【备战2022】高考物理选择题专项练习集：热力学第一定律(成都专栏)

这是一份【备战2022】高考物理选择题专项练习集：热力学第一定律(成都专栏)，共11页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（共20小题；共80分）
1. 下列说法正确的是
A. 温度越高，布朗运动越显著
B. 外界对气体做功，气体内能一定增大
C. 分子间作用力随分子间距离的增大而减小
D. 一定质量的理想气体，体积越大，压强越小

2. 关于物体内能的变化，以下说法正确的是
A. 物体放出热量，内能一定减少
B. 物体对外做功，内能一定减少
C. 物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变
D. 物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变

3. 关于热传递，下列说法正确的是
A. 热传递的实质是温度的传递
B. 物体间存在温度差，才能发生热传递
C. 热传递可以在任何情况下进行
D. 物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量

4. 用金属制成的气缸中装有柴油和空气的混合物，有可能使气缸中的柴油达到燃点的过程是
A. 迅速向里推活塞B. 迅速向外拉活塞
C. 缓慢向里推活塞D. 缓慢向外拉活塞

5. 五颜六色的气球是很多小孩非常喜欢的玩具。将一个气球从较冷的室外带到较温暖的室内（室内外温差较大），一段时间后球内气体状态稳定，气球无漏气现象。在此过程中关于气球内气体说法正确的是
A. 分子平均间距减小
B. 分子平均动能减小
C. 气体的压强不会发生变化
D. 气体吸收的热量大于内能的增加量

6. 下列关于内能及内能变化的说法正确的是
A. 温度是分子平均速率的标志
B. 物体内每个分子都具有内能
C. 当分子间距离增大时，分子势能也增大
D. 做功改变内能的实质是其他形式的能转化为内能，热传递改变内能的实质是内能的转移

7. 如图，一定质量的理想气体，由 a 经过 ab 过程到达状态 b 或者经过 ac 过程到达状态 c，设气体在状态 b 和状态 c 的温度分别为 Tb 和 Tc，在过程 ab 和 ac 中吸收的热量分别为 Qab 和 Qac。则
A. Tb>Tc，Qab>QacB. Tb>Tc，QabC. Tb=Tc，Qab>QacD. Tb=Tc，Qab
8. 一定质量的理想气体，在温度升高的过程中
A. 气体的内能一定增加B. 外界一定对气体做功
C. 气体一定从外界吸收热量D. 气体分子的平均动能一定不变

9. 对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是
A. 气体压强只与气体分子的密集程度有关
B. 气体温度升高，每一个气体分子的动能都增大
C. 气体的温度升高，气体内能一定增大
D. 若气体膨胀对外做功 50 J，则内能一定减少 50 J

10. 如图所示，用光滑的活塞密闭一定质量的气体，整个装置与外界没有热交换。现在活塞上方放一重物 M，当重物 M 与活塞接触后，气体的内能将
A. 变大B. 变小C. 不变D. 先变小再变大

11. 有些物理量与过程有关，有些物理量与状态有关，下列与物理过程相关的量是
A. 热量B. 内能C. 压强D. 体积

12. 如图所示，一演示用的“永动机”转轮由 5 根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片．轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动，离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动．下列说法正确的是
A. 转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B. 转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C. 转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D. 转轮的叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量

13. 下列说法正确的是
A. 物体放出热量，其内能一定减小
B. 物体对外做功，其内能一定减小
C. 物体放出热量，同时对外做功，其内能一定减小
D. 物体吸收热量，同时对外做功，其内能一定减小

14. 关于分子的热运动与物质内能的理解，下列说法正确的是
A. 扩散现象说明分子间存在斥力
B. 物体对外做功，其内能一定减少
C. 气体的压强增大则气体分子一定运动越剧烈
D. 物体温度升高则分子的平均动能一定增大

15. 用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时（假设袋内气体与外界无热交换），则袋内气体
A. 体积减小，压强增大B. 体积减小，压强减小
C. 对外界做负功，内能减小D. 对外界做正功，内能增大

16. 关于热量，下列说法中正确的是
A. 热量是物体内能多少的量度
B. 热量是在仅有热传递过程中物体内能变化的量度
C. 热量是物体温度高低的另一种表示方法
D. 热量是物体所含内能的多少

17. 装有空气的密闭薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）
A. 内能增大，放出热量B. 内能减小，吸收热量
C. 内能增大，对外界做功D. 内能减小，外界对其做功

