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物理选择性必修三3.4 热力学第二定律同步练习（基础巩固）
一、选择题
1．第二类永动机不可能制成，是因为(　　)
A．违背了能量的守恒定律
B．热量总是从高温物体传递到低温物体
C．机械能不能全部转化为内能
D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化
【答案】D
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热并把它全部用来做功，而不引起其他变化；第二类永动机并不违反能量转化和守恒定律，不可能制成是因为违反了热力学第二定律，希望从单一热源吸取热量使之完全转换为有用的功而不产生其他影响。ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D
【分析】由热力学第二定律内容来判断。
2．崔牛先生向“胜哥”推介他设计的“超级推进器”，该推进器由超导体、激光器、致冷剂以及计算机控制系统组成，其神奇之处在于能通过自身的循环工作，源源不断地获得动力，而不需要消耗任何能源。“胜哥”知道这是不可能实现的，因为他的设计违反了（　　）
A．能量守恒定律 B．电荷守恒定律
C．机械能守恒定律 D．质量守恒定律
【答案】A
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】很多科学家致力于研究永动机，希望能造出不消耗能量而源源不断地向外输出能量；但结果都以失败告终；其原因是因为源源不断地获得动力，而不需要消耗任何能源的“永动机”违背了能量守恒定律．
故选：A．
【分析】自然界中的能量是守恒，它既不会消灭，也不会创生，而且由于能量的转化或转移具有方向性（如水只能从高处流向低处；热量只能从高温物体传向低温物体），所以无法制造源源不断地获得动力，而不需要消耗任何能源“永动机”．
3．在寒冷的天气中“胜哥”将一盆水放在户外，经过一段时间后这盆水就会结冰，液态水的分子无序程度比冰的无序程度要大，那么下列说法正确的是（　　）
A．结冰的过程违反熵增加原理
B．结冰的过程不违反熵增加原理
C．无法判断结冰的过程中是否违反熵增加原理
D．结冰的过程是否违反熵增加原理，要看研究对象的选取
【答案】B
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】液态的水比冰的无序程度大，但熵增加原理适用于孤立系统，而不是个别不孤立的系统。一盆水在寒冷的天气中并不是孤立系统，因为水与外界大气有能量交换，所以结冰的过程并不违反熵增加原理， B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】热力学第二定律说明，在自然状态下，热量是由高温物体传向低温物体，不能自发的逆向传递，同时也说明了第二类永动机不存在的原因。
4．关于热力学第二定律说法正确的是（　　）
A．在自然过程中，一个孤立系统的总熵可能减小
B．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律
C．热量能自发地从低温物体传向高温物体
D．物体可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响
【答案】B
【知识点】热力学第二定律；熵与熵增加原理
【解析】【解答】A．热力学第二定律（克劳修斯表述或熵增原理）指出：在自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，故A错误；
B．从微观角度看，熵是系统微观状态数的度量，熵增对应系统趋向更大概率（更无序）的状态，故B正确；
C．根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传向高温物体。故C错误；
D．根据热力学第二定律可知，物体不可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。故D错误。
故选B。
【分析】1、在自然过程中，一个孤立系统的总熵增加。
2、从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律。
3、热力学第二定律（克劳修斯表述）指出：热量不能自发地从低温物体传向高温物体（除非外界做功，如冰箱）。
4、热力学第二定律（开尔文表述）指出：不可能从单一热源吸热并全部转化为功而不产生其他影响（否则可实现第二类永动机）。
5．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
【知识点】能源的分类与应用；热力学第二定律
【解析】【解答】本题主要考查热力学第二定律，要掌握热力学第二定律的几种不同的表述，并能用来分析实际问题。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。
【分析】热力学第二定律：热量不可能从低温物体传到高温物体，而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响。根据热力学第二定律和能量守恒定律答题。
6．某个冬天的早晨，“胜哥”打开家里的制暖空调，为使制暖效果更佳，“胜哥”关闭门窗，一段时间后房间内升高至25℃并保持恒温。房间内的气体可视为质量不变的理想气体，若将一杯装有花粉的10℃水置于该房间内，则下列说法正确的是（　　）
