Question

如圖所示，密閉絕熱容器內有一絕熱的具有一定質量的活塞，活塞的上部封閉著氣體，下部為真空，活塞與器壁的摩擦忽略不計．置于真空中的輕彈簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，彈簧被壓縮后用繩扎緊，此時彈簧的彈性勢能為ED(彈簧處在自然長度時的彈性勢能為零)．現繩突然斷開，彈簧推動活塞向上運動，經過多次往復運動后活塞靜止，氣體達到平衡態．經過此過程    (    )

A．ED全部轉換為氣體的內能

B．EP，一部分轉換成活塞的重力勢能，其余部分仍為彈簧的彈性勢能

C．ED全部轉換成活塞的重力勢能和氣體的內能

D．EP一部分轉換成活塞的重力勢能，一部分轉換為氣體的內能，其余部分仍為彈簧的彈性勢能

Answer 1

D

【錯解分析】錯選B或C   不能從力和能的角度全面分析出氣體、活塞、彈簧的末態情況而影響作答．
【正解】當活塞經過多次往復運動靜止后，由受力分析可知彈簧仍處于壓縮狀態，但形變量比初狀態小，此時氣體體積減小，外界對氣體做功W>0，由于容器絕熱，Q=0，由熱力學第一定律W+Q=AU可得△U>0，氣體內能增加，故ED一部分轉換成活塞的重力勢能，一部分轉化為氣體的內能，其余部分仍為彈簧的彈性勢能．D正確．