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2021学年第4章 热力学定律4.1 热力学第一定律同步练习题
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这是一份2021学年第4章 热力学定律4.1 热力学第一定律同步练习题，共6页。试卷主要包含了下列说法正确的是，如图,甲，电风扇正常工作时，主要将等内容，欢迎下载使用。
1．下列对物理事实或现象的描述正确的是（ ）
A．自然界中的能量是守恒的，但由于能量耗散现象的存在，能源危机不可避免
B．闭合回路中某两点电势差不为零，则电路中一定有电流
C．电场中某点电势越高，点电荷在该点的电势能一定越大
D．奥斯特发现了电磁感应现象，而电磁感应现象的应用又使人类生活跨入到电气化时代
2．如图所示的实验装置中,把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部,当很快向下压活塞时,由于被压缩的气体骤然变热,温度升高达到乙醚的燃点,使浸有乙醚的棉花燃烧起来,此实验的目的是要说明对物体（ ）
A.做功可以增加物体的热量
B.做功可以改变物体的内能
C.做功一定会升高物体的温度
D.做功一定可以使物态发生变化
3．如图所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计．置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为ED(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零)．现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态．经过此过程 ( )
A.ED全部转换为气体的内能
B.EP，一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
C.ED全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D.EP一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
4．下列说法正确的是( )
A. 两系统达到热平衡时都处于平衡态
B. 物体的温度越高，物体的每一个分子热运动动能越大
C. 物体温度升高，其内能一定增加
D. 气体压强是气体分子间的斥力产生的
5．水平公路上行驶的汽车，发动机熄火后，速度越来越小，在这一过程中，下列说法中正确的是( )
A．汽车的动能转化为势能 B．汽车的动能转化为内能
C．汽车的动能不变 D．汽车的机械能不变
6．学习了“流体压强与流速的关系”后，为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题，同学们设计了如下几种方案.如图所示，黑色部分为墙面凸出部分，“M”为安装在过道顶的换气扇，其中既有效又节能的是（ ）
A．B．C．D．
7．柴油机的压缩冲程时间极短，可以认为此期间气缸与外界没有热交换，下列说法正确的是（ ）
8．如图,甲．乙两金属球完全相同,若将两球从相同的初温加热到相同的末温,且不计悬线和支持面的吸热,则（ ）
A.甲球吸热较多 B.乙球吸热较多
C.两球吸热一样多 D.无法比较哪只球吸热较多
A．由于压缩，气缸内气体压强增大，温度不变
B．由于压缩，气缸内气体压强不变，温度升高
C．外界对气体做功，气体内能增大
D．气体对外界做功，气体内能减小
9．在标准大气压下,1g100℃的水吸收2264J的热量变为1g100℃的水蒸气.在这个过程中,下列四个关系式中正确的是（ ）
A.2264J=汽的内能＋水的内能B.2264J=汽的内能-水的内能
C.2264J＞汽的内能-水的内能D.2264J＜汽的内能-水的内能
10．电风扇正常工作时，主要将（ ）
A. 太阳能转化成机械能B. 化学能转化成机械能
C. 电能转化成机械能D. 内能转化成机械能
11．下列说法中正确的是（ ）
A. 一定质量的物体的内能随着温度升高一定增大
B. 第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律
C. 在南方的梅雨季节，湿衣服较不容易晾干，这是相对湿度较大的缘故
D. 液体的饱和汽压随温度的升高而减小
12．如图所示为某人设计的一种机器，原理是这样的：在立柱上放一个强力磁铁A，两槽M和N靠在立柱旁．上槽M上端有一个小孔C，下槽N弯曲．如果在B处放一小铁球，它就会在强磁力作用下向上滚，滚到C时从小孔下落沿N回到B，开始往复运动，从而进行“永恒的运动”．关于这种机器，下列说法正确的是（ ）
