10.4热力学第二定律 同步一节一练(word版含答案)

文档属性

名称 10.4热力学第二定律 同步一节一练(word版含答案)
格式 docx
文件大小 94.6KB
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 2021-06-01 14:11:25

图片预览

文档简介

10.4热力学第二定律
1.用图示实验装置来测量大气压强,将一定质量不溶于水的理想气体密封在烧瓶内,烧瓶通过细玻璃管与注射器和装有水银的U形管连接,最初竖直放置的U形管左右两边的水银面等高,烧瓶中气体体积为600 mL。现用注射器缓慢向烧瓶中注人150 mL的水,稳定后水银面的高度差为25 cm,不计细玻璃管和U形管中气体的体积,环境温度不变。则(  )
A.注水过程中瓶中气体体积不变 B.注水过程中瓶中气体内能变小
C.注水过程中瓶中气体放热 D.大气压强为75 cmHg
2.下列说法正确的有(  )
A.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡,用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度
B.质量和温度都相同的理想气体,内能不一定相同
C.某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为V、密度为ρ,用false表示阿伏伽德罗常数,每个气体分子的质量false,每个气体分子的体积false
D.当分子间作用力表现为斥力时,随分子间距离的减小分子势能增大
E.热量可以自发地从低温物体传递到高温物体
3.如图,导热的气缸固定在水平地面上,用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中,气缸内壁光滑。现用水平外力F作用于活塞杆,使活塞缓慢地向右移动一段距离,在此过程中,环境温度保持不变,下列说法正确的是(  )
A.水平外力F做的功等于气体内能的增加
B.因为活塞受力平衡所以水平外力F为恒力
C.气体是从单一热源吸热,并且全部用来对外做功
D.活塞克服大气压力做功数值上等于水平外力F做功与气体从外界吸收的热量之和
4.下列说法正确的是(  )
A.热量可以从低温物体向高温物体传递
B.一定量的某理想气体温度升高时,内能一定增大
C.某冰水混合物的温度为0°C,则其分子的平均动能为零
D.10克100℃水蒸气的内能大于10克100℃水的内能
E.气体如果失去了容器的约束就会散开,原因是气体分子之间斥力大于引力
5.以下说法正确的是(  )
A.气体吸热的同时,也对外做功,则气体的温度有可能降低
B.温度低的气体不存在速率大的分子
C.内能一定无法全部用来做功转化为机械能,而不引起其他变化
D.水的饱和汽压随着温度升高而增大
E.布朗运动就是物体分子的无规则热运动
6.下列说法正确的是(  )
A.沸水中的胡椒粉不断翻滚,说明温度越高布朗运动越激烈
B.冰熔化成水的过程中,水分子的平均动能不变,分子势能增大
C.水银不能浸润玻璃,是因为附着层内的液体分子间的作用表现为引力而收缩
D.热量不可能从低温物体传到高温物体
7.下列说法中正确的是(  )
A.温度越高水的饱和蒸汽压越大
B.把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于水的浮力的缘故
C.晶体在熔化过程中吸收热量,但温度不变
D.气体从外界吸收热量的同时对外界做功,其内能可能增加
E.不可以从单一热源吸收热量,使之完全转换为功
8.下列说法中正确的是(  )
A.气体的温度降低,每个气体分子运动的速率都降低
B.布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动
C.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子之间的势能增加
D.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低
E.空调机压缩机制冷时,将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外,所以这一过程不遵守热力学第二定律
9.如图所示,导热的汽缸固定在水平地面上,用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中,汽缸的内壁光滑。现用水平外力F作用于活塞杆,使活塞缓慢地向右移动,在此过程中,环境温度保持不变,下列说法正确的是(  )
