10.4 热力学第二定律—2020-2021学年人教版高中物理选修3-3同步检测(word含答案)

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名称 10.4 热力学第二定律—2020-2021学年人教版高中物理选修3-3同步检测(word含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2021-04-25 16:56:56

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文档简介

热力学第二定律练习
一、单选题
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,热量可以自发地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
根据热力学定律,可知下列说法中正确的是(????)
A. 外界对物体做功,物体的内能必定增加
B. 随着科技的发展,机械效率是100%的热机是可能制成的
C. 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
D. 凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,在热传递中,热量只能从高温物体传递给低温物体,而不能从低温物体传递给高温物体
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
用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分,A中盛有一定质量的理想气体,B为真空(如图①).现把隔板抽去,A中的气体自动充满整个容器(如图②),这个过程称为气体的自由膨胀.下列说法正确的是
A. 自由膨胀过程中,气体分子只作定向运动
B. 自由膨胀前后,气体的压强不变
C. 自由膨胀前后,气体的温度不变
D. 容器中的气体在足够长的时间内,能全部自动回到A部分
下列关于能量转换过程的叙述,不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的是
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
以下关于热学的说法正确的是(????)
A. 物体温度升高时,物体内所有分子的动能都增大
B. 水表面层的分子间的作用表现为相互吸引
C. 气体产生压强是由于分子间相互排斥
D. 符合能量守恒定律的过程都能自发进行
下列说法中正确的是(????)
A. 当分子间的相互作用表现为引力时,其分子间没有斥力
B. 一定质量的理想气体,若体积不变,当分子热运动变得剧烈时,压强一定变大
C. 热量不能自发从高温物体传给低温物体
D. 多晶体和非晶体都没有固定的熔点
关于下列热学现象说法正确的是(????)
A. 布朗运动是组成固体小颗粒的分子无规则运动的反映
B. 压缩气体需要用力说明气体分子间存在斥力
C. 干湿泡湿度计的湿泡温度计与干泡温度计的差值越大说明相对湿度越小
D. 第二类永动机违背了能量守恒定律,所以不可能实现
下列关于热学问题的说法不正确的是
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NA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=MNA,V0=m0p
D. 空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示
下列关于能量转换过程的叙述,不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有?
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
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
二、多选题
根据热力学第二定律,下列说法正确的是(????)
A. 热机中燃气的内能不可能全部变成机械能
B. 电流的能不可能全部转变成内能
C. 在火力发电机中,燃气的内能不可能全部转变成电能
D. 在传热中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
下列叙述中正确的是(????)
A. 空中下落的雨滴呈球形是因为液体有表面张力
B. 自然发生的热传递过程是沿着分子热运动无序性增大的方向进行的
C. 非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性
D. 物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加
E. 机械能不可能全部转化为内能,内能也无法全部用来做功以转化成机械能
关于热力学规律,下列说法正确的是_________。
A. 热力学第一定律和热力学第二定律从不同角度阐述了能量守恒定律
B. 从微观意义上讲,在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小
C. 从微观意义上讲,热力学第二定律是一个统计规律
D. 一定质量的理想气体放出热量,则分子的平均动能不一定减少
E. 一定质量的理想气体等温压缩,外界对气体做正功,内能一定增加
下列说法中正确的是(????);
A. 扩散现象和布朗运动可证明分子在做永不停息的无规则运动
B. 有一分子a从无穷远处趋近固定不动的分子b,当a到达受b的分子力为零处时,a具有的动能一定大
C. 第二类永动机是不可能制成,因为它违反了能量守恒定律
D. 液晶既有液体的流动性,又具有单晶体的各向异性
E. 随着低温技术的发展,我们可以使温度逐渐降低,并最终达到绝对零度
三、填空题
热量总是自发地从高温物体传递给低温物体,这说明热传递过程具有______;冰箱工作时,能把冰箱内的热量传递到冰箱外,这______(填“违反“或“不违反“)热力学第二定律。
大量事实表明,自然界中的一切实际变化过程都具有______性.朝某个方向的变化是可以自发发生的.相反的过程却是受到限制的.这时如果要使变化了的事物重新恢复到原来的状态,一定会对外界产生无法消除的影响,这就是自然过程的______逆性.
