高中人教版物理选修1-2 第二章第五节 有序无序和熵 同步测试

高中人教版物理选修1-2 第二章
第五节有序无序和熵同步测试
一、单选题（共10题；共20分）
1.下列说法中正确的是（）
A. 一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性
B. 一切不违背能量守恒与转化定律的物理过程都是可以实现的
C. 由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行
D. 一切物理过程都不可能自发地进行
2.下列各图中，属于内能转化为机械能的是（）
A. 两手相互摩擦能发热
B. 水沸腾时蒸汽冲开壶盖
C. 锯木头锯子发烫
D. 压缩空气引火
3.下列说法中不正确的是（）
A. 熵是物体内分子运动无序程度的量度
B. 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，压强不变
C. 多晶体具有规则的几何外形，物理性质具有各向异性
D. 农民在干旱天气里锄松土壤是为了破坏土壤中的毛细管
4.关于热传递的叙述，正确的是（）
A. 在自然条件下，只要不违背能量的转化和守恒定律，热传递的过程总是可逆的
B. 在自然条件下，热传递过程是可逆的
C. 在自然条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体
D. 在自然条件下，热量不可能从低温物体传给高温物体
5.根据热力学第二定律，下列判断错误的是（）
A. 热机中，燃气内能不可能全部转化为机械能
B. 一个物体的机械能不可能全部转化为内能
C. 在火力发电机中，燃气的内能不可能全部转化为电能
D. 在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
6.下列说法中正确的是（）
A. 热量可以自发地从低温物体传给高温物体
B. 内能不能转化为动能
C. 摩擦生热是动能向内能的转化
D. 热机的效率最多可以达到100%
7.关于热力学定律，下列说法不正确的是（）
A. 为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
B. 功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
C. 可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
D. 不可能使热量从低温物体传向高温物体
8.下列关于热学知识的说法正确的是（）
A. 在一个孤立系统中，一个自发过程中的熵总是向减少的方向进行
B. 在使两个分子间的距离由很远（r＞10﹣9m）减小到很难再靠近的过程中，分子间的作用力先减小后增大，分子势能不断增大
C. 由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力
D. 用油膜法测出油分子的直径后，要估算阿伏加德罗常数，只需再知道油的密度即可
9.以下说法正确的有（）
A. 热量不能自发地从低温物体传给高温物体
B. 物体的温度升高，表示物体中所有分子的动能都增大
C. 电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“热传递”方式实现的
D. 晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大
10.对热力学第二定律，下列理解正确的是（）
A. 自然界进行的一切宏观过程都是可逆的
B. 自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的
C. 热量不可能由低温物体传递到高温物体
D. 第二类永动机违背了能量守恒定律，因此不可能制成
二、填空题（共5题；共7分）
11.一切自发进行的与热现象有关的宏观过程，都具有方向性（自发过程是指没有外来干扰自然进行的过程），那么________，________等等热学现象具有方向性．
12.设想在一间与外界绝热的房间里，有一台正在工作的电冰箱，如果电冰箱的门是开着的，那么室内温度将________．
13.（两个温度不同的物体接触时，热量会自发地从高温物体传向低温物体，直到两者温度相等；一个温度处处相等的物体，不可能自发地变得一部分温度高，另一部分温度低．这一事实说明，一切自然过程总是沿着分子热运动的________的方向进行的．
14.热力学第三定律的内容为：热力学零度________．摄氏温度为t=27℃相对应的热力学温度为
T=________K ．
15.电冰箱工作时，能把箱内的热传到箱外，这________（选“违反”或“不违反”）热力学第二定律．
三、解答题（共2题；共10分）
16.1821年，德国物理学家塞贝克发现了一种怪现象：把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路，然后把铜铁丝的一个联接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温，另一个联接点放在火焰上加热，升到很高的温度时，发现灵敏电流计的指针发生了偏转，表明闭合电路中产生了电流，这就是温差发电现象．问：这一实验是否违反热力学第二定律？简述这一过程中能的转化情况．
17.太阳能的特点是巨大、清洁、取之不尽．如图为箱式太阳灶示意图．分析这种太阳灶的原理．思考人类有可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能吗？
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】A
【解析】【解答】解：A、根据热力学第二定律，一切自发进行的与热现象有关的宏观过程，都具有方向性．故A正确；B、一切自发进行的与热现象有关的宏观过程，都具有方向性，所以不违背能量守恒与转化定律的物理过程不一定都是可以实现的．故B错误；