A.气体吸收热量
B.气体分子平均动能不变
C.气体内能不变,却对外做功,此过程违反热力学第一定律,不可能实现
D.气体是从单一热源吸热,全部用来对外做功,但此过程不违反热力学第二定律
10.舰载机尾焰的温度超过1000℃,因此国产航母“山东舰”甲板选用耐高温的钢板。下列说法中正确的是(  )
A.钢板是非晶体
B.钢板的物理性质是各向同性的
C.尾焰喷射到钢板上时,该处所有分子的动能都增大
D.发动机燃油燃烧产生的热量可以全部用来对舰载机做功
11.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
12.如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)。这就是著名的“卡诺循环”、下列说法正确的是(  )
A.A→B过程中,气体从外界吸热并全部用来对外做功,所以违反了热力学第二定律
B.B→C过程中,气体分子的平均动能减小
C.C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D.D→A过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化
10.4热力学第二定律
1.用图示实验装置来测量大气压强,将一定质量不溶于水的理想气体密封在烧瓶内,烧瓶通过细玻璃管与注射器和装有水银的U形管连接,最初竖直放置的U形管左右两边的水银面等高,烧瓶中气体体积为600 mL。现用注射器缓慢向烧瓶中注人150 mL的水,稳定后水银面的高度差为25 cm,不计细玻璃管和U形管中气体的体积,环境温度不变。则(  )
A.注水过程中瓶中气体体积不变 B.注水过程中瓶中气体内能变小
C.注水过程中瓶中气体放热 D.大气压强为75 cmHg
【答案】CD
【解析】A.由题可知,水进入瓶中,则瓶中气体体积变小,故A错;
B.气体的内能是由温度和物质的量的多少决定的,一定质量的气体,温度不变,内能也不变,故B错误;
C.因为体积减少,说明外界对气体做功,,有热力学第二定律
false
气体内能不变,则气体对外放热,故C对;
D.开始气压为大气压强,设为false,初始false,注水后false
false
所以由玻意耳定律有
false
可得出
false
故D对。
故选CD。
2.下列说法正确的有(  )
A.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡,用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度
B.质量和温度都相同的理想气体,内能不一定相同
C.某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为V、密度为ρ,用false表示阿伏伽德罗常数,每个气体分子的质量false,每个气体分子的体积false
D.当分子间作用力表现为斥力时,随分子间距离的减小分子势能增大
E.热量可以自发地从低温物体传递到高温物体
【答案】ABD
【解析】A.两个系统达到热平衡时,具有的“共同热学性质”的物理量是温度,故A选项正确;
B.理想气体的内能由物质的量和温度共同决定,温度相同,气体分子的平均动能相同,但质量相同的不同气体的物质的量不同,所以内能也不同,B选项正确;
C.该选项描述的是每个气体分子所占据的平均体积,而不是气体分子自身的体积,C选项错误;
D.当分子间作用力表现为斥力时,分子距离减小时,分子力做负功,则分子势能增加,即分子势能随分子间距离的减小而增大,故选项D正确。
E.热量不能自发地从低温物体传递到高温物体,但可以在外界影响下从低温到高温物体,如电冰箱,E选项错误。
故选ABD。
3.如图,导热的气缸固定在水平地面上,用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中,气缸内壁光滑。现用水平外力F作用于活塞杆,使活塞缓慢地向右移动一段距离,在此过程中,环境温度保持不变,下列说法正确的是(  )
A.水平外力F做的功等于气体内能的增加
B.因为活塞受力平衡所以水平外力F为恒力
C.气体是从单一热源吸热,并且全部用来对外做功
D.活塞克服大气压力做功数值上等于水平外力F做功与气体从外界吸收的热量之和
【答案】CD
【解析】A.理想气体的内能等于分子动能,由于温度不变所以内能不变,故A错误;
B.气体等温膨胀,根据玻意耳定律PV=C,其中C为定值,可知气压不断减小,故内外气体的压力向左变大,故F逐渐变大,故B错误;
