内容正文:
热力学第二定律基础练习卷
一、单选题
1.下列说法中正确的是( )
A.0K即0℃
B.热量不可能自发地从内能少的物体传到内能多的物体
C.温度是大量分子热运动剧烈程度的宏观反映
D.温度高的物体其内能和分子平均动能一定大
【答案】C
【详解】A.根据热力学温度与摄氏温度之间的关系可知0K等于-273℃,故A错误;
B.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体,物体的内能由物体体积、温度和物体的分子的数目共同决定,可知内能少的物体的温度可能高,此时,热量能够自发从内能少的物体传到内能多的物体,故B错误;
C.温度越高,分子热运动越剧烈,可知温度是大量分子热运动剧烈程度的宏观反映,故C正确;
D.温度越高,物体的分子平均动能越大,但物体的内能由物体体积、温度和物体的分子的数目共同决定,内能少的物体的温度可能高,故D错误。
故选C。
2.根据热力学定律,下列说法正确的是( )
A.电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递
B.功转变为热的实际宏观过程是可逆过程
C.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机
D.对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少,形成能源危机
【答案】A
【详解】A.电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递,但要引起其它变化,故A正确;
B.根据热力学第二定律,功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程,故B错误;
C.根据热力学第二定律,从单一热源吸收热量,全部用来对外做功而不引起其他变化是不可能的,故C错误;
D.自然界的能量不会减少,形成“能源危机”的原因是能源的品质下降,可利用的能源不断减少,故D错误;
故选A。
3.下列说法中错误的是( )
A.不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用功而不引起其它变化
B.布朗运动是液体分子的无规则运动
C.第一类永动机不可能制成,是因为违背了能量守恒定律
D.晶体在熔化过程中温度保持不变,内能增加
【答案】B
【详解】A.根据热力学第二定律可知,不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用功而不引起其它变化,故A正确,不符合题意要求;
B.布朗运动是悬浮在液体里的小颗粒的运动,能反映液体分子的无规则运动,故B错误,符合题意要求;
C.第一类永动机是指不消耗能量却源源不断对外做功的机器,是违背能量守恒定律的,故C正确,不符合题意要求;
D.晶体有固定的熔点,在熔化的过程温度保持熔点不变,分子平均动能不变;但是吸收热量,分子势能增加,内能增加,故D正确,不符合题意要求。
故选B。
4.下列关于热力学定律和能量守恒定律的说法,正确的是( )
A.由于能量是守恒的,所以不需要节约能源
B.气体吸收热量的同时对外做功,内能可能不变
C.热量不能从低温物体传到高温物体
D.第二类永动机无法制成是因为违反了能量守恒定律
【答案】B
【详解】A.能量虽然守恒,可利用的资源是有限的,需要节约能源,故A错误;
B.由热力学第一定律
可知气体吸收热量的同时对外做功,内能可能不变,故B正确;
C.根据热力学第二定律热量不能自发的从低温物体传递到高温物体,但若通过外力做功是可以把热量从低温物体转移到高温物体的,例如冰箱制冷,故C错误;
D.第二类永动机无法制成是违反了热力学第二定律,故D错误。
故选B。
5.下列说法正确的是( )
A.布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动
B.两个分子甲和乙距离变化过程中,只要两分子克服分子力做功,则分子势能一定增加
C.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
D.的铁和的冰,它们的内能相同
【答案】B
【详解】A.布朗运动是悬浮在液体表面的花粉小颗粒的无规则运动,反映了液体分子在做无规则运动,而不是说明组成花粉小颗粒内部分子在做无规则运动,A错误;
B.两个分子甲和乙距离变化过程中,只要两分子克服分子力做功,则分子势能一定增加,B正确;
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引起了其他变化的,即消耗了电能,故并没有违背热力学第二定律,C错误;
D.温度相同的铁和冰的分子平均动能相同,但它们的物质的量不同,内能不同,D错误;
故选B。
6.根据热力学定律,判断下列说法正确的是( )
A.自发的热传导是可逆的
B.气体向真空膨胀具有方向性
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.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
【答案】B
