2026年河北省北师大版八年级物理第9课热力学第一定律练习题

2026年河北省北师大版八年级物理第9课热力学第一定律练习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在热力学第一定律的公式ΔU=Q+W中，下列说法正确的是（）A.物体吸收热量，其内能一定增加B.物体对外做功，其内能一定减少C.物体内能增加，一定是外界对物体做了功D.物体内能变化量ΔU与热量Q和功W无关参考答案：A解析：热力学第一定律表明ΔU=Q+W，即内能变化等于吸收的热量与外界对系统做功之和。选项A正确，因为吸收热量Q>0时，若W≤0（如系统不做功），则ΔU>0，内能增加。选项B错误，因为若Q>0且W>0，内能可能增加。选项C错误，内能增加可能是Q>0或W>0。选项D错误，ΔU直接由Q和W决定。2.关于热机的效率，下列说法正确的是（）A.热机功率越大，效率越高B.热机输出的有用功越多，效率越高C.热机效率不可能达到100%D.热机效率与工作物质无关参考答案：C解析：热机效率η=W/Q_H，即有用功与输入热量的比值。选项A错误，功率反映做功快慢，与效率无关。选项B错误，效率取决于能量转化比例，非绝对功量。选项C正确，因热量不可能完全转化为功，总有热量散失。选项D错误，效率与工作物质的热物理性质相关。3.某物体从高处自由下落，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.物体的机械能守恒，内能也守恒B.物体的机械能减少，内能增加C.物体的机械能转化为内能D.物体的内能不变参考答案：B解析：自由落体中机械能守恒，但若考虑空气阻力，机械能转化为内能。选项A错误，因空气阻力存在时机械能不守恒。选项B正确，阻力做负功使机械能减少，转化为内能。选项C错误，转化需介质（如摩擦），此处无明确介质。选项D错误，阻力做功导致内能增加。4.下列说法正确的是（）A.物体温度越高，分子热运动越剧烈B.物体温度升高，分子平均动能一定增加C.热传递过程中，热量从内能大的物体传到内能小的物体D.热传递的实质是分子动能的转移参考答案：B解析：温度是分子平均动能的标志。选项A正确但表述不完整，需补充“平均而言”。选项B正确，温度升高即分子平均动能增加。选项C错误，热量传递方向由温度决定，非内能大小。选项D错误，热传递是内能（含动能和势能）的转移。5.某热机在一个循环中吸收了3×10^5J的热量，对外做了2×10^5J的功，则该热机的效率为（）A.30%B.40%C.50%D.60%参考答案：C解析：效率η=W/Q_H=2×10^5J/3×10^5J=66.7%，最接近50%。实际计算中需精确到小数点后一位再取整。6.关于内能，下列说法正确的是（）A.水的内能一定比冰的内能大B.温度相同的物体，内能一定相同C.物体温度升高，分子势能可能减少D.物体的内能只与温度有关参考答案：C解析：选项A错误，相同质量下水的内能比冰大，但不确定质量关系。选项B错误，内能还与状态和分子数有关。选项C正确，温度升高时分子动能增加，若分子间作用力表现为引力（如固体），分子势能可能减少。选项D错误，内能是动能和势能之和。7.某热机工作循环中，每次吸收热量Q_H=5000J，对外做功W=2000J，则该循环的热机效率为（）A.40%B.50%C.60%D.80%参考答案：A解析：效率η=W/Q_H=2000J/5000J=40%。注意热量散失Q_C=Q_H-W=3000J，但效率仅由W/Q_H计算。8.关于热传递，下列说法正确的是（）A.热传递的实质是分子动能的转移B.热传递的实质是分子势能的转移C.热传递的实质是内能的转移D.热传递不需要介质参考答案：C解析：热传递是内能从高温物体到低温物体的过程，涉及分子动能和势能的转移，但整体是内能的传递。选项A和B片面，选项D错误，传导需介质。9.某物体从静止开始自由下落，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.物体的机械能守恒，内能也守恒B.物体的机械能减少，内能增加C.物体的机械能转化为内能D.物体的内能不变参考答案：B解析：自由落体中机械能守恒，但若考虑空气阻力，机械能转化为内能。选项A错误，因空气阻力存在时机械能不守恒。选项B正确，阻力做负功使机械能减少，转化为内能。选项C错误，转化需介质（如摩擦），此处无明确介质。选项D错误，阻力做功导致内能增加。10.关于热机效率，下列说法正确的是（）A.热机功率越大，效率越高B.热机输出的有用功越多，效率越高C.热机效率不可能达到100%D.热机效率与工作物质无关参考答案：C解析：热机效率η=W/Q_H，即有用功与输入热量的比值。选项A错误，功率反映做功快慢，与效率无关。选项B错误，效率取决于能量转化比例，非绝对功量。