A．制暖空调机工作时，热量从低温物体传递给高温物体
B．制暖空调机开始工作后，房间内气体的内能始终保持不变
C．待空调稳定后，花粉的运动激烈程度会减弱
D．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动
【答案】A
【知识点】布朗运动；物体的内能；热力学第二定律
【解析】【解答】本题考查布朗运动、热力学第二定律，关键是记住基础知识，知道自然界中一切与热现象有关的过程都具有单向性，理解布朗运动。A．制暖空调机工作时，因为电机工作电流做功，热量从低温物体传到高温物体，故A正确；
B．制暖空调机开始工作后，房间内气体温度升高，内能增大，故B错误；
C．待空调稳定后，房间内温度升高，装花粉的水温度升高，花粉做布朗运动激烈程度会增加，故C错误；
D．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了水分子在不停地做无规则运动，故D错误。
故选A。
【分析】自然界一切发生的能量转化过程都具有单向特性，遵守热力学第二定律；房间内气体温度升高，内能增大；温度升高，花粉做布朗运动激烈程度会增加；布朗运动，反映了水分子在不停地做无规则运动。
7．“破镜重圆”真的有可能发生吗？最近，物理学家在实验室观察到了某种金属材料发生的神奇现象：当该金属出现极细小裂纹时，裂纹会在分子力作用下快速自我修复，从而实现了真正的“破镜重圆”。已知分子间平衡距离为。下列说法正确的是（　　）
A．裂纹修复过程中裂纹处的分子力做正功
B．裂纹修复过程中裂纹处的分子势能变大
C．裂纹自我修复现象与热力学第二定律相矛盾
D．当裂纹两边的分子间距大于时，分子间仍有较明显的分子力
【答案】A
【知识点】分子间的作用力；分子动能；热力学第二定律
【解析】【解答】AB．在裂纹处，分子间距，分子间作用力表现为引力，裂纹修复时引力做正功，分子势能减小。故A正确；B错误；
C．在分子间引力作用下，裂纹自然修复，体现了热力学过程的方向性，符合热力学第二定律。故C错误；
D．当分子间距时，分子间几乎没有作用力。故D错误。
故选A。
【分析】1、当分子间距时，分子间作用力表现为引力。
2、修复时引力做正功，分子势能减小。
3、当分子间距时，分子间几乎没有作用力。
8．下列说法正确的是（　　）
A．气体压强越大，气体分子的平均动能就越大
B．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性
C．凡是遵守热力学第一定律的过程都一定能够发生
D．在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能减少
【答案】B
【知识点】热力学第一定律及其应用；热力学第二定律；温度和温标
【解析】【解答】A．温度的高低决定分子平均动能的大小与压强无关，因为温度是分子平均动能的标志，故A错误；
B．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故B正确；
C．凡是遵守热力学第一定律的过程都不一定都能够发生，因为满足热力学第一定律并不一定满足热力学第二定律，故C错误；
D．绝热，当外界对气体做功时W为正，由可知，故内能一定增加，故D错误。
故选B。
【分析】 气体分子的平均动能 越大，气体温度越高，气体压强与温度以及分子数密度有关。
9． 如图所示为家用电冰箱的工作原理简化图压缩机工作时，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．电冰箱的工作原理违反热力学第二定律
C．冷凝器中的制冷剂在液化过程中体积增大，内能增加
D．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
【答案】D
【知识点】热力学第一定律及其应用；热力学第二定律
【解析】【解答】A.由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，可知热量不能够自发地从冰箱内传到冰箱外，A不符合题意；
BD.热量只是不能自发的从低温物体传递到高温物体，但是在有外界影响时，是可以实现热量从低温物体向高温物体传递的，电冰箱是在压缩机的帮助下，把热量从低温物体传到高温物体的，在这个过程中，电冰箱消耗了电能，可知电冰箱的工作原理不违反热力学第二定律，B不符合题意，D符合题意；
C.制冷剂遇冷放热然后液化，制冷剂向外放热，Q小于零，制冷剂在液态变成气态的过程中，体积膨胀，对外做功，W也小于零，根据热力学第一定律可知，内能一定减小，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据热力学第二定律分析热量的传递；根据热力学第一定律分析冷凝器中的制冷剂在液化过程中的内能变化。
10．如图，某厂家声称所生产的空气能热水器能将热量从空气吸收到储水箱．下列说法中正确的是（　　）
A．热量可以自发地从大气传递到储水箱内
B．空气能热水器的工作原理违反了能量守恒定律
C．空气能热水器的工作原理违反了热力学第二定律
D．空气能热水器能够不断地把空气中的热量传到水箱内，但必须消耗电能
【答案】D
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】该热水器将空气中的能量转移到热水中的能量，符合机械能守恒定律；但是热量不可能自发地从低温物体转移到低温物体；实质上在产生热水的过程中，必须消耗电能才能实现； 因此也符合热力学第二定律；故ABC错误，D正确；