能的转化有方向性,符合能量守恒的过程??????????(选填“一定”或“不一定”)能发生。核电站是利用??????????(选填“重核裂变”或“化学反应”)获得核能并将其转为电能。
任何机器对外界做功都要消耗能量,能量转化和守恒定律的发现使人们进一步认识到:任何一部机器,只能使能量从______转化为______形式,而不能无中生有地______能量。因此,第一类永动机是______制成的,因为它违背了______。
答案和解析
1.【答案】B
【解答】
A.第二类永动机不可能制成的原因是违反了热力学第二定律,故A错误;
B.由热力学第二定律可知,效率为100%的热机是不可能制成的,故B正确;
C.只有在引起其它变化的前提下,热量才能从低温物体向高温物体传递,故C错误;
D.由热力学第二定律可知,不可能从单一热源吸收热量,使之完全变为功,故D错误。
2.【答案】C
【解答】
A、根据热力学第一定律:△U=W+Q,外界对物体做功,若物体放出热量,则物体的内能不一定增大,故A错误;
B、无论科学技术多么发达,机械效率可能提高,但一定小于100%,即物体的机械效率不可能达到100%,故B错误;
C、根据热力学第二定律内容,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。故C正确;
D、根据热力学第二定律,热量不可能自发地从低温物体传到高温物体,但是只要外界提供能量,热量可以从低温传递到高温,比如冰箱的工作原理,故D错误。
3.【答案】B
【解答】
A.由图可知,甲图中的酱油蛋是扩散现象的结果,故A错误;
B.由图可知,乙图中的水黾可以停在水面,是因为水的表面张力,使其平衡,故B正确;
C.由图可知,丙图中两种材料上的酱油滴,从形状可以看出酱油与左边材料浸润,与右边材料不浸润,故C错误;
D.由热力学第二定律可知,在发生其它变化时,可以将热量从低温物体传送到高温物体,故丁图中电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外,不违背了热力学第二定律,D错误。
4.【答案】C
【解答】
A.分子时刻在做无规则的热运动,故A错误;
B.自由膨胀后,温度不变,体积变大,由气态方程可知,压强变小,故B错误;
C.自由膨胀过程中由于不受阻力作用,因此气体不做功,由于容器绝热,因此Q=0,由△U=W+Q可知,气体内能不变,因此温度也不变,故C正确;
D.根据热力学第二定律可知,气体向真空的自由膨胀是不可逆的,故D错误.
故选C.
5.【答案】C
【解答】
A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热,既不违背热力学第一定律、也不违背热力学第二定律,故A错误
B.冷水倒入保温杯后,杯子降温,则冷水温度不会降低,选项B违背热力学第一定律,故B错误;
C.不可能从高温热源吸收热量全部转化为功,而不产生其他影响,选项C不违背热力学第一定律,但违背热力学第二定律,故C正确;
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,不违背热力学第二定律,故D错误。
6.【答案】B
【解析】解:A、温度升高,分子热运动平均动能增加,但并非每个分子的动能都增加,故A错误;
B、水与大气相接触时,表面层分子比较稀疏,分子间距离r>r0,分子间的作用表现为相互吸引,故B正确;
C、气体的压强是由于大量气体分子对器壁持续撞击而产生的,不是因为分子间的排斥作用产生的,故C错误;
D、自然界的一切过程能量都是守恒的,但违背热力学第二定律的宏观过程不能自发进行,故D错误。
7.【答案】B
【解析】解:A、分子间同时存在引力和斥力,表现为引力时,是分子引力大于分子斥力,故A错误;
B、一定质量的理想气体,若体积不变,当分子热运动变得剧烈时,说明温度升高,根据pVT=C可知,压强一定变大,故B正确;
C、热量可以自发地从高温物体传给低温物体,但不能自发地从低温物体传给高温物体,故C错误;
D、晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,故D错误。
8.【答案】C
【解答】
A.布朗运动是固体小颗粒的运动,反映了液体分子的无规则运动,故A错误;
B.压缩气体需要做功是因为需要克服气体压强,故B错误;
C.干湿泡湿度计的湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大,说明湿泡的蒸发非常快,说明空气越干燥,空气的相对湿度越小,故C正确;?
D.第二类永动机没有违背能量守恒定律,而是违背了热力学第二定律,故D错误。
9.【答案】C
【解答】
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,故A正确;
B.如果封闭气体的密度变小,可知其体积增大;温度是分子的平均动能的标志,分子平均动能增加,即气体的温度升高;根据理想气体的状态方程:PVT=C可知,气体的体积增大、温度同时也升高时,气体的压强可能不变,故B正确;?
C.气体的分子之间的距离比较大,使用公式:V0=m0ρ求出的结果是每一个分子所占的空间的大小,不是分子的体积,故C错误;?