13．下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是（ ）
A. 第一类永动机不可能制成，是因为违背了热力学第一定律
B. 能量耗散过程中能量不守恒
C. 夏天打开电冰箱的门，可以起到室内降温作用
D. 能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
14．能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一。以下不能体现能量守恒定律的是（ ）
A．热力学第一定律B．牛顿第三定律
C．闭合电路欧姆定律D．机械能守恒定律
15．以下是新能源的是（ ）
A．太阳能B．煤炭C．石油D．天然气
参考答案与试题解析
1．【答案】A
【解析】
A．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性，因为自然界中的能量是守恒的，所以能源危机不可避免，故A正确；
B．闭合回路中某两点电势差不为零，则电路中不一定有电流，例如闭合的线框，在匀强磁场中做切割磁感线运动，相框两点间有电势差，但是无电流，故B错误；
C．电场中电势高的地方，正电荷在该点具有的电势能大，电场中电势高的地方，负电荷在该点具有的电势能小，故C错误；
D．法拉第发现了电磁感应现象，使人类从蒸汽机时代步入了电气化时代，故D错误。
故选A。
2．【答案】B
【解析】
3．【答案】D
【解析】
【错解分析 错选B或C 不能从力和能的角度全面分析出气体．活塞．弹簧的末态情况而影响作答．
【正解 当活塞经过多次往复运动静止后，由受力分析可知弹簧仍处于压缩状态，但形变量比初状态小，此时气体体积减小，外界对气体做功W>0，由于容器绝热，Q=0，由热力学第一定律W+Q=AU可得△U>0，气体内能增加，故ED一部分转换成活塞的重力势能，一部分转化为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能．D正确．
4．【答案】A
【解析】两系统达到热平衡时都处于平衡态，温度相同，选项A正确；物体的温度越高，分子的平均动能变大，并非物体的每一个分子热运动动能都越大，选项B错误；物体温度升高，其分子动能变大，但是内能不一定增加，选项C错误；气体压强是大量的气体分子频繁地对器壁的碰撞产生的，选项D错误；故选A.
5．【答案】B
【解析】
试题分析：AC．汽车速度越来越小,动能越来越小，但在水平公路上，势能没有变化；错误
B．根据能量守恒可知，汽车损失的动能转化成内能；正确
D．汽车动能减少，但势能没有增加，总机械能减少；错误
故选B
考点：能量守恒
点评：汽车在滑行过程中，机械能减少，根据能量守恒可知，损失的机械能转化成系统的内能。
6．【答案】C
【解析】
A．要想让风经过过道，过道左右两端的气压应该不同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度不同，A图中，过道左右两端的通风道相同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同，A错误；
B．B图中，过道左右两端的通风道相同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同，B错误；
C．C图中，过道右端的通风道有凸起，所以相同时间风经过过道右端的通风道时路程长，则风速较快，所以过道右端的气压小于左端的气压，所以空气会从过道的左端流向右端，过道中有风通过，此方案不需要消耗其他能量，既有效又节能，此方案合理，C正确；
D．图D中，过道中有电动机，电动机工作时过道中空气流动速度加快，气压减小，空气会从过道口流进来而通风，但需要消耗电能，故此方案虽有效但不节能，不合理，D错误。
故选C。
7．【答案】C
【解析】A．气体与外界没有热交换即Q=0，而气体被的压缩，气体的体积变小，外界对气体做功W＞0，由气体内能变化公式△u=W+Q得：△u＞0，温度升高，故A错．
B．气体与外界没有热交换即Q=0，而气体被的压缩，气体的体积变小，外界对气体做功W＞0，由气体内能变化公式△u=W+Q得：△u＞0，温度升高，由气体状态方程＝C得压强变大．故B错．
C．气体与外界没有热交换即Q=0，而气体被的压缩，气体的体积变小，外界对气体做功W＞0，由气体内能变化公式△u=W+Q得：△u＞0，即内能增大．故C正确，D错．
8．【答案】B
【解析】两球受热后,体积都要膨胀,甲球因放在不导热的水平面上,受热膨胀后,球的重心升高,要克服重力做功,而耗费一部分能量,所以用来提高球体温度的能量就减少了一些(严格地讲,是甲球内能的增量就减少了一些).乙球情况刚好与甲球相反,乙球莺心的下降引起乙球重力势能的减少,重力对乙球做了功,所以乙球内能的增量要大于”供给的热量”,而两球因膨胀而引起的对大气的做功情况是几乎相同的,所以Δt甲＜Δt乙,选项B正确。
