高中物理-热力学第二定律练习题
人教版高中物理选择性必修第三册第3章热力学定律4课时练习含答案
第三章4A组·基础达标1．(多选)下列说法正确的是()A．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律B．第二类永动机违背了能量转化的方向性C．自然界中的能量是守恒的，所以不用节约能源D．自然界中的能量尽管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，所以要节约能源【答案】BD【解析】第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，但并不违背能量守恒定律，A错误；第二类永动机违背了热力学第二定律，即违背了能量转化的方向性，B正确；自然界中的能量是守恒的，但能够被人类使用的能源不断减少(能源的品质降低)，所以节约能源非常有必要，C错误，D正确．2．如图所示，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【解析】该热水器将空气中的能量转移到热水中的能量，符合能量守恒定律，但是热量不可能自发地从低温物体转移到高温物体，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，D正确．3．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【答案】D【解析】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大的方向进行，A错误；80 ℃的液态萘凝固成80 ℃的固态萘的过程中放出热量，温度不变，则分子的平均动能不变，萘放出热量的过程中内能减小，而分子平均动能不变，所以一定是分子势能减小，B错误；液体具有流动性是因为液体分子没有固定的平衡位置，C错误；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，D正确．4．(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是()A．即使科技的进步，人类也不可能生产出从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化的热机B．物体对外做功，其内能一定减少C．制冷设备实现从低温热源处吸热，并在高温热源处放热，违反了热力学第二定律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【答案】AD【解析】即使科技的进步，人类也不可能生产出从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化的热机，因为这违背热力学第二定律，A正确；物体对外做功，如果物体吸收热量，则其内能可能不会减少，B错误；制冷设备实现从低温热源处吸热，并在高温热源处放热，没有违反了热力学第二定律，因为这个过程引起了外界的变化，消耗了电能，C错误；第一类永动机不可能制成，是因为它违背了能量守恒定律，D正确．5．(多选)用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象．关于这一现象，正确的说法是()A．这一实验过程不违反热力学第二定律B．在实验过程中，热水一定降温、冷水一定升温C．在实验过程中，热水内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能D．在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全部转化成冷水的内能【答案】AB【解析】温差发电现象中产生电能是因为热水中的内能减少，部分转化为电能，而部分电能又转化为冷水的内能，转化效率低于100%，不违反热力学第二定律，因此热水温度降低，冷水温度升高，故A、B正确，C、D错误．6．人们常用空调调节室内空气的温度，下列说法正确的是()A．空调风速越大，室内空气的分子动能也越大B．空调过滤器能够吸附PM2.5颗粒，此颗粒的运动是分子热运动C．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性D．空调制热使得室内温度上升，则速率小的空气分子比例减小【答案】D【解析】室内空气的分子动能只与温度有关，与空调风速无关，A错误；空调过滤器能够吸附PM2.5颗粒，PM2.5颗粒是肉眼看不见的固体小颗粒，做的是布朗运动，不是分子热运动，B错误．空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下热传递方向可以逆向，不违背热力学第二定律，C错误；空调制热使得室内温度上升，根据温度是分子平均动能的标志，所以速率小的空气分子比例减小，D正确．7．(多选)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．电冰箱的工作原理不违背热力学第一定律D．电冰箱的工作原理违背热力学第一定律【答案】BC【解析】热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能的转化和守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C正确，D错误；再根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功，A错误，B正确．8．如图中汽缸内盛有一定量的理想气体，汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触面是光滑的，但不漏气．现将活塞杆与外界连接，使其缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是()A．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，所以此过程违反热力学第二定律B．气体从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律C．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律D．以上三种说法都不对【答案】C【解析】热力学第二定律从机械能与内能转化过程的方向性来描述是：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．本题中如果没有外界的帮助，比如外力拉动活塞杆使活塞向右移动，使气体膨胀对外做功，导致气体温度略微降低，是不可能从外界吸收热量的，即这一过程虽然是气体从单一热源吸热，全用来对外做功，但引起了其他变化，所以此过程不违反热力学第二定律．9．(多选)根据热力学定律，下列说法正确的是()A．第二类永动机违反能量守恒定律，因此不可能制成B．效率为100%的热机是不可能制成的C．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D．从单一热源吸收热量，使之完全变为功是提高机械效率的常用手段【答案】BC【解析】第二类永动机不可能制成，是因为它违反了热力学第二定律，A错误；效率为100%的热机是不可能制成的，B正确；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，C正确；从单一热源吸收热量，使之完全变为功是不可能实现的，D错误．10．(多选)下列说法正确的是()A．机械能和内能的转化具有方向性B．电流的能不可全部转化为内能C．第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但它是制造不出来的D．在火力发电机中燃气的内能不可能全部转化成电能【答案】ACD【解析】凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，机械能可全部转化为内能，但内能不能全部转化为机械能，而不引起其他变化，A、D正确；由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的能可全部转化为内能，而内能不可能全部转化为电能，B错误；第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违反热力学第二定律，是制造不出来的，C正确．B组·能力提升11．(多选)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 后，将B 封闭，打开阀门K ，A 中的空气进入B 中，最终达到平衡．假设此过程中系统保持温度不变，舱内空气可视为理想气体，不考虑航天员的影响，则此过程中( )A ．气体分子对A 舱壁的压强减小B ．气体向外界放出热量C ．气体膨胀对外做功，内能减小D ．一段时间后，B 内空气绝不可能自发地全部回到A 中去【答案】AD【解析】气体温度不变，平均动能不变，但是气体向B 舱扩散时，A 舱中单位体积内分子个数减少，所以气体压强减小，A 正确；气体向真空方向扩散不对外做功，又因为气体的温度不变，内能不变，则气体与外界无热交换，B 、C 错误；由热力学第二定律可知，与热现象有关的物理过程都是不可逆的，则一段时间后，B 内气体不可能自发地全部回到A 中去，D 正确．12．一辆汽车的发动机输出功率为66.15 kW ，每小时耗柴油14 kg ，请计算发动机的效率．(柴油的燃烧值为4.3×107 J/kg)解：发动机每小时做的功W ＝Pt ＝66 150 W ×3 600 s ＝2.38×108 J ，完全燃烧14 kg 柴油放出的能量Q 总＝4.3×107 J/kg ×14 kg ＝6.02×108 J ，有用功的能量Q 有＝W ＝2.38×108 J ，所以η＝Q 有Q 总＝2.38×108 J 6.02×108 J×100%＝39.5%， 发动机的效率是39.5%．。
高中物理《热力学定律》练习题(附答案解析)
高中物理《热力学定律》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．关于物体内能的变化，下列说法中正确的是（ ）A ．物体吸收了热量，它的内能可以减小B ．物体的机械能变化时，它的内能也一定随着变化C ．外界对物体做功，它的内能一定增加D ．物体既吸收热量，又对外界做功，它的内能一定不变2．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做了4810J ⨯的功，气体的内能减少了51.210J ⨯，则下列各式中正确的是（ ）A ．454810J 1.210J 410J W U Q =⨯∆=⨯=⨯，，B ． 455810J 1.210J 210J W U Q =⨯∆=-⨯=-⨯，，C ． 454810J 1.210J 210J W U Q =-⨯∆=⨯=⨯，，D ． 454810J 1.210J 410J W U Q =-⨯∆=-⨯=-⨯，，3．关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是（ ）A ．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B ．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C ．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能D ．由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的4．关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（ ）A ．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体B ．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力的缘故C ．木船浮在水面上是由于表面张力D ．外界对物体做功，物体的内能一定增加5．下列说法正确的是（ ）A ．α射线、β射线和γ射线是三种波长不同的电磁波B ．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和不守恒C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先增大后减小D．只要对物体进行不断的冷却，就可以把物体的温度降为绝对零度6．关于能源，下列说法正确的是（）A．根据能量守恒定律，我们不需要节约能源B．化石能源、水能和风能都是不可再生的能源C．华龙一号（核电技术电站）工作时，它能把核能转化为电能D．能量的转化、转移没有方向性7．关于热现象，下列说法正确的是（）A．固体很难被压缩，是因为分子间存在斥力B．液体分子的无规则运动称为布朗运动C．气体吸热，其内能一定增加D．0°C水结成冰的过程中，其分子势能增加8．加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）（）A．压强增大，内能减小B．压强减小，分子热运动的平均动能增大C．吸收热量，内能增大D．对外做功，分子热运动的平均动能减小二、多选题9．下列关于热力学第二定律的理解正确的是（）A．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的B．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性C．从微观的角度看，热力学第二定律表明一个孤立系统总是向无序度更大的方向发展D．没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机可以把燃料产生的内能全部转化为机械能10．一定质量的理想气体，其状态变化过程的p-V图像如图所示。
