问题
多选题
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,可在容器内无摩擦地滑动.现有一质量也为m的泥粘C以速度v撞在A上并粘在一起后压缩气体,使气体的内能增加.则( )
A.活塞A获得的最大速度为v/2
B.活塞B获得的最大速度为v/3
C.活塞A、B速度第一次相等时,气体的内能最大
D.气体增加的最大内能为mv2 e
答案
A、泥粘C与活塞A碰撞后瞬间,A的速度最大,对A、C,根据动量守恒定律得:mv=2mv′,v′=
v,即活塞A获得的最大速度为1 2
v,故A正确.1 2
B、当封闭气体的恢复到初始状态时,B获得的速度最大.根据系统的动量守恒和能量守恒得:
2mv′=2mvAC+mvB
•2mv′2=1 2
•2m1 2
+v 2AC
m1 2 v 2B
联立解得,B获得的速度最大vB=
v′=4 3
v.故B错误.2 3
C、D活塞A、B速度第一次相等时,气体的内能最大.设相等速度大小为v″
则mv=3mv″,得v″=
v1 3
增加的最大内能为△U=
•2mv′2-1 2
•3mv″2=1 2
mv2.故C正确,D错误.1 12
故选AC