分析：当绳子突然断开时,活塞受弹簧的弹力F、活塞的重力G、封闭气体对活塞向下的压力F′的共同作用,如图所示,其合力向上,经多次往复运动后活塞静止时,活塞处于三力平衡状态,气体体积必减小,外力对气体做正功,由于绝热,所做的功全部转化为气体的内能,气体的内能增加,而活塞最终的静止位置比初始位置高,其重力势能增加,最终弹力与另外两个力的合力平衡,弹簧仍有形变.设最终弹簧的弹性势能为Ep′,由能量守恒定律得Ep=Ep′+活塞增加的重力势能+气体增加的内能,所以D选项正确.

答案：D

10.如图5-2-10所示，用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞锁住，将质量和温度都相同的理想气体氢气和氧气分别充入容器的两部分，然后提起销子，使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞平衡时（ ）

图5-2-10

A.氢气的温度不变 B.氢气的压强减小

C.氢气的体积增大 D.氧气的温度升高

解析：氢气和氧气的质量虽然相同，但由于氢气的摩尔质量小，故氢气物质的量多，又体积和温度相同，所以氢气产生的压强大，活塞将向氧气一方移动.当拔掉销子后，由于氢气物质的量多，压强大，会推动活塞向O2一方移动，这时H2对外做功，又无热传递，由ΔU=W +Q可知，H2内能减少，温度降低，对O2而言，外界对它做功，体积减小，由ΔU=W +Q，无热传递的情况下，O2内能增加，温度升高.

答案：BCD

11.一个带活塞的气缸内盛有一定量的气体.若此气体的温度随其内能的增大而升高，则（ ）

A.将热量传给气体，其温度必升高

B.压缩气体，其温度必升高

C.压缩气体，同时气体向外界放热，其温度必不变

D.压缩气体，同时将热量传给气体，其温度必升高

解析：做功和热传递是改变物体内能的两种物理方式.据Q+W=ΔU可知，气体既被压缩又吸热，则内能增加，温度必升高.

答案：D

12.风沿水平方向以速度变式训练垂直吹向一直径为d的风车叶轮上，设空气密度为ρ，风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高h的高度，效率为80%.则单位时间最多可提升的水的质量m=__________.

解析：设在t时间内吹在风车上的空气的质量为m1=

风的动能Ek=