选项C正确，因热量不可能完全转化为功，总有热量散失。选项D错误，效率与工作物质的热物理性质相关。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.热力学第一定律的公式ΔU=Q+W中，ΔU表示物体的内能变化量，Q表示物体吸收的热量，W表示外界对物体做的功。若物体吸收了1000J的热量，同时对外做了500J的功，则物体的内能变化量为______J。参考答案：500解析：ΔU=Q+W=1000J-500J=500J，即内能增加500J。2.热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。若某热机效率为40%，吸收了3×10^5J的热量，则该热机对外做的有用功为______J。参考答案：1.2×10^5解析：W=ηQ_H=40%×3×10^5J=1.2×10^5J。3.物体的内能包括分子动能和分子势能的总和。温度升高时，分子平均动能______，分子势能可能______（选填“增加”“减少”或“不变”）。参考答案：增加；减少解析：温度升高分子平均动能增加，若分子间表现为引力（如固体），分子势能可能减少。4.热传递的三种方式是传导、对流和辐射。其中，传导是热量通过物质内部粒子______的方式传递，对流是热量通过流体______的方式传递。参考答案：碰撞；流动解析：传导靠粒子碰撞传递能量，对流靠流体流动传递热量。5.热机工作时，燃料燃烧产生的热量一部分用来______，另一部分通过散热等方式______。参考答案：对外做功；散失解析：热机将部分热量转化为功，其余热量散失。6.某物体从高处自由下落，不计空气阻力，其机械能______，内能______（选填“守恒”“增加”或“减少”）。参考答案：守恒；不变解析：自由落体中机械能守恒，内能不变（无摩擦）。7.热力学第一定律的另一种表述是：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式______为另一种形式，或者从一个物体______到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量______。参考答案：转化；转移；保持不变解析：这是能量守恒定律的表述。8.热机的效率不可能达到100%，这是因为热机工作时，总有一部分热量不可避免地______。参考答案：散失到环境中解析：根据热力学第二定律，热量不可能完全转化为功。9.某热机在一个循环中吸收了3×10^5J的热量，对外做了2×10^5J的功，则该热机的效率为______%。参考答案：66.7解析：η=W/Q_H=2×10^5J/3×10^5J≈66.7%。10.物体的温度升高时，分子热运动______，分子平均动能______（选填“更剧烈”“更缓慢”或“不变”）。参考答案：更剧烈；增加解析：温度是分子平均动能的标志，温度升高分子运动更剧烈。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.热力学第一定律表明，物体吸收热量，其内能一定增加。（×）解析：ΔU=Q+W，若W<0且|W|>Q，则ΔU<0，内能减少。2.热机的效率越高，说明该热机做的有用功越多。（×）解析：效率高低取决于能量转化比例，有用功多不代表效率高（如输入热量大）。3.物体的温度越高，其内能一定越大。（×）解析：内能还与分子数和状态有关，如相同质量下高温气体内能可能小于低温固体。4.热传递的实质是分子动能的转移。（×）解析：热传递是内能的转移，涉及动能和势能的转移。5.热机工作时，燃料燃烧产生的热量全部用来对外做功。（×）解析：根据热力学第二定律，总有一部分热量散失。6.自由落体过程中，若不计空气阻力，物体的机械能守恒，内能也守恒。（√）解析：无摩擦时机械能守恒，内能不变。7.热机的效率与工作物质无关。（×）解析：效率与工作物质的热物理性质（如比热容、汽化热）相关。8.热传递的三种方式中，传导需要介质，对流不需要介质。（×）解析：传导和辐射不需要介质，对流需要流体介质。9.热力学第一定律的另一种表述是能量守恒定律。（√）解析：热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的具体体现。10.热机效率不可能达到100%。（√）解析：根据热力学第二定律，热量不可能完全转化为功。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述热力学第一定律的内容及其物理意义。解答：热力学第一定律的内容是：ΔU=Q+W，即物体内能的增加量等于吸收的热量与外界对系统做功之和。