高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册第4章 热力学定律4.3 热力学第二定律复习练习题

【优质】第3节热力学第二定律-1课时练习

一．填空题

1．判断下列说法的正误。

（1）热量不会从低温物体传给高温物体。（____）

（2）机械能可以完全转化为内能，而内能不可能完全转化为机械能。（____）

（3）可以从单一热库吸收热量，使之完全变为功。（____）

（4）能源是取之不尽．用之不竭的。（____）

2．热机的效率要小于1，这说明能量的转化是有       的；热量总是从高温物体向低温物体传递，这说明能量的转移也是           的

3．永动机不可能制成

（1）第一类永动机：不需要任何动力或燃料，却能不断地_______的机器．

（2）第一类永动机由于违背了_______，所以不可能制成．

4．焦耳的实验绝热过程：系统不从外界______，也不向外界______的过程。

5．如图所示，一导热性良好的气缸竖直放置于恒温的环境中，气缸内有一质量不可忽略的水平活塞，将一定质量的理想气体封在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，气缸不漏气，整个装置处于平衡状态．活塞上放置一广口瓶，瓶中盛有一定量的酒精，经过一段较长时间后，与原来相比较，气体的压强________(填“减小”．“不变”或“增大”)，气体________(填“吸热”或“放热”)．

6．天气预报今天的温度为23时，热力学温度为            K

7．热量能自发地从高温物体转移到低温物体，说明了热传递的______．

8．热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能_______地从低温物体传到_______温物体，阐述的是传热的_______性。

9．做功和热传递在改变内能的效果上是等效的。做功使________________转化为内能；热传递使物体间的内能___________

10．一种冷暖两用型空调，铭牌标注：输入功率1 kW，制冷能力为1.2×104 kJ/h，制热能力为1.3×104 kJ/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，是指标错误吗？答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

能量守恒吗？答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

11．给一定质量的温度为0℃的水加热，在水的温度由0℃上升到4℃的过程中，水的体积随着温度的升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”．查阅资料知道：在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的．由此可知，反常膨胀时，水分子的平均动能________(选填“增大”“减小”或“不变”)，吸收的热量________(选填“大于”“小于”或“等于”)所有水分子的总势能增加量．

12．组成物体的分子在做永不停息的热运动，温度升高时，分子热运动的平均动能________(选填“增大”．“不变”或“减小”).1987年2月我国研制成的超导体起始超导温度为-173℃，用热力学温度表示为______K.

13．如图所示的蹦蹦球是一种儿童健身玩具．某同学将充足气的蹦蹦球摔向地面，球与地面撞击的过程可看作是绝热过程．与撞击前相比，球内气体分子的密集程度　   　（选填“增大”．“不变”或“减小”），气体的内能　     　（选填“增大”．“不变”或“减小”）．

14．热力学温度与摄氏温度的换算关系是T=　            　k.

15．下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有_______，不违背热力学第一定律．但违背热力学第二定律的有_______。（填正确答案标号）

A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热

B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低

C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响

D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内

16．在两个物体发生热传递过程中，高温的物体       热量，其内能      ；低温物体       热量，其内能     ；直到两物体      相同，热传递才停止．

17．用各种方法使物体的内能发生改变：a．电炉通电后发热；b．一杯开水放在桌面上冷却；c．阳光照射下冰块融化；d．锯木头时，锯片发烫；e．人坐在火炉旁取暖；f．用打气筒给自行车打气后，打气筒变热．其中属于做功使物体内能改变的是_____；属于热传递使物体内能改变的是____．

18．热力学温标是英国物理学家______建立的。在热力学温度中，绝对零度是指______。

参考答案与试题解析

1．【答案】错误    错误    正确    错误   

【解析】

略

2．【答案】方向性；有方向性

【解析】热机的效率小于1，是因为总有一些能量散发到空气中，成为无用的能量，这说明能量转化是有方向性的．热量总是从高温物体向低温物体传递，但是热量要从高温物体传到低温物体必须要有一定的外界条件，这说明能量的转移也是有方向性的

3．【答案】对外做功    能量守恒定律   

【解析】

略

4．【答案】吸热    放热   

【解析】

略

5．【答案】减小　吸热

【解析】由于酒精蒸发，所以质量变小，气体的压强为pS＝mg＋p0S，气体的压强减小．因为气缸为导热气缸，所以气体的变化为等温变化，因为压强减小，体积增大，温度不变，所以要吸热．