9．【答案】C
【解析】
10．【答案】C
【解析】
【详解】电风扇正常工作时，主要将电能转化成机械能，部分转化为内能。
故选C。
11．【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．内能是组成物体所有分子动能和势能的总和，如果内能的增加是由于分子势能的增加导致的，那么物体的温度是不变的，比如零度的冰变成零度的水，故A错误；
B．第一类水动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律，而第二类永动机研制失败的原因并不是违背了能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，故B错误；
C．在南方的梅雨季节，空气中的相对湿度较大，蒸发变慢，湿衣服不容易晾干，故C正确；
D．液体的饱和汽压随温度的升高而增大，故D错误。
故选C。
12．【答案】C
【解析】A．B．这种机器违背了能量守恒定律，故是不可能制造成功的，故A错误，B错误；
C．D．这种机器不能永恒运动，如果小球能从静止加速上升到C的话，它就不可能从C加速下滑到B，并再次从B回到C，故C正确，D错误
13．【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律，选项A错误；
B．能量耗散过程中能量也是守恒的，选项B错误；
C．电冰箱制冷机工作后，冰箱冷冻室内的蒸发器温度降低，吸收空气中的热量，而与此同时，冰箱外部的冷凝器温度升高，将热量传给空气，室内空气的热量只是被冰箱吸收后又被放出，所以室温不会下降，选项C错误；
D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，选项D正确。
故选D。
14．【答案】B
【解析】【来源】北京市房山区2019-2020学年高二（下）期末物理试题
【分析】
【详解】
A．热力学第一定律是描述做功与热传递改变物体的内能之间的关系，则能体现能量守恒定律，故A正确；
B．牛顿第三定律描述的是作用力与反作用力间的关系，不能体现能量守恒定律，故B错误；
C．闭合电路欧姆定律描述的量电动势等于在外电路与内电路上电势降落之和，则能体现能量守恒定律，故C正确；
D．机械能守恒定律描述的量动能与势能间的相互转化但总机械能不变，则能体现能量守恒定律，故D正确。
本题选不能体现能量守恒定律的，故选B。
15．【答案】A
【解析】
新能源是指在新技术的基础上系统开发利用的能源，如太阳能．风能．水能．生物质能．地热能．海洋能．核能．氢能等；煤．石油．天然气属于不可再生资源，不属于新能源；
故选A。
A．这种机器可以永恒运动，说明了永动机可以制造
B．这种机器是可以制造的，并且小球在下滑时能源源不断地对外做功
C．这种机器不能永恒运动，如果小球能从静止加速上升到C的话，它就不可能从C加速下滑到B，并再次从B回到C
D．这种机器不能永恒运动，关键是因为摩擦阻力太大，要消耗能量
1．下列对物理事实或现象的描述正确的是（ ）
A．自然界中的能量是守恒的，但由于能量耗散现象的存在，能源危机不可避免
B．闭合回路中某两点电势差不为零，则电路中一定有电流
C．电场中某点电势越高，点电荷在该点的电势能一定越大
D．奥斯特发现了电磁感应现象，而电磁感应现象的应用又使人类生活跨入到电气化时代
2．如图所示的实验装置中,把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部,当很快向下压活塞时,由于被压缩的气体骤然变热,温度升高达到乙醚的燃点,使浸有乙醚的棉花燃烧起来,此实验的目的是要说明对物体（ ）
A.做功可以增加物体的热量
B.做功可以改变物体的内能
C.做功一定会升高物体的温度
D.做功一定可以使物态发生变化
3．如图所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计．置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为ED(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零)．现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态．经过此过程 ( )
A.ED全部转换为气体的内能
B.EP，一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
C.ED全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D.EP一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
