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′=

1
2
v,即活塞A获得的最大速度为
1
2
v,故A正确.

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

  

1
2
•2mv2=
1
2
•2m
v2AC
+
1
2
m
v2B

联立解得,B获得的速度最大vB=

4
3
v′=
2
3
v
.故B错误.

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″=

1
3
v

增加的最大内能为△U=

1
2
•2mv2-
1
2
•3mv2
=
1
12
mv2
.故C正确,D错误.

故选AC

单项选择题
名词解释