故选：D．
【分析】通过产生原理分析，明确其是否违反能量守恒及热力学第二定律；根据热力学第二定律进行分析即可．
11．下列机器的工作原理图中，不符合热力学第二定律的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】A. 低温系统从高温系统吸收热量需要外界做功，符合热力学第二定律，A符合题意；
B. 工作物质吸收热量，一部分用来对外做功，另一部分放出热量，符合热力学第二定律，B符合题意；
C. 由热力学第二定律可知，系统不可能从单一热源吸收热量，使之完全转化为功，即热机的效率不可能为100%，故不符合热力学第二定律，C符合题意；
D. 高温热源可以自发的传递热量到低温热源，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据热力学第二定律，结合机器的工作原理可得出结论。
二、多项选择题
12．如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成A、B两部分，A内充满气体，B内为真空。现抽开隔板，让A中气体进入B并最终达到平衡状态，则（　　）
A．气体的内能始终不变
B．气体的压强始终不变
C．气体分子的平均动能将减小
D．B中气体不可能自发地再全部回到A中
【答案】A,D
【知识点】热力学第一定律及其应用；热力学第二定律；温度和温标；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【解答】本题主要考查热力学定律的应用及运用理想气体状态方程对气体的温度、压强和体积的判断。A．由于内为真空，抽走隔板后，A部分气体自由膨胀，膨胀过程中没有对外做功，容器又是绝热容器，所以气体也不可能与外界发生热交换，由热力学第一定律可知气体的内能始终不变，故A正确；
C．由于气体的内能不变，故气体的温度不变，气体分子的平均动能不变，故C错误；
B．由于气体发生的是等温膨胀，故由玻意耳定律可知，气体的压强将减小，故B错误；
D．由热力学第二定律可知，气体不可能再自发地全部回到A部分，故D正确。
故选AD。
【分析】绝热过程，自由扩散，体积变大，故内能不变，由玻意耳定律和热力学第二定律求解。
13．下列有关热力学定律的说法正确的是（　　）
A．气体吸收热量，内能不一定增大
B．漓江的水能是用之不竭的
C．热量不能自发地从低温物体传到高温物体
D．一块石头从十万大山上滚下，机械能增大了
【答案】A,C
【知识点】能源的分类与应用；热力学第一定律及其应用；热力学第二定律
【解析】【解答】热力学第二定律：热量从低温物体传递给高温物体，必须借助外界的帮助．A．气体吸收热量，可能同时对外做功，气体的内能不一定增大，故A正确；
B．水能的使用过程存在能量耗散，漓江的水能不是用之不竭的，故B错误；
C．根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故C正确；
D．一块石头从十万大山上滚下，由于阻力对石头做负功，石头的机械能减小了，故D错误。
故选AC。
【分析】据热力学第一定律和第二定律判断；做功与热传递是改变内能的两种方式；能量的使用过程是存在能量耗散的。
14．关于物理规律，下列说法正确的是（　　）
A．热量不能从低温物体传到高温物体
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小是相同的
C．金属没有确定的几何形状，也不显示各向异性，属于非晶体
D．玻璃管裂口放在火焰上烧熔，尖端会变钝，是因为表面张力的作用
【答案】B,D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性；热力学第二定律；晶体和非晶体；液体的表面张力
【解析】【解答】热传导的方向性：热量可以自发地从高温物体传递给低温物体；热量从低温物体传递给高温物体，必须借助外界的帮助。A．由热力学第二定律可知，热量不能自发得从低温物体传到高温物体，故A项错误；
B．根据相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，真空中的光速是相同的，故B项正确；
C．金属没有确定的几何形状，也不显示各向异性，属于多晶体，故C项错误；
D．玻璃管裂口放在火焰上烧熔，尖端会变钝，是因为表面张力的作用，故D项正确。
故选BD。
【分析】由热力学第二定律和相对论的两个基本假设分析；金属属于多晶体，只保留了晶体具有固定熔点的特点，尖端会变钝，是因为表面张力的作用。
15．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p﹣T图象如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．过程bc中气体既不吸热也不放热
B．过程ab中气体一定吸热
C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小
E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同
【答案】B,D,E
【知识点】热力学第一定律（能量守恒定律）；理想气体与理想气体的状态方程；热力学第二定律
【解析】【解答】解：A、由图示图象可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律△U=Q+W可知，气体吸热，A不符合题意；
