2026年海南省北师大版高一物理第9章热力学第一定律选择题库试卷

2026年海南省北师大版高一物理第9章热力学第一定律选择题库试卷一、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取决于Q和W的代数和，与过程无关2.关于热力学第一定律适用的范围，下列说法正确的是（）A.只适用于理想气体自由膨胀过程B.只适用于气体等温变化过程C.适用于一切热力学过程，包括非平衡过程D.只适用于理想气体的准静态过程3.一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，下列说法正确的是（）A.气体对外做功，内能增加B.气体对外做功，内能减少C.气体吸收热量，内能增加D.气体放出热量，内能增加4.下列说法中正确的是（）A.物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大B.物体的内能越大，分子热运动的平均动能越大C.做功和热传递都能改变物体的内能，但本质相同D.热传递是内能从高温物体向低温物体的转移过程5.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，其压强和体积均减小，则下列说法正确的是（）A.气体一定对外做功B.气体一定吸收热量C.气体内能一定增加D.气体内能一定减少6.在一个绝热的气缸中装有理想气体，用活塞封闭，现用力将活塞缓慢向内压缩，下列说法正确的是（）A.气体的温度升高，内能增加B.气体的温度降低，内能减少C.气体的压强增大，内能增加D.气体的压强减小，内能减少7.下列说法中正确的是（）A.热力学第一定律揭示了能量守恒定律B.热力学第一定律揭示了热力学第二定律C.热力学第一定律说明热量可以完全转化为功D.热力学第一定律说明功可以完全转化为热量8.一定质量的理想气体从状态1变化到状态2，其压强从P1变为P2，体积从V1变为V2，且ΔU>0，下列说法正确的是（）A.若P1>P2，则V1<V2B.若P1<P2，则V1<V2C.若P1=P2，则V1=V2D.若ΔU>0，则Q>09.在一个绝热容器中，将温度不同的两部分理想气体混合，下列说法正确的是（）A.高温部分气体放出热量，低温部分气体吸收热量B.混合后两部分气体的温度相等C.混合过程中外界对系统做功D.混合过程中系统内能增加10.下列说法中正确的是（）A.热力学第一定律适用于孤立系统B.热力学第一定律适用于非孤立系统C.热力学第一定律适用于所有热力学过程D.热力学第一定律适用于理想气体过程二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.热力学第一定律的数学表达式为______，其中Q表示______，W表示______，ΔU表示______。2.一定质量的理想气体经历等温膨胀过程，其内能______，因为______。3.一定质量的理想气体经历等压压缩过程，其内能______，因为______。4.热力学第一定律的微观意义是______，即______。5.热力学第二定律的开尔文表述是______，其微观意义是______。6.热力学第二定律的克劳修斯表述是______，其微观意义是______。7.热力学第二定律的两种表述是______，它们是______的。8.热力学第二定律的统计意义是______，即______。9.热力学第二定律说明______可以自发地从低温物体传到高温物体，但______。10.热力学第二定律说明______可以自发地发生，但______。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.热力学第一定律说明热量可以完全转化为功，但功不可以完全转化为热量。（）2.热力学第二定律说明热量不可以从低温物体传到高温物体。（）3.热力学第二定律说明功不可以完全转化为热量。（）4.热力学第二定律说明热量可以自发地从低温物体传到高温物体。（）5.热力学第二定律说明功可以自发地发生。（）6.热力学第二定律的开尔文表述是热量可以完全转化为功。（）7.热力学第二定律的克劳修斯表述是热量不可以从低温物体传到高温物体。（）8.热力学第二定律的统计意义是宏观过程是不可逆的。（）9.热力学第二定律的统计意义是微观过程是不可逆的。（）10.热力学第二定律的统计意义是宏观过程和微观过程都是可逆的。（）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物理意义。2.简述热力学第二定律的两种表述。3.简述热力学第二定律的统计意义。4.简述理想气体等温过程的特征。5.简述理想气体等压过程的特征。6.简述理想气体等容过程的特征。7.简述理想气体绝热过程的特征。8.简述热力学第二定律的应用。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.一定质量的理想气体从状态A（P1=2atm，V1=10L）变化到状态B（P2=1atm，V2=20L），求气体对外做功多少？2.一定质量的理想气体从状态A（T1=300K）变化到状态B（T2=600K），求气体内能变化多少？3.一定质量的理想气体经历等温膨胀过程，体积从V1=10L变化到V2=20L，求气体对外做功多少？4.一定质量的理想气体经历等压压缩过程，体积从V1=10L变化到V2=5L，求气体内能变化多少？5.一定质量的理想气体经历等容升温过程，温度从T1=300K变化到T2=600K，求气体内能变化多少？6.一定质量的理想气体经历绝热膨胀过程，体积从V1=10L变化到V2=20L，求气体内能变化多少？7.