3. 热力学第二定律（分层作业）物理教科版选择性必修第三册

第3.3课 热力学第二定律 ID： 一、单选题 1．.下列说法正确的是(    ) A．熔融的铁块化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变 B．物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大 C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能 D．A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同 【答案】D 【分析】A、温度是分子热运动的平均动能的标志，内能是所有分子动能和分子势能的总和，故温度不变时，分子平均动能不变，内能可能变化，故A错误； B、机械运动速度增大与分子热运动的动能无关，故B错误； C、A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，只能说明物体A的温度高于物体B的温度，不能说明物体A的内能大于物体B的内能，故C错误； D、两物体温度相同，内能可能不同，分子的平均动能相同，但由Ek= 知，平均速率可能不同，故D正确． 故选D． 2．对于实际的气体，下列说法正确的是（   ） A．气体的内能包括气体整体运动的动能 B．冰箱能够把热量从低温物体传递到高温物体，所以它遵循热力学第二定律 C．第二类永动机因为违反了能量守恒定律所以无法实现 D．两个分子间势能可能随这两个分子间距离减小而减小 【答案】D 【详解】A．气体的内能包括所有分子做无规则热运动的动能和势能之和，故A错误。 B．冰箱遵循热力学第二定律的原因是消耗了电能，不是因为使热量从低温物体传递到高温物体，故B错误。 C．第二类永动机不违反能量守恒定律，违反了物理过程的方向性．故C错误。 D．当分子间引力和斥力大小相等时，分子势能最小，设此时的间距为r0，当分子间距大于r0时，分子间势能随这两个分子间距离减小而减小，故D正确。 故选D。 3．下列说法正确的是（    ）. A．一切形式的能量间的相互转化都具有方向性 B．热量不可能由低温物体传给高温物体 C．气体的扩散过程具有方向性 D．一切形式的能量间的相互转化都不具有方向性 【答案】C 【详解】A．并不是一切形式的能量的相互转化都具有方向性。比如动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能。故A错误； B．热量不能自发的从低温传递到高温物体，但是引起其它变化时，可以从低温传递到高温物体，如开动冰箱的压缩机，可以使热量从低温传递到高温，故B错误； C．气体扩散是有方向性的，由自由度小向自由度大扩散。通俗来讲就是高浓度向低浓度扩散，故C正确； D．并不是一切形式的能量的相互转化都不具有方向性。比如机械能与内能转化就具有方向性，故D错误； 故选C。 4．关于热现象，下列说法正确的是（　　） A．两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小 B．液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性 C．热量可以自发地从低温物体向高温物体传递 D．液面上部的蒸汽达到饱和时，就没有液体分子从液面飞出，所以从宏观上看液体不再蒸发 【答案】A 【详解】A．两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小，故A正确； B．液晶是一类特殊的物质形态，液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和某些晶体相似，具有各向异性，故B错误； C．根据热力学第二定律知：热量可以自发的从高温物体向低温物体传递，但要从低温物体向高温物体传递，一定会引起其他变化，故C错误； D．液面上部的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时有蒸汽分子进入液体中，从宏观上看，液体不再蒸发，故D错误。 故选A。 5．下列说法正确的是（　　） A．功可以完全转化为热量，而热量不可以完全转化为功 B．热机必须是具有两个热库，才能实现热功转化 C．热机的效率不可能大于1，但可能等于1 D．热机的效率必定小于1 【答案】D 【详解】A．开尔文表述没有排除热量可以完全转化为功，但必然要产生其他变化，比如气体等温膨胀，气体内能完全转化为功，但气体体积增大了，A错误； B．开尔文表述指出，热机不可能只有单一热库，但未必就是两个热库，可以具有两个以上热库，B错误； CD．由 η= 可知，只要 Q2≠0 就有 η≠1 如果Q2=0，则低温热库不存在，违背了开尔文表述，C错误，D正确。 故选D。 二、多选题 6．下列说法中正确的是（　　） A．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈 B．气体的内能包括气体分子的重力势能 C．分子间距离增大，则分子间作用力的合力减小 D．使用毛笔难以在石蜡纸上写字，这是因为墨水不浸润石蜡纸 E．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响 【答案】ADE 【详解】A．分子热运动与温度有关，水的温度越高，水分子的热运动越剧烈。故A正确； B．气体的内能包括气体分子热运动的动能和分子势能。故B错误； C．分子间距离增大时，分子间作用力可能先减小后增大。故C错误； D．使用毛笔难以在石蜡纸上写字，这是因为墨水不浸润石蜡纸的原因。故D正确； E．热力学第二定律指出：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。故E正确。 故选ADE。 7．下列说法正确的是（　　） A．冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，因此不遵循热力学第二定律 B．自发的热传导是不可逆的 C．可以通过给物体加热而使它运动起来，但不产生其他影响 D．气体向真空膨胀具有方向性 【答案】BD 【详解】A．有外界的帮助和影响，热量可以从低温物体传递到高温物体，仍遵循热力学第二定律，故A错误； B．据热力学第二定律可知，自发的热传导是不可逆的，故B正确， C．不可能通过给物体加热而使它运动起来但不产生其他影响，这违背了热力学第二定律，故C错误； D．气体可自发地向真空容器膨胀，具有方向性，故D正确。 故选BD。 8．下列说法正确的是（　　） A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了热力学第一定律 B．