2022届高考物理一轮复习热学---热力学第二定律能力提升

这是一份2022届高考物理一轮复习热学---热力学第二定律能力提升，共14页。试卷主要包含了单选题，共10小题，多选题，共3小题，填空题，共4小题，解答题，共4小题等内容，欢迎下载使用。
2022届高考物理一轮复习热学---热力学第二定律能力提升练习  一、单选题，共10小题1．下列说法正确的是（　　）A．热力学第二定律可表述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些非晶体在不同的方向上有不同的光学性质C．一定质量的理想气体温度升高、体积减小时，气体分子对单位面积器壁的平均作用力增大D．同种液体在相同温度下形成的未饱和汽、饱和汽的压强不相同，分子平均动能也不相同2．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3．关于内能，下列说法中正确的是（　　）A．两物体质量和温度都相同，则内能也相同B．物体吸收热量，内能一定增加C．功可以全部转化为热，热不可以全部转化为功D．热量从高温物体传递到低温物体的过程是不可逆的4．下列说法正确是（　　）A．只要是能量守恒的过程就一定会发生B．新能源是指新开发的能源C．一次能源是直接来自于自然界的能源D．石油是二次能源5．以下说法正确的是（　　）A．有些晶体是各向同性的B．布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫分子热运动C．内能相等的两个物体相互接触，不可能发生热传递D．随着科技的进步，人类一定能制造出从单一热源吸收热量使之完全转化为功而不产生其他影响的热机6．下列说法正确的是（　　）A．热量不可以从低温物体向高温物体传递B．某冰水混合物的温度为，则其分子的平均动能为零C．10克水蒸气你内能大于10克水的内能D．气体如果失去了容器的约束就会散开，原因是气体分子之间斥力大于引力7．下列说法正确的是（　　）A．多晶体没有确定的熔点B．布朗运动就是分子的热运动C．气体向真空的自由膨胀过程是可逆过程D．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用E.压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故8．下列说法正确的是（　　）A．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的B．做功和热传递都可以改变内能，二者本质相同C．第二类永动机违背了能量守恒定律，是不可能实现的D．一定质量的理想气体，等压膨胀的过程中，向外界放出热量9．下列说法不正确的是（　　）A．悬浮在液体里的花粉的无规则运动是布朗运动B．晶体在熔化时要吸热，说明晶体在熔化过程中分子平均动能增加C．热量可以从低温物体传递到高温物体D．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10．下列说法正确的是（　　）A．物体放出热量，分子的平均动能一定减小B．气体的扩散运动总是沿着分子热运动无序性减少的方向进行C．机械能可以自发地全部转化为内能，内能不可能自发地全部转化为机械能D．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到-273℃ 二、多选题，共3小题11．下列说法中正确的是（　　）A．热量可以从高温物体向低温物体传递，不能从低温物体向高温物体传递B．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力C．用显微镜观察布朗运动，观察到的是液体分子的无规则运动D．当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，水中还会有水分子飞出水面E.对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热12．以下说法不正确的是（　　）A．相同质量的100 °C的水和水蒸气内能相等B．分子间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小C．人们感觉潮湿是空气相对湿度较大造成的D．相互之间达到热平衡的两个物体的内能一定相等E.夏天在密闭绝热的房间内打开工作中的冰箱门，冰箱可以充当空调给室内降温13．关于分子动理论及热力学定律，下列说法正确的是（　　）A．布朗运动是指液体成气体中悬浮微粒的无规则运动B．温度高的物体内能不一定大C．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加E.物体可以从单一热源吸收热量全部用于做功  三、填空题，共4小题14．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。15．如图所示是压缩式电冰箱的工作原理示意图。经过干燥过滤器后液体制冷剂进入蒸发器，汽化吸收箱体内的热量，压缩机使低温低压的制冷剂气体变成高温高压的气体，然后制冷剂在冷凝器中液化放出热量到箱体外。电冰箱将热量从低温物体转移到高温物体的工作过程_______（填“违背”或“不违背”）热力学第二定律。制冷剂在蒸发器中由液态变成气态的过程中，________（选填“气体对外做功”“外界对气体做功”或“气体对外不做功”）。