18. 如图所示，一定量的理想气体，由状态 a 等压变化到状态 b，再从 b 等容变化到状态 c，a 、 c 两状态温度相等。下列说法正确的是
A. 从状态 b 到状态 c 的过程中气体吸热
B. 气体在状态 a 的内能大于在状态 c 的内能
C. 气体在状态 b 的温度小于在状态 a 的温度
D. 从状态 a 到状态 b 的过程中气体对外做正功

19. 密闭容器内一定质量的理想气体，在温度保持不变的条件下，若气体体积减小，则
A. 气体分子热运动的平均动能增大
B. 气体需要从外界吸收热量
C. 气体中每个分子对器壁撞击的作用力都变大
D. 气体分子对器壁单位面积撞击的平均作用力变大

20. 如图所示，A 、 B 两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。将两管抽成真空后，开口向下竖起插入水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法中正确的是
A. A 中水银的内能增量大于 B 中水银的内能增量
B. B 中水银的内能增量大于 A 中水银的内能增量
C. A 和 B 中水银体积相同，故内能增量相同
D. A 和 B 中水银温度始终相同，故内能增量相同

二、双项选择题（共9小题；共36分）
21. 如图所示，一定质量的理想气体，从状态 A 经绝热过程 A→B 、等容过程 B→C 、等温过程 C→A 又回到了状态 A，则
A. A→B 过程气体降温
B. B→C 过程气体内能增加，可能是外界对气体做了功
C. C→A 过程气体放热
D. 全部过程气体做功为零

22. 对于热量、功和内能三者的下列说法中正确的是
A. 三者单位相同，物理意义相同
B. 热量和功是内能的量度
C. 热量和功由过程决定，而内能由物体状态决定
D. 系统内能增加了 100 J，可能是外界采用绝热方式对系统做功 100 J，也可能是外界单纯地对系统传热 100 J。

23. 一个铜块和铁块，质量相等，铜块的温度 T1 比铁块的温度 T2 高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换热量，则
A. 从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块放出的热量等于铁块吸收的热量
B. 在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块放出的热量不等于铁块吸收的热量
C. 到热平衡时，铜块的温度 T=T1+T22
D. 到热平衡时，两者的温度相等

24. 关于物体的内能，下列说法中正确的是
A. 外界对物体做功，物体的内能不 一定增加
B. 不通过做功，也可以改变物体的内能
C. 不发生热传递，物体内能总保持不变
D. 外力对物体做 1 J 的功，物体就 一定增加 1 J 的内能

25. 下列说法正确的是
A. 分子间距离增大，分子势能一定减小
B. 一个热力学系统，如果从外界吸热，内能可能减少
C. 气体温度升高，体积一定增大
D. 热机的效率总是小于 100%

26. 下列说法正确的是
A. 物体吸热，物体分子平均动能必定增大
B. 扩散现象说明分子总在做无规则热运动
C. 内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化
D. 分子间距等于分子间平衡距离时，分子势能最小

27. 关于热传递的概念，下列说法中正确的是
A. 热传递是物体内能的转移
B. 热量总是由温度高的物体传给温度低的物体
C. 两个物体间发生热传递时，温度发生迁移
D. 只有通过热传递，才能使物体的内能发生变化

28. 如图所示，绝热的容器内密闭一定质量的理想气体（不考虑分子间的作用力），用电阻丝缓慢对其加热时，绝热活塞无摩擦地上升，下列说法正确的是
A. 单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数减少
B. 电流对气体做功，气体对外做功，气体内能可能减少
C. 电流对气体做功，气体又对外做功，其内能可能不变
D. 电流对气体做的功一定大于气体对外做的功

29. 如图所示，“奥托循环”由两条等温线和两条等容线组成，其中，a→b 和 c→d 为等温过程，b→c 和 d→a 为等容过程。下列说法正确的是
A. a→b 过程中，气体对外界做功
B. b→c 过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多
C. c→d 过程中，气体从外界吸收热量
D. d→a 过程中，气体分子的平均动能变大