高中物理热学试题及答案
高中物理热学试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 热量的单位是（）A. 焦耳B. 牛顿C. 瓦特D. 帕斯卡2. 热力学第一定律的数学表达式是（）A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q - WC. ΔS = Q/TD. ΔG = Q + W3. 温度是物体冷热程度的度量，其单位是（）A. 米B. 千克C. 开尔文D. 秒4. 热传导的微观解释是（）A. 粒子的布朗运动B. 粒子的碰撞C. 粒子的扩散D. 粒子的波动5. 物体的比热容是指（）A. 单位质量的物体温度升高1℃所吸收的热量B. 单位质量的物体温度升高1℃所放出的热量C. 单位质量的物体温度降低1℃所吸收的热量D. 单位质量的物体温度降低1℃所放出的热量6. 理想气体的内能只与（）有关A. 体积B. 温度C. 压力D. 质量7. 热机效率是指（）A. 热机输出功率与输入功率的比值B. 热机输出功率与输入功率的差值C. 热机输入功率与输出功率的比值D. 热机输入功率与输出功率的差值8. 热力学第二定律的开尔文表述是（）A. 不可能从单一热源吸热使之完全变为功而不产生其他影响B. 不可能使热量从低温物体传到高温物体而不产生其他影响C. 不可能从单一热源吸热使之完全变为功并产生其他影响D. 不可能使热量从高温物体传到低温物体而不产生其他影响9. 绝对零度是（）A. -273.15℃B. 0℃C. 273.15℃D. 100℃10. 热力学第三定律表明（）A. 绝对零度不可能达到B. 绝对零度可以轻易达到C. 绝对零度是温度的极限D. 绝对零度是温度的起点二、填空题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律表明，能量在转化和转移过程中______。
2. 热力学第三定律指出，当温度趋近于绝对零度时，所有纯物质的______趋于零。
3. 热传导、热对流和热辐射是热传递的三种基本方式，其中热辐射不需要______。
4. 物体吸收或放出热量时，其温度不一定变化，例如冰在熔化过程中______。
高中物理 第十章 热力学律 4 热力学第二律课后检测高中物理试题
积盾市安家阳光实验学校4 热力学第二律记一记热力学第二律知识体系两种表述——热力学第二律的两种表述两个比较——⎩⎪⎨⎪⎧热力学第一律和热力学第二律的比较两类永动机的比较辨一辨1.热量能自发地从高温物体传给低温物体．(√) 2．热量不能从低温物体传到高温物体．(×) 3．热传递是有方向性的．(√)4．气体向真空中膨胀的过程是有方向性的．(√)5．能从单一热源吸收热量并把它用来做功而不引起其它变化．(×) 想一想1.在自然过程中热量是如何传递的？空调和冰箱是如何传递热量的？ 提示：热量由温度高的物体传递给温度低的物体，或由温度高的地方传递到温度低的地方；空调和冰箱可以通过电机做功，把热量从温度比较低的房间内或冰箱内传递到房间外或冰箱外．2．制冷机工作时热量是自发地从低温热库传到高温热库吗？热机工作时是否将从高温热库吸收的热量用来做功？提示：不是．热量从低温热库传到高温热库时需要有外界做功；否．热机工作时只将从高温热库吸收热量的一用来做功，剩余的释放到低温热库．思考感悟：练一练1.(多选)下列说法中正确的是( )A ．第一类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒律B ．第二类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒律C ．热力学第一律和热力学第二律是相互的D ．热力学第二律的两种表述是效的解析：第一类永动机违背了能量守恒律，第二类永动机违背了热力学第二律，故A 项正确，B 项错误；热力学第一律与热力学第二律相辅相成，互相，C 项正确；热力学第二律的两种表述是效的，D 项正确．答案：ACD2．(多选)根据热力学第二律，下列判断正确的是( )A ．电流的能不可能变为内能B ．在火力发电机中，燃气的内能不可能变为电能C ．热机中，燃气内能不可能变为机械能D ．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体解析：根据热力学第二律可知，凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，电流的能可变为内能(由焦耳律可知)，但内能不可能变成电流的能，而不产生其他影响．机械能可转变为内能，而内能不可能转变成机械能．在热传导中，热量只能自发地从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体．答案：BCD3．下列说法正确的是( )A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体B．功、热、内能是一样的C．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变，而不产生其他影响D．凡是不违反能量守恒律的过程一能实现解析：热量能够自发地从高温物体传到低温物体，也能在一的条件下从低温物体传到高温物体，故A错误；功、热、内能的本质是不同的，故B错误；不可能从单一热库吸收热量，使之完全变而不产生其他影响，这是热力学第二律的内容，故C正确；不违背能量守恒律的过程不一能实现，如第二类永动机，故D错误．答案：C4．关于热力学第二律，下列说法正确的是( )A．热力学第二律是通过总结出来的律B．热力学第二律是通过大量自然现象的不可逆性总结出来的经验律C．热力学第二律是物理学家从理论推导得出来的结果D．由于热力学第二律没有理论和的依据，因此没有实际意义解析：热力学第二律是一个经验律，它并不能通过理论和来证明，但它符合客观事实，因此是正确的，它揭示了宏观过程的方向性，对我们认识自然和利用自然有着重要的指导意义．答案：B要点一热力学第二律的理解1.(多选)下列关于能量转化的说法中，正确的是( )A．机械能可以转化为内能，但内能不能转化为机械能B．机械能可以转化为内能，内能也能转化为机械能C．机械能不能转化为内能，但内能可以转化为机械能D．机械能可以转化为内能，但内能不能转化为机械能，同时不引起其他变化解析：由能量守恒律知，各种形式的能量之间可以相互转化，但是内能在转化为机械能的过程中，由于内能的各种耗散，内能不会完全转化为机械能而不引起其他变化．故选项B、D两项正确．答案：BD2．(多选)下列说法中正确的是( )A．一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性B．一切不违反能量守恒律的物理过程都是能够实现的C．由热力学第二律可以判断物理过程能否自发进行D．一切物理过程都不可能自发地进行解析：能量转移和转化的过程都是具有方向性的，A项对；第二类永动机不违背能量守恒律，但是不能实现，B项错；在热传递的过程中，能量可以自发地从高温物体传到低温物体，但其逆过程不可能自发地进行，C项对，D项错．答案：AC3．(多选)关于热力学律，下列说法正确的是( )A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量使之完全变为功D．不可能使热量从低温物体传向高温物体E．功转变为热的实际宏观自然过程是不可逆过程解析：内能的改变可以通过做功或热传递进行，故A项正确；对某物体做功，若物体向外放热，则物体的内能不一增加，B项错误；在引起其他变化的情况下，从单一热源吸收热量可以将其转变为功，C项正确；在引起其他变化的情况下，可以将热量从低温物体传向高温物体，D项错误；涉及热现象的宏观自然过程都具有方向性，故E项正确．答案：ACE4．下列说法中正确的是( )A．功可以完全转化为热量，而热量不能完全转化为功B．热机必须具有两个热库，才能实现热功转化C．热机的效率不可能大于1，但可能于1D．热机的效率必小于1解析：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，比如气体温膨胀，气体内能完全转化为功，但气体体积增大了，A项错误；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项错误；由η＝Q1－Q2Q1可知，只要Q2≠0，η≠1，如果Q2＝0，则低温热库不存在，违背了开尔文表述，故C项错误，D项正确．答案：D要点二热力学第二律的用5.(多选)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．电冰箱的工作原理不违反热力学第一律D．电冰箱的工作原理违反热力学第一律解析：热力学第一律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能的转化和守恒的具体表现，适用于所有的热学过程，故C项正确，D项错误；根据热力学第二律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于外界做功，A项错误，B项正确，故选B、C两项．答案：BC6．第二类永动机不可能制成的原因是( )A．违背了能量守恒律B．热量总是从高温物体传递到低温物体C．机械能不能转化为内能D．内能不能转化为机械能而不引起其他变化解析：第二类永动机的设想并不违背能量守恒律，但是违背了热力学第二律，所以不可能制成．答案：D7．下列说法正确的是( )A．对物体做功不可能使物体的温度升高B．电冰箱的工作原理不违背热力学第二律C．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二律的D．从单一热源吸收热量使之变成有用的机械能是不可能的解析：对物体做功可以使物体的内能增加，温度升高，如用打气筒打气时筒壁变热，A项错误；电冰箱工作时有外界做功，不违背热力学第二律，B项正确；在一条件下，热量可以由低温物体传到高温物体，但引起了外界变化，C 项错误；从单一热源吸热，并使之变成有用功也是可能的，只是会引起其他变化，D项错误．答案：B8．一种冷暖两用型空调，铭牌标注：输入功率1 kW，制冷能力1.2×104kJ/h，制热能力1.3×104kJ/h.这样，该空调在制热时，每消耗1 J电能，将放出3 J 多热量，是标注错误还是能量不守恒？解析：都不是．空调制冷(制热)靠压缩机做功，从室内(室外)吸收热量放到室外(室内)．在制热时，放出的热量于消耗的电能与从室外吸收的热量之和，肯大于电能消耗，题中情况既不是标注错误，也不是能量不守恒．答案：见解析基础达标1.下列说法正确的是( )A．热力学第二律否了以特殊方式利用能量的可能性B．电流流过导体转化为内能，反过来，可将内能收集起来，再转化成相同大小的电流C．可以做成一种热机．由热源吸取一的热量而对外做功D．冰可以熔化成水，水也可以结成冰，这个现象违背了热力学第二律解析：热力学第二律说明了一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的，但并没有否认以特殊方式利用能量的可能性，故A项错误；功和内能的转化具有方向性，其逆过程是不可能自发实现的，故B项错误；冰熔化成水，水结成冰，伴随着能量的转移，不是自发进行的，没有违背热力学第二律．答案：C2．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是( )A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度，最终实现热机效率100%B．热量是不可能从低温物体传递给高温物体的C．第二类永动机遵从能量守恒故能做成D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105J，同时空气向外界放出热量1.5×105J，则空气的内能增加了0.5×105J解析：由热力学第二律知，B、C两项错；绝对零度不可能达到，A项错；由热力学第一律知D项正确．答案：D3．关于热力学第一律和热力学第二律，下列论述正确的是( )A．