C、根据热力学第二定律，一切自发进行的与热现象有关的宏观过程，都具有方向性，而不是可以由热力学第二定律判断物理过程能否自发进行．故C错误；
D、根据热力学第二定律，一部分物理过程可以自发进行的．故D错误．
故选：A
【分析】一切自发进行的与热现象有关的宏观过程，都具有方向性，扩散、热传递等现象具有方向性．2.【答案】B
【解析】【解答】解：A、两手相互摩擦能发热，是摩擦生热，是机械能转化为内能．不符合题意．B、烧水时蒸气把壶盖顶起，是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能．符合题意．
C、锯木头锯子发烫，是机械能转化为内能．不符合题意．
D、压缩空气引火，一是压缩气体做功，机械能转化为内能，不符合题意．
故选B
【分析】（1）自然界的能量既不会消失，也不会创生，只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上．（2）生活中存在很多机械能和其他形式能的转化的现象．内燃机是内能转化为机械能；发电机是机械能转化为电能；电动机是电能转化为机械能；摩擦生热是机械能转化为内能等等．3.【答案】C
【解析】【解答】A、熵（entRopy）指的是体系的混乱的程度，是物体内分子运动无序程度的量度．故A 正确；B、饱和水蒸气的压强与温度有，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，压强不变，水汽的质量减少．故B正确；C、多晶体具有规则的几何外形，物理性质具有各向同性．故C错误；D、农民在干旱天气里锄松土壤是利用毛细现象，为了破坏土壤中的毛细管，来阻碍水分的蒸发．故D正确；故选：C
【分析】熵是物体内分子运动无序程度的量度；饱和水蒸气的压强与温度有关，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，压强不变；多晶体具有规则的几何外形，物理性质具有各向同性；农民在干旱天气里锄松土壤是为了破坏土壤中的毛细管，来阻碍水分的蒸发；用油膜法测出油分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需再知道油的摩尔体积．
4.【答案】D
【解析】【解答】解：A、据热力学第二定律可知，自然界的热现象具有自发性，热传递过程中热量只会从高温物体自发的传给低温物体，不可能自发的传给高温物体，故AB错误；CD、热量可以自发的从高温物体传给低温物体，不可能自发的从低温物体传给高温物体，故C 错误，D正确．
故选：D．
【分析】首先知道自然界的热现象具有自发性，利用热力学第二定律解释，热传递过程中热量只会从高温物体自发的传给低温物体，不可能自发的传给高温物体．
5.【答案】B
【解析】【解答】解：A、由热力学第二定律知热机的效率不可能达到100%，则热机中，燃气内能不可能全部变为机械能．故A正确．B、物体机械能能全部转化为内能，故B错误；
C、火力发电机发电时，能量转化的过程为内能﹣﹣机械能﹣﹣电能，因为内能﹣﹣机械能的转化过程中会对外放出热量．故燃气的内能必然不能全部变为电能，故C正确．
D、热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定律第一种表述的主要思想，故D正确．
本题选错误的，故选：B．
【分析】本题考查热力学第二定律的内容：一种表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响．另一种表述是：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化．第二定律说明热的传导具有方向性．
6.【答案】C
【解析】【解答】解：A、根据热力学第二定律可知，热量不可以自发地从低温物体传给高温物体．故A 错误；B、根据能量转化的特点可知，内能在一定的条件下能转化为动能．故B错误；
C、根据能量转化的方向可知，摩擦生热是动能向内能的转化．故C正确；
D、根据热力学第二定律可知，热机的效率不可能达到100%．故D错误．
故选：C
【分析】热力学第二定律为：热量能自发地从高温物体传到低温物体，但不会由低温物体自发地传到高温物体而不引起其他变化．热的传导与转化具有方向性．
7.【答案】D
【解析】【解答】解：A、做功和热传递是改变物体内能的两种方法，由热力学第一定律知：为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，故A正确；B、热力学第二定律的实质：一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，根据热力学第二定律，可知，功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，故B正确；
C、在外界的影响下，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，故C正确；
D、根据热力学第二定律，知不可能使热量自发地从低温物体传向高温物体，但在外界的作用下，能使热量从低温物体传向高温物体，比如电冰箱，故D不正确．
本题选不正确的，故选：D
【分析】在热力学中，系统发生变化时，内能的变化为△U=Q+W；不可能把热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化．结合热力学第一定律和第二定律分析．
8.【答案】C
【解析】【解答】A、在一个孤立系统中，一个自发过程中的熵总是向增加的方向进行，故A错误；B、在使两个分子间的距离由很远（r＞10﹣9m）减小到很难再靠近的过程中，分子力先是引力后是斥力，分子间的作用力先增加后减小，然后再增大，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故B错误；