6．【答案】296．15（或296）

【解析】

试题分析：天气预报今天的温度为23时，热力学温度为：T=t+273℃=296K

考点：绝对温度和摄氏温度的关系

【名师点睛】此题考查了绝对温度和摄氏温度的关系，记住公式T=t+273℃即可解题．

7．【答案】方向性

【解析】

略

8．【答案】自发    高    方向   

【解析】

略

9．【答案】    (1). 其他形式的能    (2). 发生转移

【解析】做功使得其他形式的能转化内能，热传递使得物体间的内能发生转移．

10．【答案】否　守恒

【解析】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)．空调从室内吸收的热量放到室外，完全可以大于电能消耗．这既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律，即指标正确，总能量仍守恒．

11．【答案】    (1). 增大    (2). 大于

【解析】温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大；分子的平均动能增大，所有水分子间的总势能增大，内能是增大的。同时对外做功，根据热力学第一定律，吸收的热量大于所有水分子的总势能增加量．

12．【答案】增大    100   

【解析】【来源】上海市金山中学2018-2019学年高一下学期期末物理试题

【详解】

[1]．组成物体的分子在做永不停息的热运动，温度升高时，分子热运动的平均动能增大；

[2]．1987年2月我国研制成的超导体起始超导温度为-173℃，用热力学温度表示为273+(-173)=100K.

13．【答案】不变，增大

【解析】【考点】热力学第一定律；热力学第二定律．

【分析】将充足气的蹦蹦球摔向地面时，球与地面撞击的后球的统计不变，而球的机械能减小，减小的机械能转化为球内气体的内能，由此分析即可．

【解答】解：在充足气的蹦蹦球摔向地面时，球与地面发生撞击，在撞击后球反弹的速度小于碰撞前的速度，可知小球的机械能减小，由能量的转化与守恒可知，球损失的机械能转化为球内气体的内能，所以气体的内能增大．由于蹦蹦球是充足气的，球在与地面碰撞后体积不变，球内的气体的质量也不变，所以球内气体分子的密集程度不变．

故答案为：不变，增大

14．【答案】273+t

【解析】考点: 温度是分子平均动能的标志.

分析： 摄氏温度t与热力学温度T中的每一度是相同的；它们的关系为T=t+273.15.

解答： 解：热力学温度是以﹣273℃为零点，每一K与一℃相对应；故对应关系为：

T=273+t（K）

故答案为：273+t

点评： 本题考查摄氏度与热力学温度的关系，要明确两种定义方法中0点的不同.

15．【答案】B    C   

【解析】【来源】2020年全国统一高考物理试卷（新课标Ⅱ）

【分析】

【详解】

A．燃烧汽油产生的内能一方面向机械能转化，同时热传递向空气转移。既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律；

B．冷水倒入保温杯后，没有对外做功，同时也没有热传递，内能不可能减少，故违背热力学第一定律；

C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，必然产生其他影响故违背热力学第二定律；

D．制冷机消耗电能工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，发生了内能的转移，同时对外界产生了影响。既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律。

16．【答案】放出；减小；吸收；增大；温度．

【解析】当两个温度不同的物体相接触后，就会发生热传递．在热传递过程中，高温的物体放出热量，内能减小；低温物体吸收热量，内能增加；当两个物体的温度相同时，热传递结束；

17．【答案】adf；bce．

【解析】a．电炉通电后发热：是电流做功，使电炉发热；b．一杯开水放在桌面上冷却，是水的热量向空气中传递，水温下降；c．阳光照射下冰块融化：太阳的热传递到冰块上，使冰吸热融化；d．锯木头时，锯片发烫：锯子摩擦木头做功，产生热量；e．人坐在火炉旁取暖：火炉的温度传递到人的身上，使人感觉暖和；f．用打气筒给自行车打气后，打气筒变热：打气筒的活塞摩擦筒壁产生热量，是做功．
故属于做功的是：adf  属于热传递的是：bce　

18．【答案】    (1). 开尔文；    (2). -273；

【解析】

【分析】

明确热力学温度的定义，知道其零点，同时明确热力学温度和摄氏度之间的换算关系。

【详解】英国物理学家开尔文提出热力学温标，其中每1k和对应，但其零点为；

故答案为：开尔文；

【点睛】本题考查有关温度的物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现．发明．著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。