题目内容
【题目】如图所示的容器中, A，B处各有一个可自由移动的活塞,活塞下面是水,上面是大气,大气压恒定,A，B的底部由带阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热,原先A中水面比B中高,打开阀门,使A中的水逐渐向B中流,最后达到平衡,在这个过程中( )
A.大气压力对水做功,水的内能增加
B.水克服大气压力做功,水的内能减少
C.大气压力对水不做功,水的内能不变
D.大气压力对水不做功,水的内能增加
【答案】D
【解析】
打开阀门K后，据连通器原理，最后A、B两管中的水面将相平，如下图所示：
即A中水面下降，B中水面上升；设A管截面积为S1，水面下降距离为h1，B管截面积为S2，水面上升距离为h2，由于水的总体积保持不变，则有S1h1=S2h2，A管中大气压力对水做的功：W1=p0S1h1，B管中大气压力对水做的功：W2=-p0S2h2，大气压力对水做的总功：W=W1+W2=p0S1h1-p0S2h2，因为S1h1=S2h2，所以W=0，即大气压力对水不做功；由于水的重心降低，重力势能减小，由能量守恒定律知水的内能增加。故D正确，ABC错误。
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