高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册4.3 热力学第二定律随堂练习题

4.3热力学第二定律基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．下列说法正确的是（　　）

A．当分子间的距离增大时，分子间引力增大、斥力减小

B．温度高的物体内能一定大

C．第二类永动机违反了热力学第二定律

D．叶面上的小露珠呈球形是由于大气压力的作用

2．关于能量和能源，下列说法中正确的是（　　）

A．化石能源是清洁能源，水能是可再生能源

B．能量的转化和转移有方向性

C．人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造

D．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失

3．下列说法正确的是_________。

A．对一定质量的理想气体加热，其内能一定增大

B．理想气体放出热量，其分子的平均动能一定减小

C．可以从单一热源吸收热量，使之完全转变为功而不发生其他变化

D．一定质量的理想气体，当它的压强、体积都增大时，其内能一定增大

4．下列说法正确的是（　　）

A．甲图中的酱油蛋是布朗运动的结果

B．乙图中的水黾可以停在水面，是因为水具有表面张力

C．丙图中酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润

D．丁图中电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，违背了热力学第二定律

5．关于热现象，下列说法正确的是（　）

A．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在垂直表面的张力

B．知道水蒸气的摩尔体积和水分子的体积，可计算出阿伏伽德罗常数

C．影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和气压的差距

D．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机

6．关于热力学定律，下列说法中正确的是（　　）

A．在一定条件下物体的温度可以降到绝对零度

B．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律

C．热机的效率可以达到100%

D．在热传递中，热量不可能自发地从低温物体传给高温物体

7．列叙述中正确的是（　　）

A．晶体均具有规则的几何形状，但不一定具有各向异性的特征，用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体

B．若分子势能随着分子距离增大而增大，则分子间作用力的合力表现为引力

C．自然发生的热传递过程是沿着分子热运动有序性增大的方向进行的

D．不可能从单一热源吸收热量，并全部用来对外做功

8．下列说法中正确的是（　　）

A．无摩擦、无漏气等能量损失，就能使热机效率达到100%

B．热量不能从低温物体传到高温物体

C．一切物理过程都具有方向性

D．由热力学定律可推断出某个物理过程是否能自发进行

9．下列唯一正确的说法是（　　）

A．一定量的理想气体在等压膨胀过程中，内能不一定增加

B．热量能够自发地从低温物传给高温物

C．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能

D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力

10．如图所示，绝热的汽缸被一个绝热的活塞分成左、右两部分，活塞质量不计，活塞用销钉锁住，活塞与汽缸之间没有摩擦，汽缸左边装有一定质量的理想气体，右边为真空。现在拔去销钉，抽去活塞，让气体向右边的真空做绝热自由膨胀，下列说法正确的是（　　）

A．气体在向真空膨胀的过程中对外做功，气体内能减少

B．气体在向真空膨胀的过程中，分子平均动能变小

C．气体在向真空膨胀的过程中，气体内能不变

D．若无外界的干预，气体分子可以自发地退回到左边，使右边重新成为真空

11．下列说法正确的是（　　）

A．根据热力学定律知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体

B．盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大

C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果

D．当两块薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力

12．根据学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是(　　)

A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能

B．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体

C．尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－293 ℃

D．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来

13．下列关于能量转化和守恒定律及热力学定律的说法正确的是（　　）

A．机械能全部变成内能是不可能的

B．从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的

C．第二类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量转化和守恒定律

D．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体

14．下列说法中正确的是（　　）

A．电热器消耗的电能可以全部变成内能

B．在火力发电中，水蒸气的内能可以全部转化为电能

C．在手机中，电池的电能可以全部转化为空气振动的机械能

D．可以制造一种传热物体，能使热量自发地从物体的低温端传给高温端

15．下列说法错误的是（　　）

A．悬浮在水中的花粉做布朗运动反映了花粉分子的热运动

B．并不是所有晶体都具有各向异性

C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同

D．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

二、填空题（共4题）

16．根据能的转化和守恒定律及能量转化的方向性，人们认识到，自然界中进行的涉及______现象的宏观过程都具有______性，例如机械能可以______转化为内能，但内能______全部转化成机械能，而不引起其他变化。

17．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．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量

C．科技的进步可以使内燃机成为单一的热源热机

D．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”

E．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性

18．能量的耗散∶

（1）定义∶电池中的______转化为电能，电能又通过灯泡转化为_____和_____，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的____，我们很难把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散。

（2）能量的耗散表明∶能量的数量是_____的，但是能量可利用的品质_____了。

（3）能量的耗散从能量转化的角度反映出自然中与热现象有关的宏观过程具有_______。

19．以下说法正确的是(      )

A．玻璃管的裂口烧熔后会变炖是表面张力的作用引起的

B．0℃的氢气和0℃的氧气，它们的分子平均动能相同

C．第二类永动机违背了能量守恒定律

D．水的饱和汽压随温度的升高而增大

E.一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性减小的方向进行

三、综合题（共4题）

20．为什么热机的效率不可能达到100%？

21．第二类永动机与第一类永动机的区别是什么？它为什么不能实现？

22．寒冷的冬季，室外的水很容易结冰。液态水分子的无序度比冰高。那么，结冰的过程违反熵增加原理吗？为什么？

23．大约在1670年，英国的一个主教维尔金斯设计了一种磁力“永动机”。如图所示，在斜面顶上放一块强有力的磁铁，斜面上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道。维尔金斯认为：如果在斜面底放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动；当小铁球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜面底端Q；由于小球有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到斜面上端，到小孔P处又掉下。在以后的200多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次，其中一次在1878年，即能量转化和守恒定律被确定20年后，而且竟在法国取得了专利权！请你分析一下，维尔金斯的“永动机”能实现吗？

参考答案：

1．C

2．B

3．D

4．B

5．C

6．D

7．B

8．D

9．D

10．C

11．C

12．A

13．B

14．A

15．A

16．     热     方向     全部     不能

17．ABE

18．     化学能     内能     光能     内能     守恒     降低     方向性

19．ABD

20．

热机在工作过程中，燃料不可能完全燃烧，尾气带走较多的热量，机器本身散热，克服机械间摩擦做功，剩余的能量才是有用的能量，在燃料完全燃烧提供的能量中只占很少一部分，所以热机效率不可能达到100%。

21．

第二类永动机定义：从单一热源吸收的热量，可以全部用来做功，而不引起其他变化的机器。即：效率η=100%的机器。第一类永动机是指不消耗任何能量就能永远转下去，它违反了能量守恒定律；

不能实现原因：违背了热力学第二定律，但没有违背能量守恒定律。

22．不违反；

不违反熵增加原理；液体的水比冰的无序度大，但我们看孤立系统的熵，而不是看个别不孤立的物体。一盆水在寒冷的天气中并不是孤立系统，因为水和外界大气及地面有能量交换。熵增加原理指的是孤立遵守能量守恒的系统。本说法中，水与大气及地面为一个孤立系统，水结冰时放热，使周围大气以及地面内能增加，无序度增加，系统总熵值还是增加的，并没有违反熵增加原理。

23．不可能实现，因为它违背了能的转化和能量守恒定律