实上，这是不可能实现的，因为他的设计违反了（ ）
A．能量守恒定律 B．电荷守恒定律
C．机械能守恒定律 D．质量守恒定律
答案：A
解析：解答：解：很多科学家致力于研究永动机，希望能造出不消耗能量而源源不断地向外输出能量；但结果都以失败告终；其原因是因为源源不断地获得动力，而不需要消耗任何能源的“永动机”违背了能量守恒定律．
故选：A．
分析：自然界中的能量是守恒，它既不会消灭，也不会创生，而且由于能量的转化或转移具有方向性（如水只能从高处流向低处；热量只能从高温物体传向低温物体），所以无法制造源源不断地获得动力，而不需要消耗任何能源“永动机”．
2．下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．当两分子间距离增大时，分子力一定减小而分子势能一定增加
C．热量不会自动地从低温物体传给高温物体而不引起其他变化
D．夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中会变扁，此过程中瓶内空气（可看成理想气体）的内能减小，外界对其做功同时向外吸热
答案：C
解析：解答：解：A、布朗运动是液体中固体微粒的无规则运动，反映的是液体分子的无规则运动，故A错误．
B、分子表现为引力时，距离增大，要克服引力做功，所以分子势能增加，故B错误．
C、根据热力学第二定律可知，热量不会自动地从低温物体传给高温物体而不引起其他变化，故C正确．
D、夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中会变扁，此过程中瓶内空气温度降低，内能减小，气体的体积减小，外界对其做功同时向外放热，故D不正确
故选：C
分析：布朗运动是液体中固体微粒的无规则运动．
热量不会自动地从低温物体传给高温物体而不引起其他变化．
根据热力学第一定律分析气体内能的变化．
3．下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快
C．热量能自发地从低温物体传给高温物体
D．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的
答案：D
解析：解答：解：A、液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动，布朗运动就是液体分子的无规则运动的反映，故A错误；
B、空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，故B错误；
C、热力学第二定律表明热传递具有方向性，热量能够自发地从高温物体传到低温物体，不能自发地从低温物体传给高温物体．故C错误；
D、利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的．故D正确．
故选：D
分析：布朗运动就是液体分子的无规则运动的反映；空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和气压，水蒸发越慢；分子间同时存在着引力和斥力，都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大；液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征；液体表面存在张力是分子力的表现，表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直．
结合热力学第二定律的内容解释D选项；
4．关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是（ ）
A．空气相对湿度越大时，水蒸发越快
B．物体的温度越高，分子平均动能越小
C．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律
D．两个分子间的距离由大于10﹣9m处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小到零，再增大
答案：D
解析：解答：解：A、空气相对湿度越大时，空气中水蒸汽压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，故A错误；
B、温度是分子的平均动能的标志，物体的温度越高，分子平均动能越大，故B不正确；
C、第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律是制造不出来的，故C错误；
D、两个分子间的距离由大于10﹣9m处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先表现为分子引力，先增大后减小到零，之后表现为分子斥力，增加增大，故D正确；
故选：D
分析：空气相对湿度越大时，空气中水蒸汽压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢；温度是分子的平均动能的标志；第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律是制造不出来的；两个分子间的距离由大于10﹣9m处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小到零，再增大．