三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 根据能量守恒定律，下列说法正确的是
A. 物体对外界做功 2 J，物体从外界吸收 2 J 的热量，则物体内能增加 4 J
B. 物体对外界做功 2 J，物体向外界放出 2 J 的热量，则物体内能减少 4 J
C. 外界对物体做功 2 J，物体从外界吸收 2 J 的热量，则物体内能增加 4 J
D. 外界对物体做功 2 J，物体向外界放出 2 J 的热量，则物体的内能不变
答案
第一部分
1. A
【解析】布朗运动的决定因素：颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈，故A正确；改变内能的方式有做功和热传递，只考虑外界对气体做功，气体内能不一定增大，故B错误；当分子力表现为斥力时，分子间作用力随分子间距离的增大而减小，当分子力表现为引力时，分子间距离的增大，分子间作用力先增大后减小，故C错误；根据理想气体状态方程，在温度 T 不确定的情况下，体积越大，压强不一定越小，故D错误。
2. D
【解析】根据热力学第一定律 ΔU=W+Q，物体内能的变化与外界对物体做功（或物体对外界做功），物体从外界吸热（或向外界放热）两种因素有关。物体放出热量，但有可能同时外界对物体做功，故内能有可能不变甚至增加，选项A错误；
物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减少，选项B错误；
若物体放热同时对外做功，物体内能一定减少，选项C错误；
若物体吸收的热量与对外做的功相等，则内能可能不变，选项D正确。
故选D。
3. B
【解析】热传递的实质是物体间内能的转移，故A项错。热传递发生的条件是物体间存在温度差。高温物体放出热量。低温物体吸收热量。若两物体温度相同，它们之间便不会发生热传递，故B项对、C项错。物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，还可以用做功的方式，故D项错。
4. A
【解析】要使柴油达到燃点，必须使柴油和空气的混合物内能增大，温度升高，可通过做功过程来实现，因此，应向里推活塞，使外界对气体做功，但应迅速推动还是缓慢推动呢?若是绝热气缸，无论迅速推动还是缓慢推动，只要外界对气体做功，其内能一定增大，温度升高，而金属气缸是导热的，要使温度升高，则应迅速向里推动活塞，使气体与外界来不及发生热交换。
5. D
6. D
【解析】温度是分子平均动能的标志，不是分子热运动的平均速率的标志，故A错误；物体内所有分子由于运动而具有的分子动能，以及分子之间分子势能的总和称为内能，故B错误；当分子之间的距离小于平衡距离 r0 时，分子间距离增大时分子势能减小，故分子间距离增大时分子势能不一定变大，故C错误；用做功的方法来改变物体的内能，实质上是能量的转化过程，即内能和其他形式的能的相互转化，用热传递的方法来改变物体的内能，实质上是内能的转移过程，故D正确。
7. C
【解析】根据理想气体状态方程 pcVcTc=pbVBTb，代入可得 Tb=Tc；根据热力学第一定律 U=W+Q，又 Tb=Tc，故两过程的 U 相同，从 a 到 C 过程 W=0；从 a 到 b 过程 W<0，所以，Qab>Qac，故C正确。
8. A
【解析】一定质量的理想气体不计分子势能，温度升高，气体分子的平均动能增大，则气体的内能一定增加，故A正确，D错误；
根据热力学第一定律 ΔU=W+Q，一定质量的理想气体温度升高，内能增加，ΔU>0；外界可能对气体做功，也可能气体对外界做功；气体可能从外界吸收热量，也可能气体向外界放出热量，故BC错误。
故选A。
9. C
【解析】A选项：气体压强与气体的热动动的平均动能和气体分子的密集程度有关，故A错误；
B选项：气体温度升高，气体分子的平均动能增大，但是分子总在做无规则运动，所以每一个分子动能都在变化但不一定增大，故B错误；
C选项：气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，由于气体间距比较大分子间的相互作用力较小，分子间的势能一般不考虑，则气体内能只由分子动能决定所以气体内能一定大增，故C正确；
D选项：由热力学第一定律可知，当气体膨胀对外做功 50 J，若没有热传递没有吸收或者放出热量时，内能减少 50 J，故D错误。
10. A
11. A
12. D
【解析】转轮转动的过程中克服摩擦力做功，转轮的速度越来越小，所以要维持转轮转动需要外力做功．故A错误。
要维持转轮转动需要外力做功，转轮转动所需能量不能由转轮自己提供．故B错误。
