四川省内江第六中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-3：4.4热力学第二定律 课时作业（含解析）

4.4热力学第二定律
课时作业（含解析)
1．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
2．一种冷暖两用型空调在制热时，每消耗电能，放出约的热量。下列说法正确的是（　　）
A．空调制热过程产生了新能量
B．空调制热时放出的热量全部是由电能转化面来的
C．此过程违反了能量守恒定律
D．空调制热时放出的热量，一部分是由电能转化而来，另一部分则是从外界吸收
3．下列关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是(　　)
A．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律
B．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行
C．有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行
D．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵会减小
4．下列过程中可能发生的是
(　
　)
A．某种物质从高温热源吸收20
kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响
B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢复原状
C．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高
D．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开
5．下列说法正确的是（　　）
A．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
B．一定量的理想气体压强不变，体积减小，气体分子对容器壁在单位时间内单位面积上碰撞次数增多
C．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
D．液晶具有液体的流动性，但不具有单晶体的光学各向异性
E.一切与热现象有关的宏观自然过程都是可逆的
6．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．效率为100%的热机是不可能制成的
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方法
E.吸收了热量的物体，其内能也不一定增加
7．关于热力学定律，下列说法正确的是（　　）
A．气体吸热后温度一定升高
B．一定质量的理想气体等压膨胀过程一定放热
C．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
D．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
8．关于热力学定律，下列说法正确的是________．
A．物体的温度不能降到0
K
B．一定量气体，吸热200
J，内能减少20
J，气体对外做功220
J
C．任何固体在全部熔化前，温度都是保持不变的
D．利用高科技手段，可以将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化
E.
一定质量的100
°C的水吸收热量后变成100
°C的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能
9．下列说法中正确的是______
A．晶体至少有一种物理性质表现为各向异性
B．一定体积的某种密闭气体的压强仅与分子的平均动能有关
C．一个热力学系统的内能不可能完全转化机械能
D．夏天干旱时，给庄稼松土是为了防止土壤中的水分快速蒸发
E.梅雨季节，洗衣服后难以变干是因为空气的相对湿度大
10．下列说法正确的是（　　）
A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积
B．第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律
C．一定质量的理想气体经历缓慢的绝热膨胀过程，气体的内能减小
D．1kg的0℃的冰比1kg的0℃的水的内能小些
E.干湿泡温度计的干泡与湿泡的示数差越大，相对湿度越小
11．关于热现象和热力学定律，下列说法正确的是
A．一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子势能一定增加
B．布朗运动是指悬浮在液体中的花粉分子的无规则热运动
C．在一定条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素
D．气体被压缩时，内能一定增加
E.从单一热源吸收热量使之全部变成机械功是可能的
12．关于第二类永动机，下列说法正确的是（
）
A．第二类永动机是从单一热源吸收热量并全部用来做功，而不引起其他变化的热机
B．第二类永动机违背了能量守恒定律，所以不可能制成
C．第二类永动机违背了热力学第二定律，所以不可能制成
D．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能
E.第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，而不引起其他变化
13．下列有关热力学现象和规律的描述正确的是
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
14．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（　　）
A．非晶体和晶体的物理性质都是各向同性
B．自然界中一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性
C．布朗运动是由悬浮在液体中的小颗粒之间的相互碰撞引起的
D．水的饱和汽压与水面的大气压强无关，只与水的温度有关
E.慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不会流下来，是因为液体表面存在张力
参考答案
1．B
【解析】
ABD．由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，除非有外界的影响或帮助，电冰箱把热量从低温物体传到高温物体，需要压缩机的帮助并消耗了电能，B正确，AD错误。
C．热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化或内能转移的规律，是能量的转化和守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C错误。
故选B。
2．D
【解析】
该空调向室内放出的热量，一部分是通过电流做功，消耗电能转化而来，另一部分则是通过从外界吸收，因此并不违反能量守恒定律，故选项D正确，ABC错误。
故选D。
3．A
【解析】
从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律，选项A正确；根据熵原理，一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，选项BC错误；根据热力学第二定律可知，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵一定不会减小，故D错误。
4．C
【解析】