5．下列说法正确的是（ ）
A．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
B．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
C．物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，每个分子动能也越大
D．一定质量的理想气体，压强不变时，温度升高时，分子间的平均距离一定减小
答案：B
解析：解答：解：A、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，故A错误；
B、晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故B正确；
C、物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，分子热运动的平均动能越大，但不是每个分子的动能都大，故C错误；
D、根据=C，一定质量的理想气体，压强不变时，温度升高时，体积增加，故分子间的平均距离一定增大，故D不正确；
故选：B．
分析：热力学第二定律：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零．又称“熵增定律”，表明了在自然过程中，一个孤立系统的总混乱度（即“熵”）不会减小．
6．下列说法中正确的是（ ）
A．随着科学技术的发展，制冷机的制冷温度可以降到﹣280℃
B．随着科学技术的发展，热量可以从低温物体传到高温物体
C．随着科学技术的发展，热机的效率可以达到100%
D．无论科技怎样发展，第二类永动机可能实现
答案：B
解析：解答：解：A、热力学温度与分子的平均动能成正比，分子热运动的平均动能不可能为零，制冷机的制冷温度不可以降到﹣273℃以下．故A错误；
B、随着科学技术的发展，热量可以从低温物体传到高温物体，故B正确；
C、根据热力学第二定律，热机的效率不可以达到100%．故C错误；
D、不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，即第二类永动机都不可能实现；故D错误；
故选：B．
分析：热力学第二定律：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；做功和热传递都可以改变物体的内能．
7．关于热学知识，下列叙述中正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子或者气体分子的热运动
B．温度降低，物体内所有分子运动的速率一定都变小
C．气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力减小
D．大颗粒的粗盐磨成细盐，仍然是晶体
答案：D
解析：解答：解：A、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，不是液体分子的热运动，而是液体分子的热运动的反映，故A错误；
B、温度降低，物体分子的平均动能减小，并不是物体内所有分子运动的速率都变小，故B不正确；
C、气体分子间距离减小时，分子间的引力和斥力同时增加，只是很小，可以忽略不计，故C错误；
D、大颗粒的盐磨成细盐仍然是晶体，固体是否为晶体是由内部分子结构决定的，故D正确；
故选：D
分析：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动；温度是分子热运动的平均动能的标志；第一类永动机违反了能量的转化与守恒，第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律．
8．关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是（ ）
A．空气相对湿度越大时，水蒸发越快
B．物体的温度越高，分子平均动能越小
C．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律
D．对一定质量的气体在等容加热，气体压强将增大
答案：D
解析：解答：解：A、空气相对湿度越大时，空气中水蒸汽压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，故A错误；
B、温度是分子的平均动能的标志，物体的温度越高，分子平均动能越大，故B不正确；
C、第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律，所以制造不出来，故C错误；
D、对一定质量的气体在等容加热，温度升高，由查理定律知，气体的压强增大，故D正确．
故选：D．
分析：空气相对湿度越大时，空气中水蒸汽压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢；温度是分子的平均动能的标志；第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律是制造不出来的；气体等容变化时遵守查理定律．
9．下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动是指液体分子与悬浮在液体中的固体颗粒共同运动
B．理想气体压强取决于单位体积内分子数和分子的平均动能