热力学第一律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条律是相互矛盾的B．内能可以转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条律并不矛盾C．两条律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别D．其实，能量守恒律已经包含了热力学第一律和热力学第二律解析：热力学第一律和第二律并不矛盾，热力学第一律反映了能量转化和守恒律；热力学第二律反映了与热现象有关的过程具有方向性．答案：B4．关于热力学律和分子动理论，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解析：由热力学第二律可知，A项错误、B项正确；由分子间作用力与分子间距的关系可知，C项错误；温度升高时，物体中分子平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，即并不是每个分子的运动速率都增大，故D项错误．答案：B5．(多选)下列说法正确的是( )A．热量不能从低温物体传给高温物体B．热量不能自发地从低温物体传给高温物体C．热量不能在没有第三者介入的情况下从低温物体传给高温物体D．热量不能从低温物体传给高温物体而不引起其他变化解析：热量能从低温物体传给高温物体，但不能自发地从低温物体传给高温物体，热量从低温物体传给高温物体要有第三者介入，会引起其他变化．故A错误，B、C、D正确．答案：BCD6．我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来．其原因是( )A．这违反了能量守恒律B．在任何条件下内能都不可能转化为机械能，只有机械能才会转化为内能C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的D．以上说法均不正确解析：机械能和内能可以相互转化，但必须通过做功来实现．由热力学第二律可知．内能不可能转化成机械能，同时不引起其他变化．答案：C7．(多选)下列哪些过程具有方向性( )A．热传导过程B．机械能向内能的转化过程C．气体的扩散过程D．气体向真空中的膨胀解析：这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，根据热力学第二律的基本内涵，它们都是不可逆的，具有方向性．答案：ABCD8．(多选)随着经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，近期油价不断攀升，已对各国人民的日常生活造成了各种影响，如排长队待加油的情景已经多次在发生，能源成为困扰经济发展的重大难题之一，下列有关能量转化的说法中错误的是( )A．不可能从单一热源吸收热量并把它用来做功，而不引起其他的变化B．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的内能转化为机械能C．满足能量守恒律的物理过程都能自发的进行D．外界对物体做功，物体的内能必然增加解析：由热力学第二律的开尔文表述可知A项对．热机效率总低于100%，B项错．满足能量守恒的过程未必能自发进行，任何过程一满足热力学第二律，C项错．由热力学第一律ΔU＝W＋Q可知，W>0，ΔU不一大于0，即内能不一增加，D项错．答案：BCD9．(多选)关于热力学律，下列说法正确的是( )A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程解析：考查热力学律的理解，解题的关键是明确热力学两个律的意义．由ΔU＝W＋Q知，增加物体的内能，可以对物体做功或向它传递热量，选项A正确，B项错误．C、D两项符合热力学第二律的描述．答案：ACD10．下列宏观过程不能用热力学第二律解释的是( )A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中而经过一段时间大米、小米不会自动分开B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水不会自动分开C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由内能自发地转化为机械能而动起来D．随着节能减排措施的不断完善，最终也不会使热机的效率达到100%解析：热力学第二律反映的是与热现象有关的宏观过程的方向性的规律，A 项不属于热现象．答案：A11.如图中汽缸内盛有量的理想气体，汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触是光滑的，但不漏气．现将活塞杆与外界连接，使其缓慢地向右移动，这样气体将温膨胀并通过杆对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是( )A．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二律B．气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二律C．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二律D．ABC三种说法都不对解析：热力学第二律从机械能与内能转化过程的方向性来描述是：不可能从单一热源吸收热量并把它用来做功，而不引起其他变化．本题中如果没有外界的帮助，比如外力拉动活塞杆使活塞向右移动，使气体膨胀对外做功，导致气体温度略微降低，是不可能从外界吸收热量的，即这一过程虽然是气体从单一热源吸热，全用来对外做功，但引起了其他变化，所以此过程不违反热力学第二律．答案：C能力达标12.[2019·一中](多选)下列说法正确的是( )A．一质量的理想气体放出热量，则分子平均动能一减少B．热力学第二律是反映宏观自然过程的方向性的律C．根据热力学第二律可知，热机的效率不可能达到100%D．一质量的理想气体膨胀时对外界做了功，它的内能可能减少E．熵是系统内分子运动无序性的量度，在任何自然过程中，一个孤立的系统总是从熵大的状态向熵小的状态发展解析：由热力学第一律ΔU＝W＋Q可知，一质量的理想气体放出热量，其内能不一减少，则分子平均动能不一减少，A项错误；热力学第二律就是反映宏观自然过程的方向性的律，B项正确；不可能从单一热库吸收热量，使之变为功，而不产生其他影响，所以热机的效率不可能达到100%，C项正确；一质量的理想气体膨胀时对外界做了功，它的内能可能减少，D项正确；在任何自然过程中，一个孤立的系统的熵不会减小，E项错误．答案：BCD13．热力学第二律常见的表述有以下两种第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化．第二种表述：不可能从单一热库吸收热量并把它用来做功，而不引起其他变化．图(a)是根据热力学第二律的第一种表述画出的示意图．外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体．请你根据第二种表述完成示意图(b). 根据你的理解，热力学第二律的实质是____________________________________________________________________ ____．解析：一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性．答案：示意图(b)如图所示一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性14．一辆的发动机输出功率为66.15 kW，每小时消耗柴油14 kg，请计算发动机的效率．(柴油的热值为4.3×107J/kg)解析：发动机每小时做的功W＝Pt＝66 150×3 600 J≈2.38×108J完全燃烧14 kg柴油放出的热量Q总＝mq＝14×4.3×107J＝6.02×108J 所以η＝WQ总＝2.38×1086.02×108×100%≈39.5%.答案：39.5%。
人教版高中物理 选修1-2 2.4热力学第二定律
第3章 热力学第二定律练 习1、发过程一定是不可逆的。
而不可逆过程一定是自发的。
上述说法都对吗？为什么？ 答案：（第一句对，第二句错，因为不可逆过程可以是非自发的，如自发过程的逆过程。
）2、什么是可逆过程？自然界是否存在真正意义上的可逆过程？有人说，在昼夜温差较大的我国北方冬季，白天缸里的冰融化成水，而夜里同样缸里的水又凝固成冰。
因此，这是一个可逆过程。
你认为这种说法对吗？为什么? 答案：（条件不同了）3、若有人想制造一种使用于轮船上的机器，它只是从海水中吸热而全部转变为功。
你认为这种机器能造成吗？为什么？这种设想违反热力学第一定律吗？答案：（这相当于第二类永动机器，所以不能造成，但它不违反热力学第一定律)4、一工作于两个固定温度热源间的可逆热机，当其用理想气体作工作介质时热机效率为 η1，而用实际气体作工作介质时热机效率为 η2，则A ．η1>η2B ．η1<η2 C.η1=η2 D.η1≥η2 答案：（C ）5、同样始终态的可逆和不可逆过程，热温商值是否相等？体系熵变 ΔS 体 又如何？ 答案：（不同，但 ΔS 体 相同，因为 S 是状态函数，其改变量只与始、终态有关）6、下列说法对吗？为什么？(1)为了计算不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条可逆途径来计算。
但绝热过程例外。
(2)绝热可逆过程 ΔS =0，因此，熵达最大值。
(3)体系经历一循环过程后，ΔS =0 ，因此，该循环一定是可逆循环。
(4)过冷水凝结成冰是一自发过程，因此，ΔS >0 。
(5)孤立系统达平衡态的标态是熵不再增加。
答案：〔(1) 对，(2) 不对，只有孤立体系达平衡时，熵最大，(3)不对，对任何循环过程，ΔS ＝0 不是是否可逆，(4) 应是 ΔS 总＞0，水→冰是放热，ΔS ＜0，ΔS ＞0，(5) 对〕7、1mol H 2O(l )在 373.15K 、下向真空蒸发变成 373.15K 、的 H 2O(g )，试计算此过程的 ΔS 总，并判断过程的方向。
高中物理-热力学 第二定律练习
高中物理-热力学第二定律练习我夯基我达标1.下列关于热传导的说法中,正确的是( )A.热量只能从高温物体流向低温物体,而不能从低温物体流向高温物体B.热量可以从低温物体传递给高温物体C.热量可以有条件地从低温物体传递给高温物体,只要低温物体内能足够大D.热量可以有条件地从低温物体流向高温物体,条件是外界必须做功思路解析：克劳修斯表述并没有排除热量由低温物体流向高温物体A错.说法B 比较笼统,但并无错误.说法C对条件的解释有错误,热量的流向与物体内能无直接关系,C错.说法D正确.答案：BD2.下列说法中正确的是( )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1D.热机的效率必定小于1思路解析：本题要求全面领会开尔文表述的含义,同时注意语言逻辑性.开尔文表述没有排除热量可以完全转化为功,但必然要发生其他变化,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.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.由η=121 Q QQ可知,只要Q2≠0,则η≠1,如果Q2=0,则低温热库不存在,违反开尔文表述,C错.答案：D3.关于热力学第二定律,下列说法正确的是( )A.热力学第二定律是通过实验总结出来的实验定律B.热力学第二定律是通过大量自然现象的不可逆性总结出来的经验定律C.热力学第二定律是物理学家从理论推导得出来的结果D.由于热力学第二定律没有理论和实验的依据,因此没有实际意义思路解析：热力学第二定律,是物理学家通过对大量自然现象的分析,又总结了生产和生活经验得到的结论,是一个经验定律,它并不能通过理论和实验来证明,但它符合客观事实,因此是正确的.它揭示了宏观过程的方向性,使人们认识到第二类永动机不可能制成,对我们认识自然和利用自然有着重要的指导意义.答案：B4.(全国统考广东卷,4) 关于永动机和热力学定律的讨论,下列叙述正确的是( )A.第二类永动机违反能量守恒定律B.如果物体从外界吸收了热量,则物体的内能一定增加C.外界对物体做功,则物体的内能一定增加D.做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的思路解析：第二类永动机并不违反能量守恒定律,它只不符合热力学第二定律,所以A项错误.从热力学第一定律可知物体内能的改变ΔU与物体吸、放热ΔQ 和做功ΔW有关,即ΔU=ΔQ+ΔW.物体只从外界吸收了热量,做功情况不明确,同样道理,对物体做功而吸、放热情况不明确,都不能断定物体的内能如何变化,所以B、C项错误.做功是通过机械能转化为热能,而热传递是热能从一个物体转移到另一个物体,两种改变内能的方式和本质是有区别的,所以D项正确.