C.气体是从单一热源吸热,全部用来对外做功,但是引起了其它变化(外力F做功),所以此过程是可以的,不违反热力学第二定律,故C正确;
D.根据能量守恒定律,可知活塞克服大气压力做功数值上等于水平外力F做功与气体从外界吸收的热量之和,故D正确。
故选CD。
4.下列说法正确的是(  )
A.热量可以从低温物体向高温物体传递
B.一定量的某理想气体温度升高时,内能一定增大
C.某冰水混合物的温度为0°C,则其分子的平均动能为零
D.10克100℃水蒸气的内能大于10克100℃水的内能
E.气体如果失去了容器的约束就会散开,原因是气体分子之间斥力大于引力
【答案】ABD
【解析】A.热量不可以“自己”从低温物体向高温物体传递,能在“一定”的条件下是可以实现的,A正确;
B.气体分子的平均动能只与分子的温度有关,因此温度升高,平均动能增加,而理想气体的内能只有分子动能,气体分子的内能一定增大,B正确;
C.分子在做永不停息的无规则运动,因此其分子的平均动能不是零,C错误;
D.同样质量同样温度的水蒸气和水的平均动能相等,可同样温度的水变成水蒸气需要吸收热量,因此水蒸气的内能更大,D正确;
E.气体分子间的距离很大,相对作用力近似是零,气体如果没有容器的约束,气体分子散开原因是分子做杂乱无章的运动的结果,E错误。
故选ABD。
5.以下说法正确的是(  )
A.气体吸热的同时,也对外做功,则气体的温度有可能降低
B.温度低的气体不存在速率大的分子
C.内能一定无法全部用来做功转化为机械能,而不引起其他变化
D.水的饱和汽压随着温度升高而增大
E.布朗运动就是物体分子的无规则热运动
【答案】ACD
【解析】A.气体吸热,但若对外做功更多,则内能减少,温度降低。A正确;
B.温度低的气体分子平均运动速度低,但依然存在速率大的气体分子。B错误;
C.机械能可以全部变为内能,但内能不能全转化为机械能,不引起其他变化。C正确;
D.温度越高,水的饱和汽压越大。D正确;
E.布朗运动反映了气体分子的无规则热运动。E错误;
故选ACD。
6.下列说法正确的是(  )
A.沸水中的胡椒粉不断翻滚,说明温度越高布朗运动越激烈
B.冰熔化成水的过程中,水分子的平均动能不变,分子势能增大
C.水银不能浸润玻璃,是因为附着层内的液体分子间的作用表现为引力而收缩
D.热量不可能从低温物体传到高温物体
【答案】BC
【解析】A.水中的胡椒粉,加热时发现水中的胡椒粉在翻滚,是水的对流引起的,不是布朗运动,故A错误;
B.温度是分子平均动能的标志,冰熔化成水的过程中,温度不变,水分子的平均动能不变,吸收的能量来增加水的分子势能,故B正确;
C.一种液体与某种固体表现为不浸润,是因为附着层内分子之间的作用表现为引力,附着层有收缩的趋势的原因,故C正确;
D.根据热力学第二定律可知,热量不可能自发地从低温物体传到高温物体;但在一条件下,是可以由低温物体传到高温物体的,故D错误。
故选BC。
7.下列说法中正确的是(  )
A.温度越高水的饱和蒸汽压越大
B.把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于水的浮力的缘故
C.晶体在熔化过程中吸收热量,但温度不变
D.气体从外界吸收热量的同时对外界做功,其内能可能增加
E.不可以从单一热源吸收热量,使之完全转换为功
【答案】ACD
【解析】A.温度越高,水的蒸发越厉害,平衡时水蒸气中分子数较多,故水的饱和蒸汽压越大,A正确;
B.把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于水的表面张力的缘故,B错误;
C.晶体在熔化过程中吸收热量,但温度不变,C正确;
D.气体从外界吸收热量的同时对外界做功,由热力学第一定律可知,其内能可能增加、可能减小、也可能不变,D正确;
E.不可以从单一热源吸收热量,使之完全转换为功,而不引起其他变化,E错误。
故选ACD。
8.下列说法中正确的是(  )
A.气体的温度降低,每个气体分子运动的速率都降低
B.布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动
C.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子之间的势能增加
D.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低
E.空调机压缩机制冷时,将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外,所以这一过程不遵守热力学第二定律