能量耗散过程中能量不守恒 C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律 D．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 【答案】AD 【详解】A．第一类永动机不消耗能量却源源不断对外做功，违背了能量守恒定律，所以不可能制成，A正确； B．能量耗散过程中能量仍守恒，B错误； C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是压缩机做功的结果，不违背热力学第二定律，C错误； D．能量耗散说明宏观热现象的发生具有方向性，D正确。 故选AD。 三、实验题 9．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 【答案】BDE 【详解】根据热力学第二定律，热量也可以从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化，选项A错误；当分子间的引力与斥力平衡时，分子力表现为零，此时分子势能最小，选项B正确；将同质量的0℃的冰变为0℃的水要吸收热量，则0℃的水的内能比0℃的冰的内能大，选项C错误；布朗运动是悬浮在液体表面的固体小颗粒的无规则运动，选项D正确；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．故E正确；故选BDE. 四、解答题 10．炎炎夏日，两位同学在凉爽的空调室内，就空调机的工作过程是否遵循热力学第二定律的问题发生了争论。 一位同学说：空调机工作时，不断地把热量从室内传到室外，即从低温物体传到高温物体，可见它并不遵循热力学第二定律。 另一位同学说：热力学第二定律是热力学系统的普遍规律，空调机的工作过程不可能违反它。 两人各执一词，都无法使对方信服。请你对他们的论点作出评价。 【答案】见解析 【详解】单冷空调机和电冰箱都是制冷机，它们的工作原理基本相同。为了便于分析，我们以电冰箱为研究对象，认识它的基本结构和工作过程。 从图可以知道，压缩机是空调机的“心脏”，它消耗电能对来自蒸发器的制冷剂蒸汽做功，使它变成高温高压的蒸汽。然后这些高温高压的蒸汽来到冷凝器，向低温的环境放热，同时自身被冷却而凝成低温高压的液体。这些低温高压的液体制冷剂由过滤器滤掉水分和杂质，进入毛细管，经节流阀膨胀，变为低温低压的液体，随后进入空调机的蒸发器。在蒸发器内，这些低温低压的液态制冷剂在低压条件下迅速汽化，从外界（空调机内）吸收热量，使空调机的温度降低。这样就完成了一个制冷循环。由此可见乙同学的论点正确。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3.3课 热力学第二定律 ID： 一、单选题 1．.下列说法正确的是(    ) A．熔融的铁块化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变 B．物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大 C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能 D．A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同 2．对于实际的气体，下列说法正确的是（   ） A．气体的内能包括气体整体运动的动能 B．冰箱能够把热量从低温物体传递到高温物体，所以它遵循热力学第二定律 C．第二类永动机因为违反了能量守恒定律所以无法实现 D．两个分子间势能可能随这两个分子间距离减小而减小 3．下列说法正确的是（    ）. A．一切形式的能量间的相互转化都具有方向性 B．热量不可能由低温物体传给高温物体 C．气体的扩散过程具有方向性 D．一切形式的能量间的相互转化都不具有方向性 4．关于热现象，下列说法正确的是（　　） A．两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小 B．液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性 C．热量可以自发地从低温物体向高温物体传递 D．液面上部的蒸汽达到饱和时，就没有液体分子从液面飞出，所以从宏观上看液体不再蒸发 5．下列说法正确的是（　　） A．功可以完全转化为热量，而热量不可以完全转化为功 B．热机必须是具有两个热库，才能实现热功转化 C．热机的效率不可能大于1，但可能等于1 D．热机的效率必定小于1 二、多选题 6．下列说法中正确的是（　　） A．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈 B．气体的内能包括气体分子的重力势能 C．分子间距离增大，则分子间作用力的合力减小 D．使用毛笔难以在石蜡纸上写字，这是因为墨水不浸润石蜡纸 E．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响 7．下列说法正确的是（　　） A．冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，因此不遵循热力学第二定律 B．自发的热传导是不可逆的 C．可以通过给物体加热而使它运动起来，但不产生其他影响 D．气体向真空膨胀具有方向性 8．下列说法正确的是（　　） A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了热力学第一定律 B．能量耗散过程中能量不守恒 C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律 D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 三、实验题 9．下列说法正确的是 A．热量不可以从低温物体传到高温物体 B．当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小 C．0℃的水和0℃的冰具有相同的内能 D．布朗运动是固体小颗粒的无规则运动 E.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大 四、解答题 10．炎炎夏日，两位同学在凉爽的空调室内，就空调机的工作过程是否遵循热力学第二定律的问题发生了争论。 一位同学说：空调机工作时，不断地把热量从室内传到室外，即从低温物体传到高温物体，可见它并不遵循热力学第二定律。 另一位同学说：热力学第二定律是热力学系统的普遍规律，空调机的工作过程不可能违反它。 两人各执一词，都无法使对方信服。请你对他们的论点作出评价。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$