B、由图示可知，ab过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，B符合题意；
C、由图象可知，ca过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，W＞0，气体温度降低，内能减少，△U＜0，由热力学第一定律可知，气体要放出热量，过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量，C不符合题意；
D、由图象可知，a、b和c三个状态中a状态温度最低，分子平均动能最小，D符合题意；
E、由图象可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，b、c状态气体的分子数密度不同，b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，E符合题意；
故选：BDE．
【分析】本题主要考查热学的基础知识，根据概念进行判断即可。
16．下列说法正确的是（　　）
A．水的饱和汽压随温度的升高而增加
B．气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的
C．第二类永动机是不可能制成的，因为它违反了能量守恒定律
D．一定质量的理想气体，在体积不变温度降低过程中，分子每秒平均碰撞器壁次数减少
【答案】A,D
【知识点】饱和汽及物态变化中能量；气体压强的微观解释；热力学第二定律
【解析】【解答】A．饱和汽压与液体材料和温度有关，温度越高，饱和汽压越大，故A正确；
B．气体的压强是由气体分子对容器壁的频繁碰撞引起，与分子数密度和平均动能有关，故B错误；
C．第二类永动机是不可能制成的，不违反能量守恒定律，而是违反了热力学第二定律，故C错误；
D．根据可知当体积不变，温度降低时压强减小，故分子每秒平均碰撞器壁次数减少，故D正确。
故选AD。
【分析】1、饱和汽压是指液体与其蒸气达到动态平衡时的蒸气压强。温度升高时，液体分子动能增大，更多分子能挣脱液体表面束缚进入气相，导致饱和汽压增大。
2、气体压强的微观本质是分子对器壁的碰撞（而非分子间排斥），分子间作用力在通常条件下（理想气体）可忽略，仅在高压或低温下显著。
3、第二类永动机的定义：从单一热源吸热全部转化为功（效率100%），不违反能量守恒，但违反热力学第二定律（开尔文表述）；第一类永动机才违反能量守恒定律。
4、体积不变时，分子数密度n恒定。温度降低导致：分子平均速率v减小，单位时间内碰撞器壁次数减少。
17．下列现象及关于热力学第一、第二定律的叙述正确的是（　　）
A．一定质量的理想气体在等温膨胀过程中，气体一定从外界吸收热量
B．热力学第一定律和热力学第二定律是从不同角度阐述了能量守恒定律
C．的冰融化为的水，此过程系统吸收热量，内能增加
D．第二类永动机违背了热力学第一定律
【答案】A,C
【知识点】热力学第一定律及其应用；热力学第二定律
【解析】【解答】A．一定质量的理想气体在等温膨胀过程中，由于温度不变，则内能不变，气体膨胀，对外做功，根据热力学第一定律，气体一定从外界吸收热量，故A正确；
B．热力学第一定律阐述了能量守恒定律，而热力学第二定律阐述能量流动的方向性定律，两者不同，故B错误；
C．的冰融化为的水，此过程系统吸收热量，根据热力学第一定律，可知内能增加，故C正确；
D．第二类永动机违背了热力学第二定律，故D错误。
故选AC。
【分析】1、对于理想气体的等温膨胀过程，温度保持不变意味着内能变化为零。根据热力学第一定律，系统对外做功必须从外界吸收热量来补偿，因此一定会从外界吸热。
2、热力学第一定律确实就是能量守恒定律在热力学中的表述。但热力学第二定律是关于过程方向性的定律，它指出某些能量转换过程是不可逆的，并不是对能量守恒的另一种表述。
3、冰融化成水需要吸收热量，虽然温度保持不变，但分子间的势能增加，导致系统的内能增加。
4、第二类永动机并不违背能量守恒定律（即热力学第一定律），它违背的是热力学第二定律。第二类永动机试图从单一热源吸热并全部转化为功而不产生其他影响，这违反了热力学第二定律的开尔文表述。
18．下列说法正确的是．
A．实际气体的内能指气体分子势能、分子动能及气体分子重力势能的总和
B．如果没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，理论上热机的效率可以达到100%
C．对于一定量的理想气体，当气体温度升高时，气体的内能一定增大
D．—定质量的理想气体等压膨胀，气体一定吸收热量
E．自然过程中熵总是增加的，是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多
【答案】C,D,E
【知识点】物体的内能；热力学第一定律及其应用；热力学第二定律
【解析】【解答】本题主要是考查理想气体的状态方程、热力学第一定律、内能的决定因素以及热力学第二定律的微观实质，解答本题的关键是能够熟练掌握热学部分的基本知识并能够熟练应用。A.气体的内能等于所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故选项A不符合题意；
B.如果没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，热机的效率也不可以达到100%，故选项B不符合题意；
C.对于一定量的理想气体分子势能不计，故当气体温度升高时，气体的内能一定增大，故选项C符合题意；