【详解】A.自发的热传导是不可逆的,热量一定从高温物体传递给低温物体,热量不可能自发的从低温物体传递给高温物体,故A错误;
B.气体向真空膨胀具有方向性,气体的体积一定增大,不能减小,故B正确;
C.给物体加热只能增加物体的内能,不能增加物体的机械能,所以不能使它运动起来,故C错误;
D.冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体,消耗了电能,引起了外界变化,因此遵循热力学第二定律,故D错误。
故选B。
7.下列燃料中不属于化石燃料的是( )
A.煤 B.木柴 C.石油 D.天然气
【答案】B
【详解】煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源,这类能源又叫作化石能源,化石能源无法在短时间内再生,所以这类能源被叫作不可再生能源;不属于化石燃料的是木柴。
故选B。
8.2024年4月30日,神舟十七号航天员汤洪波、唐胜杰、江新林圆满完成了出舱活动期间的全部既定任务。已知飞船在航天员出舱前要“减压”,在航天员从太空返回进入飞船时要“升压”,因此将此设施专门做成了飞船的一个舱,叫“气闸舱”。气闸舱的原理如图所示。座舱A与气闸舱B间装有阀门K,A中充满空气,B内为真空。航天员由太空返回到B时,将B封闭,打开阀门K,A中的气体进入B中,最终达到平衡。假设此过程中系统保持温度不变,舱内气体可视为理想气体,不考虑航天员的影响,则此过程中( )
A.气体膨胀做功,内能减小
B.气体向外界放出热量
C.气体分子对A舱壁的压强减小
D.一段时间后,B内气体的密度可以自发地恢复到原来真空状态
【答案】C
【详解】AB.系统温度不变,则理想气体的温度不变,内能不变,气体自由扩散,没有对外做功,根据可知,整个系统与外界没有热交换,故A、B错误;
C.气体温度不变,则分子热运动的剧烈程度不变,体积增大,则分子的密集程度变小,故压强减小,C正确;
D.根据熵增加原理可知一切宏观热现象均具有方向性,故B中气体不可能自发地全部退回到A中,B内气体的密度也不可能自发地恢复到原来真空状态,故D错误。
故选C 。
9.在热学中,下列说法正确的是( )
A.第一类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律
B.第二类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律
C.热力学第二定律告诉我们机械能可以转化为内能而内能不能转化为机械能
D.热量只能从高温物体传向低温物体,而不能从低温物体传向高温物体
【答案】A
【详解】A.不消耗能量而不断对外做功的第一类永动机是不可能制成的,因为它违背了能量守恒定律,A正确;
B.从单一热库吸收热量而对外做功的第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反了热力学第二定律,B错误;
C.热力学第二定律告诉我们机械能可以转化为内能,而内能在“一定的条件下”也能转化为机械能,C错误;
D.热量能从高温物体传向低温物体,在“特定的条件下” 也能从低温物体传向高温物体,D错误。
故选A。
10.关于热力学定律的说法正确的是( )
A.第二类永动机设计思想违背了能量守恒定律
B.热力学第二定律认为,低温物体的热量不可能传到高温物体
C.热力学第一定律实际上是内能与其他形式能量发生转化时的能量守恒定律
D.热平衡定律是指做功和热传递在改变物体内能时是等效的
【答案】C
【详解】A.第二类永动机违背热力学第二定律,但不违反能量守恒定律,故A错误;
B.热力学第二定律认为,热量不可能自发的从低温物体传到高温物体,但可以通过额外做功达到,故B错误;
C.热力学第一定律实际上是内能与其他形式能量发生转化时的能量守恒定律,揭示了热力学第一定律与能量守恒定律之间的关系,故C正确;
D.热平衡定律是指温度相等的两个热力学系统之间不发生热传递,故D错误。
故选C。
11.关于热力学定律,下列说法正确的是( )
A.热量不可能从低温物体传到高温物体
B.若系统A和系统B之间达到热平衡,则它们的温度一定相同
C.当墨水均匀扩散到整杯清水后,经过足够长的时间,墨水和清水也可能自动分开
D.随着科学技术的发展,汽车热机的效率可达到100%
【答案】B
【详解】A.根据热力学第二定律可知,热量不可能自发地从低温物体传到高温物体,当有外界影响时,热量能够从低温物体传到高温物体,故A错误;
B.根据热力学第零定律可知,若系统A和系统B之间达到热平衡,则它们的温度一定相同,故B正确;
C.根据热力学第二定律可知,当墨水均匀扩散到整杯清水后,经过足够长的时间,墨水和清水不可能自动分开,故C错误;
D.根据热力学第二定律可知,随着科学技术的发展,汽车热机的效率不可能达到100%,故D错误。
故选B。
12.关于课本的插图,下列说法正确的是( )
A.图甲显示的是微粒的运动轨迹
B.由图乙可知,分子间作用力随着分子间距的增大先减小后增大再减小
C.由图丙可知,所有分子的运动速率随着温度的升高而增大
D.图丁中为第一类永动机的其中一种设计方案,其不违背热力学第一定律,但违背了热力学第二定律
【答案】B