 16．热力学第二定律（1）定义：在物理学中，反映宏观自然过程的_______性的定律。（2）热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能_______地从低温物体传到_______温物体，阐述的是传热的_______性。（3）热力学第二定律的开尔文表述：a.热机①热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的________变成工作物质的内能；第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成_______。②热机用于做功的热量一定_______它从高温热库吸收的热量，即W_______Q；b.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_______，而不产生其他影响。（该表述阐述了机械能与内能转化的方向性）（4）热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是_______的。（选填“等价”或“不等价”） 17．(1)_____________是分子平均动能的标志(2)查理定律可以表述为：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强P与_______________________成正比。(3)请写出把未饱和汽变成饱和汽的常见两种方法__________________________和___________________________。(4)一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与________________________________的和。这个关系叫做热力学第一定律。(5)在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会_________________。 四、解答题，共4小题18．某同学家新买了一台双门电冰箱，冷藏室容积107L，冷冻室容积118L，假设室内空气为理想气体．(1)若室内空气摩尔体积为22.5×10－3m3/mol，阿伏加德罗常量为6.0×1023mol－1，在家中关闭冰箱密封门后，电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子？(2)若室内温度为27℃，大气压为1×105Pa，关闭冰箱密封门通电工作一段时间后，冷藏室温度降为6℃，冷冻室温度降为－9℃，此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差多大？(3)冰箱工作时把热量从温度较低的冰箱内部传到温度较高的冰箱外部，请分析说明这是否违背热力学第二定律．19．以下哪些现象能够发生、哪些不能发生？能够发生的现象是否违背热力学第二定律？(1)一杯热茶自然放置，茶会自动变得更热。(2)蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能。(3)桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离。(4)电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体。20．日常生活中有许多现象都是无序程度增大的过程，请列举几种。21．将如图所示的装置的右端部分气缸B置于温度始终保持不变的环境中，绝热气缸A和导热气缸B均固定在地面上，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦，开始时两形状相同的长方体气缸内装有理想气体，压强均为p0、体积均为V0、温度均为T0．缓慢加热A中气体，使气缸A的温度升高到2T0，稳定后．求：①气缸A中气体的压强pA以及气缸B中气体的体积VB;②试分析说明此过程中B中气体吸热还是放热？
参考答案1．C【详解】A．热力学第二定律可表述为“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A错误；B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质，即表现为各向异性，选项B错误；C．一定质量的理想气体温度升高、体积减小时，气体的压强变大，则气体分子对单位面积器壁的平均作用力增大，选项C正确；D．同种液体在相同温度下形成的未饱和汽、饱和汽的压强不相同，由于温度相同，则分子平均动能相同，选项D错误。故选C。2．B【详解】A．单晶体均具有规则的几何形状，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，说明云母具有各向异性的特点，云母是晶体，A错误；B．若分子势能随着分子距离增大而增大，说明分子力做负功，则分子间作用力的合力表现为引力，B正确；C．自然发生的热传递过程是沿着分子热运动无序性增大的方向进行的，C错误；D．不可能从单一热源吸收热量，并全部用来对外做功而不引起外界变化，D错误。故选B。3．D【详解】A．两物体的质量、温度均相等，它们的内能却不一定相同，还与分子总数有关。故A错误。
B．物体吸收热量后，可能对外做功，内能不一定增加，故B错误；