D.气体发生等压膨胀时，压强不变，体积变大，根据理想气体状态方程可知，气体的温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可知气体一定吸收热量，故选项D符合题意；
E.一切自发过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，也就是向着熵增大的方向进行，因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多，故选项E符合题意．
故答案为：CDE。
【分析】气体的内能不包括分子的重力势能；热机的效率可不以达到100%；一定量的理想气体的内能和温度有关；根据热力学第一定律分析D选项；一切自然过程都是朝着分子热运动无序增大的方向进行。
19．关于热学现象与规律，下列说法正确的是（　　）
A．热机的效率不可能达到
B．自然界中某些热现象不具有方向性
C．热量能从低温物体传到高温物体
D．孤立系统的自发过程中熵可能减小
【答案】A,C
【知识点】热力学第二定律；熵与熵增加原理
【解析】【解答】A.根据热力学第二定律：不可能从单一热库吸热使之完全转化为有用的功而不产生其他影响，即热机的效率不可能达到100%，A符合题意；
B.自然界中的热现象都具有方向性，热量只能自发的从高温物体转移到低温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体，B不符合题意；
C.通过外力做功的方式可以使热量能从低温物体传到高温物体，例如冰箱、空调等，C符合题意；
D.孤立系统的自发过程中熵永不减少，即熵增原理，此为热力学第二定律的另一种表述，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】根据热力学第二定律的两种表述分析相关选项。
20． 以下说法正确的是（　　）
A．液体中悬浮微粒越大，布明运动反而越不剧烈
B．做功和热传递改变物体的内能本质上相同
C．密封容器中气体的压强是由气体分子同的相互作用力产生的
D．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增加的方向进行
【答案】A,D
【知识点】布朗运动；气体压强的微观解释；改变内能的两种方式；熵与熵增加原理
【解析】【解答】A.布朗运动的决定因素：颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈，液体中悬浮微粒越大，液体分子对颗粒的撞击力越趋于平衡，布朗运动反而越不剧烈，A符合题意；
B.做功和热传递都能改变物体的内能，做功是能量转化的过程，热传递是能量转移的过程，两个过程的本质不相同，但改变物体内能的效果相同，B不符合题意；
C.密封容器中气体的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，C不符合题意；
D.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增加的方向进行，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据布朗运动的原理分析；根据内能的变化的方式分析做功和热传递改变物体内能的本质上的区别；根据气体压强的微观解释分析密封容器中气体压强的产生原因；根据熵增加原理分析。
21．有关热力学第二定律，下列说法正确的是（　　）
A．热力学第二定律说明自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
B．热力学第二定律可以表述为：气体向真空的自由膨胀是不可逆的
C．由热力学第二定律的克劳修斯表述可知热量只能从高温物体传到低温物体
D．第一类永动机违背了热力学第二定律，因此制不成
【答案】A,B
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】根据热力学第二定律，自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，A符合题意；热力学第二定律可以表述为：气体向真空的自由膨胀是不可逆的，B符合题意；克劳修斯在大量研究的基础上提出，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，C不符合题意；第一类永动机违背了能量守恒定律定律，因此制不成，D不符合题意。所以AB符合题意，CD不符合题意。
故答案为：AB
【分析】根据热力学第二定律的几种表述方式选择正确说法。
三、非选择题
22．电冰箱工作时，能把箱内的热传到箱外，这　 　（选“违反”或“不违反”）热力学第二定律．
【答案】不违反
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】在冰箱制冷中是因为压缩机消耗了电能，从而能使冰箱源源不断地向外界散热，不违反热力学第二定律．
故答案为：不违反
【分析】在冰箱制冷中是因为压缩机消耗了电能，从而能使冰箱源源不断地向外界散热，而不是自发地向外界散热
23．（两个温度不同的物体接触时，热量会自发地从高温物体传向低温物体，直到两者温度相等；一个温度处处相等的物体，不可能自发地变得一部分温度高，另一部分温度低．这一事实说明，一切自然过程总是沿着分子热运动的　 　的方向进行的．
【答案】无序性增大
