2021_省自主命题（湖南）
15. 如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞（截面积分别为 $S _ { 1 }$ 和 $S _ { 2 }$ ）封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从 A下降 h高度到 B位置时，活塞上细沙的总质量为 m 。在此过程中，用外力 F 作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强 $p _ { 0 }$ 保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为 。下列说法正确的是（ ）
BDE【解析】
【答案】BDE【解析】
【分析】
【详解】A. 根据做功的两个必要因素有力和在力的方向上有位移，由于活塞 $S _ { 2 }$ 没有移动，可知整个过程，外力F做功等于0，A 错误；
BC. 根据气缸导热且环境温度没有变，可知气缸内的温度也保持不变，则整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变，内能不变，B正确，C错误；
D. 由内能不变可知理想气体向外界释放的热量等于外界对理想气体做的功：
$$ Q = W < p _ { 0 } S _ { 1 } h + m g h $$
D 正确；
E. 左端活塞到达 B 位置时，根据压强平衡可得：
$$ p _ { 0 } + { \frac { m g } { S _ { 1 } } } = p _ { 0 } + { \frac { F } { S _ { 2 } } } $$
即：
$$ F = \frac { m g S _ { 2 } } { S _ { 1 } } $$
E 正确。
故选 BDE。