学习方略》2013-2014学年高中物理鲁科版选修3-3课时训练·速提升第5章 第3节 第4节熵——无序程度的量度.doc

温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时训练速提升【基础达标】1.(基础理论辨析题)关于热力学第二定律和熵,下列说法正确的是()A.热传递过程是可逆过程B.凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性C.在不引起其他变化的情况下,热可以完全转化为功D.熵值越大,意味着系统越有序E.只要有内能的产生,能量做功的本领就会降低F.在任何自然过程中,总熵是守恒的2.下列关于能量转化的说法中,正确的是()A.机械能可以转化为内能,但内能不能转化为机械能B.机械能可以转化为内能,内能也能转化为机械能C.机械能不可以转化为内能,但内能可以转化为机械能D.机械能可以转化为内能,但内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化3.物体A和B接触,发现A放出热量,B吸收热量,则下列说法正确的是()A.A的温度一定比B的温度高B.A的内能一定比B的内能大C.A的热量一定比B的热量多D.A的比热一定比B的比热大4.关于永动机和热力学的讨论,下列叙述正确的是()A.第二类永动机违反能量守恒定律B.如果物体从外界吸收了热量,则物体的内能一定增加C.外界对物体做功,则物体的内能一定增加D.做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能量转化或转移的观点来看这两种内能改变方式是有区别的5.下列说法正确的是()A.一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行B.一切自然过程总是沿着分子热运动的有序性增大的方向进行C.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵一定不会增大D.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵可能减小6.关于制冷机制冷过程的说法中,正确的是()A.此过程违反了热力学第二定律B.此过程没有违反热力学第二定律C.此过程违反了能量守恒定律D.此过程没有违反能量守恒定律7.关于两类永动机和热力学两个规律,下列说法正确的是()A.第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B.第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C.由热力学第一定律可知做功不一定改变内能,热传递也不一定改变内能,但同时做功和热传递一定会改变内能D.由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的,从单一热源吸收热量,完全转化为功也是可能的8.下列说法正确的是()A.机械能全部变成内能是不可能的B.第二类永动机不可能制造成功的原因是能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或从一种形式转化成另一种形式C.根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体D.从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的【能力提升】1.关于热力学第二定律,下列说法中正确的是()A.热力学第二定律是通过实验总结出来的实验定律B.热力学第二定律是通过大量自然现象的不可逆性总结出来的经验定律C.热力学第二定律是物理学家从理论推导得出来的结果D.由于热力学第二定律没有理论和实验的依据,因此没有实际意义2.我们绝不会看到一个放在水平地面上的物体,靠降低温度可以把内能自发地转化为动能而运动起来。其原因是()A.这违反了能量守恒定律B.在任何条件下,内能都不可能转化成机械能,只有机械能才会转化成内能C.机械能和内能的转化过程具有方向性,内能完全转化成机械能是有条件的D.以上说法均不正确3.如图所示,两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满气体,Q内为真空,整个系统与外界没有热交换,打开阀门后,P中的气体进入Q中,最终达到平衡,则()A.气体的体积膨胀,内能增加B.气体分子势能减少,内能增加C.气体分子势能增加,压强可能不变D.Q中气体不可能自发地全部退回到P中4.如图为电冰箱的工作原理示意图。压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环。在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量,经过冷凝器时制冷剂液化,放出热量到箱体外。下列说法正确的是()A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D.电冰箱的工作原理违反热力学第一定律5.(1)在物理学中,反映自然过程方向性的定律是。