四川省内江第六中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-3：4.5初识熵 课时作业（含解析）

4.5初识熵
课时作业（含解析)
1．下列关于热学问题的说法正确的是(　　)
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有序
B．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
C．.某气体的摩尔质量为M、密度为ρ，用NA表示阿伏加德罗常数，每个气体分子的质量m0，每个气体分子的体积V0，则m0＝，V0＝
D．密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大
2．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．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定减少
C．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
D．水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系
3．二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度变化，则此过程中
(
)
A．封闭气体对外界做正功
B．封闭气体向外界传递热量
C．封闭气体分子的平均动能增大
D．封闭气体在此过程中熵一定变大
4．下列说法正确的是（
）
A．与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行
B．当分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力减小
C．已知某物质的摩尔体积和阿伏伽德罗常数可求出分子的体积
D．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加
E.物理性质具有各向异性的晶体是单晶体
5．在下列叙述中，错误的是（　　）
A．熵是物体内分子运动无序程度的量度
B．对孤立系统而言，一个自发的过程中熵总是向减少的方向进行
C．热力学第二定律的微观实质是：熵总是增加的
D．熵值越大，表明系统内分子运动越无序
E.
能量耗散说明能量在不断减小
6．下列关于热力学第二定律的表述中，正确的是（
）
A．热量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，使之完全变成功，而不产生其他影响
C．气体向真空的自由膨胀是不可逆的
D．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小
7．关于热力学的有关问题，以下说法正确的是（??
）
A．热量可以自发地从低温物体传到高温物体
B．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其它影响
C．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
D．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会增加
E.不可能通过有限的过程把一个物体冷却到绝对零度
8．（多选）下面关于熵的说法正确的是（
）
A．熵是物体内分子运动无序程度的量度
B．与热现象有关的一个自发的过程总是向熵减少的方向进行
C．热力学第二定律的微观实质是与热现象有关的自发宏观过程朝墒增加的方向进行
D．熵值越大，代表系统分子运动越无序
9．如图所示为某喷水壶的结构示意图．未喷水时阀门K闭合，压下压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B便可打开阀门K，水会自动从喷嘴处喷出．储气室内气体可视为理想气体，充气和喷水过程中温度保持不变．下列说法中正确的是_________
A．充气过程中，储气室内气体内能增大
B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大
C．喷水过程中，储气室内气体吸热
D．喷水过程中，储气室内气体内能减小
E.喷水过程中，储气室内气体分子的无序性增大
10．下列说法正确的是
A．当分子间作用力表现为斥力时，若分子间的距离减小，则分子间的斥力增大，引力减小
B．使用钢笔难以在油纸上写字，这是因为钢笔使用的墨水与油纸不浸润
C．所有晶体都表现为各向异性，所有非晶体都表现为各向同性
D．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
11．以下说法正确的是
A．某气体的摩尔质量为M、密度为ρ，用NA表示阿伏加德罗常数，每个气体分子的质量为m0，每个气体分子的体积为V0，则
B．液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的
C．一定量的理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变
D．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
E.
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性可逆
12．有关热现象，下列说法正确的是（
）
A．空气的绝对湿度大，相对湿度不一定大
B．荷叶上的小水珠呈球形，是表面张力使液面收缩的结果
C．布朗运动是指液体分子的无规则运动
D．用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是非晶体各向同性的表现
E.
一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行
13．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
14．奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐(内有液态丙烷)、稳压装置和燃烧器三部分组成，当稳压阀打开以后，燃气以气态形式从气罐里出来，经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧．则以下说法中正确的是
．
A．燃气由液态变为气态的过程中要对外做功
B．燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少
C．燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程
D．燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用
参考答案
1．D
【解析】
A、根据熵增加原理，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；A错误．B、当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大；B错误．C、每个气体分子的质量，每个气体分子的平均空间体积，它不是气体分子的体积；C错误．D、密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，由知压强变大，而根据压强的微观表示可知，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，D正确．故选D．
【点睛】
考查热力学第二定律、相对湿度、气体压强和阿伏伽德罗常数知识比较全面深入，要求学生全面掌握3-3的重点知识．
2．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；在绝热条件下压缩气体，外界对气体做功，由热力学第一定律知，气体的内能一定增加，B正确；绝对零度等于摄氏温标零下273℃，因为绝对零度不可达到，故不能液氮制冷不能使温度低至-290摄氏度，C错误；水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系，D正确．
3．B
【解析】
气体体积减为原来的一半，外界对气体做正功，故A错误．温度不变，所以气体的气体分子的平均动能不变，故C错误；根据热力学第一定律△U=W+Q，封闭气体向外界传递热量，故B正确．封闭气体组成的系统的熵减小，故D错误．故选B．
