Question

19．如图所示，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理想气体容器的底部．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E_P（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（　　）

• A． E_P全部转换为气体的内能
• B． E_P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． E_P全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
• D． E_P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

Answer 1

分析 当活塞最后静止时弹簧的弹力等于物体的重力，弹簧仍处于压缩状态，仍储存一些弹性势能，整个过程中活塞高度增大，故重力势能增大即一部分弹性势能转化为重力势能，在运动过程中克服空气阻力做功故一部分弹性势能转化为空气的内能．

解答 解：由于开始弹簧处于压缩状态，弹簧中储存了一定的弹性势能，在绳子断开后活塞由于受到弹力大于活塞的重力故活塞向上运动，到达最高点后再向下运动，如此反复；当活塞最后静止时弹簧的弹力与物体的重力、气球的压力三力平衡时弹簧处于压缩状态．
在活塞运动过程中对活塞做功的有重力，弹簧的弹力和空气的阻力．当弹簧最后静止时弹簧仍处于压缩状态，但弹簧的形变量减小故弹簧储存的弹性势能减小；由于活塞的高度增大，故活塞的重力势能增大，在活塞运动的过程中空气的阻力始终做负功，产生内能，故减少的弹性势能一部分转化为重力势能，一部分转化为空气的内能．故D正确．
故选：D．

点评 通过受力分析确定所受的各个力，以及物体的初末状态和物体运动过程，从而确定不同力的做功情况以及能量的转化是解决此类题目的解题思路．