(2)热力学第二定律的开尔文表述阐述了机械能与内能转变的方向性,机械能可以转变为内能,而内能转变为机械能而不引起其他变化。(3)引入熵的概念后,人们也把热力学第二定律叫做熵增加原理,具体表述为：_。答案解析【基础达标】1.【解析】选B、E。凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性,是不可逆的,故A错误B正确;在不引起其他变化的情况下,热不可以完全转化为功,C项错误;熵值越大,意味着系统越无序,D错误;只要有内能的产生,系统的熵值就会增加,能量做功的本领就会降低;根据熵增加原理可得在任何自然过程中,总熵是增加的,F项错误。2.【解析】选B、D。由能的转化和守恒定律知,各种形式的能量之间可以相互转化,但是内能在转化为机械能的过程中,由于内能的各种耗散,内能不会完全转化为机械能而不引起其他变化。故B、D正确。3.【解析】选A。自发进行的热传递的方向,一定是从高温物体传向低温物体。热量是热传递中内能改变的量度,只有在热传递中“热量”才有意义,“热量”只能“吸收”“放出”,而不能“具有”。所以只有A正确,B、C、D错误。4.【解析】选D。第二类永动机并不违反能量守恒定律,它不符合热力学第二定律,选项A错误。根据热力学第一定律U=Q+W可知,物体内能的变化由物体与外界交换的热量和与外界做功的情况两方面因素共同决定,选项B、C错误。做功是机械能转化为内能,而热传递是物体间内能的转移,在改变内能的方式上是有区别的,选项D正确。5.【解题指南】熵是反映系统无序程度的物理量。熵越大,无序程度越大,一个孤立系统的熵永远不会减小。【解析】选A。功转变为热是机械能转化为内能的过程,从微观的角度看,在机械运动中,分子主要沿同一方向运动;而在热运动中,分子无规则地向各个方向运动,机械能转变为内能的过程是大量分子从有序运动向无序运动转化的过程,热传导的过程也是使无序程度增大的过程。总之,一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动无序程度增大的方向进行。这是热力学第二定律的微观本质,选项A正确,B错误。因为不可逆过程总是沿着无序程度增大的方向进行,而熵是无序程度大小的量度,所以在孤立系统中,一切不可逆过程总是沿着熵增加的方向进行,这就是熵增加原理,选项C、D错误。6.【解析】选B、D。制冷机可以从低温物体吸收热量传给高温物体,但必须消耗电能。热力学第二定律并不否认热量可从低温物体传给高温物体,关键是“是否产生其他影响”,A错误,B正确。任何物理过程都不违反能量守恒定律,C错误,D正确。7.【解析】选D。第一类永动机违反热力学第一定律,第二类永动机违反热力学第二定律,A、B错误;由热力学第一定律可知,W0,Q0,但U=W+Q可以等于0,C错误;由热力学第二定律可知,D中现象是可能的,但若不引起其他变化是不可能的,D对。8.【解析】选D。机械能可以完全转化为内能,摩擦生热就是个例子,A错误。所谓的第二类永动机是违背热力学第二定律的机器,但不违背能量的转化与守恒定律,B错误。采取其他措施可以把热量从低温物体传到高温物体,如空调机,通过做功将热量从低温物体传到高温物体,C选项错误。热力学第二定律的表述是“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。”例如,理想气体的等温膨胀。理想气体可以把吸收的热量全部用来做功,但是却产生了其他影响,即理想气体的体积膨胀了,D选项正确。【变式备选】下列说法中正确的有()A.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,因此不可能制成B.根据能量守恒定律,经过不断地技术改造,热机的效率可以达到100%C.因为能量守恒,所以“能源危机”是不可能真正出现的D.自然界中的能量是守恒的,但有的能量便于利用,有的不便于利用,因此要节约能源【解析】选D。第一类永动机违背了能量守恒定律,第二类永动机违背了热力学第二定律,A错误。热机的效率永远小于100%,因为要向低温热源散热,B错误。虽然能量守恒,但可利用的能量越来越少,能量品质降低了。因此要节约能源,C错误,D正确。【能力提升】1.【解析】选B。热力学第二定律是物理学家通过对大量自然现象的分析,又总结了生产和生活经验而得到的结论,是一个经验定律,它并不能通过理论和实验来证明,但它符合客观事实,因此是正确的。它显示了宏观过程的方向性,使人们认识到第二类永动机不可能制成,对于我们认识自然和利用自然有着重要的指导意义。选项B正确。2.【解析】选C。此现象说明了机械能和内能之间转化的方向性,并不违反能量守恒定律,因此,C正确,A、B、D错误。3.【解析】选D。当阀门K被打开,P中气体进入Q中,由于Q中为真空,且系统与外界没有热交换,所以气体内能不变,选项A、B错误。气体体积增大,温度不变,压强减小,选项C错误。由热力学第二定律可知,Q中气体不可能自发地全部退回到P中,所以选项D正确。4.【解析】选B、C。热力学第一定律适用于所有的热学过程,C正确,D错误;由热力学第二定律可知,A错误,B正确。【总结提升】热力学第二定律的解题关键(1)解决有关热力学第二定律问题的关键是熟记两种表述,并理解两种表述的等效性。(2)抓住热力学第二定律的实质是自然界中所有涉及热现象的宏观过程都具有方向性。(3)热量可以从高温物体传到低温物体,