其物理意义是能量守恒定律在热现象中的体现，表明能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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。2.什么是热机效率？如何提高热机效率？解答：热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，即η=W/Q_H。提高热机效率的方法包括：①减少热量散失；②提高热机工作温度；③降低低温热源温度；④改进热机结构，减少摩擦等。3.简述分子动能和分子势能的区别。解答：分子动能是分子无规则热运动的能量，与温度直接相关；分子势能是分子间相互作用力的能量，与分子间距和状态相关。温度升高时分子动能增加，分子势能可能增加或减少（取决于分子间作用力性质）。4.热传递的三种方式是什么？各有什么特点？解答：热传递的三种方式是传导、对流和辐射。传导通过物质内部粒子碰撞传递热量，特点是不需要介质，速度较慢；对流通过流体流动传递热量，特点是需要流体介质，速度较快；辐射通过电磁波传递热量，特点是不需要介质，速度最快。5.为什么热机的效率不可能达到100%？解答：根据热力学第二定律，热量不可能完全转化为功，总有一部分热量不可避免地散失到环境中。因此，热机效率不可能达到100%。6.物体的温度升高时，其内能如何变化？解答：物体的温度升高时，分子平均动能增加，若分子势能不变或减少，则内能增加。若分子势能增加（如气体膨胀），内能变化需综合考虑动能和势能的变化。7.简述自由落体过程中机械能和内能的变化情况（不计空气阻力）。解答：自由落体过程中，若不计空气阻力，物体的机械能守恒，内能不变。即重力势能和动能相互转化，总机械能保持不变。8.热力学第一定律与能量守恒定律有何关系？解答：热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的具体体现，它揭示了热能与其他形式能量的转化关系，是能量守恒定律在热力学领域的应用。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.某热机在一个循环中吸收了3×10^5J的热量，对外做了2×10^4J的功，求该热机的效率。解答：热机效率η=W/Q_H=2×10^4J/3×10^5J≈6.67%。2.某物体从高处自由下落，不计空气阻力，其质量为2kg，下落高度为10m，求物体下落过程中的内能变化量。解答：自由落体中机械能守恒，内能不变，即内能变化量为0J。3.某热机效率为40%，吸收了3×10^5J的热量，求该热机对外做的有用功。解答：有用功W=ηQ_H=40%×3×10^5J=1.2×10^5J。4.某物体吸收了1000J的热量，同时外界对物体做了500J的功，求物体的内能变化量。解答：内能变化量ΔU=Q+W=1000J+500J=1500J。5.某热机在一个循环中吸收了2×10^5J的热量，对外做了1.5×10^4J的功，求该热机的效率。解答：热机效率η=W/Q_H=1.5×10^4J/2×10^5J=7.5%。6.某物体从高处自由下落，不计空气阻力，其质量为3kg，下落高度为5m，求物体下落过程中的机械能变化量。解答：自由落体中机械能守恒，机械能变化量为0J。7.某热机效率为50%，燃料完全燃烧释放的热量为4×10^5J，求该热机对外做的有用功。解答：有用功W=ηQ_H=50%×4×10^5J=2×10^5J。8.某物体吸收了2000J的热量，同时对外做了1000J的功，求物体的内能变化量。解答：内能变化量ΔU=Q+W=2000J-1000J=1000J。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.C3.B4.B5.C6.C7.A8.C9.B10.C二、填空题1.5002.1.2×10^53.增加；减少4.碰撞；流动5.对外做功；散失2.守恒；不变7.转化；转移；保持不变8.散失到环境中9.66.73.更剧烈；增加三、判断题1.×2.×3.×4.×5.×6.√7.×8.×9.√10.√四、简答题1.热力学第一定律的内容是ΔU=Q+W，即物体内能的增加量等于吸收的热量与外界对系统做功之和。其物理意义是能量守恒定律在热现象中的体现，表明能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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。2.热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，即η=W/Q_H。提高热机效率的方法包括：减少热量散失；提高热机工作温度；降低低温热源温度；改进热机结构，减少摩擦等。3.分子动能是分子无规则热运动