C．做功和热传递在改变物体内能上是不等效的，因此从结果上不能区分是哪种方式改变了物体的内能
D．分子间表现为引力时，距离越小，分子势能越大
答案：B
解析：解答：解：A、布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒运动，间接反映了液体分子的无规则运动，A错误；
B、气体压强取决于单位体积内分子数和分子的平均动能，B正确；
C、做功和热传递在改变物体内能上是等效的，因此从结果上不能区分是哪种方式改变了物体的内能，C不正确；
D、分子间表现为引力时，距离越小，分子力做正功，分子势能减小，D错误；
故选：B
分析：布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒运动，气体压强取决于单位体积内分子数和分子的平均动能，做功和热传递在改变物体内能上是等效的；分子之间的距离是平衡位置的距离时，分子势能最小；所有涉及到热现象的物理过程都具有方向性．
10．下列说法正确的是（ ）
A．利用放大1000倍的高倍光学显微镜，可以观察到分子的无规则运动
B．气体的温度升高，个别气体分子运动的速率可能减小
C．第二类永动机违反了能量守恒定律
D．橡胶无固定熔点，是晶体
答案：B
解析：解答：解：A、热利用放大1000倍的高倍光学显微镜，可以观察到固体颗粒的无规则运动，不是分子的无规则运动．故A错误；
B、温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义．气体的温度升高，不是每个气体分子运动的速率都增加，个别气体分子运动的速率可能减小．故B正确；
C、第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违反热力学第二定律，所以是制造不出来的，故C错误；
D、橡胶无固定熔点，是非晶体，故D不正确；
故选：B
分析：热力学第二定律反应了宏观自然过程的方向性；热力学第二定律的克劳修斯描述阐述了热传递的方向性，即：热量不能自发的从低温物体传递到高温物体；开尔文描述阐述了机械能与内能转化的方向性；区别晶体与非晶体要看物体有无固定熔点；一定质量的O℃的冰融化成O℃的水的过程中吸收热量；
11．如图，某厂家声称所生产的空气能热水器能将热量从空气吸收到储水箱．下列说法中正确的是（ ）
A．热量可以自发地从大气传递到储水箱内
B．空气能热水器的工作原理违反了能量守恒定律
C．空气能热水器的工作原理违反了热力学第二定律
D．空气能热水器能够不断地把空气中的热量传到水箱内，但必须消耗电能
答案：D
解析：解答：解：该热水器将空气中的能量转移到热水中的能量，符合机械能守恒定律；但是热量不可能自发地从低温物体转移到低温物体；实质上在产生热水的过程中，必须消耗电能才能实现； 因此也符合热力学第二定律；故ABC错误，D正确；
故选：D．
分析：通过产生原理分析，明确其是否违反能量守恒及热力学第二定律；根据热力学第二定律进行分析即可．
12．根据热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A．第二类永动机违反能量守恒定律，因此不可能制成
B．热效率为100%的热机是可能制成的
C．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
D．从单一热源吸收热量，使之完全变为功是提高机械效率的常用手段
答案：C
解析：解答：解：A、第二类永动机不可能制成，是因它违反了热力学第二定律；故A错误；
B、热效率为100%的热机是不可能制成的，故B不正确；
C、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；故C正确；
D、从单一热源吸收热量，使之完全变为功是不可能实现的；故D错误；
故选：C
分析：第二类永动机违背了热力学第二定律；并不违背热力学第一定律；
热量可以从低温物体向高温物体传递；
改变内能的方式有做功和热传递，
13．关于永动机和热力学定律的讨论，系列叙述正确的是 （ ）
A．第二类永动机违反能量守恒定律
B．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
C．对某物体做功，物体的内能必定增加
D．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
答案：B
解析：解答：解：A、第二类永动机没有违反能量守恒定律，但却不能成功制成，是因为违反了热力学第二定律．故A错误；
B、根据热力学第二定律，知热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故B正确．
C、做功和热传递都可以改变物体的内能，对某物体做功，物体的内能不一定增加，还与热量有关，故C错误．
D、根据热力学第二定律可知，热机不可能把从单一热源吸收的热量，全部变成功．故D错误；
故选：B．
分析：第二类永动机并不违反能量守恒定律，跟热现象有关的宏观过程均具有方向性． 做功和热传递是改变物体的内能的两种方式，做功是内能和其他形式的能之间的转化，热传递是内能之间的转移．对某物体做功，则物体的内能不一定增加．
14．下列有关热现象的叙述，正确的是（ ）
A．布朗运动是指悬浮在液体中花粉分子的无规则热运动
B．随着分子间距离的增大，若分子间的相互作用力先增大后减小，此时分子间的作用力一定是引力
