上海市甘泉高中2019-2020学年高中物理好沪科版选修3-3：4.3热力学第二定律 学业测评（含解析）

热力学第二定律
1．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．单晶体和多晶体都有规则的几何外形
C．热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
D．当两分子间距离增大时，分子引力增大，分子斥力减小
2．下列说法正确的是（ ）
A．温度是分子平均动能的宏观标志，所以两个物体只要温度相等，那么它们分子的平均速率就相等
B．热力学第二定律可描述为：“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”
C．在自然界能的总量是守恒的，所以不存在能源危机
D．热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成
3．下列说法中正确的是( )．
A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B．第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律
C．大雾天气学生感觉到教室潮湿，说明教室内的绝对湿度较大
D．一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的
4．下列说法中不正确的是（ ）
A．气体压强的大小和单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关
B．布朗运动是液体分子的运动，说明液体分子永不停息地做无规则热运动
C．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，使之完全变成功，而不产生其他影响
D．水黾可以停在水面上是因为液体具有表面张力
5．关于热力学定律,下列说法中正确的是（ ）
A．做功和热传递在改变内能的方式上是不同的
B．只要对内燃机不断改进,就可以把内燃机得到的内能全部转化为机械能
C．满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行
D．热量只能从高温物体传到低温物体,不能从低温物体传到高温物体
6．下列说法正确的是_____________．
A．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点
B．温度升高时分子的热运动加剧，分子的平均动能增加
C．用气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数就可以估算出气体分子的体积
D．浸润现象产生的原因是附着层内分子间距比液体内部分子间距大，分子间作用力表现为引力的缘故
E.第二类永动机不可能制成，因为内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化
7．下列说法正确的是（　　）
A．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
B．物体吸收热量，温度一定升高
C．浸润与不浸润是分子力作用的表现
D．热量可以自发地从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体
8．下列说法正确的是
A．热量可以从低温物体传到高温物体
B．当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小
C．布朗运动就是固体分子的无规则运动
D．一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，气体内能增加的同时向外界释放热量
9．下列说法正确的是（ ）
A．气体的内能是所有分子热运动的动能和分子间的势能之和
B．液晶的光学性质不随所加电场的变化而变化
C．功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功
D．一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小
E.一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加
10．下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动是液体分子无规则运动的反映
B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能
C．知道某物质的摩尔质量和密度就可求出阿伏加德罗常数
D．温度高的物体，它们分子热运动的平均动能一定大
E.当分子之间的作用力表现为斥力时，分子势能随分子距离的减小而增大
11．有关热现象，下列说法正确的是____________
A．若理想气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
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．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，分子力先做正功，后做负功
D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的
E.布朗运动说明液体或气体分子永不停息地做无规则运动，颗粒越大，布朗运动越明显
12．对于热现象，下列说法正确的是________(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选铺1个扣3分、最低得分为0分)
A气体吸收热量，其温度定升高
B．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加
C．温度相同的两种物质，其分子的平均动能一定相同
D．第二类永动机不能造成的根本原因是其违反了热力学第二定律
E熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行
13．下列说法正确的是__________．
A．大颗粒的盐磨成细盐，就变成了晶体
B．两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中，它们的分子势能先减小后增大
C．空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气压强与同温度水平的饱和蒸气压的比值
D．给自行车打气，越打越困难主要是因为胎内气体压强增大，而与分子间的斥力无关
E.第二类永动机不违反热力学第二定律，但违反了热力学第一定律
14．下列说法正确的是________
A．第二类永动机不能制成是因为自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性
B．布朗运动就是分子的无规则运动
C．晶体一定具有各向异性
D．由物质的摩尔质量和阿伏伽德罗常数可以估算出一个物质分子的质量
E.在一个绝热系统中,外界对系统做功,系统的内能一定增大
15．下列说法中,表述正确的是_____
A．气体的体积指的是气体的分子所能够到达的空间的体积,而不是该气体所有分子的体积之和
B．在使用“单分子油膜法”估测分子直径的实验中,为了计算的方便,可以取1毫升的油酸酒精混合溶液滴入水槽．
C．理论上,第二类永动机并不违背能量守恒定律,所以随着人类科学技术的进步,第二类永动机是有可能研制成功的
D．外界对气体做功时,其内能可能会减少
E.给自行车打气,越打越困难主要是因为胎内气体压强增大,而与分子间的斥力无关
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
A.布朗运动是花粉颗粒在液体中的无规则运动，布朗运动不是液体分子的无规则运动，它反映了液体分子的无规则运动，故A错误；
B. 单晶体有规则的几何外形，具有各向异性，有固定的熔点；多晶体没有规则的几何外形，这是因为它是由很多微小的单晶体无规则排列而成的，它在宏观上不具有各向异性（但是组成它的每一个微小的单晶体仍具有各向异性），它也有固定的熔点，故B错误；
C.热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体，这是热力学第二定律的一种表述形式，故C正确；
D. 当两分子间距增大时，分子间的引力和斥力都要同时减小，但斥力减小的快，故D错误．
2．D
【解析】温度是分子平均动能的宏观标志，所以两个物体只要温度相等，那么它们分子的平均动能就相等，但是由于分子质量不同，分子的平均速率不同，选项A错误；热力学第二定律可描述为：“不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他的变化”，选项B错误；在自然界能的总量是守恒的，但是能源利用之后，短期不能再生，或被重复利用，故肆意浪费能源必然造成能源危机，故C错误．热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成，选项D正确；故选D.