转动的叶片不断搅动热水的过程是水对转轮做功的过程，同时水会向四周放出热量，根据热力学第一定律可知水的内能减小，故水温降低，故C错误。
根据热力学第二定律，物体不可能从单一热源吸收能量全部用来对外做功而不引起其变化，故叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量．故D正确。
13. C
14. D
【解析】扩散现象证明了分子不停地做无规则运动，不能证明分子间存在斥力，故A错误；
物体对外做功，若物体吸热，则其内能不一定减少，选项B错误；
根据 pVT=C，若气体的压强增大，则可能是温度不变而体积减小，则气体分子不一定运动越剧烈，选项C错误；
温度是分子平均动能的标志，则物体温度升高时分子的平均动能一定增大，选项D正确。
故选D。
15. A
16. B
17. D
18. D
【解析】从 b 等容变化到状态 c，根据 pbTb=pcTc 可知，Tc理想气体的内能是由温度决定的，a 、 c 两状态温度相等，因此内能相等，B错误；
由于 a 、 c 两状态温度相等，而 c 的温度小于 b 的温度，因此 a 的温度小于 b 的温度，C错误；
从状态 a 到状态 b 的过程中，根据热力学第一定律，气体体积膨胀，对外做功，D正确，故选D。
19. D
20. B
第二部分
21. A， C
【解析】A→B 过程是绝热过程，Q1=0，体积变大，气体对外做功，W1<0，根据热力学第一定律 ΔU1=Q1+W1，得 ΔU1<0，内能减小，温度下降，故A正确；B→C 过程中，气体体积不变，根据查理定律，压强增大，温度升高，内能增加，ΔU2>0，根据热力学第一定律 ΔU2=W2+Q2，体积不变则外界对气体不做功，W2=0，气体吸热，故B错误；C→A 过程是等温变化，内能不变，ΔU3=0，体积减小，外界对气体做功，W3>0，根据热力学第一定律得 Q3<0，气体放热，故C正确；全部过程分三个阶段，A 到 B 气体对外做功，W1<0，B 到 C，W2=0 、 C 到 A 外界对气体做功，W3>0，根据 p−V 图线与 V 轴围成的图形的面积表示气体做的功可知，从 A 到 B 气体对外界做的功小于从 C 到 A 外界对气体做的功，如图中阴影部分所示，则全部过程气体做功不为零，故D错误。
22. C， D
【解析】热量、功和内能三者尽管单位相同，但物理意义有本质区别，A 项错。热量和功由过程决定，内能由物体状态决定，热量和功是内能变化的量度，C 项对，B 项错。对一个绝热过程 ΔU=W=100 J，对一个单纯热传递过程 ΔU=Q=100 J ，D 项对。
23. A， D
【解析】在孤立系统中两物体发生热交换时，一个物体放出的热量等于另一个物体吸收的热量，当达到热平衡时两物体必具有相同的温度，故A、D选项正确。
24. A， B
【解析】改变物体内能的两种方式是一是做功，二是热传递，可以利用其中一种方式改变物体的内能，也可以用两种方式改变物体内能，故AB正确。
25. B， D
【解析】当分子间作用力表现为引力时，分子间距离增大，分子间作用力做负功，分子势能增加，选项A错误；
一个热力学系统，如果从外界吸热的同时系统对外做功，则内能可能减少，选项B正确；
根据理想气体状态方程 pVT=C 可知，气体温度升高，体积不一定增大，选项C错误；
根据热力学第二定律可知，热机的效率总是小于 100%，选项D正确。
26. B， D
【解析】做功与热传递都可以改变物体的内能，物体吸收热量，若同时对外做功，物体的内能可能减小，物体的温度可能降低，则分子的平均动能减小，故A错误；
扩散现象说明分子永不停息地做无规则热运动，故B正确；
根据热力学第二定律，内能可以全部转化为机械能，但会引起其他变化，故C错误；
根据分子势能与分子之间距离的关系的特点可知，当分子间距等于分子间平衡距离时，分子势能最小，故D正确，故选BD。
27. A， B
28. A， D
【解析】由题意知，气体压强不变，活塞上升，气体体积增大，由理想气体状态方程知，气体温度升高，气体内能增加，电流对气体做的功一定大于气体对外做的功，故B、C错误，D正确；由气体压强的微观解释知，温度升高，气体分子对活塞的作用力增大，而压强不变，因此单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数减少，故A正确。
29. B， C
第三部分
30. B， C， D
【解析】由热力学第一定律可知，ΔU=−2+2=0；故内能不变；故A错误；
由热力学第一定律可知，ΔU=−2−2=−4 J；故内能减少 4 J；故B正确；
由热力学第一定律可知，ΔU=2+2=4 J；故内能增加 4 J；故C正确；
由热力学第一定律可知，ΔU=2−2=0；故内能不变；故D正确；