2020-2021学年第三节 热力学第二定律课后复习题

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

一、选择题（共15题）

1．下列关于能量转化或转移过程的叙述中，正确的是（　　）

A．汽车的内燃机通过燃烧汽油而对外做功，同时还向空气中散热，这违背热力学第一定律

B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低，这是不可能的，因为违背热力学第一定律

C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响，这不违背热力学第一定律、也不违背热力学第二定律

D．冰箱的制冷机工作时实现了热量从箱内低温环境散发到箱外温度较高的室内，这违背热力学第二定律

2．下列说法中正确的是（　　）

A．悬浮在水中花粉颗粒的布朗运动反映了花粉中分子做无规则的热运动

B．足球充足气后很难压缩，是足球内气体分子间斥力作用的结果

C．温度相同的氢气和氧气中，氢气分子和氧气分子的平均速率不同

D．热量不能从低温物体传到高温物体

3．下列说法正确的是（ ）

A．热量不能由低温物体传递到高温物体

B．外界对物体做功，物体的内能必定增加

C．第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律

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

4．下列哪些现象不能说明热力学第二定律是正确的（       ）

A．热量总是自发地从高温物体流向低温物体

B．电冰箱致冷是因为电冰箱能自发地将内部热量传递给外界

C．放在一起的几种气体总是趋于彼此混合，而不是彼此分离

D．汽车由于克服摩擦做功而停下来，却不可能将损失的内能收集起来，利用它再让汽车开动起来

5．下列说法正确的是（　　）

A．扫地时，阳光下可以看到灰尘颗粒到处运动，它们的运动属于布朗运动

B．温度是分子无规则热运动动能的标志

C．相同温度的水和铁块的分子无规则热运动平均动能相同

D．科学技术的快速深入发展达到一定程度时，绝对零度是可以实现的

6．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势能之和

B．气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变

C．功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功

D．热量能自发地从高温物体传递到低温物体，也能自发地从低温物体传递到高温物体

7．下列叙述正确的是（            ）

A．悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动就越明显

B．物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大

C．当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力减小

D．物体的温度随着科学技术的发达可以降低到绝对零度

8．下列关于能量转换过程的叙述，不违背热力学第一定律，但违背热力学第二定律的有（　　）

A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热

B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低

C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响

D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内

9．下列关于热现象的描述正确的是（　　）

A．根据热力学定律，热机的效率可能达到100%

B．做功和传热都是通过能量转化的方式改变系统内能的

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．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体

10．下列关于热现象的叙述正确的是（　　）

A．因为扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动

B．蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非晶体

C．在相同温度下，不同液体的饱和汽压几乎相等

D．自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的

11．下列说法中不正确的是        

A．第一类永动机无法制成是因为它违背了能量守恒定律

B．教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，这种运动是布朗运动

C．地面附近有一正在上升的空气团（视为理想气体），它与外界的热交换忽略不计．已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中气团体积增大，温度降低

D．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，但最终不能达到绝对零度

12．2018年3月2日上映的《厉害了我的国》的票房和评分都极高．影片中展示了我们中国作为现代化强国的方方面面的发展与进步．如图是影片中几个场景的截图，则下列说法正的是

A．甲图中火箭点火后加速上升阶段，舱内的物体处于失重状态

B．乙图中的光伏电池能把太阳光的光能转化为内能

C．丙图中静止站立在电缆上的工作人员受到的合力垂直于倾斜的电线

D．丁图中某根钢索对桥面的拉力和桥面对该钢索的拉力是一对作用力和反作用力

13．下列说法正确的是（　　）

A．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

B．质量相等的80 ℃的液态萘和80 ℃的固态萘相比，具有相同的分子势能

C．液体具有流动性是因为液体分子具有固定的平衡位置

D．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内气体的分子数和温度都有关

14．以下有关热现象说法正确的是

A．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫热运动

B．气体分子的平均动能增大，气体的压强一定增大

C．两个分子从远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用力的合力先变大，后变小，再变大

D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律

15．一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p-T图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是（　　）

A．气体在a、c两状态的体积不相等

B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能

C．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功

D．在过程ab中气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，违背了热力学第二定律

二、填空题（共4题）

16．根据热力学定律，下列说法正确的是__________

E．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”

17．下列关于分子动理论和热现象的说法中正确的是_______________．

A．雨水没有透过布雨伞是因为液体分子表面张力的原因

B．分子间的距离r增大，分子间的作用力一定做负功，分子势能增大

C．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性

D．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子越多，布朗运动越明显

E．熵是物体内分子运动无序程度的量度．

18．下列说法中正确的是_________

A．满足能量守恒定律的宏观过程都是可以自发进行的

B．熵是物体内分子运动无序程度的量度

C．若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压活塞时，水汽的质量减少，密度不变

D．当分子间距离增大时，分子间引力增大，而分子间斥力减小

E.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大

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．有一座城市，经常受到大风和风沙的侵扰．为了合理使用新能源，计划建造风能发电站或太阳能发电站．请用物理学知识，指出建造哪种类型的发电站更合适，并请说明理由．

21．图是架在屋顶的太阳能热水器。已知单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量为。一台热水器的聚热面积为，若每天相当于太阳直射热水器，太阳能的可转化为水的内能，那么这个热水器一天内最多能利用的太阳能为多少？

22．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)

23．下表所示为某品牌的空调器铭牌上的部分参数，其中KFRD表示该空调为家用分体式具有电辅热功能的冷暖空调器．请根据表中的数据，回答下面的问题．（已知：空气的密度为1．29kg/m3，空气的比热容取103J/（kg•℃）。注：空调的电辅热功能有两方面的作用，一是在室外温度不太低时开启电辅热功能可以增加制热量，实现室内温度的快速提升，二是当室外温度很低，空调器的压缩机制热效能过低时，开启电辅热功能可以辅助制热，弥补单纯靠压缩机工作制热量不足的问题。

（1）如果房间的面积为15m2，高度为2.6m，问：如果按照表中的数据工作，该空调器至少多长时间才能将室内的空气由10℃加热升高至20℃？

（2）在（1）中，若室外温度不太低，实际加热时间约为4.0min，则在利用空调器对室内空气加热的过程中，室内空气向外散热的平均功率约为多少？空调器总共消耗的电能为多少？

（3）该空调器在制冷时的额定输入功率为830W，而它的制冷量却是2300W，比输入功率还要大，这是为什么？

参考答案：

1．B

2．C

3．D

4．B

5．C

6．A

7．B

8．C

9．C

10．D

11．B

12．D

13．D

14．C

15．B

16．ABD

17．ACE

18．BCE

19．③

20．建风能发电站比较合理

21．

22．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．

23．（1）2.7min；（2）1000W，3.07×105J；（3）空调器在工作过程中，压缩机通过使工作物质不断发生液化和汽化，将室内的热量搬至室外，因此压缩机消耗的功率可以小于制冷功率