2019年高中物理 第五節(jié) 熱力學(xué)第二定律的微觀解釋知能演練試題 新人教版選修3-3.doc

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2019年高中物理 第五節(jié) 熱力學(xué)第二定律的微觀解釋知能演練試題 新人教版選修3-3 1．下列有關(guān)熵的說法中不正確的是(　　) A．熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無序性的量度 B．在自然過程中熵總是增加的 C．熱力學(xué)第二定律也叫做熵增加原理 D．熵值越大代表越有序 解析：首先應(yīng)明確熵的物理意義：它是表征分子運(yùn)動(dòng)無序性的物理量，熵越大，說明越混亂，即越無序．熱力學(xué)第二定律的微觀意義表明：一切自然過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無序性增大的方向進(jìn)行，即向熵增大的方向進(jìn)行，所以熱力學(xué)第二定律也叫做熵增加原理． 答案：D 2．對(duì)熱力學(xué)第二定律，下列理解正確的是(　　) A．自然界進(jìn)行的一切宏觀過程都是可逆的 B．自然界進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，是不可逆的 C．熱量不可能由低溫物體傳遞到高溫物體 D．第二類永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律，因此不可能制成 解析：由熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化，由此說明熱量由低溫物體傳到高溫物體是可能的，但要引起其他變化，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；第二類永動(dòng)機(jī)并不違反能量守恒，卻違背了熱力學(xué)第二定律，故A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確． 答案：B 3．(雙選)下列說法正確的是(　　) A．氣體向真空的自由膨脹是不可逆的 B．氣體向真空的自由膨脹是可逆的 C．如果一個(gè)“宏觀態(tài)”對(duì)應(yīng)的“微觀態(tài)”比較多，就說明這個(gè)“宏觀態(tài)”是比較有序的 D．如果一個(gè)“宏觀態(tài)”對(duì)應(yīng)的“微觀態(tài)”比較多，就說明這個(gè)“宏觀態(tài)”是比較無序的 解析：氣體向真空的膨脹是不可逆的，A項(xiàng)正確．由“宏觀態(tài)”和“微觀態(tài)”的關(guān)系知，D項(xiàng)正確． 答案：AD 4．(雙選)奧運(yùn)祥云火炬的燃燒系統(tǒng)由燃?xì)夤?內(nèi)有液態(tài)丙烷)、穩(wěn)壓裝置和燃燒器三部分組成．當(dāng)穩(wěn)壓閥打開以后，燃?xì)庖詺鈶B(tài)從氣罐里出來，經(jīng)過穩(wěn)壓閥后進(jìn)入燃燒室進(jìn)行燃燒，則以下說法中正確的是(　　) A．燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中要對(duì)外做功 B．燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中分子的分子勢(shì)能減少 C．燃?xì)庠谌紵胰紵倪^程是熵增加的過程 D．燃?xì)馊紵筢尫旁谥車h(huán)境中的能量很容易被回收再利用 解析：燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中體積膨脹，對(duì)外做功，故A選項(xiàng)正確，燃?xì)庠谂蛎涍^程中克服分子間引力做功，分子勢(shì)能增大，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤，由熵增加原理可知C選項(xiàng)正確、D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：AC 5．下列說法正確的是(　　) A．與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程有些是可逆的 B．一切不可逆過程總是沿著大量分子熱運(yùn)動(dòng)無序程度增大的方向進(jìn)行 C．由于液態(tài)水的分子無序程度比冰高，故結(jié)冰過程違反熵增加原理 D．學(xué)習(xí)過程是人認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)從無序到有序的過程，它違反了熱力學(xué)第二定律 答：B 6．(雙選)關(guān)于熱力學(xué)第二定律的微觀意義，下列說法正確的是(　　) A．大量分子無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜻\(yùn)動(dòng) B．熱傳遞的自然過程是大量分子從有序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無序運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程 C．熱傳遞的自然過程是大量分子從無序程度小的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無序程度大的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程 D．一切自然過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性增大的方向進(jìn)行 解析：分子熱運(yùn)動(dòng)是大量分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)的一個(gè)宏觀過程包含著大量的微觀狀態(tài)，這是一個(gè)無序的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)熵增加原理，熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果只能使分子熱運(yùn)動(dòng)更加無序，而不是變成了有序，熱傳遞的自然過程從微觀上講就是大量分子從無序程度小的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向無序程度大的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程，C、D兩項(xiàng)正確． 