2019年高中物理 第五節(jié) 熱力學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．下列有關熵的說法中不正確的是(　　) A．熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運動無序性的量度 B．在自然過程中熵總是增加的 C．熱力學第二定律也叫做熵增加原理 D．熵值越大代表越有序 解析：首先應明確熵的物理意義：它是表征分子運動無序性的物理量，熵越大，說明越混亂，即越無序．熱力學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動無序性增大的方向進行，即向熵增大的方向進行，所以熱力學第二定律也叫做熵增加原理． 答案：D 2．對熱力學第二定律，下列理解正確的是(　　) A．自然界進行的一切宏觀過程都是可逆的 B．自然界進行的涉及熱現(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．第二類永動機違背了能量守恒定律，因此不可能制成 解析：由熱力學第二定律可知，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項錯誤；第二類永動機并不違反能量守恒，卻違背了熱力學第二定律，故A、D兩項錯誤，B項正確． 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“宏觀態(tài)”對應的“微觀態(tài)”比較多，就說明這個“宏觀態(tài)”是比較有序的 D．如果一個“宏觀態(tài)”對應的“微觀態(tài)”比較多，就說明這個“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項正確．由“宏觀態(tài)”和“微觀態(tài)”的關系知，D項正確． 答案：AD 4．(雙選)奧運祥云火炬的燃燒系統(tǒng)由燃氣罐(內(nèi)有液態(tài)丙烷)、穩(wěn)壓裝置和燃燒器三部分組成．當穩(wěn)壓閥打開以后，燃氣以氣態(tài)從氣罐里出來，經(jīng)過穩(wěn)壓閥后進入燃燒室進行燃燒，則以下說法中正確的是(　　) A．燃氣由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中要對外做功 B．燃氣由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中分子的分子勢能減少 C．燃氣在燃燒室燃燒的過程是熵增加的過程 D．燃氣燃燒后釋放在周圍環(huán)境中的能量很容易被回收再利用 解析：燃氣由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中體積膨脹，對外做功，故A選項正確，燃氣在膨脹過程中克服分子間引力做功，分子勢能增大，故B選項錯誤，由熵增加原理可知C選項正確、D選項錯誤． 答案：AC 5．下列說法正確的是(　　) A．與熱現(xiàn)象有關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動無序程度增大的方向進行 C．由于液態(tài)水的分子無序程度比冰高，故結冰過程違反熵增加原理 D．學習過程是人認識結構從無序到有序的過程，它違反了熱力學第二定律 答：B 6．(雙選)關于熱力學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)則的熱運動能夠自動轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蜻\動 B．熱傳遞的自然過程是大量分子從有序運動狀態(tài)向無序運動狀態(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動狀態(tài)向無序程度大的運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程 D．一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行 解析：分子熱運動是大量分子的無規(guī)則運動，系統(tǒng)的一個宏觀過程包含著大量的微觀狀態(tài)，這是一個無序的運動，根據(jù)熵增加原理，熱運動的結果只能使分子熱運動更加無序，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動狀態(tài)向無序程度大的運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化的過程，C、D兩項正確． 答案：CD 7．(雙選)下列關于熵的說法中正確的是(　　) A．熵是熱力學中的一個狀態(tài)量 B．熵是熱力學中的一個過程量 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)進行的 B．熵是物體內(nèi)分子運動無序程度的量度 C．若容器中用活塞封閉著剛好飽和的一些水汽，當保持溫度不變向下緩慢壓活塞時，水汽的質(zhì)量減少，密度不變 D．當分子間距離增大時，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)象有關的宏觀過程都具有方向性，故A項錯誤；熵是物體內(nèi)分子運動無序程度的量度，B項正確；向下壓縮時氣體溫度不變，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項錯誤． 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中的氣體自動充滿整個容器(如下圖②所示)，這個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動 B．自由膨脹前后，氣體的壓強不變 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間內(nèi)，能全部自動回到A部分 解析：氣體分子永不停息地做無規(guī)則運動，故A項錯誤，自由膨脹，氣體對外不做功，容器絕熱，其熱傳遞的能量為零．由熱力學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，壓強減小，故B項錯誤，C項正確．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項錯誤． 答案：C 10. 某學習小組做了如下實驗：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，取出燒瓶，并迅速把一個氣球緊套在燒瓶頸上，封閉了一部分氣體，然后將燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里，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，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減少，B項正確；氣球膨脹分子間的距離增大，分子間的作用力減小，A項錯誤；氣體的壓強是由于氣體分子頻繁地撞擊容器壁產(chǎn)生的，C項錯誤；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項錯誤． 答案：B 11．質(zhì)量一定的某種物質(zhì)，在壓強不變的條件下，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)隨加熱時間(t)變化關系如圖所示．單位時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)分子的平均動能隨著時間的增加而增大 (2)在區(qū)間Ⅲ，若將壓強不變的條件改為體積不變，則溫度升高______(“變快”、“變慢”或“快慢不變”)請說明理由． 解析：根據(jù)熱力學第一定律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，壓強不變的條件下，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，紅墨水會逐漸擴散到整體水中，呈均勻分布狀態(tài)，試說明這個過程中熵的變化情況． 答：在這個過程中系統(tǒng)的熵增加．擴散前，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，擴散后系統(tǒng)的熵增加．