点睛：对于热力学第一定律△U=W+Q，要明确公式中各个物理量的含义，温度是理想气体的内能变化的标志．
4．ADE
【解析】
A．根据热力学第二定律，与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行，故A正确；
B．当分子间距离减小时，分子间的斥力和引力均减小，选项B错误；
C．已知固体或液体物质的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，可求出分子的体积，已知气体物质的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，仅能求出分子平均占据的体积，选项C错误；
D．压强不变时，单位面积器壁单位时间受到分子撞击的力不变，温度降低时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数增加，故D正确；
E．单晶体的物理性质具有各向异性，故E正确．
故选ADE。
5．BE
【解析】
A、熵是热力学系统内分子运动无序程度的量度，故A正确。
B、对孤立系统而言，一个自发的过程中熵总是向增加的方向进行，故B错误。
C、热力学第二定律又称为熵增加原理，故C正确。
D、熵值越大，表明系统内分子运动越无序，故D正确。
E、能量耗散虽然不会使能的总量减少，但能量的可利用率越来越低，即能量的品质越来越低，根据能量守恒定律可知，虽然能量的可利用率越来越低，但能量总和保持不变，即仍然遵守能量守恒定律，故E错误；
本题选择错误的，故选：BE。
6．BCD
【解析】
A项：不可能自发把热量从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，但热量是可以从低温物体传到高温物体，故A错误；
B项：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它影响，故B正确；
C项：气体膨胀后，我们必须对气体做功，使之恢复原来的状态，所做的功转化为气体向外界传出的热量，根据热力学第二定律，我们无法通过循环过程再将这热量完全转化为功，所以这个过程是不可逆的，故C正确；
D项：不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零，故D正确．
点晴：热力学第二定律的内容：①不可能自发把热量从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；②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它影响；③熵增加原理：不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零．
7．BCE
【解析】
借助热力学第二定律和热力学第三定律分析结论．
【详解】
A．宏观中过程中与热现象有关的过程都具有方向性，由热力学第二定律知热量不可能自发地从低温传到高温物体，故A错误．
B．根据热力学第二定律可知，热机不可能把从单一热源吸收的热量，全部变成功，而不产生其它影响．故B正确．
C．根据熵增原理知，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，故C正确．
D．根据熵增原理知，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵一定增加．故D错误．
E．根据热力学第三定律知，绝对零度只能接近，不可能达到，故E正确．
故选BCE．
【点睛】
解决本题的关键要理解并掌握热力学第二定律的不同表述，了解熵增原理，并分析实际问题．
8．ACD
【解析】A、熵是热力学系统内分子运动无序程度的量度，故A正确；
B、与热现象有关的一个自发的过程中熵总是向增加的方向进行，故B错误；
C、热力学第二定律的微观实质是与热现象有关的自发宏观过程朝墒增加的方向进行，热力学第二定律又称为熵增加原理，故C正确；
D、熵值越大，表明系统内分子运动越无序，故D正确；
故选ACD。
【点睛】熵是热力学系统内分子运动无序程度的量度；在自发过程中，熵总是增加的；热力学第二定律又称为熵增加原理。
9．ACE
【解析】
AB.充气过程中，储气室内气体质量增大，温度不变，平均动能不变，但内能增大，故A正确，B错误；
C.喷水过程中，液体液面下降，空气体积增大，储气室内气体压强减小，气体体积增大，由热力学第一定律知室内气体吸热，C正确；
D.喷水过程中，虽然气体温度不变，分子平均动能不变，但气体体积增大，分子势能增大，故气体内能增大，D错误；
E.根据热力学第二定律，热力学的过程总是自发得向熵增加得方向，即无序度会自发得增加，E正确；
故本题选ACE
【点睛】
充气过程中，储气室内气体质量增大，温度不变，喷水过程中，液体液面下降，空气体积增大，根据热力学第一定律分析吸放热．
10．BD
【解析】
A、当分子间作用力表现为斥力时，若分子间的距离减小，则分子间的斥力增大，引力也增大，故A错误；
B、使用钢笔难以在油纸上写字，是由于墨水与油纸不浸润造成的，故B正确；
C、多晶体表现为各向同性，单晶体才表现为各向异性，故C错误；
D、根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，故D正确；
故选BD．
【点睛】
分子之间的作用力都随分子距离的增大而减小；使用钢笔难以在油纸上写字，是由于墨水与油纸不浸润造成的；多晶体表现为各向同性；一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的．
11．BDE
【解析】
某气体的摩尔质量为M、密度为ρ，用NA表示阿伏加德罗常数，每个气体分子的质量m0，每个气体分子的体积V0，则，但是不是每个气体分子的体积，而是每个气体分子运动占据的空间的体积，故A错误；液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性制成的，选项B正确；一定量的理想气体发生绝热膨胀时，对外做功，则其内能减小，选项C错误；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，选项D正确；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性可逆，选项E正确.
12．ABE
【解析】
相对湿度是空气中水蒸气的压强与同温度下水蒸气的饱和汽压的比值，而绝对湿度是指空气中所含水蒸气的压强，绝对湿度大，相对湿度不一定大，故A正确；荷叶上的小水滴呈球形，这是表面张力使液面收缩的结果，故B正确；布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动，不是分子运动，故C错误；热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是各向同性的表现，但金属是多晶体，所以这是多晶体各向同性的表现，故D错误；根据热力学第二定律，一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行，故E正确；故选ABE。
13．ADE
【解析】
根据熵的定义，熵较大的宏观状态就是无序程度较大的宏观状态，选项A正确；根据热力学第二定律可知，内能不可以全部转化为机械能而不引起其他变化，选项B错误；根据能量守恒定律可知，各种形式的能可以相互转化；根据热力学第二定律，宏观自然的过程都具有方向性，选项C错误；根据热力学第一定律可知，若外界对物体做功等于物体向外界放出热量，物体的内能不变，选项D正确；根据热力学第二定律，气体向真空的自由膨胀是不可逆的，选项E正确；故选ADE.
14．AC
【解析】
根据体积变化判断做功情况，分析分子势能的变化；燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程；正确理解“能量耗散”和“品质降低”．
【详解】
燃气由液态变为气态的过程中体积增大，要对外做功，分子势能增大，故A正确，B错误；根据热力学第二定律，燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程，故C正确；燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量变为品质低的大气内能，能量耗散了，很难再被利用，故D错误；故选AC.