答案：D5.如图10-4-1所示,一定质量理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时,从外界吸收热量420 J,同时膨胀对外做功300 J.当气体从状态B经过Ⅱ回到状态A时,外界压缩气体做功200 J.求此过程中气体是吸热还是放热,热量是多少.图10-4-1思路解析：气体由状态A经过程Ⅰ、过程Ⅱ又回到状态A,初、末状态内能不变,由热力学第一定律：ΔU=W+Q,可得：0=+420-300+200+QZQ=-320 JZ所以第二过程中气体放热320 J.答案：放热 320 J6.试对热力学第一定律和热力学第二定律作一简单的评析.思路解析：热力学第一定律和热力学第二定律是构成热力学知识的理论基础,前者对自然过程没有任何限制,只指出在任何热力学过程中能量不会有任何增加或损失,反映的是物体内能的变化与热量、做功的定量关系．后者则是解决哪些过程可以自发地发生,哪些过程必须借助于外界条件才能进行.我综合我发展7.下列说法正确的是( )A.热量有可能由低温物体传给高温物体B.气体的扩散过程具有方向性C.只要尽量完善工艺水平,热机效率可以达100%D.热力学第二定律揭示了有大量分子参与的宏观过程都具有方向性思路解析：热量不能自发地从低温物体传到高温物体,但借助外界作用是可以实现的；无论如何提高工艺水平,效率都不可能达到100%；热力学第二定律说明了与热现象有关的宏观过程都具有方向性.答案：ABD8.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,物体内能必定增加C.第二类永动机不可能制成,因为违反了能量守恒定律D.不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化思路解析：根据热力学第二定律可知热量可以由低温物体传递到高温物体,但是要引起其他变化.由热力学第一定律可知,外界对物体做功,物体的内能不一定增加,第二类永动机是违背了热力学第二定律.答案：D9.(北京理综,15) 如图10-4-2所示,两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满气体,Q内为真空,整个系统与外界没有热交换.打开阀门K后,P中的气体进入Q中,最终达到平衡,则( )图10-4-2A.气体体积膨胀,内能增加B.气体分子势能减少,内能增加C.气体分子势能增加,压强可能不变D.Q中气体不可能自发地全部退回到P中思路解析：当阀门K被打开,P中的气体进入Q中,由于Q中为真空,且系统与外界无热交换,所以气体内能不变,A、B选项错误.气体体积增大,温度不变,压强减小,选项C错误.由热力学第二定律可知,Q中气体不可能自发地全部退回到P中,所以D选项正确.答案：D我创新我超越10.下列说法中正确的是( )A.甲物体自发传递热量给乙物体,说明甲物体的内能比乙物体多B.热机的效率从原理上讲可达100%C.因为能量守恒,所以“能源危机”是不可能的D.以上说法均不正确思路解析：热量总是从高温的物体传给低温的物体,和内能无关,A错.由热力学第二定律：“不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化”可知,任何热机的机械效率都不可能达到100%,因此B错.关于“能源危机”必须明白几点：(1)能源是提供能量的资源,如煤、石油等；(2)人们在消耗能源时,放出热量,有的转化为内能,有的转化为机械能等等,但最终基本上都转化成了内能,人们无法把这些内能收集起来利用(能量耗散),而可供利用的能源是有限的,不可能再生(或短时间内不可再生),因此能量守恒并非说明无能源危机,故C错.答案：D11.下列说法中正确的是( )A.热量能自发地从高温物体传给低温物体B.热量不能从低温物体传到高温物体C.热传导是有方向的D.能量耗散说明能量是不守恒的思路解析：“热量能自发地从高温物体传给低温物体”是符合热力学第二定律中关于“热传导是有方向的”规律的,所以选项A 和C 是正确的.热量虽然不能自发地从低温物体传到高温物体,但在一定外加条件下,也能做到“热量从低温物体传到高温物体”,例如电冰箱等电器的工作过程,所以选项B 是不正确的.所谓“能量耗散”是指在能量的转化过程中没有办法把流散的能量重新收集起来,重新加以利用,“能量耗散”过程中能的总量还是守恒的,只是能量的转化是有方向性的,而不是能量不守恒,因此选项D 也是错误的.答案：AC12.一木块静止在光滑的水平面上,被水平方向飞来的子弹击中,子弹进入木块的深度为2 cm,木块相对于桌面移动了1 cm.设木块对子弹的阻力恒定,则产生的热能和子弹损失的动能之比为( )A.1∶1B.2∶3C.1∶2D.1∶3思路解析：子弹损失的动能等于子弹克服阻力所做的功,子弹的位移为打入深度d 和木块移动的距离L 之和,有：ΔE k =F(d+L)产生的热能为：Q=Fd故有：32122=+=+=∆L d d E Q k ,所以选B. 答案：B13.用火箭把质量m=1.0×103 kg 的卫星发射到接近地面的圆形轨道上绕地球运行.已知地球半径R=6.4×106 m,火箭内所装燃料的热值q=6.4×107 J/kg,地面附近的重力加速度g=9.8 m/s 2.若燃料完全燃烧产生的热量有1%转化为卫星运行时的动能,火箭内所装燃料的质量至少为多少？思路解析：近地卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力定律和牛顿第二定律得G R v m R m m 220=≈mg ,则卫星运行时的动能E k =21mv 2=21mgR.设火箭内所装燃料的质量至少为m′,全部燃烧产生的热量Q=qm′,依题意有qm′×1%=21mgR,故 m′=q mgR2×100 =kg 763104.62100104.68.9100.1⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=4.9×104 kg.答案：4.9×104 kg。
高中热力学试题及答案大全
高中热力学试题及答案大全一、选择题1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q - WB. ΔH = Q + WC. ΔS = Q/TD. ΔG = ΔH - TΔS答案：A2. 以下哪个过程是不可逆过程？A. 理想气体的等温膨胀B. 理想气体的绝热膨胀C. 理想气体的等压膨胀D. 理想气体的等熵膨胀答案：B3. 熵增加原理表明，在孤立系统中，自发过程的熵：A. 保持不变B. 减少C. 增加D. 先减少后增加答案：C二、填空题1. 热力学第二定律表明，不可能从单一热源_______而产生其他影响。
答案：吸热2. 在热力学中，一个系统与外界交换能量的两种基本方式是_______和_______。
答案：做功；热传递三、简答题1. 简述热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述。
答案：热力学第二定律的克劳修斯表述是：不可能实现一个循环过程，其唯一结果就是从一个热源吸热并将这热量完全转化为功。
开尔文-普朗克表述是：不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响。
2. 什么是熵？熵在热力学中的意义是什么？答案：熵是热力学中描述系统无序程度的物理量，通常用符号S表示。
熵在热力学中的意义是衡量系统状态的无序程度，是热力学第二定律的数学表达形式之一，反映了能量分散的程度。
四、计算题1. 一个理想气体在等压过程中从体积V1 = 1m³膨胀到V2 = 2m³，气体的摩尔质量为M = 0.029kg/mol，气体常数R = 8.314J/(mol·K)，初始温度T1 = 300K。
求气体的最终温度T2。
答案：首先计算气体的摩尔数n = (M/V1)。
然后利用等压过程中温度与体积的关系T1V1/n = T2V2/n，解得T2 = (T1V1/V2) = (300K *1m³ / 2m³) = 150K。
结束语：通过本试题及答案的练习，同学们可以加深对热力学基本概念、原理和计算方法的理解。
高中物理第3章热力学定律4热力学第二定律课时分层作业含解析选择性3
热力学第二定律(建议用时:25分钟）◎考点一热力学第二定律1．(多选)下列关于热力学第二定律的说法正确的是（）A．所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生B．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的C．机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能而不带来其他影响D．气体向真空的自由膨胀是可逆的BC［热运动的宏观过程会具有一定的方向性，符合能量守恒定律的宏观过程并不能都真的发生，故A错误,根据热力学第二定律,一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，所以气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故B正确，D错误；根据热力学第二定律，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，所以机械能可以全部转化为内能,而内能无法全部用来做功变成机械能，故C正确。
]2．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．热量不可能从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可逆性C［热力学第二定律反映了所有与热现象有关的宏观过程都具有方向性，A、D错误；热量不是不能从低温物体传给高温物体,关键是会不会产生其他影响，B错误；气体扩散过程具有方向性，C正确。
]3．（多选)关于制冷机制冷过程的说法中,正确的是()A．此过程违反了热力学第二定律B．此过程没有违反热力学第二定律C．此过程违反了能量守恒定律D．此过程没有违反能量守恒定律BD[制冷机可以从低温物体吸收热量传给高温物体,但必须消耗电能，热力学第二定律并不否认热量可从低温物体传给高温物体，只是该过程会产生其他影响，A错误，B正确；任何自然和物理过程都不违反能量守恒定律，C错误，D正确。
] 4．关于热现象和热学规律,下列说法中正确的是（）A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度，最终实现热机效率100%B．热量不可能从低温物体传递给高温物体C．第二类永动机遵从能量守恒,故能做成D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105 J，同时空气向外界放出热量1。
2021年高中物理选修三第三章《热力学定律》(答案解析)
一、选择题1．下列说法中正确的是（）A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体B．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功C．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的D．因违背能量守恒定律而不能制成的机械称为第二类永动机2．下列说法正确的是（）A．物体放出热量，其内能一定减小B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变3．热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程()A．都具有方向性B．只是部分具有方向性C．没有方向性D．无法确定4．下列说法中正确的是（）A．温度低的物体内能小B．外界对物体做功时，物体的内能一定增加C．温度低的物体分子运动的平均动能小D．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大5．如图所示，一定质量理想气体的体积V与温度T关系图像，它由状态A经等温过程到状态B，再经等容过程到状态C。
则下列说法中正确的是（）A．在A、B、C三个状态中B对应的压强最大B．在A、B、C三个状态中C对应的压强最大C．过程AB中外界对气体做功，内能增加D．过程BC中气体吸收热量，内能不变6．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。
其中，A→B和C→D为等温过程，B→C为等压过程，D→A为等容过程。
关于该循环过程中，下列说法正确的是（）A ．A →B 过程中，气体吸收热量B ．B →C 过程中，气体分子的平均动能减小C ．C →D 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少D ．D →A 过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化7．科学家在“哥伦比亚”号航天飞机上进行了一次在微重力条件(即失重状态)下制造泡沫金属的实验。