3．D
【解析】
【详解】
A．布朗运动是悬浮在水中花粉的无规则运动，由于花粉是由花粉颗粒组成的，所以布朗运动反映的是花粉颗粒的运动，不是花粉分子的热运动，是液体分子的热运动的反应，故A错误；
B．第一类水动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律，而第二类永动机研制失败的原因并不是违背了能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，故B错误；
C．绝对湿度是指一定空间中水蒸气的绝对含量，可用空气中水的蒸气压来表示；而相对湿度为某一被测蒸气压与相同温度下的饱和蒸气压的比值的百分数，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故大雾天气学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大，故C错误；
D．一定质量的单晶体在熔化过程中温度不变，分子的平均动能不变，所吸收的热量全部用来增大分子势能，故D正确．
故选D。
点睛：本题考查了布朗运动、相对湿度和绝对湿度的概念、晶体的特点以及永动机研制失败的原因等，知识点多，关键要记住相关规律，需要在平时学习过程中注意积累．
4．B
【解析】
A、气体压强的大小和单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关，单位体积内的分子数越多则单位时间内对器壁碰撞的次数就越多，气体分子的平均动能越大，则气体分子对器壁的碰撞力越大，压强越大，故A不符合题意；
B、布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，间接地说明液体分子永不停息地做无规则热运动，故B符合题意；
C、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，使之完全变成功，而不产生其他影响，故C不符合题意；
D、水黾可以停在水面上是因为液体具有表面张力，故D不符合题意。
故选B．
【点睛】
布朗运动是指悬浮在液体中的颗粒所做的无规则运动的运动，布朗运动是由于液体分子的无规则运动对固体微粒的碰撞不平衡导致的，它间接反映了液体分子的无规则运动；表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力．
5．A
【解析】
A．做功和热传递在改变内能的方式上是不同的，做功是其余能与内能的转化，热传递是内能的转移，A正确；
B．根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热而全部转化为机械能，即热机的效率不可能达到100%，B错误；
C．热力学第二定律告诉我们，一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的，故满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发进行，如热量不会自发地由低温物体向高温物体传递，C错误；
D．根据热力学第二定律知，热量可以自发地由高温物体传到低温物体，不能自发地由低温物体传到高温物体．电冰箱能制冷是在压缩机做功的情况下热量才由低温物体传到高温物体，热量不是自发地由低温物体传到高温物体，D错误．
故选A.
6．ABE
【解析】
A．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点．故A正确；
B．温度是分子平均动能的标志，温度升高时，分子的平均动能增加，分子的热运动加剧，故B正确；
C．用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数可以估算一个分子所占的体积，不能求解分子体积，故C错误；
D．浸润现象产生的原因是附着层内分子间距比液体内部分子间距小，分子间作用力表现为斥力的缘故，故D错误；
E．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反热力学第二定律，因为内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化，所以第二类永动机不可能制成，故E正确．
故选ABE.
