2026年四川省九年级物理第1课热力学第一定律习题

2026年四川省九年级物理第1课热力学第一定律习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.热力学第一定律的内容可以表述为“一个热力学系统的内能增量等于外界对它所做的功与它从外界吸收的热量之和”，以下对这一表述的理解正确的是（）A.如果系统对外做功，且没有吸热，则系统的内能一定减少B.系统内能的增加量一定等于它吸收的热量C.系统内能的增加量一定等于外界对它所做的功D.系统内能的变化只与热量传递有关，与做功无关2.如图所示，一个气缸内装有气体，活塞可以无摩擦地移动。当对气缸底部加热时，活塞向上移动，下列说法正确的是（）A.气体的内能增加，因为气体对外做功B.气体的内能减少，因为气体吸收了热量C.气体的内能不变，因为热量和功相互抵消D.气体的内能增加，因为气体既吸收了热量又对外做功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，但内能不守恒B.物体的机械能不守恒，但内能守恒C.物体的机械能和内能都守恒D.物体的机械能和内能都不守恒4.热机是一种将热能转化为机械能的装置，热机的效率总是小于100%，这是因为（）A.热机在工作过程中存在能量损失B.热机无法完全将热能转化为机械能C.热机在工作过程中需要克服摩擦力做功D.以上都是5.下列说法正确的是（）A.热量总是从高温物体传递到低温物体B.热量总是从低温物体传递到高温物体C.热量可以在高温物体和低温物体之间双向传递D.热量的传递与温度差无关6.某热机的效率为40%，它吸收了2×105焦耳的热量，则它对外做的功为（）A.4×105焦耳B.6×105焦耳C.8×105焦耳D.1×105焦耳7.下列说法正确的是（）A.热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的具体体现B.热力学第二定律是能量守恒定律在热现象中的具体体现C.热力学第一定律和第二定律是相互矛盾的D.热力学第一定律和第二定律是相互独立的8.某物体从20℃加热到80℃，它的内能增加了，这是因为（）A.物体吸收了热量B.物体对外做了功C.物体的温度升高了D.以上都是9.下列说法正确的是（）A.热机的效率越高，它做的功就越多B.热机的效率越高，它吸收的热量就越少C.热机的效率越高，它将热能转化为机械能的比例就越大D.热机的效率与它做的功无关10.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，但内能不守恒B.物体的机械能不守恒，但内能守恒C.物体的机械能和内能都守恒D.物体的机械能和内能都不守恒二、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ΔU表示______，W表示______，Q表示______。2.热机的效率是指______与______的比值，其值总是小于______。3.热量总是从______物体传递到______物体，这是热力学第二定律的体现。4.热机的效率越高，表示它将______转化为______的比例就越大。5.热力学第一定律是______在热现象中的具体体现，它表明______。6.热力学第二定律指出，热量______传递，即热量不能自发地从______物体传递到______物体。7.热机的效率总是小于100%，这是因为______。8.热力学第一定律的另一种表述是______。9.热力学第二定律的另一种表述是______。10.热机的效率与______有关，与______无关。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，能量可以凭空产生。（×）2.热机的效率越高，它做的功就越多。（×）3.热量总是从高温物体传递到低温物体。（√）4.热力学第二定律表明，热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。（√）5.热机的效率总是小于100%，这是因为存在能量损失。（√）6.热力学第一定律的数学表达式为ΔU=Q-W，其中ΔU表示内能增量，W表示外界对系统做的功，Q表示系统吸收的热量。（√）7.热力学第二定律的另一种表述是熵增原理，即孤立系统的熵总是增加的。（√）8.热机的效率与它吸收的热量无关。（×）9.热力学第一定律和第二定律是相互矛盾的。（×）10.热机的效率越高，它将热能转化为机械能的比例就越大。（√）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。2.简述热力学第二定律的内容。3.简述热机的效率为什么总是小于100%。4.简述热量传递的条件。5.简述内能、热量和功的区别。6.简述热力学第一定律的另一种表述。7.简述热力学第二定律的另一种表述。8.简述热机的效率与哪些因素有关。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.一个气缸内装有气体，活塞可以无摩擦地移动。当对气缸底部加热时，活塞向上移动，气体对外做了1×105焦耳的功，同时气体吸收了2×105焦耳的热量。求气体的内能变化量。2.一个热机的效率为30%，它吸收了3×106焦耳的热量，求它对外做的功。3.