把锂、铝、钛等轻金属放在一个石英瓶内，用太阳能将这些金属熔化成液体，然后在熔化的金属中充进氢气，使金属内产生大量气泡，金属冷凝后就形成到处是微孔的泡沫金属。
高中选修3-3热力学第二定律 热力学第二定律的微观解释练习题测试题复习题
【成才之路】2016高中物理第10章第4、5节热力学第二定律热力学第二定律的微观解释同步练习新人教版选修3-3基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)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解析：第二类永动机的设想并不违背能量守恒定律，但却违背了涉及热量的能量转化过程是有方向性的规律。
故选项A错；在引起其他变化的情况下，热量可由低温物体非自发地传递到高温物体。
故B错。
机械能可以全部转化为内能。
2．我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来。
其原因是( )A．这违反了能量守恒定律B．在任何条件下内能都不可能转化为机械能，只有机械能才会转化为内能C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的D．以上说法均不正确答案：C解析：机械能和内能可以相互转化，但必须通过做功来实现。
由热力学第二定律可知，内能不可能全部转化成机械能，同时不引起其他变化。
3．下列叙述中正确的是( )A．对一定质量的气体加热，其内能可能减小B．在任何系统中，一切过程都朝着熵增加的方向进行C．物体的温度升高，分子热运动变得剧烈，每个分子动能都增大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答案：A解析：对一定质量的气体，内能的变化既与热传递有关又与做功有关，对气体加热，气体的内能可能减小，A正确。
系统总是自发地朝着熵增加的方向进行，B错误。
温度升高，分子的平均动能增大，但每个分子的动能不一定都增大，C错误。
热量在一定条件下可以从低温物体传到高温物体，D项错误。
4．从微观角度看( )A．热力学第二定律是一个统计规律B．一个孤立系统总是从熵大的状态向熵小的状态发展C．一个宏观状态所对应的微观状态越多，越是无序，熵值越大D．出现概率越大的宏观状态，熵值越大答案：ACD解析：由熵增加原理——一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，可知B错误，A、C、D正确。
2020_2021学年高中物理第十章热力学定律56热力学第二定律的微观解释能源和可持续发展课时作业含
热力学第二定律的微观解释能源和可持续发展时间：45分钟一、单项选择题1．下列有关熵的说法中不正确的是( D )A．熵是系统内分子运动无序性的量度B．在自然过程中熵总是增加的C．热力学第二定律也叫做熵增加原理D．熵值越大代表越有序解析：首先应明确熵的物理意义：它是表征分子运动无序性的物理量，熵越大，说明越混乱，即越无序．热力学第二定律的微观意义表明：一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，即向熵增大的方向进行，所以热力学第二定律也叫做熵增加原理．2．对热力学第二定律，下列理解正确的是( B )A．自然界进行的一切宏观过程都是可逆的B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的C．热量不可能由低温物体传递到高温物体D．第二类永动机违背了能量守恒定律，因此不可能制成解析：由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，而不引起其他变化，由此说明热量由低温物体传到高温物体是可能的，但要引起其他变化，故C项错误；第二类永动机并不违反能量守恒定律，却违背了热力学第二定律，故A、D两项错误，B项正确．3．关于能源的利用和节能，下列说法正确的是( D )A．根据能量守恒定律，能源的利用率应该是100%B．由于能量既不会消灭，也不会创生，总是守恒的，所以节约能源的意义不大C．节约能源只要提高节能意识就行，与科学进步无关D．在能源的利用中，总会有一部分能源未被利用而损失掉解析：能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态，做到没有任何损失．虽然遵从能量守恒定律，但它指的是损失部分和被利用部分总和与原来能源总量相等，A错误；根据能量转化的方向性可知，能量经转化后，可利用的能，只可能减少，不可能增加，因此节能的意义重大；同时，只有节能意识是不够的，必须利用科技进步提高能源的利用率，不断开发新能源，以满足人类社会可持续发展的需要，B、C错误．4．有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感受一下尾气的温度，就能判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”．关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，下列说法中正确的是( B ) A．尾气的温度越高，柴油机越节能B．尾气的温度越低，柴油机越节能C．尾气的温度高低与柴油机是否节能无关D．以上说法均不正确解析：气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油在汽缸中燃烧，产生高温高压气体，是一个高温热源，而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源．根据能量守恒定律，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就要越低，即这样的柴油机就节能，故选项B是正确的．5.某学习小组做了如下实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如右图．在气球膨胀过程中，下列说法正确的是( B )A．该密闭气体分子间的作用力增大B．该密闭气体组成的系统熵增加C．该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D．该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和解析：一切自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少，B项正确；气球膨胀分子间的距离增大，分子间的作用力减小，A项错误；气体的压强是由于气体分子频繁地撞击容器壁产生的，C项错误；因气体分子之间存在间隙，所以密闭气体的体积大于所有气体分子的体积之和，D项错误．二、多项选择题6．关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是( CD )A．大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动B．热传递的自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程C．热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程D．一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解析：分子热运动是大量分子的无规则运动，系统的一个宏观过程包含着大量的微观状态，这是一个无序的运动，根据熵增加原理，热运动的结果只能使分子热运动更加无序，而不是变成了有序，热传递的自然过程从微观上讲就是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程，C、D两项正确．7．下列对能量耗散的理解正确的有( BD )A．能量耗散说明能量在不断减少B．能量耗散遵守能量守恒定律C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性解析：在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终会转化为流散到周围环境的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量耗散．能量耗散并不违反能量守恒定律，宇宙中的能量既没有减少，也没有消失，它只从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，故A、C错．8．下列过程中，可能实现的是( BC )A．将海水温度自动下降时释放的内能全部转变为机械能B．利用海洋不同深度的海水温度不同来制造一种机器，把海水的内能变为机械能C．在粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高D．静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能可以转化为物体的动能，使物体运动起来三、非选择题9．质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ到气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T)随加热时间(t)变化关系如图所示．单位时间所吸收的热量可看作不变．(1)以下说法不正确的是A.A．在区间Ⅱ，物质的内能不变B．在区间Ⅲ，分子间的势能不变C．从区间Ⅰ到区间Ⅲ，物质的熵增加D．在区间Ⅰ，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高变快(“变快”“变慢”或“快慢不变”)请说明理由．答案：理由略解析：根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，理想气体的状态方程pV T ＝C 可知，在吸收相同的热量Q 时，压强不变的条件下，V 增加，W <0，ΔU 1＝Q －|W |；体积不变的条件下，W ＝0，ΔU 2＝Q ；所以ΔU 1<ΔU 2，体积不变的条件下温度升高变快．10．一锅开水投入了5个糖馅的甜汤圆，随后又投入了5个肉馅的咸汤圆，甜、咸汤圆在沸水中翻滚，象征着封闭系统进入了一个自发的过程，随后，用两只碗各盛了5个汤圆，每碗汤圆中共有六种可能：①全是甜的；②全是咸的；③1甜4咸；④4甜1咸，这是四种不平衡的宏观态．⑤2甜3咸；⑥3甜2咸，这是两种相对平衡的宏观态．两只碗各盛5个汤圆共有32种组合方式，我们称为32个微观态，试问：(1)以上六种宏观态所对应的微观态的个数各是多少？请设计一个图表来表示．(2)以上相对平衡的宏观态出现的概率是多少？解析：(1)宏观态对应的微观态个数.宏观态全是 甜的 全是 咸的 1甜 4咸 4甜 1咸 2甜 3咸 3甜 2咸 微观态个数 1 1 5 5 10 10 (2)相对平衡的宏观态出现的概率为：P ＝10＋101＋1＋5＋5＋10＋10＝58. 11．下面是某同学在题为《能源的利用和节约能源》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：太阳能是人类最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳寿命一样长，当太阳光照射地面时，1 m 2地面上在1 s 内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103J ．太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中．该同学在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：(1)若某家庭每天大约需要100 kg 热水，用这种热水器将这些水从25 ℃加热到45 ℃需要多长时间？(2)与效率为80%的电热水器相比，每天可节约多少电能？解析：考查能量守恒定律及能源的开发与利用．(1)设T 为光照时间，k ＝1.0×103 J/(s·m 2) Q 吸＝cm (t －t 0)＝4.2×103×100×(45－25) J ＝8.4×106 J.太阳能热水器传给水的热量Q 放＝kSTη. 因为Q 吸＝Q 放，所以：T ＝Q 吸kSη＝8.4×1061.0×103×1.5×40% s ＝1.4×104 s ≈3.9 h.(2)由Q 电＝Wη1得：W ＝Q 电η1＝8.4×1060.8J ＝1.05×107 J≈2.9 kW·h.答案：(1)3.9 h (2)2.9 kW·h。
高中物理选修3-3-热力学第二定律