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，任何自然过程一定总是沿着熵增加的方向进行的，即切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的．
故答案为：无序性增大．
【分析】一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，任何自然过程一定总是沿着熵增加的方向进行的．
24．一个铜块和一个铁块质量相同，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，则铜块中包含的分子个数比铁块中包含的分子个数　 　（填“多”或“少”），铜块中分子热运动的平均动能比铁块中分子的平均动能　 　（填“大”或“小”），当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，当达到热平衡时，两者的　 　相等．
【答案】少；大；温度
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】一个铜块和一个铁块质量相同，由于铜的分子量大，所以铜块中包含的分子个数比铁块中包含的分子个数少；
由于温度是分子平均动能的标志，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，所以块中分子热运动的平均动能比铁块中分子的平均动能大；
根据热力学平衡状态的特点可知，当达到热平衡时，两者的温度相等．
故答案为：少，大，温度
【分析】温度是分子平均动能的标志，所以分子的动能宏观上取决于温度；当达到热平衡时，两者温度相等．
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物理选择性必修三3.4 热力学第二定律同步练习（基础巩固）
一、选择题
1．第二类永动机不可能制成，是因为(　　)
A．违背了能量的守恒定律
B．热量总是从高温物体传递到低温物体
C．机械能不能全部转化为内能
D．内能不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化
2．崔牛先生向“胜哥”推介他设计的“超级推进器”，该推进器由超导体、激光器、致冷剂以及计算机控制系统组成，其神奇之处在于能通过自身的循环工作，源源不断地获得动力，而不需要消耗任何能源。“胜哥”知道这是不可能实现的，因为他的设计违反了（　　）
A．能量守恒定律 B．电荷守恒定律
C．机械能守恒定律 D．质量守恒定律
3．在寒冷的天气中“胜哥”将一盆水放在户外，经过一段时间后这盆水就会结冰，液态水的分子无序程度比冰的无序程度要大，那么下列说法正确的是（　　）
A．结冰的过程违反熵增加原理
B．结冰的过程不违反熵增加原理
C．无法判断结冰的过程中是否违反熵增加原理
D．结冰的过程是否违反熵增加原理，要看研究对象的选取
4．关于热力学第二定律说法正确的是（　　）
A．在自然过程中，一个孤立系统的总熵可能减小
B．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律
C．热量能自发地从低温物体传向高温物体
D．物体可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响
5．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
6．某个冬天的早晨，“胜哥”打开家里的制暖空调，为使制暖效果更佳，“胜哥”关闭门窗，一段时间后房间内升高至25℃并保持恒温。房间内的气体可视为质量不变的理想气体，若将一杯装有花粉的10℃水置于该房间内，则下列说法正确的是（　　）
A．制暖空调机工作时，热量从低温物体传递给高温物体
B．制暖空调机开始工作后，房间内气体的内能始终保持不变
C．待空调稳定后，花粉的运动激烈程度会减弱
D．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动
7．“破镜重圆”真的有可能发生吗？最近，物理学家在实验室观察到了某种金属材料发生的神奇现象：当该金属出现极细小裂纹时，裂纹会在分子力作用下快速自我修复，从而实现了真正的“破镜重圆”。已知分子间平衡距离为。下列说法正确的是（　　）
A．裂纹修复过程中裂纹处的分子力做正功
B．裂纹修复过程中裂纹处的分子势能变大
C．裂纹自我修复现象与热力学第二定律相矛盾
D．当裂纹两边的分子间距大于时，分子间仍有较明显的分子力
8．下列说法正确的是（　　）
A．气体压强越大，气体分子的平均动能就越大
B．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性
C．凡是遵守热力学第一定律的过程都一定能够发生
D．在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能减少
9． 如图所示为家用电冰箱的工作原理简化图压缩机工作时，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．电冰箱的工作原理违反热力学第二定律
C．冷凝器中的制冷剂在液化过程中体积增大，内能增加
D．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
10．如图，某厂家声称所生产的空气能热水器能将热量从空气吸收到储水箱．下列说法中正确的是（　　）
A．热量可以自发地从大气传递到储水箱内
B．空气能热水器的工作原理违反了能量守恒定律
