10.5热力学第二定律的微观解释 同步一节一练(word版含答案)

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名称 10.5热力学第二定律的微观解释 同步一节一练(word版含答案)
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版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2021-06-01 14:13:49

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10.5热力学第二定律的微观解释
1.下列说法正确的是(  )
A.不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化
B.从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的
C.熵值越大,表明系统内分子运动越无序
D.热量是热传递过程中,内能大的物体向内能小的物体转移内能多少的量度
2.气闸舱是载人航天器中可供航天员由太空返回用的气密性装置,其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K,座舱A中充满空气,气闸舱B内为真空。打开阀门K,A中的气体进入B中,最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换,舱内气体可视为理想气体,下列说法正确的是________。
A.气体扩散前后内能相同
B.由热力学定律可知气体向真空扩散的过程是可逆过程
C.气体等温膨胀,压强减小
D.气体绝热过程,对外做功,内能减小
E.气体分子单位时间内与A舱壁单位面积上的碰撞次数将减少
3.下列说法正确的是__________。
A.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显
B.物体的机械能变化时,它的内能可以保持不变
C.可以从单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响
D.一定质量的理想气体保持体积不变,温度每升高1℃,压强就增加它在0℃时压强的false
E.一切与热现象有关的自发过程总是向着分子热运动无序性减小的方向进行的
4.下列说法中正确的是___________
A.布朗运动就是液体分子的无规则运动
B.熵是物体内分子运动无序程度的量度
C.若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽,当保持温度不变向下缓慢压活塞时,水汽的质量减少,密度不变
D.当分子间距离增大时,分子间引力增大,而分子间斥力减小
E.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
5.下列说法正确的是(  )
A.气体扩散现象表明气体分子间存在斥力
B.热量总是自发地从分子动能大的物体传递到分子动能小的物体
C.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
D.液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力
6.对分子动理论及热力学定律的理解,下列说法正确的是_______________。
A.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵是不会减少的
B.一定质量的理想气体经历等压膨胀过程,吸收热量,内能增大
C.冰箱把热量从低温物体传递到高温物体的过程,是遵循热力学第二定律的
D.布朗运动是由悬浮在液体中的固体小颗粒之间的相互碰撞产生的
E.两个分子在相互靠近的过程中其分子力逐渐增大,而分子势能一定先减小后增大
7.下列说法正确的是(  )
A.目前实验室内所能达到的最低温度为-273.15 ℃,即绝对零度
B.温度是分子平均动能的标志,温度升高,则物体的每一个分子的动能都增大
C.热平衡定律为:当A、B两物体分别与C物体达到热平衡时,则A物体与B物体之间也会处于热平衡状态
D.扩散现象说明分子之间存在空隙,同时也说明分子在永不停息地做无规则运动
8.关于热力学定律,下列说法中正确的是(  )
A.对某物体做功,一定能使该物体的内能增加
B.可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功
C.理想气体的等压膨胀过程一定吸热
D.热量不可能从低温物体传递到高温物体
E.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
9.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.在潮湿的天气里,洗湿的衣服不易晾干,是因为空气的绝对湿度大
C.饱和气压随温度升高而增大,与体积有关
D.若分子势能随着分子距离增大而增大,则分子间作用力的合力表现为引力
E.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
10.下列说法正确的是(  )
A.随着科技的进可以使温度降低到零下300摄氏度
B.相对湿度越小,人感觉越潮湿
C.液体与固体是否浸润,是由固体的材料决定
D.露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
11.关于热力学定律,下列说法中正确的是(  )
A.在一定条件下物体的温度可以降到绝对零度
B.第二类永动机和第一类永动机一样,都违背了能量守恒定律
C.热机的效率可以达到100%
D.在热传递中,热量不可能自发地从低温物体传给高温物体
12.下列说法正确的是(  )
A.体积和温度都相同的气体,内能一定相同
B.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加
C.一切过程都是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
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
10.5热力学第二定律的微观解释
1.下列说法正确的是(  )
A.不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化
B.从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的
C.熵值越大,表明系统内分子运动越无序
