如圖所示容器中,A、B各有一個可自由移動的輕活塞,活塞下面是水,上面為空氣,大氣壓恒定.A、B底部由帶有閥門K的管道相連,整個裝置與外界絕熱.原先A中的水面比B中高,打開閥門,使A中的水逐漸向B中流,最后達到平衡.在這個過程中(  )
A.大氣壓力對水做功,水的內(nèi)能增加
B.水克服大氣壓力做功,水的內(nèi)能減少
C.大氣壓力對水不做功,水的內(nèi)能不變
D.大氣壓力對水不做功,水的內(nèi)能增加

打開閥門K后,據(jù)連通器原理,最后A、B兩管中的水面將相平,如下圖所示,即A中水面下降,B中水面上升;
設A管截面積為S1,水面下降距離為h1,B管截面積為S2,水面上升距離為h2,
由于水的總體積保持不變,則有S1h1=S2h2,
A管中大氣壓力對水做的功:W1=p0S1h1,
B管中大氣壓力對水做的功:W2=-p0S2h2
大氣壓力對水做的總功:
W=W1+W2=p0S1h1-p0S2h2,
∵S1h1=S2h2,
∴W=0,即大氣壓力對水不做功;
由于水的重心降低,重力勢能減小,由能量守恒定律知水的內(nèi)能增加.故D正確.
故選D
練習冊系列答案
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汽缸中的氣體吸收了4.2×103 J的熱量,同時推動活塞對外做了2.2×103 J的功,則其內(nèi)能          (填:“增加”或“減少”)了            J。

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A.熱量、功、內(nèi)能三個量的物理意義是等同的
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四川省“十二五”水利發(fā)展規(guī)劃指出,若按現(xiàn)有供水能力測算,我省供水缺口極大,蓄引提水是目前解決供水問題的重要手段之一.某地要把河水抽高20m,進入蓄水池,用一臺電動機通過傳動效率為80%的皮帶,帶動效率為60%的離心水泵工作.工作電壓為380V,此時輸入電動機的電功率為19kW,電動機的內(nèi)阻為0.4Ω.已知水的密度為1×l03kg/m3,重力加速度取10m/s2.求:
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2013年12月15日“嫦娥三號”探測器成功實現(xiàn)“月面軟著陸”.若著陸的最后階段可簡化為三個過程:①探測器從月球表面附近高為H處開始勻減速豎直下降至靜止;②懸停(即處于靜止狀態(tài));③自由下落至月球表面.為了保證探測器的安全,要求探測器到達月球表面的速度不能超過vm,月球表面附近的重力加速度為g0,探測器在減速過程中每秒鐘消耗的燃料為△m=pa+q(a為探測器勻減速下降的加速度大小,p、q為大于零的常數(shù)).忽略探測器因消耗燃料而引起的質(zhì)量變化.
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(2)若在(1)中懸停最大高度hm不變的情況下,為使探測器減速下降過程中消耗的燃料質(zhì)量最少,則該過程中探測器的加速度為多大,最低消耗燃料的質(zhì)量m為多少.

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