物理选择性必修 第三册第3节 热力学第二定律同步训练题

3.3热力学第二定律基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．关于热力学温标与摄氏温标的下列说法不正确的是

A．热力学温标与摄氏标的每一分度的大小是相同的

B．热力学温标的0度值对应于－273.15℃

C．热力学温标的0度是不可能达到的

D．气体温度趋近于绝对零度时,其体积趋近于零

2．下列说法正确的是（    ）

A．随着科技的发展，永动机是可以制成的

B．牛顿运用理想实验法发现了万有引力定律

C．经典力学在宏观、低速运动中，引力不太大时适用

D．由于相对论、量子论的提出，经典力学已经失去了它的意义

3．下列说法正确的是（　　）

A．温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均速率相同

B．空调制冷说明热量可以自发地由低温物体传递给高温物体

C．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汽压的差距

D．当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小

4．斯特林热气机是一种效率高、环境特性好的外燃式发动机，如图所示为热气机的一个理想循环的V-T图像，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再次回到状态A，完成一个循环过程。则（　　）

A．该热机的效率可以达到100%

B．气体从状态A变化到状态B的过程中，气体放热

C．气体从状态A变化到状态C的过程中，气体的压强减小

D．气体从状态C变化到状态D的过程中，气体分子单位时间内碰撞容器壁的次数增多

5．下列说法正确的是（ 　）

A．第二类永动机违反了能量守恒定律，所以它是制造不出来的

B．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

C．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越不明显

D．空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示

6．关于能量的转化，下列说法正确的是（　　）

A．满足能量守恒定律的物理过程都能自发的进行

B．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性

C．热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化

D．自然界中能量的总量保持不变，而且能量的可利用性在逐步提高

7．下列说法中正确的是（　　）

A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动

B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增大

C．一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能减小

D．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵循热力学第二定律

8．下列关于热学中的一些说法，正确的是（　　）

A．温度是分子平均动能的标志，两个动能不同的分子相比，动能大的温度高

B．茶叶蛋变色是布朗运动的结果

C．“水火箭”在用打气筒加压时，若瓶体积和瓶内外空气温度几乎不变化，则瓶内气体分子单位时间内对瓶壁撞击次数增加

D．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，但符合热力学第一定律

9．下列说法中正确的是（  ）

A．由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机

B．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度

C．第一类永动机违背热力学第一定律

D．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性

10．下列说法正确的是（　　）

A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的导出单位

B．热力学温标的零度为-273.15℃，在实验室中已经能达到

C．温度由t℃升至2t℃，对应的热力学温度升高了t+273.15℃

D．量体温时温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计跟身体达到热平衡

11．下列说法中正确的是（　　）

A．单晶体和多晶体都是各向异性的

B．热力学第二定律表明：不违反能量守恒定律的热现象不一定都能发生

C．气体体积变小，单位体积内的分子数增多，气体的压强一定增大

D．热传递一定是热量从内能大的物体向内能小的物体转移

12．关于热现象，下列说法正确的是（　　）

A．布朗运动反映了悬浮在液体中的固体小颗粒内部分子的无规则运动

B．自行车打气越打越困难是因为车胎内气体分子间斥力增大

C．从单一热源吸收热量用来全部对外做功是不可能的

D．一定质量的理想气体在压强不变而体积增大时，单位时间内碰撞容器壁单位面积的分子数减少

13．下列说法中正确的有（　　）

A．布朗运动是液体分子的运动

B．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零

C．一定质量的理想气体若压强和体积都不变，其内能也一定不变

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．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

15．下列说法正确的是________

A．运送沙子的卡车停于水平地面，在缓慢卸沙过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体对外界放热

B．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上。其原因是：当火罐内的气体体积不变时，温度降低，压强减小

C．第二类永动机违反能量守恒定律，因而永远无法制成

D．分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，分子间引力和斥力都随分子间距的增大而增大

二、填空题（共4题）

16．大量的事实表明，自然界中的一切实际变化的过程都具有________性．朝某个方向的变化是可以自发发生的，而相反方向的变化却是受到限制的．这时如果要使变化了的事物重新恢复到原来的状态，一定会对外产生无法消除的影响，这就是自然过程的不可逆性．热传递、摩擦生热、气体自由膨胀等是物理学中所讨论的三类典型的单向性过程或不可逆过程，而且这些过程都与________现象密切相关．

17．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a是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界对致冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体。请你根据第二种表述完成示意图b、根据你的理解，热力学第二定律的实质是___________。

18．热力学第二定律有两种常见的表述，一是：不可能使热量由________物体传递到________物体，而不引起其他变化；二是：不可能从单一热源________热量并把它全部用来________，而不引起其他变化．

19．现代科学技术的发展与材料科学、能源的开发密切相关，下列关于材料、能源的说法正确的是______________（填选项前的编号）

①化石能源为清洁能源

②纳米材料的粒度在1-100μm之间

③半导体材料的导电性能介于金属导体和绝缘体之间

④液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向同性

三、综合题（共4题）

20．所示的皮筋轮子发动机将一结实而富有弹性的条形材料(塑料或薄纸板)，围成一个直径为30 cm的环，用一些皮筋固定在这个环和中心轴之间．该中心轴可以在两个支架上做摩擦很小的转动．如果轮子的一边接近一个热源，如一电灯，接收了更多热量的皮筋就会变短，迫使轮子变成椭圆形，重心不再位于旋转轴上，这就迫使轮子转动，其他的皮筋接近电灯，轮子持续变形就保证了运动无休止地进行下去．分析上述发动机能实现吗？(该皮筋受热形变后不能自发地恢复原状)

21．整洁有序的书本，如果不注意整理，就会变得杂乱无序（图）。如何才能使它回到有序状态？

22．某同学认为家用电冰箱可以使食物的温度降低，因此我们可以打开电冰箱的门利用电冰箱散发的“冷气”给房间降温，你认为可以吗？

23．一只铁球从高处落下，撞到地面上，最后处于静止状态。试分析这个过程中无序程度的变化。

参考答案

1．D

2．C

3．C

4．B

5．B

6．C

7．A

8．C

9．D

10．D

11．B

12．D

13．C

14．D

15．B

16．方向    热   

17．

第二种表述：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，则示意图b如下图

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。

18．低温    高温    吸热    做功   

19．③

20．这实际上是一架第二类永动机，希望从单一热源吸收能量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．轮子变形后，重心偏移，开始带动“机器”转动．随着轮子不同部位的靠近，轮子不断收缩变形，最后达到不可再变的程度，此时发动机不再运动．要使它继续运动，必须通过外界的能量使轮子重新恢复原状，但这违背了设计的初衷，即从单一热源吸收热量把它全部用来做功．所以这台发动机是不可制成的，它违背了热力学第二定律．

21．

对杂乱无序的房间，我们可以通过人为的整理使它回到有序状态，让它自发地回到有序状态是不可能的，必须施加外界的影响。

22．不可以

23．

金属球从高处落下，撞地而静止，是将机械能转化为物体的内能。物体机械运动是宏观情况下物体在空间位置上的变化，物体运动状态的变化完全遵循牛顿运动定律所反映的因果关系，这是一种有序的运动，热运动是大量分子的无规则运动，机械运动向热运动的转化，属于从有序向无序的转化，无序程度增加，即熵的增加。