C、由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力，故C正确；
D、用油膜法测出油分子的直径后，要估算阿伏加德罗常数，只需再知道油的摩尔体积即可，故D错误；故选：C．
【分析】在使两个分子间的距离由很远（r＞10﹣9m）减小到很难再靠近的过程中，分子间的作用力先增加后减小，分子力先是引力后是斥力，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，用油膜法测出油分子的直径后，要估算阿伏加德罗常数，只需再知道油的摩尔体积即可．
9.【答案】A
【解析】【解答】解：A、根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传给高温物体，故A正确；B、温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，物体的温度升高，表示物体分子的平均动能增大，并不是所有分子的动能都增大，故B错误；
C、电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过做功方式实现的，故C错误；
D、晶体熔化时吸收热量，温度不一定升高，分子平均动能不一定增大，故D错误；
故选：A．
【分析】温度是分子平均动能的标志，热量不能自发地从低温物体传给高温物体，改变内能的方式有做功和热传递，晶体熔化时吸收热量，温度不一定升高．
10.【答案】B
【解析】【解答】解：A、自然界进行的一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的，A错误；
B、自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，B正确；
C、热量可能由低温物体传递到高温物体，比如冰箱，C错误；
D、第二类永动机违背了热力学第二定律，D错误；
故选：B
【分析】自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，热量可能由低温物体传递到高温物体，但要产生其它影响，第二类永动机不违背能量守恒，违背了热力学第二定律．
二、填空题
11.【答案】扩散；热传递
【解析】【解答】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．
故答案为：扩散、热传递
【分析】一切自发进行的与热现象有关的宏观过程，都具有方向性，扩散、热传递等现象具有方向性．12.【答案】升高
【解析】【解答】电冰箱工作时，氟利昂（或其它物质）在冷藏室和冷冻室内汽化吸热，然后在冷凝管内液化放热；冰箱后面的冷凝管温度比较高，把热量传给空气，冷凝管放出的热量大于冷藏室和冷冻室吸收的热量．故室内温度将升高．
故答案为：升高．
【分析】电冰箱工作过程是氟利昂（或其它物质）不断的汽化和液化的过程，将热由冰箱内搬运到冰箱外．13.【答案】无序性增大
【解析】【解答】一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，任何自然过程一定总是沿着熵增加的方向进行的，即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的．
故答案为：无序性增大．
【分析】一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，任何自然过程一定总是沿着熵增加的方向进行的．
14.【答案】是宇宙所能无限接近的绝对零度，此温度不可达到；300.15
【解析】【解答】热力学第三定律的内容为：热力学温度的零度是宇宙所能无限接近的绝对零度，此温度不可达到，为﹣273.15℃；
摄氏温度为t=27℃相对应的热力学温度为T=273.15+27=300.15K；
故答案为：是宇宙所能无限接近的绝对零度，此温度不可达到；300.15
【分析】根据热力学第三定律的内容和热力学温标与摄氏温标的概念与区别，便可解答此题，两者大小关系为T=273.15（K）+t
15.【答案】不违反
【解析】【解答】在冰箱制冷中是因为压缩机消耗了电能，从而能使冰箱源源不断地向外界散热，不违反热力学第二定律．
故答案为：不违反
【分析】在冰箱制冷中是因为压缩机消耗了电能，从而能使冰箱源源不断地向外界散热，而不是自发地向外界散热
三、解答题
16.【答案】解：不违反，内能不可能全部转化为电能，而不产生其他影响；
产生的电能是被火焰加热的铜铁丝内能转化而来，其内能一部分转化为电能，一部分传递给冰水．
故答案为：不违反；内能一部分转化为电能，一部分传递给冰水．
【解析】【解答】
【分析】灵敏电流计有读数说明产生了电能，金属是热的优良传导体，根据能量守恒定律分析．
17.【答案】太阳灶吸收太阳能转化为水的内能，人类不可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能，因为违反了热力学第二定律．
【解析】【解答】黑色涂层吸收太阳辐射，使得太阳能转化为水的内能，使箱体内的水温上升．
人类不可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能，热力学第二定律告诉我们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．所以违反了热力学第二定律．
答：太阳灶吸收太阳能转化为水的内能，人类不可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能，因为违反了热力学第二定律．
【分析】热力学第二定律告诉我们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．。