Question

如下图所示柱形容器内封有一定质量的空气，光滑活塞C（质量为m）与容器用良好的隔热材料制成，另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上，并随活塞一起到达最低点B而静止，在这一过程中，空气内能的改变量ΔE，外界对空气所做的功W及物体和活塞的重力势能的变化之间的关系是（      ）

　　A、Mgh＋mgΔh＝ΔE＋W 　 　 　　　B、ΔE＝W，W＝Mgh＋mgΔh

　　C、ΔE＝W，W＜Mgh＋mgΔh 　 　　　D、ΔE≠W，W＝Mgh＋mgΔh

Answer 1

   　C

解析:

由于系统隔热，所以气体与外界没有热交换，活塞对气体做正功，所以由热力学第一定律知气体的内能增加，且ΔE＝W，而从能量守恒的角度考虑，m和M减少的机械能即重力势能共Mgh＋mgΔh，这部分损失的重力势能一部分使气体的内能增加，另一部分损失到碰撞过程中m和M的内能上，所以W＜Mgh＋mgΔh，所以正确答案为C.