【答案】BCD
【解析】A.气体的温度降低,分子的平均速率降低。故A错误;
B.布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动。故B正确;
C.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,分子间距变大,分子力做负功,其分子之间的势能增加。故C正确;
D.在宏观上,温度表示了分子的热运动的剧烈程度,故只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低。故D正确;
E.空调机压缩机制冷时,将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外,前提条件是压缩机做功了,这个热学过程不是自发的,所以这一过程仍然遵守热力学第二定律。故D错误。
故选BCD。
9.如图所示,导热的汽缸固定在水平地面上,用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中,汽缸的内壁光滑。现用水平外力F作用于活塞杆,使活塞缓慢地向右移动,在此过程中,环境温度保持不变,下列说法正确的是(  )
A.气体吸收热量
B.气体分子平均动能不变
C.气体内能不变,却对外做功,此过程违反热力学第一定律,不可能实现
D.气体是从单一热源吸热,全部用来对外做功,但此过程不违反热力学第二定律
【答案】ABD
【解析】A.温度不变,内能不能,体积膨胀时对外做功,根据热力学第一定律得知气体一定吸热,A正确;
B.环境温度保持不变,由于气缸导热,气缸内气体温度不变,所以气缸内的气体发生等温膨胀,温度是分子热运动平均动能的标志,故分子热运动的平均动能不变,B正确;
C.气体内能不变,对外做功,从外界吸收热量,不违反热力学第一定律,可以实现,C错误;
D.由热力学第二定律知不可能从单一热源吸热全部用来做功而不引起其它变化,该气体是从单一热源吸热,全部用来对外做功,是在外界的影响下发生的,所以不违反热力学第二定律,D正确。
故选ABD。
10.舰载机尾焰的温度超过1000℃,因此国产航母“山东舰”甲板选用耐高温的钢板。下列说法中正确的是(  )
A.钢板是非晶体
B.钢板的物理性质是各向同性的
C.尾焰喷射到钢板上时,该处所有分子的动能都增大
D.发动机燃油燃烧产生的热量可以全部用来对舰载机做功
【答案】B
【解析】A.钢板耐高温,有固定的熔点,是晶体,故A错误;
B.钢是多晶体,晶粒在空间排列相同,是各向同性,故B正确;
C.温度升高分子平均动能增大,并不是所有分子的动能都增大,故C错误;
D.自发状态下,热量不可能全部用来做功,故D错误。
故选B。
11.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
【答案】B
【解析】A.第二类永动机违反了热力学第二定律,因此不可能制成,故A错误;
B.效率为100%的热机是不可能制成的,故B正确;
C.电冰箱通过消耗电能才能把热量从低温的箱体内转移到温度较高的箱体外,故C错误;
D.从单一热源吸收热量,不可能使之完全变为有用功,故D错误。
故选B。
12.如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)。这就是著名的“卡诺循环”、下列说法正确的是(  )
A.A→B过程中,气体从外界吸热并全部用来对外做功,所以违反了热力学第二定律
B.B→C过程中,气体分子的平均动能减小
C.C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D.D→A过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化
【答案】B
【解析】A.A→B过程中,温度不变内能不变,故气体从外界吸热并全部用来对外做功,该过程必然有外界的作用,因此产生了其他影响,不违背热力学第二定律,A错误;
B.B→C为绝热过程,体积增大对外做功,由热力学第一定律可知,内能减小温度降低,故气体分子的平均动能减小,B正确;
C.C→D过程,温度不变,体积减小压强增大,从微观上来看,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多,C错误;
D.D→A为绝热过程,体积减小,外界对气体做功,故内能增大,温度升高,分子平均动能增大,气体分子的速率分布曲线会发生变化,D错误。
故选B。