【详解】A.图甲中,微粒做布朗运动,其连线记录的是每隔一定时间微粒的位置,不是微粒的运动轨迹,A错误;
B.由图乙可知,随着分子间距的增大,分子间作用力先减小到零,再反向增大,后再减小,B正确;
C.由图丙可知,随着温度的升高,速率大的分子所占比例越大,并不是所有分子的运动速率随着温度的升高而增大,C错误;
D.图丁中为第一类永动机的其中一种设计方案,第一类永动机违背了热力学第一定律,但不违背热力学第二定律,D错误。
故选B。
13.关于空调机,下列说法正确的是( )
A.空调机工作时,热量从低温物体传到高温物体
B.空调机工作时,热量从高温物体传到低温物体
C.空调机工作时,热量既可以从低温物体传到高温物体,也可以从高温物体传到低温物体
D.空调机工作时,热量只能从低温物体传到高温物体
【答案】C
【详解】空调机的工作原理就是通过消耗电能,实现热量的传导。夏天,制冷空调机使热量从室内传递到室外,使室内温度降低;冬天,制热空调机使热量从室外传递到室内,使室内温度升高。因此空调机工作时,热量既可以从低温物体传到高温物体,也可以从高温物体传到低温物体。
故选C。
14.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.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空间的能量都消失了
C.“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律,因而是不可能的
D.有种“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量可以凭空产生
【答案】C
【详解】A.永动机违反能量守恒定律,则即使随着科技的发展,永动机也是不可以制成的,故A错误;
B.太阳辐射大量的能量,地球只吸收了极小的一部分,就形成了风、云、雨、雪,使万物生长。但辐射到宇宙空间的能量也没有消失,一定是转化成了别的能量,故B错误;
C.马和其他动物,包括人,要运动,都必须消耗能量,而动物的能量来源是食物中储存的生物质能,所以“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律,因而是不可能的,故C正确;
D.根据能量守恒定律可知,能量不能凭空产生。所谓“全自动”手表内部还是有能量转化装置的,一般是一个摆锤,当人戴着手表活动时,使摆锤不停摆动,给游丝弹簧补充能量,才会维持手表的走动,故D错误。
故选C。
15.热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把散失的能量重新收集、加以利用。下列关于能量耗散的说法中正确的是( )
A.能量耗散说明能量守恒定律不正确
B.能量耗散不符合热力学第二定律
C.能量耗散过程中能量不守恒
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】D
【详解】A.能量守恒定律指出能量总量不变,能量耗散仅说明能量可利用性降低,并未违背守恒,A错误;
B.热力学第二定律指出宏观过程的方向性,能量耗散正体现了这一点,B错误;
C.能量耗散过程中能量仍守恒,只是品质下降,故C错误;
D.能量耗散表明能量转化具有方向性,符合热力学第二定律对宏观过程的描述,故D正确。
故选D。
二、多选题
16.根据热力学定律,下列说法正确的是( )
A.一定质量的0℃的冰融化为0℃的水时,分子势能减小
B.绝热情况下,外界对物体做了正功,物体的内能也不一定增加
C.尽管科技不断进步,热机的效率仍不能达到100%,制冷机却可以使温度降到接近-273℃
D.热量从低温物体传向高温物体是可能的,从单一热源吸收热量,完全变成功也是可能的
【答案】CD
【详解】A.一定质量的0℃的冰融化为0℃的水时,需要吸收热量,融化过程中温度不变,平均动能不变,动能不变,内能增加,分子势能增加,故A错误;
B.绝热情况下,物体与外界没有热交换,外界对物体做了正功,物体的内能一定增加,故B错误;
C.根据热力学第三定律知,制冷机不可能使温度降到绝对零度,即-273℃,但制冷机却可以使温度降到接近-273℃,故C正确;
D.根据热力学第二定律知,热量不能自发地由低温物体传到高温物体而不产生其他影响,只要产生其他影响,热量就能从低温物体传到高温物体,从单一热源吸收热量,完全变成功也是可能的,故D正确。
故选CD。
17.关于物体的内能,以下说法正确的是( )
A.物体吸收热量,内能一定增大
B.物体放出热量,同时对外做功,内能一定减少
C.物体体积改变,内能可能不变
D.不可能从单一热源吸收热量,使之完全变为功
【答案】BC
【详解】A.物体吸收热量,若同时对外做功,其内能可能减少,故A错误;
B.根据热力学第一定律,物体放出热量,同时对外做功,内能一定减少,故B正确;
C.物体体积改变,若同时物体与外界发生热量交换,其内能可能不变,故C正确;
D.可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功,但是会引起其他变化,故D错误。
故选BC。
18.关于能量和能量守恒,下列表述正确的是( )
A.能量可以从一种形式转化为另一种形式