C．功可以全部转化为热，热在引起外界变化的情况下也可以全部转化为功，故C错误；
D．根据热力学第二定律热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，不能自发地从低温物体传递到高温物体。故D正确。
故选D。4．C【详解】A．热力学第一定律说明能量守恒，热力学第二定律反映了宏观自然过程的方向性，自然界中的宏观过程既要满足能量守恒定律，又要满足热力学第二定律，即能量守恒的过程不一定会发生，故A错误；    B．新能源是指新近才开始使用的可以重复使用的能源，故B错误；C．一次能源是直接来自自然界而未经加工转换的能源，如石油，故C正确；    D．石油属于一次能源，故D错误。故选C。5．A【详解】A．单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，故A正确；B．热运动是分子无规则的运动，而布朗运动并不是分子运动，所以尽管布朗运动的激烈程度跟温度有关，但不能把布朗运动叫做热运动，故B错误；C．内能相等的两个物体，温度不一定相等，当温度不相等时，会发生热传递，故C错误；D．由热力学第二定律可知随着科技的进步，人类不可能制造出从单一热源吸收热量使之完全转化为功而不产生其他影响的热机，故D错误。故选A。6．C【详解】A．热量不可以“自己”从低温物体向高温物体传递，能在“一定”的条件下是可以实现的，故A错误；B．分子在做永不停息的无规则运动，因此其分子的平均动能不是零，故B错误；C．同样质量同样温度的水蒸气和水的平均动能相等，可同样温度的水变成水蒸气需要吸收热量，因此水蒸气的内能更大，故C正确；D．气体分子间的距离很大，相对作用力近似是零，气体如果没有容器的约束，气体分子散开原因是分子做杂乱无章的运动的结果，故D错误。故选C。7．D【详解】A．晶体都有确定的熔点，多晶体属于晶体，故A错误；B．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，不是分子的热运动，故B错误；C．气体向真空中的自由膨胀过程是不可逆过程，故C错误；D．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故D正确；E．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的缘故，故E错误。故选D。8．A【详解】A．根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，A正确；B．做功和热传递都可以改变内能，做功是其他形式的能和内能的转化，热传递则是内能之间的转移，故二者本质不相同，B错误；C．第二类永动机没有违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律，C错误；D．一定理想气体等压膨胀的过程中，气体对外做功，根据理想气体可知等压膨胀，即就是P不变，体积增大，要维持K。T也必须增大，既然是膨胀，也就气体对外做功，也就是只有吸热能使T升高了，故气体从外界吸收热量，D错误。故选A。9．B【详解】A．悬浮在液体里的花粉的无规则运动是布朗运动，反应液体分子的无规则运动，故A正确；B．晶体在熔化时吸热，但温度不变，则晶体在熔化过程中分子平均动能不变，故B错误；C．热量可以从低温物体传递到高温物体，但要引起其他方面的变化，故C正确；D．两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中，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D正确。本题选择不正确的选项，故选B。10．C【详解】A．根据热力学第一定律可知，物体放出热量，物体的内能不一定减小，所以物体分子的平均动能不一定减小，故A错误；B．气体的扩散运动总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，故B错误；C．机械能可以自发地全部转化为内能，但内能不可能自发地全部转化为机械能，故所以C正确；D．尽管技术不断进步，但热机的效率仍不能达到100%，制冷机却也无法可以使温度降到-273℃，故D错误；故选C。11．BDE【详解】A．在外界影响下，热量可以从低温物体向高温物体传递，选项A错误；B．表面张力是分子间的相互作用力，所以在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力，选项B正确； C．布朗运动是固体小颗粒的运动，选项C错误；D．当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，达到动态平衡，水中还会有水分子飞出水面，同时有分子进入液体，宏观上看液体不再蒸发，选项D正确；E．对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，根据可知，温度升高，故内能增加，由于气体对外做功，根据可知，气体一定吸收热量，选项E正确。故选BDE。12．ADE【详解】A．内能等于物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，相同质量的100°C的水与100°C的水蒸气的所有分子热运动动能相等，但水蒸气比水的体积大，分子势能较大，因此100 °C的水比同质量的水蒸气内能少，故A错误；B．