题目内容

如图12-4-2所示，密闭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Ep（弹簧处于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（    ）

图12-4-2

A.Ep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.Ep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

解析：当绳突然断开时，弹簧推动活塞向上运动，对气体做功，静止时，弹簧伸长了一些，但弹簧仍处于被压缩状态，根据能量转化和守恒定律可知，应选择D.

答案：D

练习册系列答案
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如图12-4-7所示为一列机械波从一种介质进入另一种介质发生的现象，已知波在介质1中的波速为v1，在介质2中的波速为v2，则v1∶v2为多少？

图12-4-7
如图12-4-1所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1 m，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为R的电阻，匀强磁场方向与导轨平面垂直，质量为0.2 kg，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.

图12-4-1

（1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；

（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8 W，求该速度的大小；

（3）在上问中，若R=2 Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向.（取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
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图12-4-2

(1)求初始时刻导体棒受到的安培力.

(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为Ep,则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少?

(3)导体棒往复运动,最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少?
如图12-1-2所示，在真空中速度v=6.4×107 m/s的电子束，连续地射入两平行板间.极板长度为L=8.0×10-2 m，间距d=5.0×10-3 m.两极板不带电时，电子束沿两极板之间的中线通过.在极板上加频率为50 Hz的交变电压u=U0sinωt，如果所加电压的最大值U0超过某一值UC时，将开始出现以下现象：电子束有时可通过两极板；有时间断，不能通过.

图12-1-2

（1）求UC的大小；

（2）求U0为何值时才能使通过的时间Δt通跟间断的时间Δt断之比Δt通∶Δt断=2∶１？

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