B.能量可以从一个物体转移到另一个物体
C.能量是守恒的,所以能源永不枯竭
D.第一类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律
【答案】ABD
【详解】AB.根据能量守恒定律,能量可以从一种形式转化为另一种形式,也可以从一个物体转移到另一个物体,故AB正确;
C.能量与能源不同,能量是守恒的,但随着能量的耗散,能量可以利用的品质会下降,则依然要节约能源,故C错误;
D.第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律,故D正确。
故选ABD。
19.下列有关热现象的说法正确的是( )
A.所有晶体都有固定的形状、固定的熔点和沸点
B.“压青苗”是用磙子压紧土壤,这是为了破坏土壤里的毛细管,保存地下水分
C.毛细现象是浸润和不浸润及液体表面张力作用形成的现象,现象是否明显与液体种类和毛细管材料有关
D.第二类永动机虽然不违背能量守恒定律,但违背热力学第二定律
【答案】CD
【详解】A.所有晶体都有固定的熔点和沸点,但多晶体在宏观上没有固定的形状,故A错误;
B.“压青苗”是用磙子压紧土壤,是为了形成更多更细的毛细管,让地下水分沿毛细管上升,滋润青苗,故B错误;
C.毛细现象是浸润和不浸润及液体表面张力作用形成的现象,不同液体表面张力系数不同,不同材料对液体的浸润情况也不同,所以现象是否明显与液体种类和毛细管材料有关,故C正确;
D.第二类永动机虽然不违背能量守恒定律,但违背热力学第二定律,故D正确。
故选 CD。
20.夏天,空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外,从而保持室内温度恒温舒适,室内气体近似看成理想气体。关于这个过程,下列说法正确的是( )
A.空调将热量从室内传递到室外的过程,没有违反热力学第一定律
B.空调将热量从室内传递到室外的过程,违反了热力学第二定律
C.室内气体分子的平均动能保持不变
D.空调排放到室外的热量大于从室内吸收的热量
【答案】ACD
【详解】A.空调工作的过程中,通过压缩机做功,消耗电能,将热量从温度低的室内传递到温度较高的室外,这一过程总能量是守恒的,没有违反热力学第一定律,A正确;
B.由于有压缩机做功,热量可以从温度低的室内传递到温度较高的室外,故没有违反热力学第二定律,B错误;
C.依题意,室内温度不变,室内气体分子的平均动能保持不变,C正确;
D.由能量守恒定律可知,压缩机做功,也要释放热量,故空调排放到室外环境的热量大于从室内吸收的热量,D正确。
故选ACD。
答案第10页,共12页
2
学科网(北京)股份有限公司
$
热力学第二定律基础练习卷
一、单选题
1.下列说法中正确的是( )
A.0K即0℃
B.热量不可能自发地从内能少的物体传到内能多的物体
C.温度是大量分子热运动剧烈程度的宏观反映
D.温度高的物体其内能和分子平均动能一定大
2.根据热力学定律,下列说法正确的是( )
A.电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递
B.功转变为热的实际宏观过程是可逆过程
C.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机
D.对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少,形成能源危机
3.下列说法中错误的是( )
A.不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用功而不引起其它变化
B.布朗运动是液体分子的无规则运动
C.第一类永动机不可能制成,是因为违背了能量守恒定律
D.晶体在熔化过程中温度保持不变,内能增加
4.下列关于热力学定律和能量守恒定律的说法,正确的是( )
A.由于能量是守恒的,所以不需要节约能源
B.气体吸收热量的同时对外做功,内能可能不变
C.热量不能从低温物体传到高温物体
D.第二类永动机无法制成是因为违反了能量守恒定律
5.下列说法正确的是( )
A.布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动
B.两个分子甲和乙距离变化过程中,只要两分子克服分子力做功,则分子势能一定增加
C.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
D.的铁和的冰,它们的内能相同
6.根据热力学定律,判断下列说法正确的是( )
A.自发的热传导是可逆的
B.气体向真空膨胀具有方向性
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.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
7.下列燃料中不属于化石燃料的是( )
A.煤 B.木柴 C.石油 D.天然气