C．空气能热水器的工作原理违反了热力学第二定律
D．空气能热水器能够不断地把空气中的热量传到水箱内，但必须消耗电能
11．下列机器的工作原理图中，不符合热力学第二定律的是（　　）
A． B．
C． D．
二、多项选择题
12．如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成A、B两部分，A内充满气体，B内为真空。现抽开隔板，让A中气体进入B并最终达到平衡状态，则（　　）
A．气体的内能始终不变
B．气体的压强始终不变
C．气体分子的平均动能将减小
D．B中气体不可能自发地再全部回到A中
13．下列有关热力学定律的说法正确的是（　　）
A．气体吸收热量，内能不一定增大
B．漓江的水能是用之不竭的
C．热量不能自发地从低温物体传到高温物体
D．一块石头从十万大山上滚下，机械能增大了
14．关于物理规律，下列说法正确的是（　　）
A．热量不能从低温物体传到高温物体
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小是相同的
C．金属没有确定的几何形状，也不显示各向异性，属于非晶体
D．玻璃管裂口放在火焰上烧熔，尖端会变钝，是因为表面张力的作用
15．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p﹣T图象如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．过程bc中气体既不吸热也不放热
B．过程ab中气体一定吸热
C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小
E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同
16．下列说法正确的是（　　）
A．水的饱和汽压随温度的升高而增加
B．气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的
C．第二类永动机是不可能制成的，因为它违反了能量守恒定律
D．一定质量的理想气体，在体积不变温度降低过程中，分子每秒平均碰撞器壁次数减少
17．下列现象及关于热力学第一、第二定律的叙述正确的是（　　）
A．一定质量的理想气体在等温膨胀过程中，气体一定从外界吸收热量
B．热力学第一定律和热力学第二定律是从不同角度阐述了能量守恒定律
C．的冰融化为的水，此过程系统吸收热量，内能增加
D．第二类永动机违背了热力学第一定律
18．下列说法正确的是．
A．实际气体的内能指气体分子势能、分子动能及气体分子重力势能的总和
B．如果没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，理论上热机的效率可以达到100%
C．对于一定量的理想气体，当气体温度升高时，气体的内能一定增大
D．—定质量的理想气体等压膨胀，气体一定吸收热量
E．自然过程中熵总是增加的，是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多
19．关于热学现象与规律，下列说法正确的是（　　）
A．热机的效率不可能达到
B．自然界中某些热现象不具有方向性
C．热量能从低温物体传到高温物体
D．孤立系统的自发过程中熵可能减小
20． 以下说法正确的是（　　）
A．液体中悬浮微粒越大，布明运动反而越不剧烈
B．做功和热传递改变物体的内能本质上相同
C．密封容器中气体的压强是由气体分子同的相互作用力产生的
D．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增加的方向进行
21．有关热力学第二定律，下列说法正确的是（　　）
A．热力学第二定律说明自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
B．热力学第二定律可以表述为：气体向真空的自由膨胀是不可逆的
C．由热力学第二定律的克劳修斯表述可知热量只能从高温物体传到低温物体
D．第一类永动机违背了热力学第二定律，因此制不成
三、非选择题
22．电冰箱工作时，能把箱内的热传到箱外，这　 　（选“违反”或“不违反”）热力学第二定律．
23．（两个温度不同的物体接触时，热量会自发地从高温物体传向低温物体，直到两者温度相等；一个温度处处相等的物体，不可能自发地变得一部分温度高，另一部分温度低．这一事实说明，一切自然过程总是沿着分子热运动的　 　的方向进行的．
24．一个铜块和一个铁块质量相同，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，则铜块中包含的分子个数比铁块中包含的分子个数　 　（填“多”或“少”），铜块中分子热运动的平均动能比铁块中分子的平均动能　 　（填“大”或“小”），当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，当达到热平衡时，两者的　 　相等．
答案
1．D
2．A
3．B
4．B
5．A
6．A
7．A
8．B
9．D
10．D
11．C
12．A,D
13．A,C
14．B,D
15．B,D,E
16．A,D
17．A,C
18．C,D,E
19．A,C
20．A,D
21．A,B
22．不违反
23．无序性增大
24．少；大；温度
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