热力学第二定律知识元热力学第二定律知识讲解1.热力学第二定律的两种表述（1）克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体，即传热过程具有方向性（2）开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．或表述为“第二类永动机不可能制成”2.两种表述是等价的不管如何表述，热力学第二定律的实质内容都是相同的，即一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。
自然界中所涉及的热现象的一切宏观过程都具有方向性。
这个过程可以自发地从一个方向向另一个方向进行；但是向相反的方向却不能自发地进行，必须借助外界的帮助。
例题精讲热力学第二定律例1.下列说法正确的是（）A．放热的物体，其内能也可能增加B．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程具有的方向性C．热量不可能从低温物体传递到高温物体D．已知气体分子间的作用力表现为引力，若气体等温膨胀，则气体对外做功且内能增加E．温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大。
例2.如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑．现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②，在此过程中，如果环境温度保持不变，下列说法正确的是（）A．气体分子平均动能不变B．气体内能减少C．气体吸收热量D．气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现E．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律例3.下列说法正确的是（）A．液体表面张力是液体表面层分子间距离小，分子力表现为斥力所致B．水黾可以停在水面上是因为存在表面张力C．不管是单晶体还是多晶体，它们都有固定的熔点D．气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现E．热量能够从低温物体传到高温物体例4.电冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明了（）A．热量能自发地从低温物体传给高温物体B．在一定条件下，热量可以从低温物体传给高温物体C．热量的传导过程具有方向性D．热量的传导过程不具有方向性例5.下列说法正确的是（）A．熵较大的宏观状态就是无序程度较大的宏观状态B．内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化C．根据热力学第二定律可知，各种形式的能可以相互转化D．外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，物体的内能可能不变E．气体向真空的自由膨胀是不可逆的例6.下列说法中正确的是（）A．布朗运动不是液体分子的无规则运动，而是微粒分子的无规则运动B．当物体中分子间距减少时，分子间的引力和斥力都增大，而分子势能可能减小也可能增大C．热量可以从低温物体传递到高温物体D．对于同一种气体，温度越高，分子的平均动能越大E．随着科学技术的进步，热机的效率可以等于1例7.下列有关热学的说法中正确的是（）A．温度越高，布朗运动越显著B．气体温度升高，分子的平均动能可能减小C．质量和温度相同的冰和水，内能一定不同D．热量不可能从低温物体传递到高温物体E．对物体做功，物体的内能可能减小。
高中物理热学实验试题及答案
高中物理热学实验试题及答案一、选择题1. 温度是描述物体冷热程度的物理量，它与物体的哪个属性有关？A. 压力B. 体积C. 分子热运动的快慢D. 质量答案：C2. 热力学第一定律表明能量守恒，其数学表达式为：A. ΔU = Q + WB. ΔU = Q - WC. ΔU = W - QD. ΔU = Q / W答案：B3. 以下哪种情况下，物体的内能会增加？A. 吸收热量同时对外做功B. 放出热量同时对外做功C. 吸收热量同时不做功D. 放出热量同时不做功答案：C二、填空题4. 热力学第二定律表明了热的传导具有________方向性，即热量只能自发地从高温物体传递到低温物体。
答案：单向5. 理想气体状态方程为 PV = nRT，其中P代表压强，V代表体积，n代表物质的量，R是________常数，T代表温度。
答案：气体三、简答题6. 简述热力学温度与摄氏温度的关系，并给出转换公式。
答案：热力学温度与摄氏温度的关系是T = t + 273.15 K，其中T是热力学温度，单位是开尔文（K），t是摄氏温度，单位是摄氏度（°C）。
四、计算题7. 一个理想气体在等压过程中，体积从V1 = 2m³变化到V2 = 3m³，压强P = 1 atm。
求气体在这个过程中所做的功W。
答案：根据理想气体做功的公式W = PΔV，首先计算体积变化ΔV = V2 - V1 = 3m³ - 2m³ = 1m³。
由于是等压过程，压强P = 1 atm = 101325 Pa。
带入公式得W = 101325 Pa × 1m³ = 101325 J。
五、实验题8. 实验目的：探究气体的等容变化过程中温度与压强的关系。
实验器材：定容容器、温度计、压强计、加热器。
实验步骤：a. 将一定量的气体充入定容容器中，并记录初始压强和温度。
b. 使用加热器对容器内的气体进行加热，观察并记录压强的变化。
2021年高中物理选修三第三章《热力学定律》经典练习卷(答案解析)
一、选择题1．一定质量的理想气体经历一系列变化过程，如图所示，下列说法正确的是（）→过程中，气体体积增大，从外界吸热A．a b→过程中，气体体积增大，从外界吸热B．b c→过程中，气体体积不变，向外界放热C．c a→过程中，气体内能增大，向外界放热D．c a2．对于一定质量的理想气体，下列判断错误的是（）A．在等温变化过程中，系统与外界一定有热量交换B．在等容变化过程中，系统从外界吸收热量一定等于内能增量C．在等压变化过程中，内能增加，系统一定从外界吸收热量D．在绝热过程中，系统的内能一定不变3．下列说法正确的是（）A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数D．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能4．封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A经状态B、C变到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示，O、A、D三点在同一直线上。
则在此过程中（）A．由A到B，气体所有分子的动能都增大B．由B到C，气体对外做功，放出热量C．由C到D，气体压强增大，内能减少D．由A到D，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少5．下列说法正确的是（）A．物体放出热量，其内能一定减小B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变6．下列过程中可能发生的是 ()A．某种物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢复原状C．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高D．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开7．如图所示，导热的气缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止，现将砂桶底部钻一个小洞，让细砂慢慢漏出．气缸外部温度恒定不变，则A．缸内的气体压强减小，内能减小B．缸内的气体压强增大，内能减小C．缸内的气体压强增大，内能不变D．外界对气体做功，缸内的气体内能增加8．重庆出租车常以天然气作为燃料,加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)()A．压强增大,内能减小B．吸收热量,内能增大C．压强减小,分子平均动能增大D．对外做功,分子平均动能减小9．如图所示，现用活塞将一定质量的理想气体封闭在直立圆筒形导热的汽缸中，待系统稳定（活塞处于静止）后逐渐往活塞上堆放细沙，使活塞缓慢下降。
高中物理-有答案-新人教版选修3-3《热力学第二定律的微观解释_能源和可持续发展》物理试卷
新人教版选修3-3《10.5 10.6 热力学第二定律的微观解释能源和可持续发展》课时作业物理试卷一、填空题（共4小题，每小题3分，满分12分）1. 一个系统的个体按确定的________，有顺序地排列即有序；个体分布________确定的要求，“怎样分布都可以”即无序。
2. 一切自发过程总是沿着分子热运动的________的方向进行，这就是热力学第二定律的微观意义。
3. 自然过程的方向性可以表述为：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会________。
因此热力学第二定律又称为熵增加原理。
4. 有序度较高（集中度较高）的能量转化为________，成为更加分散，因而也是无序度更大的能量，流散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象叫能量耗散。
能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有________。
二、选择题（共20小题，每小题3分，满分60分）下列说法中正确的是（）A.机械能和内能之间的转化是可逆的B.气体向真空的自由膨胀是可逆的C.如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较有序的D.如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较无序的任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会（）A.增加B.不变C.减小D.无法判断下列属于新型能源，又是可再生能源的是（）A.太阳能B.石油C.天然气D.核能关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是（）A.大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动B.热传递的自发过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程C.热传递的自发过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程D.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行热力学第二定律的开尔文表述指出：内能与机械能的转化具有方向性。
请结合熵的变化加以解释。
