物理选择性必修 第三册4 热力学第二定律巩固练习

3.4热力学第二定律同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．下列说法中正确的是

A．能量的耗散从能量的转化角度反映出自然界中宏观过程的方向性

B．能量守恒表明，节约能源是无意义的

C．随着科技的发展，永动机是可以制成的

D．机械能守恒是自然界遵循的普遍规律

2．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

3．关于热力学定律和分子动理论，下列说法中正确的是（　　）

A．我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化

B．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的

C．在分子力作用范围内，分子力总是随分子间距离的增大而减小

D．温度升高时，物体中每个分子的运动速率都将增大

4．关于热现象，下列叙述正确的是（　　）

A．凡是不违背能量守恒定律的实验构想，都是能够实现的

B．分子力随分子间距离的增大而减小

C．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大

D．当分子间作用力表现为斥力时，随分子间距离的减小，分子势能减小

5．下列有关热现象的叙述中正确的是（       ）

A．温度升高，物体内所有分子运动的速度大小都变大

B．凡是不违背能量守恒定律的实验构想，都是能够实现的

C．分子力随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大

D．温度升高，物体的内能不一定增大

6．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

7．下列说法中正确的是（　　）

A．机械能守恒是自然界遵循的普遍规律                  

B．能量守恒表明，节约能源是无意义的

C．随着科技的发展，永动机是可以制成的               

D．能量的耗散反映出自然界宏观过程的方向性

8．以下说法正确的是：（        ）

A．－2 ℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动

B．分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小

C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零

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

9．如图所示为电冰箱的工作原理示意图。压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中的制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外。下列说法正确的是（       ）

A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外

B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能

C．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律

D．电冰箱的工作原理违反热力学第二定律

10．下列说法正确的是 （　　）

A．气体难压缩是因为气体分子间的斥力增大时引力减小

B．分子的运动遵从牛顿运动定律

C．热量可以从低温物体传向高温物体

D．一定质量的理想气体，压强与温度成正比

11．随着世界经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，油价的不断攀升，已对各国人民的日常生活造成了各种影响，如排长队等待加油的情景已经多次在世界各地发生，能源成为困扰世界经济发展的重大难题之一。下列有关能量转化的说法正确的是（　　）

A．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

B．满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行

C．可以直接利用空气中的内能，减少“温室效应”

D．物体吸收热量，物体的内能可能减小

12．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

13．下列说法正确的是（　　）

A．若已知气体的摩尔质量、密度，可以计算出每个气体分子的体积

B．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明

C．玻璃、橡胶、蜂蜡、食盐、沥青都是非晶体

D．电冰箱的制冷系统能够不断把冰箱内的热量传递到外界，违背了热力学第二定律

14．下列说法中，正确的是_________。

A．温度高的物体每个分子的动能大。

B．一定质量的理想气体，压强不变，温度升高，分子间的平均距离一定增大

C．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”

D．气体分子单位时间内单位面积器壁碰撞次数与单位体积内气体的分子数和气体温度无关

15．2018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

二、填空题（共4题）

16．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．

17．一切自发进行的与热现象有关的宏观过程，都具有方向性（自发过程是指没有外来干扰自然进行的过程），那么________，________等等热学现象具有方向性．

18．下列说法正确的是_________（填正确的答案标号．

A物体的温度降低，个别分子的动能可能会增大

B．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的

C．食盐熔化的过程中温度不变，说明食盐是晶体

D．系统对外做功，内能一定减少

E.热运动的宏观过程会有一定的方向性

19．下列说法正确的是______________

A．热量不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．0℃的水和0℃的冰具有相同的内能

D．布朗运动是固体小颗粒的无规则运动

E.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大

三、综合题（共4题）

20．日常生活中有许多熵增加的例子，请列举几个。

21．向公交车辆的驾驶员了解每天的载客数和耗油量，了解如何从节能的角度出发合理安排公交线路和停靠站，如何运用驾驶技术来减少油耗，以及公交公司对驾驶员在节能方面有哪些考核措施。

22．据《中国环境报》报道：从一份简单科技攻关课题研究结果显示，1999年我国酸雨区已占国土面积的40%以上，研究结果还表明，我国农业每年因遭受酸雨而造成的经济损失高达15亿多元。为了有效控制酸雨，目前国务院已批准《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规。在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可有效地降低地面SO2浓度。在20世纪的60~70年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于建造高烟囱的结果，地面浓度降低了30%之多。

（1）请你从全球环境保护的角度，分析这种做法是否可取？说明其理由并举出几种控制酸雨的有效途径。

（2）用传统的煤、石油作燃料，其主要缺点是什么？与传统的煤、石油作燃料相比，哪种物质可以作为新能源？主要优点是什么，缺点又是什么？

23．如图所示，将一滴红墨水滴入一杯清水中，红墨水会逐渐扩散到整杯水中。试说明这个过程中无序程度的变化。

参考答案：

1．A

2．D

3．B

4．C

5．D

6．C

7．D

8．B

9．B

10．C

11．D

12．A

13．B

14．B

15．D

16．     低温     高温     吸热     做功

17．     扩散     热传递

18．ACE

19．BDE

20．

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．

每天的载客数在350人左右，耗油量在36L左右。

安排公交线路和停靠站时应尽量减少停靠站，少走“回头路”。

不要猛加油门，猛踩刹车，这是非常耗油的。据前方路况及时控制速度，遇到红绿灯做到提前减速，车速过快或者过慢，都会导致油耗的增加。

公交公司每月将各司机油耗等汇总并公示，奖励油耗低的司机。

22．（1）不可取；一是对煤、石油等传统能源进行处理，使其燃烧过程不产生SO2；二是对SO2回收；三是开辟“绿色能源”，主要是氢能源；（2）①煤，石油是不易再生的化工燃料，其资源是有限的；②燃烧后产生的SO2、NO2等严重污染大气，进而形成酸雨；③燃烧后产生的CO2又会造成温室效应。与传统的燃料相比，氢可以作为目前最理想的燃料，优点：①H2可以用水作为原料来制取，取之不尽，用之不竭；②H2燃烧时放热多，放出的热量约为同质量汽油的3倍；③氢燃料的最大优点是燃烧产物为水，不易污染环境，还可循环使用。

缺点：氢能源的提取、开发和利用的技术发明成为当务之急。

23．

一滴红墨水滴入一杯清水中，红墨水会自发地进入清水中，最终整杯水均匀地变红了，但这杯均匀的红水中的小碳粒绝不会自发地聚集在一起，成为一滴红墨水，而其余部分又变成了清水。此过程中从有序变成无序，无序程度增加了，即熵增加了。