8.2024年4月30日,神舟十七号航天员汤洪波、唐胜杰、江新林圆满完成了出舱活动期间的全部既定任务。已知飞船在航天员出舱前要“减压”,在航天员从太空返回进入飞船时要“升压”,因此将此设施专门做成了飞船的一个舱,叫“气闸舱”。气闸舱的原理如图所示。座舱A与气闸舱B间装有阀门K,A中充满空气,B内为真空。航天员由太空返回到B时,将B封闭,打开阀门K,A中的气体进入B中,最终达到平衡。假设此过程中系统保持温度不变,舱内气体可视为理想气体,不考虑航天员的影响,则此过程中( )
A.气体膨胀做功,内能减小
B.气体向外界放出热量
C.气体分子对A舱壁的压强减小
D.一段时间后,B内气体的密度可以自发地恢复到原来真空状态
9.在热学中,下列说法正确的是( )
A.第一类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律
B.第二类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律
C.热力学第二定律告诉我们机械能可以转化为内能而内能不能转化为机械能
D.热量只能从高温物体传向低温物体,而不能从低温物体传向高温物体
10.关于热力学定律的说法正确的是( )
A.第二类永动机设计思想违背了能量守恒定律
B.热力学第二定律认为,低温物体的热量不可能传到高温物体
C.热力学第一定律实际上是内能与其他形式能量发生转化时的能量守恒定律
D.热平衡定律是指做功和热传递在改变物体内能时是等效的
11.关于热力学定律,下列说法正确的是( )
A.热量不可能从低温物体传到高温物体
B.若系统A和系统B之间达到热平衡,则它们的温度一定相同
C.当墨水均匀扩散到整杯清水后,经过足够长的时间,墨水和清水也可能自动分开
D.随着科学技术的发展,汽车热机的效率可达到100%
12.关于课本的插图,下列说法正确的是( )
A.图甲显示的是微粒的运动轨迹
B.由图乙可知,分子间作用力随着分子间距的增大先减小后增大再减小
C.由图丙可知,所有分子的运动速率随着温度的升高而增大
D.图丁中为第一类永动机的其中一种设计方案,其不违背热力学第一定律,但违背了热力学第二定律
13.关于空调机,下列说法正确的是( )
A.空调机工作时,热量从低温物体传到高温物体
B.空调机工作时,热量从高温物体传到低温物体
C.空调机工作时,热量既可以从低温物体传到高温物体,也可以从高温物体传到低温物体
D.空调机工作时,热量只能从低温物体传到高温物体
14.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.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空间的能量都消失了
C.“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律,因而是不可能的
D.有种“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量可以凭空产生
15.热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把散失的能量重新收集、加以利用。下列关于能量耗散的说法中正确的是( )
A.能量耗散说明能量守恒定律不正确
B.能量耗散不符合热力学第二定律
C.能量耗散过程中能量不守恒
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
二、多选题
16.根据热力学定律,下列说法正确的是( )
A.一定质量的0℃的冰融化为0℃的水时,分子势能减小
B.绝热情况下,外界对物体做了正功,物体的内能也不一定增加
C.尽管科技不断进步,热机的效率仍不能达到100%,制冷机却可以使温度降到接近-273℃
D.热量从低温物体传向高温物体是可能的,从单一热源吸收热量,完全变成功也是可能的
17.关于物体的内能,以下说法正确的是( )
A.物体吸收热量,内能一定增大
B.物体放出热量,同时对外做功,内能一定减少
C.物体体积改变,内能可能不变
D.不可能从单一热源吸收热量,使之完全变为功
18.关于能量和能量守恒,下列表述正确的是( )
A.能量可以从一种形式转化为另一种形式
B.能量可以从一个物体转移到另一个物体
C.能量是守恒的,所以能源永不枯竭
D.第一类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律
19.下列有关热现象的说法正确的是( )
A.所有晶体都有固定的形状、固定的熔点和沸点
B.“压青苗”是用磙子压紧土壤,这是为了破坏土壤里的毛细管,保存地下水分
C.毛细现象是浸润和不浸润及液体表面张力作用形成的现象,现象是否明显与液体种类和毛细管材料有关
D.第二类永动机虽然不违背能量守恒定律,但违背热力学第二定律
20.夏天,空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外,从而保持室内温度恒温舒适,室内气体近似看成理想气体。关于这个过程,下列说法正确的是( )
A.空调将热量从室内传递到室外的过程,没有违反热力学第一定律
B.空调将热量从室内传递到室外的过程,违反了热力学第二定律
C.室内气体分子的平均动能保持不变
D.空调排放到室外的热量大于从室内吸收的热量
答案第10页,共12页
2
学科网(北京)股份有限公司
$