下列关于能量耗散的说法，正确的是（）A.能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律B.能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用C.各种形式的能量向内能的转化，是能够自动全额发生的D.能量耗散导致能量品质的降低下列对能量耗散的理解正确的有（）A.能量耗散说明能量在不断减少B.能量耗散遵守能量守恒定律C.能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失D.能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性以下说法正确的是（）A.煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能B.汽油是一种清洁能源C.水能是可再生能源D.煤、石油等常规能源是取之不尽用之不竭的下列供热方式最有利于环境保护的是（）A.用煤做燃料供热B.用石油做燃料供热C.用天然气或煤气做燃料供热D.用太阳能灶供热质量相同、温度相同的水，如图所示分别处于固态、液态和气态三种状态下，它们的熵的大小有什么关系？为什么？下列关于熵的有关说法错误的是（）A.熵是系统内分子运动无序性的量度B.在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小C.热力学第二定律也叫做熵减小原理D.熵值越大，代表系统内分子运动越无序下列说法中正确的是（）A.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行B.一切自发过程总是沿着分子热运动的有序性增大的方向进行C.在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵一定不会增大D.在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵可能减小下列说法中正确的是（）A.热量能自发的从高温物体传给低温物体B.热量不能从低温物体传到高温物体C.热传导是有方向性的D.能量耗散说明能量是不守恒的下列说法正确的是（）A.热力学第二定律只在一定前提条件下才能成立B.热力学第二定律揭示了一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C.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D.热力学第二定律揭示了有大量分子参与宏观过程的方向性下列关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是（）A.从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律B.一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行C.有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行D.在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小当前，世界上日益严重的环境问题主要源于（）A.温室效应B.厄尔尼诺现象C.人类对环境的污染和破坏D.火山喷发和地震关于“温室效应”，下列说法正确的是（）A.太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”B.石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”C.“温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化D.“温室效应”使得土壤酸化下述化学物质中，对大气臭氧层破坏最大的是（）A.氟利昂B.二氧化碳C.二氧化硫D.一氧化碳能源利用的过程实质上是（）A.能量的消失过程B.能量的创造过程C.能量的转化和转移过程D.能量的转化传递并且逐渐消失的过程氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。
高中物理热学练习题(含解析)
高中物理热学练习题学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是（ ）A ．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B ．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C ．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能D ．由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的2．下列关于系统是否处于平衡态的说法，正确的是（ ）A ．将一根铁丝的一端插入100℃的水中，另一端插入0℃的冰水混合物中，经过足够长的时间，铁丝处于平衡态B ．两个温度不同的物体相互接触时，这两个物体组成的系统处于非平衡态C ．0℃的冰水混合物放入1℃的环境中，冰水混合物处于平衡态D ．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态3．分子直径和分子的质量都很小，它们的数量级分别为（ ）A ．102610m,10kg d m --==B ．102910cm,10kg d m --==C ．102910m,10kg d m --==D ．82610m,10kg d m --==4．下列现象中，通过传热的方法来改变物体内能的是（ ）A ．打开电灯开关，灯丝的温度升高，内能增加B ．太阳能热水器在阳光照射下，水的温度逐渐升高C ．用磨刀石磨刀时，刀片的温度升高，内能增加D ．打击铁钉，铁钉的温度升高，内能增加5．图甲是一种导热材料做成的“强力吸盘挂钩”，图乙是它的工作原理图。
使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（图乙1），吸盘中的空气（可视为理想气体）被挤出一部分。
然后把锁扣缓慢扳下（图乙2），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出。
在拉起吸盘的同时，锁扣对盘盖施加压力，致使盘盖以很大的压力压住吸盘，保持锁扣内气体密闭，环境温度保持不变。
下列说法正确的是（ ）A ．锁扣扳下后，吸盘与墙壁间的摩擦力增大B ．锁扣扳下后，吸盘内气体分子平均动能增大C ．锁扣扳下过程中，锁扣对吸盘中的气体做正功，气体内能增加D ．锁扣扳下后吸盘内气体分子数密度减小，气体压强减小6．以下说法正确的是（ ）A ．气体对外做功，其内能一定减小B ．分子势能一定随分子间距离的增加而增加C ．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体D ．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体7．在汽缸右侧封闭一定质量的理想气体，压强与大气压强相同。
高中物理热学试题及答案
高中物理热学试题及答案一、选择题1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q + WB. ΔU = Q - WC. ΔU = W - QD. ΔU = Q / W答案：B2. 理想气体的内能只与温度有关，这是因为：A. 气体分子的平动动能B. 气体分子的转动动能C. 气体分子的振动动能D. 气体分子的平动和转动动能答案：D3. 根据热力学第二定律，下列哪种情况是不可能发生的？A. 在没有外界影响的情况下，热量从低温物体自发地传递到高温物体B. 热量从高温物体传递到低温物体C. 气体自发地从高压区扩散到低压区D. 气体自发地从低压区扩散到高压区答案：A二、填空题4. 热力学温度T与气体的压强P、体积V和物质的量n之间的关系可以用_________定律来描述。
答案：理想气体状态5. 当气体发生绝热膨胀时，气体的内能_________，温度_________。
答案：减小；降低三、简答题6. 什么是熵？熵在热力学第二定律中扮演着什么角色？答案：熵是热力学中表示系统无序程度的物理量，通常用符号S表示。
熵在热力学第二定律中扮演着核心角色，第二定律可以表述为在孤立系统中，熵总是倾向于增加，这意味着自发过程总是朝着熵增的方向进行。
四、计算题7. 一个理想气体在等压过程中，从体积V1=2m³增加到V2=4m³，压强P=1atm，气体常数R=8.31J/(mol·K)，求气体的温度变化。
答案：首先，根据盖-吕萨克定律，PV/T = 常数。
由于是等压过程，我们有V1/T1 = V2/T2。
将已知数值代入，得到2/T1 = 4/T2，解得T1 = 0.5T2。
又因为T1 = P1V1/(nR)，T2 = P2V2/(nR)，由于是等压过程，P1 = P2 = P，所以T1 = T2。
将T1 = 0.5T2代入T1 = P1V1/(nR)，解得T1 = 283K，T2 = 566K。
2021年高中物理选修三第三章《热力学定律》经典练习题(答案解析)(2)
一、选择题1．关于热现象和热学规律，下列说法正确的是（）A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出每个气体分子的体积B．一定质量的理想气体温度升高，产生的压强一定增大C．温度一定时，悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动越明显D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律2．关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是（）A．空气相对湿度越大时，水蒸发越快B．物体的温度升高，每个分子的动能都增大C．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先D．两个分子间的距离由大于910m增大后减小到零，再增大3．气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收了120 J的热量，它的内能的变化是A．减小20 J B．增大20 J C．减小220 J D．增大220 J4．一定质量的理想气体（分子力不计），体积由V1膨胀到V2，如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为∆U1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2，传递热量的值为Q2，内能变化为∆U2。
则（）A．W1>W2，Q1<Q2，∆U1> ∆U2B．W1>W2，Q1>Q2，∆U1> ∆U2C．W1<W2，Q1=Q2，∆U1< ∆U2D．W1=W2，Q1>Q2，∆U1> ∆U25．封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A经状态B、C变到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示，O、A、D三点在同一直线上。
则在此过程中（）A．由A到B，气体所有分子的动能都增大B．由B到C，气体对外做功，放出热量C．由C到D，气体压强增大，内能减少D．由A到D，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少6．一定质量的理想气体(不考虑气体分子势能），在温度升高的过程中（）A．气体分子的平均动能可能不变B．外界一定对气体做功C．气体一定从外界吸收热量D．气体的内能一定增加7．一定质量的理想气体在某一过程中，气体对外界做功1.6×104J，从外界吸收热量3.8×104J，则该理想气体的（）A．温度降低，密度减小B．温度降低，密度增大C．温度升高，密度减小D．温度升高，密度增大8．一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，MN为一条直线，则气体从状态M到状态N的过程中A．温度保持不变B．温度先升高，后又减小到初始温度C．整个过程中气体对外不做功，气体要吸热D．气体的密度在不断增大9．下列说法正确的是（）A．物体放出热量，其内能一定减小B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变10．热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程()A．都具有方向性B．只是部分具有方向性C．没有方向性D．无法确定11．如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞．用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开．管塞被冲开前（）A．外界对管内气体做功，气体内能增大B．管内气体对外界做功，气体内能减小C．管内气体内能不变，压强变大D．管内气体内能增加，压强变大12．一定质量的理想气体从状态A开始，经状态B和状态C回到状态A，其状态变化的p—T图象如图所示，其中线AB与OT轴平行，线段BC与Op轴平行。
3.4 热力学第二定律 练习 —2020-2021学年【新教材】人教版高中物理选择性必修三