不可能从单一热源吸热全部转化为机械能，而没有其他任何影响，气体自发溢出后不能自发进去，不同的液体在一个容器中自发地混合，不能自发地各自分开．
【详解】
不可能从单一热源吸热全部转化为机械能，而没有其他任何影响，A错误；打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后不能自发进去，B错误；利用其他手段，使低温物体的温度更低，高温物体的温度更高，如电冰箱，C正确；两种不同的液体在一个容器中自发地混合，不能自发地各自分开，D错误；故选C．
5．ABC
【解析】
A．当分子力表现为引力时，增大分子减的距离，需要克服分子力做功，所以分子势能随分子间距离的增大而增大，故A正确；
B．一定量的理想气体保持压强不变，气体体积减小，气体分子的密集程度增大，单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数增多，故B正确；
C．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，故C正确；
D．液晶既具有液体的流动性，又具有单晶体的光学各向异性的特点，故D错误；
E．根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，都是不可逆，故E错误；
故选ABC。
6．BCE
【解析】
A．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，故A错误；
B．效率为100%的热机是不可能制成的，故B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，使之完全变为功而不引起其他变化是不可能实现的，它不是提高机械效率的常用方法，故D错误；
E．改变内能的方式有做功和热传递，故吸收了热量的物体，其内能也不一定增加，E正确。
故选BCE。
7．CD
【解析】
A．根据热力学第一定律，气体吸热的同时若对外做功，则内能不一定增大，温度不一定升高，A错误；
B．由知，一定质量的理想气体在等压膨胀过程中温度升高，内能增大，气体一定吸收热量，B错误；
C．热量能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到高温物体，C正确；
D．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，D正确。
故选CD。
8．ABE
【解析】
根据热力学第三定律、热力学第一定律分析答题；
晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点；
由热力学第二定律可知，宏观热学过程是有方向性的，根据热力学第二定律分析答题。
【详解】
A.0K为宇宙的最低温度，只能接近不能达到，故A正确；
B.由题意可知：W＝?220J，Q＝200J，由热力学第二定律可知：△U＝Q＋W＝20?220J＝?20J，内能减少200J，故B正确；
C.只有晶体在全部熔化前，温度才是保持不变的，故C错误；
D.由热力学定律可知，热量的散失具有不可逆性，不能完全收集起来而不引起其他变化，故D错误；
E.一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，内能不变，但体积增大，对外做功，说明吸收的热量大于增加的内能，故E正确。
【点睛】
本题考查了高中物理选修内容，涉及的知识点较多，但难度不大，掌握基础知识即可正确解题，对选修内容，要注意基础知识的学习与掌握。
9．BDE
【解析】
单晶体表现为各向异性，而多晶体表现为各向同性，故A错；有气体状态方程知体积一定得情况下压强与温度有关，而温度与分子平均动能有关，因此B正确；一个热力学系统得内能不可自发得全部转化为机械能，变化的内能可以全部转化为机械能，故C错误；给庄稼松土破坏土壤得毛细管，防止水分增发，故D正确；相对湿度大，水分增发缓慢，梅雨季节得空气中水分含量增多，相对湿度大，因此增发缓慢，故E正确．
10．CDE
【解析】
A．摩尔体积除以阿伏伽德罗常数算出的是气体分子占据的空间，气体分子间的空隙很大，所以气体分子占据的空间不等于气体分子的体积，故A错误；
B．第二类永动机不能制成是因为它违反了热力学第二定律，即自发的热现象具有方向性，故B错误；
C．因气体绝热膨胀，故气体对外做功，没有热交换，由热力学第一定律可知，气体内能减小，故C正确；
D．1kg的的冰熔化成1kg的的水的内能时，要吸收热量，则知1kg的的冰比1kg的的水的内能小些，故D正确；
E．干湿泡湿度计的湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大，说明湿泡的蒸发非常快，空气的相对湿度越小，故E正确。
故选CDE。
11．ACE
【解析】
A．一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，一定吸收热量，分子平均动能不变，则分子势能一定增加，故A正确；
B．悬浮颗粒受到液体分子不均匀的撞击从而做无规则运动，即为布朗运动，所以布朗运动是悬浮颗粒的运动，故B错误；
C．分子永不停息地做无规则热运动，所以在一定条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素，故C正确：
D．气体被压缩时，同时对外传热，根据热力学第一定律知内能可能不变，故D错误；
E．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，但会产生其他影响，故E正确。
故选：ACE。
12．ACE
【解析】
A．由第二类永动机的定义可知，第二类永动机是从单一热源吸收热量并全部用来做功，而不引起其他变化的热机，故A正确；
BC．第二类永动机没有违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，故B错误，C正确；
DE．由第二类永动机不可能制成可知在不引起其他变化情况下，机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，故E正确，D错误。
故选ACE。
13．BDE
【解析】
A、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，故A错误；
B、一定量的气体，在体积不变时，温度降低，压强减小，根据气体压强原理知道分子每秒平均碰撞次数也减小，故B正确；
C、用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是多晶体各向同性的表现，故C错误；
D、由，膨胀则体积增大，密度减小；等压膨胀温度升高，故分子平均动能增大，故D正确；
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，只有在一定条件下才能从低温物体传递到高温物体，故E正确；
故选BDE。
【点睛】
关键是知道表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，熔解区域呈圆形，这是多晶体各向同性的表现，明确热力学第二定律的内容。
14．BDE
【解析】
A．根据晶体的性质可知，单晶体的在某些物理性质上具有各向异性的，而多晶体和非晶体是各向同性的，A错误；
B．热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物，即涉及热现象的宏观过程都具有方向性，B正确；
C．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒受到液体分子无规则碰撞引起的，C错误；
D．水的饱和汽压与水面的大气压强无关，只与水的温度有关，随温度降低而减小，D正确；
E．由于液体表面存在张力，液体表面像一张橡皮膜，即使水面稍高出杯口，水仍不会流下来，E正确。
故选BDE。