7．ACD
【解析】
A项：当分子间距从平衡位置以内增大时，分子力先是斥力做正功，后是引力做负功，分子势能随着分子间距离的增大，先减小后增大，A正确；
B项：物体吸热温度不一定升高，例如晶体在熔化过程中吸收热量，但是温度不变，故B错误；
C项：浸润和不浸润现象均是因为分子力作用的结果，故C正确；
D项：热量总是自发的从温度高的物体传递到温度低的物体，而温度是分子平均动能的标志，故D正确．
【点睛】
分子力做正功时，分子势能减小；分子力做负功时，分子势能增大，浸润和不浸润均是分子力作用的表现．
8．AB
【解析】
A．热量可以从低温物体传到高温物体，例如：电冰箱依靠电能做功，使得热量从冰箱内部传到了外部．故A项正确．
B．当分子间的引力与斥力平衡时，分子处于平衡位置，分子势能最小．故B项正确．
C．布朗运动是指悬浮在液体中固体小颗粒的无规则中运动，布朗运动间接反映了液体分子的无规则热运动．故C项错误．
D．一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，对外做功，温度升高，内能增加；据热力学第一定律可得气体从外界吸收热量．故D项错误．
故选AB．
点睛：布朗运动的现象是显微镜中看到的固体颗粒无规则的运动；布朗运动的实质反映了液体分子无规则的热运动．
9．ADE
【解析】
A.物体的内能是指所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故A正确；
B.液晶最主要的特点是具有电光效应：液晶的干涉，散射，衍射，旋光，吸收等受电场调制，液晶的光学性质随所加电场的变化而变化，故B错误；
C.由热力学第二定律可知：不可能从单一热源取热，把它全部变为功而不产生其他任何影响。只有在不产生其它影响的条件下，从单一热源吸热全部变功才是不可能的（被客观规律所禁止的），也就是说热力学第二定律并不禁止下列情形：存在其他变化时，热可以全部转化功；或者说：“从单一热源取热，把它全部变为功”并非不可能，但只有在发生其他变化时，才能实现，故C错误；
D.一定量的气体，在体积不变时，温度降低，压强减小，根据气体压强的微观解释，气体分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小，故D正确；
E.一定量的气体，在压强不变时，随着温度的降低气体体积减小，所以分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加，故E正确。
故选ADE．
10．ADE
【解析】
A.布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，选项A正确；
B.根据热力学第二定律可知，没有摩擦的理想热机也不可以把吸收的能量全部转化为机械能，选项B错误；
C.知道某物质的摩尔质量和分子质量就可求出阿伏加德罗常数，选项C错误；
D.温度是分子平均动能的标志，则温度高的物体，它们分子热运动的平均动能一定大，选项D正确；
E.当分子之间的作用力表现为斥力时，分子距离减小时，分子力做负功，分子势能增大，选项E正确.
11．ACD
【解析】
A：若理想气体的压强和体积都不变，则理想气体的温度不变；理想气体的内能只与物质的量和温度有关．则若理想气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变．故A项正确．
B：据热力学第二定律，内燃机不可以把得到的全部内能转化为机械能．故B项错误．
C：两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，分子力先是引力后是斥力，则分子力先做正功，后做负功．故C项正确．
D：做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的．做功是能量的转化；热传递是能量的转移．故D项正确．
E：布朗运动说明液体或气体分子永不停息地做无规则运动，颗粒越小，颗粒受到的撞击越不平衡，布朗运动越明显．故E项错误．
综上答案为ACD．
12．BCD
【解析】A、气体吸收热量，可能还对外做功，气体内能不一定增加；故A错误；
B、没有热量交换压缩气体，根据热力学第一定律，气体的内能一定增加，故B正确；
C．温度是分子平均动能的标志，温度相同的两种物质，其分子的平均动能一定相同，故C正确；
D．第二类永动机不违反能量守恒定律，不能造成的根本原因是其违反了热力学第二定律，故D正确；
E．一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，故E错误
故选：BCD
13．BCD
【解析】
【详解】
A.将大颗粒的粗盐磨成细盐，细盐仍然是晶体，故A错误；
B.两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中，分子间表现出先斥力后引力，故分子力先做正功，后做负功，它们的分子势能先减小后增大，故B正确；
C.空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气压强与同温度水平的饱和蒸气压的比值，故C正确；
D.给自行车打气，越打越困难主要是因为胎内气体压强增大，与分子间的斥力无关，因为分子斥力起作用的距离，故D正确；
E.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，内能在转化为机械能的过程中要生热，所以要引起其它变化，故E错误。
故选BCD。
14．ADE
【解析】A．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性，第二类永动机虽不违犯能量守恒定律，但违反了热现象的宏观过程的方向性，不能制成，故A正确；
B．布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，但它反映了液体分子的无规则运动，故B错误；
C．多晶体不具有各向异性，故C错误；
D．物质的摩尔质量是阿伏伽德罗常数个分子的质量，可以估算出一个物质分子的质量，故D正确；
E．如果没有热交换，外界对系统做功,根据热力学第一定律，系统的内能一定增大，故E正确。
故选：ADE。
15．ADE
【解析】
气体的体积指的是气体的分子所能够到达的空间的体积,而不是该气体所有分子的体积之和，选项A正确；在使用“单分子油膜法”估测分子直径的实验中,为了计算的方便,可以取1滴的油酸酒精混合溶液滴入水槽，选项B错误；理论上,第二类永动机并不违背能量守恒定律,但是违背热力学第二定律，即使随着人类科学技术的进步,第二类永动机也是不可能研制成功的，选项C错误；外界对气体做功时，若气体放热，则其内能可能会减少，选项D正确；给自行车打气,越打越困难主要是因为胎内气体压强增大,而与分子间的斥力无关，选项E正确；故选ADE.