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，它的质量为2千克，下落高度为10米，求它的机械能变化量。4.一个热机的效率为50%，它吸收了4×105焦耳的热量，求它对外做的功。5.一个物体从20℃加热到80℃，它的质量为1千克，比热容为0.5×103焦耳/（千克•℃），求它吸收的热量。6.一个热机的效率为40%，它吸收了5×106焦耳的热量，求它对外做的功。7.一个物体从高处自由下落，不计空气阻力，它的质量为3千克，下落高度为20米，求它的机械能变化量。8.一个热机的效率为60%，它吸收了6×105焦耳的热量，求它对外做的功。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A解析：根据热力学第一定律，ΔU=Q-W，如果系统对外做功，且没有吸热，则W>0，Q=0，所以ΔU<0，即系统的内能减少。2.D解析：根据热力学第一定律，ΔU=Q-W，当对气缸底部加热时，Q>0，活塞向上移动，气体对外做功，W>0，所以ΔU的符号不确定，取决于Q和W的大小关系。3.A解析：不计空气阻力，物体的机械能守恒，但内能不守恒，因为物体下落过程中，重力势能转化为动能，内能没有变化。4.D解析：热机的效率总是小于100%，这是因为热机在工作过程中存在能量损失，如散热、摩擦力做功等。5.A解析：热量总是从高温物体传递到低温物体，这是热力学第二定律的体现。6.A解析：热机的效率为40%，它吸收了2×105焦耳的热量，则它对外做的功为2×105焦耳×40%=8×104焦耳。7.A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。8.D解析：某物体从20℃加热到80℃，它的内能增加了，这是因为物体吸收了热量、对外做了功、温度升高了。9.C解析：热机的效率越高，它将热能转化为机械能的比例就越大。10.A解析：不计空气阻力，物体的机械能守恒，但内能不守恒，因为物体下落过程中，重力势能转化为动能，内能没有变化。二、填空题1.ΔU=Q-W，内能增量，外界对系统做的功，系统吸收的热量2.热机对外做的功，它吸收的热量，100%3.高温，低温4.热能，机械能5.能量守恒定律，能量在转化和转移过程中总量保持不变6.不能自发地，高温，低温7.存在能量损失8.能量守恒定律在热现象中的具体体现9.热量不能自发地从低温物体传递到高温物体10.热机吸收的热量，热机对外做的功三、判断题1.×解析：热力学第一定律表明，能量不能凭空产生，只能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.×解析：热机的效率越高，表示它将热能转化为机械能的比例就越大，但并不意味着它做的功就越多。3.√解析：热量总是从高温物体传递到低温物体，这是热力学第二定律的体现。4.√解析：热力学第二定律指出，热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。5.√解析：热机的效率总是小于100%，这是因为存在能量损失，如散热、摩擦力做功等。6.√解析：热力学第一定律的数学表达式为ΔU=Q-W，其中ΔU表示内能增量，W表示外界对系统做的功，Q表示系统吸收的热量。7.√解析：热力学第二定律的另一种表述是熵增原理，即孤立系统的熵总是增加的。8.×解析：热机的效率与它吸收的热量有关，与它对外做的功有关。9.×解析：热力学第一定律和第二定律是相互补充的，不是相互矛盾的。10.√解析：热机的效率越高，它将热能转化为机械能的比例就越大。四、简答题1.热力学第一定律的内容是：一个热力学系统的内能增量等于外界对它所做的功与它从外界吸收的热量之和。2.热力学第二定律的内容是：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，即热量总是从高温物体传递到低温物体。3.热机的效率总是小于100%，这是因为热机在工作过程中存在能量损失，如散热、摩擦力做功等。4.热量传递的条件是存在温度差，热量总是从高温物体传递到低温物体。5.内能是物体内部所有分子动能和势能的总和，热量是物体间因温度差而传递的能量，功是力作用在物体上使物体发生位移所做的功。6.热力学第一定律的另一种表述是：能量守恒定律在热现象中的具体体现，即能量在转化和转移过程中总量保持不变。7.热力学第二定律的另一种表述是熵增原理，即孤立系统的熵总是增加的。8.热机的效率与热机吸收的热量有关，与热机对外做的功有关，与热机的工作温度有关，与热机的工作循环有关。五、应用题1.解：根据热力学第一定律，ΔU=Q-W，其中ΔU表示内能增量，Q表示系统吸收的热量，W表示外界对系统做的功。ΔU=2×105焦耳-1×105焦耳=1×105焦耳答：气体的内能增加量为1×105焦耳。2.解：热机的效率为30%，它吸收了3×106焦耳的热量，则它对外做的功为3×106焦耳×30%=9×105焦耳。答：它对外做的功为9×105焦耳。3.解：不计空气阻力，物体的机械能守恒，即重力势能转化为动能，机械能变化量为0。答：它的机械能变化量为0。4.解：热机的效率为50%，它吸收了4×105焦耳的热量，则它对外做的功为4×105焦耳×50%=2×105焦耳。答：它对外做的功为2×105焦耳。5.解：物体的质量为1千克，比热容为0.5×103焦耳/（千克•℃），从20℃加热到80℃，温度升高了60℃，吸收的热量为：Q=m×c×ΔT=1千克×0.5×103焦耳/（千克