一定质量的理想气体从状态A（P1=2atm，V1=10L）变化到状态B（P2=1atm，V2=20L），求气体吸收热量多少？8.一定质量的理想气体从状态A（T1=300K）变化到状态B（T2=600K），求气体对外做功多少？【标准答案及解析】一、单项选择题1.A解析：热力学第一定律ΔU=Q+W中，ΔU为内能变化量，Q为吸收热量，W为对外做功。物体吸收热量Q>0，若W≤0，则ΔU≥0，内能增加。因此A正确。2.C解析：热力学第一定律适用于一切热力学过程，包括平衡过程和非平衡过程，只要满足能量守恒即可。因此C正确。3.A解析：理想气体等压膨胀过程，压强P不变，体积V增大，根据理想气体状态方程PV=nRT，温度T升高。气体对外做功W>0，内能增加ΔU>0。因此A正确。4.A解析：温度是分子热运动平均动能的宏观表现，温度越高，分子热运动平均动能越大。因此A正确。5.D解析：理想气体压强P和体积V均减小，根据理想气体状态方程PV=nRT，温度T减小。内能ΔU=mcΔT，温度减小，内能减少。因此D正确。6.A解析：绝热过程Q=0，活塞向内压缩，外界对气体做功W>0，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，ΔU>0，内能增加。温度T升高。因此A正确。7.A解析：热力学第一定律ΔU=Q+W是能量守恒定律在热力学中的具体体现。因此A正确。8.A解析：理想气体状态方程PV=nRT，若P1>P2，则V1<V2才能保证PV乘积不变。ΔU>0，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，若W<0，则Q>0。因此A正确。9.B解析：两部分理想气体混合，达到热平衡后，两部分气体的温度相等。混合过程中没有外界做功，也没有热量传递，内能不变。因此B正确。10.C解析：热力学第一定律适用于所有热力学过程，包括理想气体和非理想气体，平衡过程和非平衡过程。因此C正确。二、填空题1.ΔU=Q+W，Q表示吸收的热量，W表示对外做功，ΔU表示内能变化量。2.不变，因为理想气体等温过程温度不变，内能只与温度有关。3.减少，因为理想气体等压压缩过程温度降低，内能减少。4.能量守恒，即能量在转化和转移过程中总量不变。5.不可能从单一热源吸热并全部用来做功而不引起其他变化，其微观意义是热量不能自发地从低温物体传到高温物体。6.不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化，其微观意义是热量不能自发地从高温物体传到低温物体。7.热力学第二定律的两种表述是开尔文表述和克劳修斯表述，它们是等价的。8.宏观过程是不可逆的，即热量从高温物体传到低温物体是不可逆的。9.热量，不可能自发地。10.功，热量。三、判断题1.×解析：热力学第一定律说明热量可以转化为功，但需要满足一定条件，即同时发生其他变化（如气体膨胀做功）。功也可以转化为热量，但需要满足一定条件，即同时发生其他变化（如摩擦生热）。2.×解析：热量可以从低温物体传到高温物体，但需要外界做功。例如冰箱就是将热量从低温物体传到高温物体，但需要消耗电能。3.×解析：功可以完全转化为热量，例如摩擦生热。热量也可以完全转化为功，例如理想气体等温膨胀过程。4.×解析：热量不可以自发地从低温物体传到高温物体，需要外界做功。例如冰箱就是将热量从低温物体传到高温物体，但需要消耗电能。5.×解析：功不可以自发地发生，需要满足一定条件，例如气体膨胀做功需要克服外界压强。6.×解析：热量不可以完全转化为功，需要满足一定条件，即同时发生其他变化（如气体膨胀做功）。7.×解析：热量可以从低温物体传到高温物体，但需要外界做功。例如冰箱就是将热量从低温物体传到高温物体，但需要消耗电能。8.√解析：热力学第二定律的统计意义是宏观过程是不可逆的，即热量从高温物体传到低温物体是不可逆的。9.×解析：热力学第二定律的统计意义是宏观过程是不可逆的，不是微观过程。10.×解析：热力学第二定律的统计意义是宏观过程是不可逆的，不是微观过程。四、简答题1.热力学第一定律的物理意义是能量守恒定律在热力学中的具体体现，即能量在转化和转移过程中总量不变。2.热力学第二定律的两种表述是开尔文表述和克劳修斯表述。开尔文表述是热量可以完全转化为功，但不可能不引起其他变化；克劳修斯表述是热量不可以自发地从低温物体传到高温物体。3.热力学第二定律的统计意义是宏观过程是不可逆的，即热量从高温物体传到低温物体是不可逆的。4.理想气体等温过程的特征是温度不变，内能不变，压强和体积成反比。5.理想气体等压过程的特征是压强不变，温度和体积成正比。6.理想气体等容过程的特征是体积不变，温度和压强成正比。7.理想气体绝热过程的特征是没有热量传递，内能变化等于外界对气体做功。8.热力学第二定律的应用包括冰箱、空调、热机等。五、应用题1.气体对外做功W=-Δ(PV)=-(P2V2-P1V1)=-(1atm×20L-2atm×10L)=-20L•atm=-2.02J解析：理想气体等温过程，PV=常数，气体对外做功W=-Δ(PV)=-(P2V2-P1V1)。2.气体内能变化ΔU=mcΔT，理想气体比热容c=5/2R，ΔT=T2-T1=300K，ΔU=5/2R×300K=2.07×103J解析：理想气体内能只与温度有关，ΔU=mcΔT，c=5/2R。3.气体对外做功W=-Δ(PV)=0，因为等温过程压强不变，体积变化，但PV乘积不变。解析：理想气体等温过程，PV=常数，气体对外做功W=-Δ(PV)=0。4.气体内能变化ΔU=mcΔT，理想气体比热容c=5/2R，ΔT=T2-T1<0，ΔU<0解析：理想气体等压压缩过程，温度降低，内能减少。5.气体内能变化ΔU=mcΔ