热力学第二定律练习一、单选题1.下列现象可以用热力学第一定律解释的是A. 两物体接触后,热量自发地从高温物体传递到低温物体B. 蒸汽机不能把蒸汽的内能全部转化为机械能C. 叶片搅拌绝热容器中的水,引起水温升高D. 利用能源的过程中会发生“能量耗散”现象2.下列说法正确的是()甲乙丙丁A. 图甲中的酱油蛋是布朗运动的结果B. 图乙中的水黾可以停在水面,是因为水具有表面张力C. 图丙中酱油与左边材料不浸润,与右边材料浸润D. 图丁中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3.以下说法中正确的是()A. 当分子间距离增大时,分子间作用力减小,分子势能增大B. 已知某物质的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为N A,则该种物质的分子体积为V0=MρNAC. 自然界一切过程能量都是守恒的,符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生D. 液晶既具有液体的流动性,又具有单晶体的光学各向异性的特点4.下列关于热力学定律说法正确的是()A. 第一类永动机不可制成违背了热力学第一定律B. 第二类永动机不可制成违背了热力学第二定律C. 电冰箱的工作原理不违背热力学第二定律,但违背了热力学第一定律D. 从微观上可以这样理解热力学第二定律,热传导的自然过程总是从有序运动状态向无序状态转化的一个过程5.下列说法正确的是()A. 液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子永不停息的无规则运动B. 分子间的相互作用力随着分子间距离的增大,可能先增大后减小C. 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D. 一定质量的理想气体在等温变化时,其内能可能改变6.下列说法正确的是()A. 晶体是各向异性的B. 扩散和布朗运动都是分子的运动C. 热量不能从低温物体传到高温物体D. 在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体定是理想气体7.各种形式的能量可以相互转化,以下关于能量的说法正确的有()A. 能量耗散说明能源的利用品质降低了,能的总量减少了B. 热力学第一定律告诉我们,做功可以将功转化为内能C. 一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的D. 热量只能从高温物体传向低温物体8.关于热力学第一定律和热力学第二定律,下列论述正确的是()A. 热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化,而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能,故这两条定律是相互矛盾的B. 内能可以全部转化为其他形式的能,只是会产生其他影响,故两条定律并不矛盾C. 两条定律都是有关能量的转化规律,它们不但不矛盾,而且没有本质区别D. 其实,能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律9.下列关于热学问题的说法不正确的是第2页，共11页A. 一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展,熵值较大代表着较为无序B. 如果封闭气体的密度变小,分子平均动能增加,则气体的压强可能不变C. 某气体的摩尔质量为M、密度为ρ,用N A表示阿伏伽德罗常数,每个气体分子的质量m0,每个气体分子的体积V0,则m0=M N,V0=m0pAD. 空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示10.下列关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是()A. 从微观的角度看,热力学第二定律是一个统计规律B. 一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行C. 有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行,有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行D. 在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵会减小11.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,而不引起其他变化二、多选题12.下列说法正确的是()A. 在自然条件下,热传递的过程是不可逆的B. 热量不可能由高温物体传递给低温物体C. 气体的扩散过程具有方向性D. 一切形式能量转化都不具有方向性13.以下说法正确的是()A. 第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它是制造不出来的B. 液体对固体是否发生浸润现象,是由液体和固体两者的性质共同决定的C. 如果毛细管足够细,则管内液面可能降得更低D. 空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱和气压,水蒸发越快14.关于热力学定律,下列说法正确的是________．A. 气体吸热后温度一定升高B. 对气体做功可以改变其内能C. 理想气体等压膨胀过程一定放热D. 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E. 如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡15.以下说法正确的有A. 饱和蒸汽在等温变化的过程中,当其体积减小时压强不变B. 气体放出热量,其分子平均动能减小C. 晶体熔化吸热,分子平均动能增大D. 物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功E. 自然发生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三、填空题16.如图所示为焦耳实验装置图,让正在下降的重物带动发电机发电,电流通过浸在液体中的电阻丝,由电流的热效应给液体加热,使液体温度上升。
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高中物理-热力学第二定律练习题
1．热力学定律表明自然界中与热现象有关的宏观过程( ) A．有的只遵守热力学第一定律
B．有的只遵守热力学第二定律
C．有的既不遵守热力学第一定律，也不遵守热力学第二定律
D．所有的都遵守热力学第一、第二定律
2．如图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，下列说法中正确的是( )
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．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律
D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律
3．(·大连高二检测)下列说法正确的是( )
A．机械能和内能的转化具有方向性
B．电能不可能全部转化为内能
C．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的
D．在火力发电机中燃气的内能不可能全部转化成电能
4．下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是( )
A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中而经过一段时间大米、小米不会自动分开
B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水不会自动分开
C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由内能自发地转化为机械能而动起来
D．随着节能减排措施的不断完善，最终也不会使汽车热机的效率达到100%
5．(·课标全国理综)关于热力学定律，下列说法正确的是( ) A．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
D．不可能使热量从低温物体传向高温物体
E．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
6. 用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象。
关于这一现象的正确说法是( )
A．这一实验过程不违反热力学第二定律
B．在实验过程中，热水一定降温，冷水一定升温
C．在实验过程中，热水的内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能
D．在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全
部转化成冷水的内能
7．(·山东理综)下列关于热现象的描述正确的一项是( )
A．根据热力学定律，热机的效率可以达到100%
B．做功和热传递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．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的
8．关于热机和永动机，下列说法中正确的是( )
A．效率为100%的热机是不可能制成的
B．笫二类永动机可以制成
C．不需要任何外力做功而可正常运行的制冷机是不可能制成的D．能把从单一热源吸收的热量全部用来做功而不引起其他变化的热机是可以实现的
9．有人估算使地球上的海水降低0.1 ℃，就能放出5.8×1024J 的热量，这相当于1 800个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量。
假定整个海洋都具有同一温度，你能设计一种只靠吸收海水的热量推动轮船航行，而不需要燃料的机器吗？
参考答案
1.解析：热力学第一、第二定律是热力学的基本定律，对所有涉及热现象的宏观过程都成立，D项正确，A、B、C项错误。
答案：D
2.解析：热力学第一定律适用于所有的热学过程，C项正确，D 项错误；由热力学第二定律可知A项错误，B项正确。
答案：BC
3.解析：凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能，A、D正确；由电流热效应中的焦耳定律可知，电能可全部转化为内能，而内能不可能全部转化为电能，B错误；第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违反热力学第二定律，是制造不出来的，C正确。
答案：ACD
4.解析：热力学第二定律反映的是与热现象有关的宏观过程的方向性的规律，A不属于热现象，A错；由热力学第二定律可知B、C、D正确。
答案：BCD
5.解析：改变内能的方法有做功和热传递两种，所以为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，选项A正确；对物体做功的同时向外界放热，则物体的内能可能不变或减小，选项B错误；根据热力学第二定律可知，在对外界有影响的前提下，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，选项C正确；在有外界做功的条件下，可以使热量从低温物体传递到高温物体，选项D错误；根据热力学第二定律可知，选项E正确。
答案：ACE
6.解析：自然界中的任何现象或过程都不违背热力学定律，本实
验现象也不违反热力学第二定律，A项正确；整个过程中能量守恒且热现象有方向性，B项正确；在绝热过程中，热水中的内能除转化为电能外，还升高金属丝的温度，内能不能全部转化为电能；电能除转化为冷水的内能外，还升高金属丝的温度，电能不能全部转化为冷水的内能，C、D项错误。
答案：AB
7.解析：根据热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。
可知热机的效率不可能达到100%，选项A错误。
做功是内能与其他形式的能发生转化，而热传递是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的转移，所以选项B错误。
温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量，故选项C正确。
单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的，但从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律，这种规律叫作统计规律，大量分子的集体行为受到统计规律的支配，故选项D错误。
答案：C
8.解析：热机在工作过程中，必然向外排出热量，故热机效率小于100%，故A对；由热力学第二定律可得C对，B错；内能要全部转化为机械能，必须借助外界的帮助，因而一定会引起其他变化，故D 错。
答案：AC
9.解析：这种靠吸收海水热量推动轮船航行的热机基本结构如图所示。
设大气温度为t2，海水温度为t1，在不同的温差下，热机的工作情况不同。
当t2≥t1时，热机无法从海水中吸取热量对外做功，否则将需要
一个用于放热的更低温的热源。
当t2<t1时，热机从海水中吸取的热量一部分变成推动轮船前进的动力功，一部分对大气放热，水面附近大气的温度升高，同时由于轮船(螺旋桨)克服水的阻力做的功也转化为内能，很快使热机的温度也升高，而此过程中海水温度下降，故很快达到热平衡，导致温差消失，热机不能再继续工作。
答案：见解析。