4．下列说法正确的是( )
A. 两系统达到热平衡时都处于平衡态
B. 物体的温度越高，物体的每一个分子热运动动能越大
C. 物体温度升高，其内能一定增加
D. 气体压强是气体分子间的斥力产生的
5．水平公路上行驶的汽车，发动机熄火后，速度越来越小，在这一过程中，下列说法中正确的是( )
A．汽车的动能转化为势能 B．汽车的动能转化为内能
C．汽车的动能不变 D．汽车的机械能不变
6．学习了“流体压强与流速的关系”后，为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题，同学们设计了如下几种方案.如图所示，黑色部分为墙面凸出部分，“M”为安装在过道顶的换气扇，其中既有效又节能的是（ ）
A．B．C．D．
7．柴油机的压缩冲程时间极短，可以认为此期间气缸与外界没有热交换，下列说法正确的是（ ）
8．如图,甲．乙两金属球完全相同,若将两球从相同的初温加热到相同的末温,且不计悬线和支持面的吸热,则（ ）
A.甲球吸热较多 B.乙球吸热较多
C.两球吸热一样多 D.无法比较哪只球吸热较多
A．由于压缩，气缸内气体压强增大，温度不变
B．由于压缩，气缸内气体压强不变，温度升高
C．外界对气体做功，气体内能增大
D．气体对外界做功，气体内能减小
9．在标准大气压下,1g100℃的水吸收2264J的热量变为1g100℃的水蒸气.在这个过程中,下列四个关系式中正确的是（ ）
A.2264J=汽的内能＋水的内能B.2264J=汽的内能-水的内能
C.2264J＞汽的内能-水的内能D.2264J＜汽的内能-水的内能
10．电风扇正常工作时，主要将（ ）
A. 太阳能转化成机械能B. 化学能转化成机械能
C. 电能转化成机械能D. 内能转化成机械能
11．下列说法中正确的是（ ）
A. 一定质量的物体的内能随着温度升高一定增大
B. 第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律
C. 在南方的梅雨季节，湿衣服较不容易晾干，这是相对湿度较大的缘故
D. 液体的饱和汽压随温度的升高而减小
12．如图所示为某人设计的一种机器，原理是这样的：在立柱上放一个强力磁铁A，两槽M和N靠在立柱旁．上槽M上端有一个小孔C，下槽N弯曲．如果在B处放一小铁球，它就会在强磁力作用下向上滚，滚到C时从小孔下落沿N回到B，开始往复运动，从而进行“永恒的运动”．关于这种机器，下列说法正确的是（ ）
13．下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是（ ）
A. 第一类永动机不可能制成，是因为违背了热力学第一定律
B. 能量耗散过程中能量不守恒
C. 夏天打开电冰箱的门，可以起到室内降温作用
D. 能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
14．能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一。以下不能体现能量守恒定律的是（ ）
A．热力学第一定律B．牛顿第三定律
C．闭合电路欧姆定律D．机械能守恒定律
15．以下是新能源的是（ ）
A．太阳能B．煤炭C．石油D．天然气
参考答案与试题解析
1．【答案】A
【解析】
A．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性，因为自然界中的能量是守恒的，所以能源危机不可避免，故A正确；
B．闭合回路中某两点电势差不为零，则电路中不一定有电流，例如闭合的线框，在匀强磁场中做切割磁感线运动，相框两点间有电势差，但是无电流，故B错误；
C．电场中电势高的地方，正电荷在该点具有的电势能大，电场中电势高的地方，负电荷在该点具有的电势能小，故C错误；
D．法拉第发现了电磁感应现象，使人类从蒸汽机时代步入了电气化时代，故D错误。
故选A。
2．【答案】B
【解析】
3．【答案】D
【解析】
【错解分析 错选B或C 不能从力和能的角度全面分析出气体．活塞．弹簧的末态情况而影响作答．
【正解 当活塞经过多次往复运动静止后，由受力分析可知弹簧仍处于压缩状态，但形变量比初状态小，此时气体体积减小，外界对气体做功W>0，由于容器绝热，Q=0，由热力学第一定律W+Q=AU可得△U>0，气体内能增加，故ED一部分转换成活塞的重力势能，一部分转化为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能．D正确．
4．【答案】A
【解析】两系统达到热平衡时都处于平衡态，温度相同，选项A正确；物体的温度越高，分子的平均动能变大，并非物体的每一个分子热运动动能都越大，选项B错误；物体温度升高，其分子动能变大，但是内能不一定增加，选项C错误；气体压强是大量的气体分子频繁地对器壁的碰撞产生的，选项D错误；故选A.