D.热量是热传递过程中,内能大的物体向内能小的物体转移内能多少的量度
【答案】AC
【解析】A.根据热力学第二定律可知,不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化,故A正确;
B.根据热力学第二定律可知,在没有外界影响之下,从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的,但如果存在外在影响是可以实现的,故B错误;
C.根据熵增加原理可知,熵值越大,表明系统内分子运动越无序,故C正确;
D.热量是热传递过程中,温度高的物体向温度低的物体转移内能多少的量度,故D错误。故选AC。
2.气闸舱是载人航天器中可供航天员由太空返回用的气密性装置,其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K,座舱A中充满空气,气闸舱B内为真空。打开阀门K,A中的气体进入B中,最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换,舱内气体可视为理想气体,下列说法正确的是________。
A.气体扩散前后内能相同
B.由热力学定律可知气体向真空扩散的过程是可逆过程
C.气体等温膨胀,压强减小
D.气体绝热过程,对外做功,内能减小
E.气体分子单位时间内与A舱壁单位面积上的碰撞次数将减少
【答案】ACE
【解析】AD.由于气闸舱B内为真空,可知气体进入B中的过程中不对外做功;又因为此过程中系统与外界没有热交换,根据热力学第一定律可知气体的内能不变,故A正确D错误;
B.根据熵增加原理可知一切宏观热现象均具有方向性,故B中气体不可能自发地全部退回到A中,故B错误;
CE.因为内能不变,故温度不变,平均动能不变,因为气闸舱B内为真空,对于座舱A中充满的空气,根据玻意耳定律
false
可知扩散后压强p减小,体积V增大,所以气体的密集程度减小,根据气体压强的微观意义可知气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少,故CE正确。
故选ACE。
3.下列说法正确的是__________。
A.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显
B.物体的机械能变化时,它的内能可以保持不变
C.可以从单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响
D.一定质量的理想气体保持体积不变,温度每升高1℃,压强就增加它在0℃时压强的false
E.一切与热现象有关的自发过程总是向着分子热运动无序性减小的方向进行的
【答案】ABD
【解析】A.温度越高分子热运动越剧烈,所以布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显,故A正确;
B.物体的机械能可以是0,但是分子的运动是永不停息的,一切物体都有内能,不论温度高低。因此内能不能为零,物体的内能与温度有关,与其本身的机械能无关,因此物体的机械能变化时,它的内能可以保持不变,故B正确。
C.根据热力学第二定律可知,不可以从单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响,故C错误;
D.气体发生等容变化,由理定律定律得:
false
气体的温度每升高1℃,它的压强就增加
false
它增加的压强与0℃时压强关系为:
false
故D正确;
E.根据热力学第二定律可知,一切与热现象有关的自发过程总是向着分子热运动无序性增大的方向进行的,故E错误。
故选ABD。
4.下列说法中正确的是___________
A.布朗运动就是液体分子的无规则运动
B.熵是物体内分子运动无序程度的量度
C.若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽,当保持温度不变向下缓慢压活塞时,水汽的质量减少,密度不变
D.当分子间距离增大时,分子间引力增大,而分子间斥力减小
E.当分子力表现为斥力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
【答案】BCE
【解析】A.布朗运动是固体小颗粒的无规则运动,间接反映液体分子的无规则运动,故A错误;
B.熵是物体内分子运动无序程度的量度,故B正确;
C.液体的饱和汽压与温度有关,温度不变,密度不变,体积减小,质量减少,故C正确;
D.当分子间距离增大时,分子间引力减小,分子间斥力也减小,故D错误;
E.当分子力表现为斥力时,分子力随分子间距离的减小而增大,间距离的减小,分子力做负功,分子势能增大,故E正确;
故选BCE。
5.下列说法正确的是(  )
A.气体扩散现象表明气体分子间存在斥力
B.热量总是自发地从分子动能大的物体传递到分子动能小的物体
C.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
D.液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力
【答案】CD
【解析】A.扩散说明分子在做无规则运动,不能说明分子间的斥力,A错误;
B.热量总是自发地从温度高的物体传递到温度低的物体,而温度是分子平均动能的标志,所以热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能减小的物体,但分子动能并非分子平均动能,B错误;
C.根据热力学第二定律,自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的,C正确;
D.液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,则液体表面分子间的作用表现为相互吸引,所以存在表面张力,D正确。
故选CD。
6.对分子动理论及热力学定律的理解,下列说法正确的是_______________。
A.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵是不会减少的
B.一定质量的理想气体经历等压膨胀过程,吸收热量,内能增大
C.冰箱把热量从低温物体传递到高温物体的过程,是遵循热力学第二定律的
D.布朗运动是由悬浮在液体中的固体小颗粒之间的相互碰撞产生的
E.两个分子在相互靠近的过程中其分子力逐渐增大,而分子势能一定先减小后增大
【答案】ABC
【解析】A.根据熵增加原理,在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减少,故A正确;
B.一定质量的理想气体经历等压膨胀过程,温度升高,内能增大,体积増加,气体对外做功,根据热力学第一定律可知,气体一定吸收热量,B正确;