C．第二类永动机没有违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律
D．一定质量的理想气体在等温变化时，其内能一定变化
答案：B
解析：解答：解：A、布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，实质是液体分子的无规则热运动造成的，故A错误．
B、分子间的相互作用力先增大后减小，此时分子间的必定大于平衡距离，此时分子间的作用力一定是引力，故B正确．
C、第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故C错误．
D、温度是气体内能的决定因素，故一定质量的理想气体在等温变化时，其内能一定不改变，故D不正确．
故选：B
分析：布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，实质是液体分子的无规则热运动造成的；分子力与分子间距离有关，当距离在平衡距离之内时，距离增大合理减小，分子间的相互作用力先增大后减小，此时分子间的必定大于平衡距离，此时分子间的作用力一定是引力；热力学第一定律说明做功和热传递在改变物体内能方面是等效的，而热力学第二定律说明一切涉及热现象的宏观过程具有方向性；温度是气体内能的决定因素；热传递过程具有方向性．
15．下列叙述正确的有（ ）
A．两个分子组成的系统的势能随分子间的距离增大而减小
B．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力
C．把很多小的单晶体放在一起，就变成了非晶体
D．第二类永动机没有违反能量守恒定律
答案：B
解析：解答：解：A、分子间的距离从特别小增大到无穷远的过程中，分子之间首先是排斥力做的功，分子势能减小；然后分子之间的作用力表现为分子引力，随距离的增大，分子力做负功，分子势能增大．故A错误；
B、液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力．故B正确；
C、把很多小的单晶体放在一起，可能仍然是单晶体，如食盐晶体；故C错误；
D、第二类永动机没有违反能量守恒定律，违反了热力学第二定律．故D不正确；
故选：B
分析：两个分子组成的系统的势能随分子间的距离增大而变化；液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力；把很多小的单晶体放在一起，可能仍然是单晶体；第二类永动机没有违反能量守恒定律，违反了热力学第二定律．
二．填空题
16．热力学第三定律的内容为：热力学零度 ．摄氏温度为t=27℃相对应的热力学温度为T= K．
答案：是宇宙所能无限接近的绝对零度，此温度不可达到|300.15
解析：解答：解：热力学第三定律的内容为：热力学温度的零度是宇宙所能无限接近的绝对零度，此温度不可达到，为﹣273.15℃；
摄氏温度为t=27℃相对应的热力学温度为T=273.15+27=300.15K；
故答案为：是宇宙所能无限接近的绝对零度，此温度不可达到；300.15
分析：根据热力学第三定律的内容和热力学温标与摄氏温标的概念与区别，便可解答此题，两者大小关系为T=273.15（K）+t
17．设想在一间与外界绝热的房间里，有一台正在工作的电冰箱，如果电冰箱的门是开着的，那么室内温度将 ．
答案：热力学第二定律
解析：解答：解：电冰箱工作时，氟利昂（或其它物质）在冷藏室和冷冻室内汽化吸热，然后在冷凝管内液化放热；冰箱后面的冷凝管温度比较高，把热量传给空气，冷凝管放出的热量大于冷藏室和冷冻室吸收的热量．故室内温度将升高．
故答案为：升高．
分析：电冰箱工作过程是氟利昂（或其它物质）不断的汽化和液化的过程，将热由冰箱内搬运到冰箱外．
18．内能的传递的方向是： ．
答案：从高温物体传递给低温物体
解析：解答：解：在自发的状态下，内能的传递的方向是从高温物体传递给低温物体．
故答案为：从高温物体传递给低温物体
分析：内能的传递的方向是从高温物体传递给低温物体．
19．一个铜块和一个铁块质量相同，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，则铜块中包含的分子个数比铁块中包含的分子个数 （填“多”或“少”），铜块中分子热运动的平均动能比铁块中分子的平均动能 （填“大”或“小”），当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，当达到热平衡时，两者的 相等．
答案：少|大|温度
解析：解答：解：一个铜块和一个铁块质量相同，由于铜的分子量大，所以铜块中包含的分子个数比铁块中包含的分子个数少；
由于温度是分子平均动能的标志，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，所以块中分子热运动的平均动能比铁块中分子的平均动能大；
根据热力学平衡状态的特点可知，当达到热平衡时，两者的温度相等．
故答案为：少，大，温度
分析：温度是分子平均动能的标志，所以分子的动能宏观上取决于温度；当达到热平衡时，两者温度相等．
20．电冰箱工作时，能把箱内的热传到箱外，这 （选“违反”或“不违反”）热力学第二定律．
答案：不违反
解析：解答：解：在冰箱制冷中是因为压缩机消耗了电能，从而能使冰箱源源不断地向外界散热，不违反热力学第二定律．