分子间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小，故B正确；C．人们感觉潮湿是空气相对湿度较大造成的，故C正确；D．相互之间达到热平衡的两个物体的温度一定相等，但内能不一定相等，故D错误；E．根据热力学第二定律可知，冰箱制冷的原理在于通过压缩机做功使热量从低温物体流向高温物体，所以冰箱将冷藏室内的热量吸收后又会向外释放同等的热量，加之电冰箱工作时压缩机和线路元件等也会产生焦耳热，室内热量不减反增，所以不可能通过打开工作中的冰箱门给密闭的室内降温，故E错误。故选ADE。13．ABE【详解】A．布朗运动是液体或气体中悬浮微粒的无规则运动，而不是分子的运动，A正确；B．温度是分子平均动能的标志，温度高只能说明分子平均动能大，总的分子动能应该是分子平均动能与分子数的乘积，另外内能还包括分子势能，因此温度高的物体内能不一定大，B正确；C．由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，C错误；D．根据热力学第一定律可得，所以气体从外界吸收热量，其内能不一定增加，因为当气体可能对外界做的功大于吸收的热量，其内能减小，D错误；E．物体可以从单一热源吸收热量全部用于做功，但会引起一些其他变化，例如理想气体做等温膨胀时，吸收的热量就可以全部用于做功，E正确。故选ABE。14．热    方向    全部    不能    【详解】[1][2][3][4]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热现象的宏观过程都具有方向性，例如机械能可以全部转化为内能，但内能不能全部转化成机械能，而不引起其他变化。15．不违背    气体对外做功    【详解】[1]热力学第二定律的克劳修斯表述为热量不能自发地从低温物体传到高温物体，电冰箱依靠压缩机实现了将热量从低温物体转移到高温物体，不违背热力学第二定律。[2]制冷剂在蒸发器中由液态变成气态的过程中，体积膨胀，对外做功。16．方向    自发    高    方向    化学能    机械能    小于    <    完全变成功    等价    【详解】略17．温度    热力学温度    降低温度    减小体积    外界对气体所做的功    减少    【详解】(1)[1]温度是分子平均动能的标志(2)[2]查理定律可以表述为：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强P与热力学温度成正比。(3)[3][4]把未饱和汽变成饱和汽的常见两种方法：降低温度和减小体积。因为饱和汽压强随温度的降低而减小，减小体积可以增加未饱和汽的压强。(4)[5]一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对气体所做的功的和。这个关系叫做热力学第一定律。(5)[6]在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少。18．(1)6.0×1024个； (2)5.0×103Pa； (3)见解析【详解】①分子个数 个②气体状态参量为T1=273+27=300KP1=1×105Pa
T2=273+6=279KP2=？T3=273-9=264KP3=？气体体积不变，根据查理定律得代入数据解得P2=9.3×104PaP3=8.8×104Pa压强差：△P=P2-P3=5.0×103Pa③不违背热力学第二定律，因为热量不是自发的由低温的冰箱内部向高温的冰箱外部传递的，且冰箱工作过程中要消耗电能。19．(1)(2)不能发生，(3)(4)能够发生，不违背【详解】(1)不可能。热茶温度比周围环境温度高，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体；(2)不可能。蒸汽的内能转化为及西恩必定需要做功，即热蒸汽推动活塞做功，这一过程中，一方面由于活塞摩擦汽缸而产生内能，另一方面热蒸汽与周围环境有温度差，蒸汽机会向周围环境散热。所以，蒸汽机把蒸汽的内能全部转化为机械能是不可能的。(3)可能。混浊的泥水静置一段时间后，由于泥沙比水的密度大，泥沙会自动下沉，从而使得上面的浑水变清了。此过程不违背热力学第二定律，泥沙的重心降低，重力势能减少了，水的重心升高，水的重力势能增加了，但系统总的重力势能减少了，最终转化为内能，而机械能百分之百地转化为内能是可能的。(4)可能。电冰箱通电后，电冰箱内的压缩机工作，消耗电能，将热量由箱内低温物体传递到箱外高温物体。没有违背热力学第二定律，因为它是通过消耗了电能从而引起其他变化的。20．见解析【详解】熵是物体内分子运动无序程度的量度，熵值越大，表明系统内分子运动越无序，任何自然过程一定总是沿着熵增加的方向进行的，如热传导过程总是沿着无序程度增加的方向进行的；一副扑克牌，随着洗牌次数增加，无序程度就会增加；队列解散后的学生，时间越久学生的位置越无序；气体分子向真空中扩散，时间越久，气体分子越无序。21．①, ②放出热量【解析】试题分析:①稳定后：PA=PB； VA+VB=2V0对气体A：对气体B：解得：②气体B温度不变，内能不变，活塞对B做正功，由热力学第一定律知气体B放出热量。考点：考查理想气体的状态方程；热力学第一定律．【名师点睛】本题考查理想气体状态变化规律和关系，找出A、B部分气体状态的联系（即VB=2V0-VA）是关键．