答案：CD 7．(雙選)下列關(guān)于熵的說法中正確的是(　　) A．熵是熱力學(xué)中的一個(gè)狀態(tài)量 B．熵是熱力學(xué)中的一個(gè)過程量 C．熵值越大，無序程度越大 D．熵值越小，無序程度越大 解析：熵值越大，無序程度越大，而熵是狀態(tài)量． 答案：AC 8．(雙選)以下說法正確的是(　　) A．滿足能量守恒定律的宏觀過程都是可以自發(fā)進(jìn)行的 B．熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無序程度的量度 C．若容器中用活塞封閉著剛好飽和的一些水汽，當(dāng)保持溫度不變向下緩慢壓活塞時(shí)，水汽的質(zhì)量減少，密度不變 D．當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間引力增大，而分子間斥力減小 解析：自然界中與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無序程度的量度，B項(xiàng)正確；向下壓縮時(shí)氣體溫度不變，飽和汽壓值不變，密度不變，體積減小則水汽的質(zhì)量變小，C項(xiàng)正確；分子間的引力和斥力都隨著分子間距離的增大而減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：BC 9．用隔板將一絕熱容器隔成A和B兩部分，A中盛有一定質(zhì)量的理想氣體，B為真空(如下圖①所示)．現(xiàn)把隔板抽去，A中的氣體自動(dòng)充滿整個(gè)容器(如下圖②所示)，這個(gè)過程稱為氣體的自由膨脹．下列說法正確的是(　　) A．自由膨脹過程中，氣體分子只做定向運(yùn)動(dòng) B．自由膨脹前后，氣體的壓強(qiáng)不變 C．自由膨脹前后，氣體的溫度不變 D．容器中的氣體在足夠長的時(shí)間內(nèi)，能全部自動(dòng)回到A部分 解析：氣體分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，自由膨脹，氣體對(duì)外不做功，容器絕熱，其熱傳遞的能量為零．由熱力學(xué)定律及其微觀解釋可知內(nèi)能不變，溫度不變，但由于體積增大，壓強(qiáng)減小，故B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確．由于涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都有方向性．狀態(tài)總是自發(fā)從有序向無序變化，故D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：C 10. 某學(xué)習(xí)小組做了如下實(shí)驗(yàn)：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，取出燒瓶，并迅速把一個(gè)氣球緊套在燒瓶頸上，封閉了一部分氣體，然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如右上圖．在氣球膨脹過程中，下列說法正確的是(　　) A．該密閉氣體分子間的作用力增大 B．該密閉氣體組成的系統(tǒng)熵增加 C．該密閉氣體的壓強(qiáng)是由于氣體重力而產(chǎn)生的 D．該密閉氣體的體積是所有氣體分子的體積之和 解析：一切自然過程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì)減少，B項(xiàng)正確；氣球膨脹分子間的距離增大，分子間的作用力減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子頻繁地撞擊容器壁產(chǎn)生的，C項(xiàng)錯(cuò)誤；因氣體分子之間存在間隙，所以密閉氣體的體積大于所有氣體分子的體積之和，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：B 11．質(zhì)量一定的某種物質(zhì)，在壓強(qiáng)不變的條件下，由液態(tài)Ⅰ到氣態(tài)Ⅲ(可看成理想氣體)變化過程中溫度(T)隨加熱時(shí)間(t)變化關(guān)系如圖所示．單位時(shí)間所吸收的熱量可看作不變． (1)以下說法不正確的是____． A．在區(qū)間Ⅱ，物質(zhì)的內(nèi)能不變 B．在區(qū)間Ⅲ，分子間的勢(shì)能不變 C．從區(qū)間Ⅰ到區(qū)間Ⅲ，物質(zhì)的熵增加 D．在區(qū)間Ⅰ，物質(zhì)分子的平均動(dòng)能隨著時(shí)間的增加而增大 (2)在區(qū)間Ⅲ，若將壓強(qiáng)不變的條件改為體積不變，則溫度升高_(dá)_____(“變快”、“變慢”或“快慢不變”)請(qǐng)說明理由． 解析：根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，理想氣體的狀態(tài)方程＝C可知，在吸收相同的熱量Q時(shí)，壓強(qiáng)不變的條件下，V增加，W<0，ΔU1＝Q－|W|；體積不變的條件下，W＝0，ΔU2＝Q；所以ΔU1<ΔU2，體積不變的條件下溫度升高變快． 答案：(1)A　(2)變快 12．如圖所示，將一滴紅墨水滴入一杯清水中，紅墨水會(huì)逐漸擴(kuò)散到整體水中，呈均勻分布狀態(tài)，試說明這個(gè)過程中熵的變化情況． 答：在這個(gè)過程中系統(tǒng)的熵增加．?dāng)U散前，紅墨水和清水區(qū)分分明，較有序；后來，整杯水的顏色變得均勻后，打破了原來的有序分布，無序程度增大．因此，擴(kuò)散后系統(tǒng)的熵增加．