C.冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体,要消耗电能,因此遵循热力学第二定律,C正确;
D.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒受到液体分子的撞击作用不平衡而产生的,D错误;
E.当两分子间的距离为平衡距离时,分子间的作用力为零,两分子间的距离从平衡距离开始减小,分子间的作用力增大,当两分子间距离从无穷大逐渐靠近的过程中,分子力先增大再减小然后再增大;两分子间的距离等于平衡距离时分子势能最小,当两分子间的距离大于平衡距离时,随分子间距离的减小分子势能减小,当两分子间的距离小于等于平衡距离时,随两分子间距离的减小分子势能增大,故E错误。
故选ABC。
7.下列说法正确的是(  )
A.目前实验室内所能达到的最低温度为-273.15 ℃,即绝对零度
B.温度是分子平均动能的标志,温度升高,则物体的每一个分子的动能都增大
C.热平衡定律为:当A、B两物体分别与C物体达到热平衡时,则A物体与B物体之间也会处于热平衡状态
D.扩散现象说明分子之间存在空隙,同时也说明分子在永不停息地做无规则运动
【答案】CD
【解析】A.绝对零度是宇宙温度的下限,是理论上所能达到的最低温度,在实验室内是达不到的,故A错误;
B.温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增大,但并不是每个分子的动能都增大,故B错误;
C.热平衡定律为:当两个物体都与另一物体达到热平衡时,则这两个物体之间也会处于热平衡状态,故C正确;
D.扩散现象说明分子之间存在空隙,也说明分子在永不停息地做无规则运动,故D正确。故选CD。
8.关于热力学定律,下列说法中正确的是(  )
A.对某物体做功,一定能使该物体的内能增加
B.可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功
C.理想气体的等压膨胀过程一定吸热
D.热量不可能从低温物体传递到高温物体
E.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
【答案】BCE
【解析】A.根据热力学第一定律
ΔU=W+Q
可知,对某物体做功,同时该物体放出热量,内能可能减小,A错误;
B.热力学第二定律的开尔文表述为:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。由此可知,在产生其他影响的情况下,可以从单一热源吸收热量使之完全变为功,B正确;
C.理想气体在等压膨胀过程中,由盖—吕萨克定律得
false
可知,体积膨胀,气体的温度一定升高,内能一定增加,由热力学第一定律
ΔU=W+Q
可知,由于气体膨胀对外做功,
W<0

Q>0
所以气体一定吸热,C正确;
D.电冰箱工作时,冰箱内的温度低,但是热量仍然可以从冰箱内传到冰箱外,D错误;
E.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,这是热力学第二定律的微观意义,E正确。
故选BCE。
9.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.在潮湿的天气里,洗湿的衣服不易晾干,是因为空气的绝对湿度大
C.饱和气压随温度升高而增大,与体积有关
D.若分子势能随着分子距离增大而增大,则分子间作用力的合力表现为引力
E.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
【答案】ADE
【解析】A.由于表面张力的作用,空中下落的雨滴呈球形,故A正确;
B.在潮湿的天气里,洗湿的衣服不易晾干,是因为空气的相对湿度大,故B错误;
C.饱和气压随温度升高而增大,与体积无关,故C错误;
D.若分子势能随着分子距离增大而增大,说明分子力做了负功,则分子间作用力的合力表现为引力,故D正确;
E.自然发生的热传递过程是沿着分子热运动无序性增大(即熵增大)的方向进行的,故E正确。
故选ADE。
10.下列说法正确的是(  )
A.随着科技的进可以使温度降低到零下300摄氏度
B.相对湿度越小,人感觉越潮湿
C.液体与固体是否浸润,是由固体的材料决定
D.露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
【答案】D
【解析】A.根据热力学第三定律,绝对零度不可达,也就是零下273.15℃不可达,零下300摄氏度根本不存在,A错误;
B.相对湿度越小,人感觉越干燥,B错误;
C.液体与固体是否浸润,是由固体的材料和液体的性质决定,不仅仅由固体的材料决定,C错误;
D.露珠呈球形是由于液体表面张力的作用,D正确。
故选D。
11.关于热力学定律,下列说法中正确的是(  )
A.在一定条件下物体的温度可以降到绝对零度
B.第二类永动机和第一类永动机一样,都违背了能量守恒定律
C.热机的效率可以达到100%
D.在热传递中,热量不可能自发地从低温物体传给高温物体
【答案】D
【解析】A.热力学第三定律告诉我们,绝对零度永远无法达到,A错误;
B.第一类永动机违反能量守恒定律,第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反热力学第二定律,B错误;
C.不可能从单一热源吸收热量使之全部用来做功而不产生其他影响,热机效率无法达到100%,C错误;
D.热量可以从低温物体传到高温物体,但是不可能自发的从低温传到高温物体,D正确。
故选D。
12.下列说法正确的是(  )
A.体积和温度都相同的气体,内能一定相同
B.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加
C.一切过程都是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
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.体积和温度都相同的气体,内能不一定相同,还和气体的种类有关,故A错误;
B.根据理想气体状态方程
false
可知,一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,温度升高,而一定量的理想气体得内能仅仅与温度有关,所以气体的内能一定增加,故B正确;
C.根据熵增原理可知,一切自发的热学过程都是向着分子热运动无序性增大的方向进行。故C错误;
D.根据热力学第二定律,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他影响,所以机械能可以全部转化为内能,而内能无法全部用来做功以转换成机械能,故D错误。
故选B。