题目内容
如图所示,两端敞口的容器用活塞A、B封闭着一定质量的理想气体,容器和活塞用绝热的材料做成,活塞A、B的质量均为m,可以在容器内无摩擦地滑动,现有一质量也为m的泥块C以速度v0撞在A上并粘在一起后压缩气体,使气体内能增加。则A.活塞A获得的最大速度为v0
B.活塞B获得的最大速度为v0
C.活塞A、B速度第一次相等时,气体的内能最大
D.气体内能增加量最大为mv02
AC
粘合的过程很短,动量守恒,可认为碰撞仅使A获得一个向左运动的速度v0/2,A项对;A获得速度后向左运动压缩气体,气体的压强增大,气体对A、B压力将大于外界大气压力,而使B向左加速,A向左减速,气体体积减小,当vA=vB时气体体积最小,压强最大,外界对气体做功最多(活塞绝热),所以气体内能此时最大,C项对;以后A继续减速,B继续加速,气体体积开始增大,压强减小,温度降低,对外做功内能减小,当气体压强减小为p0时,B的速度最大,B项错;因大气对A和B的压力等大反向,A、B、C气体(质量可忽略)组成的系统动量守恒,可求出A和B、C速度相同时的值为v0/3,但由于在A、B速度相等前的过程中,大气压力对A、B做的功不为零且无法计算,气体增加的最大内能ΔE也就无法求出;若已知初态和末态时A、B间距,就可求出上述过程中大气压力对A和B做的总功W,由能的转化和守恒定律可知ΔE=W+ΔEk,其中ΔEk为系统减小的动能,ΔEk=·2m(
)2-
·3m(
)2,D项错。

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