D.绝对湿度指大气中水蒸汽的实际压强,空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示,故D正确;
10.【答案】C
【解答】
A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热的过程不违背热力学第一定律,也不违背热力学第二定律,故A错误;
B.冷水倒入保温杯后,冷水和杯子的温度都变得更低需要对外发出热量或对外做功,而保温杯隔断了热传递过程,水也没有对外做功,所以该过程违背热力学第一定律,故B错误;
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,该过程不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律,故C正确;
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,但要消耗电能,引起了其它变化,该过程不违背热力学第一定律、也不违背热力学第二定律,故D错误。
11.【答案】D
【解答】
A.绝对零度不可达到,根据热力学第二定律可知,热机的效率不可能达到100%;故A错误;
B.热量也可以从低温物体传到高温物体,但要引起其他方面的变化;故B错误;
C.第二类永动机不可能制成是因为它违背了热力学第二定律;即不可能从单一热源吸收热量,而源源不断的对外做功;故C错误;
D.根据热力学第一定律,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:△U=W+Q=2.0×105J+(?1.5×105J)=0.5×105J,故D正确。
12.【答案】ACD
【解答】
AC.无论采用任何设备和手段进行能量转化,总是遵循“机械能可全部转化为内能,而内能不能全部转化为机械能”,故AC正确。
B.根据能量转化的方向性可知,一个物体的机械能可能全部转化为内能,故B错误;
D.在一定条件下,热能够从低温物体传递到高温物体,热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体,故D正确。
13.【答案】ABD
【解答】
A.表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋于最小,所以空中下落的雨滴呈球形是因为液体的表面张力,故A正确;
B.根据热力学第二定律可知,自然发生的热传递过程是沿着分子热运动无序性增大的方向进行的,故B正确;
C.非晶体的物理性质各向同性,单晶体的物理性质是各向异性,故C错误;
D.根据热力学第一定律可知,物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加,故D正确;
E.根据能量转化的方向可知,机械能可能全部转化为内能;根据热力学第二定律,内能也可以全部用来做功以转化成机械能,只是会引起其他的变化,故E错误。
14.【答案】BCD
【解析】本题考查热力学第一与第二定律。第一定律强调功热等效与能量转换,第二定律则强调宏观热现象具有方向性。
A.热力学第一定律是能量守恒定律,而热力学第二定律则是反映自然过程的方向性的定律,故A错误;
B.根据熵增加原理,从微观意义上讲,在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小,故B正确;
C.从微观意义上讲,热力学第二定律是一个统计规律,故C正确;
D.热力学第一定律ΔU=W+Q,其中W是外界对热力学系统做的功,Q是外界向热力学系统传递的热量。一定质量的理想气体放出热量的同时,如果外界对气体做了功,气体的内能不一定减少,所以分子的平均动能不一定减少,故D正确;
E.理想气体的内能只与温度有关,所以一定质量的理想气体等温压缩,内能不变,故E错误。
15.【答案】ABD
【解析】解:A、扩散现象和布朗运动可证明分子在做永不停息的无规则运动,故A正确;
B、有一分子a从无穷远处趋近固定不动的分子b,分子力做正功,当a到达受b的分子力为零处时,a具有的动能达到最大;此后分子力做负功,动能一定减小;故B正确;
C、第二类永动机并没有违背能量守恒定律,但却违背了热力学第二定律,故C错误;
D、液晶既有液体的流动性,又具有单晶体的各向异性,故D正确
E、根据热力学第三定律得知,绝对零度只能接近,不能达到。故E错误;
16.【答案】方向性? 不违反
【解析】解:热量总是自发地从高温物体传递给低温物体,这说明热传递过程具有方向性;
由热力学第二定律知,热量不能自发的有低温物体传到高温物体,除非施加外部的影响和帮助;电冰箱把热量从低温的内部传到高温外部,需要压缩机的帮助并消耗电;故热量不可以自发地从冰箱内传递到冰箱外,但借助压缩机可以实验热量传到冰箱外,故电冰箱的工作原理没有违反热力学第二定律。
17.【答案】方向? 不可
【解析】解:根据热力学第二定律,扩散、热传递等现象与温度有关,是与热现象有关的宏观过程,具有方向性.
即朝某个方向的变化是可以自发发生的;而相反过程却不能自发进行,除非引起了其他方面的变化;即相反过程是不可逆的;
18.【答案】不一定;重核裂变
【解答】
能的转化有方向性,符合能量守恒的过程不一定能发生。核电站是利用重核裂变获得核能并将其转为电能。
故填:不一定;重核裂变。
19.【答案】一种形式? 另一种? 创造? 不可能? 能量守恒定律