5．【答案】B
【解析】
试题分析：AC．汽车速度越来越小,动能越来越小，但在水平公路上，势能没有变化；错误
B．根据能量守恒可知，汽车损失的动能转化成内能；正确
D．汽车动能减少，但势能没有增加，总机械能减少；错误
故选B
考点：能量守恒
点评：汽车在滑行过程中，机械能减少，根据能量守恒可知，损失的机械能转化成系统的内能。
6．【答案】C
【解析】
A．要想让风经过过道，过道左右两端的气压应该不同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度不同，A图中，过道左右两端的通风道相同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同，A错误；
B．B图中，过道左右两端的通风道相同，所以过道左右两端的通风道中的空气流动速度相同，B错误；
C．C图中，过道右端的通风道有凸起，所以相同时间风经过过道右端的通风道时路程长，则风速较快，所以过道右端的气压小于左端的气压，所以空气会从过道的左端流向右端，过道中有风通过，此方案不需要消耗其他能量，既有效又节能，此方案合理，C正确；
D．图D中，过道中有电动机，电动机工作时过道中空气流动速度加快，气压减小，空气会从过道口流进来而通风，但需要消耗电能，故此方案虽有效但不节能，不合理，D错误。
故选C。
7．【答案】C
【解析】A．气体与外界没有热交换即Q=0，而气体被的压缩，气体的体积变小，外界对气体做功W＞0，由气体内能变化公式△u=W+Q得：△u＞0，温度升高，故A错．
B．气体与外界没有热交换即Q=0，而气体被的压缩，气体的体积变小，外界对气体做功W＞0，由气体内能变化公式△u=W+Q得：△u＞0，温度升高，由气体状态方程＝C得压强变大．故B错．
C．气体与外界没有热交换即Q=0，而气体被的压缩，气体的体积变小，外界对气体做功W＞0，由气体内能变化公式△u=W+Q得：△u＞0，即内能增大．故C正确，D错．
8．【答案】B
【解析】两球受热后,体积都要膨胀,甲球因放在不导热的水平面上,受热膨胀后,球的重心升高,要克服重力做功,而耗费一部分能量,所以用来提高球体温度的能量就减少了一些(严格地讲,是甲球内能的增量就减少了一些).乙球情况刚好与甲球相反,乙球莺心的下降引起乙球重力势能的减少,重力对乙球做了功,所以乙球内能的增量要大于”供给的热量”,而两球因膨胀而引起的对大气的做功情况是几乎相同的,所以Δt甲＜Δt乙,选项B正确。
9．【答案】C
【解析】
10．【答案】C
【解析】
【详解】电风扇正常工作时，主要将电能转化成机械能，部分转化为内能。
故选C。
11．【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．内能是组成物体所有分子动能和势能的总和，如果内能的增加是由于分子势能的增加导致的，那么物体的温度是不变的，比如零度的冰变成零度的水，故A错误；
B．第一类水动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律，而第二类永动机研制失败的原因并不是违背了能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，故B错误；
C．在南方的梅雨季节，空气中的相对湿度较大，蒸发变慢，湿衣服不容易晾干，故C正确；
D．液体的饱和汽压随温度的升高而增大，故D错误。
故选C。
12．【答案】C
【解析】A．B．这种机器违背了能量守恒定律，故是不可能制造成功的，故A错误，B错误；
C．D．这种机器不能永恒运动，如果小球能从静止加速上升到C的话，它就不可能从C加速下滑到B，并再次从B回到C，故C正确，D错误
13．【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律，选项A错误；
B．能量耗散过程中能量也是守恒的，选项B错误；
C．电冰箱制冷机工作后，冰箱冷冻室内的蒸发器温度降低，吸收空气中的热量，而与此同时，冰箱外部的冷凝器温度升高，将热量传给空气，室内空气的热量只是被冰箱吸收后又被放出，所以室温不会下降，选项C错误；
D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，选项D正确。
故选D。
14．【答案】B
【解析】【来源】北京市房山区2019-2020学年高二（下）期末物理试题
【分析】
【详解】
A．热力学第一定律是描述做功与热传递改变物体的内能之间的关系，则能体现能量守恒定律，故A正确；
B．牛顿第三定律描述的是作用力与反作用力间的关系，不能体现能量守恒定律，故B错误；
C．闭合电路欧姆定律描述的量电动势等于在外电路与内电路上电势降落之和，则能体现能量守恒定律，故C正确；
D．机械能守恒定律描述的量动能与势能间的相互转化但总机械能不变，则能体现能量守恒定律，故D正确。
本题选不能体现能量守恒定律的，故选B。
15．【答案】A
【解析】
新能源是指在新技术的基础上系统开发利用的能源，如太阳能．风能．水能．生物质能．地热能．海洋能．核能．氢能等；煤．石油．天然气属于不可再生资源，不属于新能源；
故选A。
A．这种机器可以永恒运动，说明了永动机可以制造
B．这种机器是可以制造的，并且小球在下滑时能源源不断地对外做功
C．这种机器不能永恒运动，如果小球能从静止加速上升到C的话，它就不可能从C加速下滑到B，并再次从B回到C
D．这种机器不能永恒运动，关键是因为摩擦阻力太大，要消耗能量
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