故答案为：不违反
分析：在冰箱制冷中是因为压缩机消耗了电能，从而能使冰箱源源不断地向外界散热，而不是自发地向外界散热
三．解答题
21．太阳能的特点是巨大、清洁、取之不尽．如图为箱式太阳灶示意图．分析这种太阳灶的原理．思考人类有可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能吗？
答案：解：黑色涂层吸收太阳辐射，使得太阳能转化为水的内能，使箱体内的水温上升．
人类不可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能，热力学第二定律告诉我们不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响．所以违反了热力学第二定律．
答：太阳灶吸收太阳能转化为水的内能，人类不可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能，因为违反了热力学第二定律．
解析：解答：
分析：热力学第二定律告诉我们不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响．
22．热力学第二定律常见的表述有两种：第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化；第二种表述：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．
图甲是根据热力学第二定律的第二种表述画出的示意图：热机从热源吸收热量，一部分用于做功，一部分会传给其周围的低温物体．请你根据第一种表述完成示意图乙．根据你的理解，热力学第二定律的实质是什么？
答案：解：如下图所示；
实质：一切与热现象有关的宏观过程在自发进行时都具有方向性；
或：一切与热现象有关的宏观自然过程在进行时都具有方向性；
解析：解答：
分析：热力学第二定律有不同的表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；不可逆热力学过程中熵的增量总是大于零．
23．正常情况下，人的体温为37℃左右，而夏天有时气温可高达40℃．当气温高于人体温度时，人体还是能将热量散发出去，保持体内温度基本恒定．这违反热力学第二定律吗？试作简单说明．
答案：解：不违反热力学第二定律，热量由温度较低的人体传递给温度较高的周围环境的过程并非自发进行，而是依靠汗液蒸发实现的．
答：不违反热力学第二定律，热量由温度较低的人体传递给温度较高的周围环境的过程并非自发进行，而是依靠汗液蒸发实现的．
解析：解答：
分析：热量能自发从高温物体传向低温物体，当从低温物体传向高温物体时要引起其它变化．
24．回答下列问题：
（1）用简明的语言表述热力学第二定律（只要求写出一种描述）．
答案：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；
（2）理想气体等温膨胀时从单一热源吸收的热量全部用来对外做功，这一过程是否违反热力学第二定律？为什么？
答案：这一过程不违反热力第二定律．因为这一过程引起了其他变化，如气体的压强和体积发生了变化
（3）已知1kg的柴油完全燃烧放出热量Q=3.3×107J，某手扶拖拉机的效率η=30%，耕地时在水平方向匀速前进s=5km消耗柴油1kg，求该手扶拖拉机的牵引力F．
答案：该手扶拖拉机转化为机械能的能量为：W=Q.η…①
根据功的公式：W=F.s…②
①、②两式得：F=…③
将数据代人得：F=1.98×103N
解析：解答：解：（1）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；
（2）这一过程不违反热力第二定律．因为这一过程引起了其他变化，如气体的压强和体积发生了变化；
（3）该手扶拖拉机转化为机械能的能量为：W=Q.η…①
根据功的公式：W=F.s…②
①、②两式得：F=…③
将数据代人得：F=1.98×103N
分析：热力学第二定律的内容：①不可能自发把热量从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；②不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其它影响．
25． 1821年，德国物理学家塞贝克发现了一种怪现象：把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路，然后把铜铁丝的一个联接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温，另一个联接点放在火焰上加热，升到很高的温度时，发现灵敏电流计的指针发生了偏转，表明闭合电路中产生了电流，这就是温差发电现象．问：这一实验是否违反热力学第二定律？简述这一过程中能的转化情况．
答案：解：不违反，内能不可能全部转化为电能，而不产生其他影响；
产生的电能是被火焰加热的铜铁丝内能转化而来，其内能一部分转化为电能，一部分传递给冰水．
故答案为：不违反；内能一部分转化为电能，一部分传递给冰水．
解析：解答：
分析：灵敏电流计有读数说明产生了电能，金属是热的优良传导体，根据能量守恒定律分析．
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