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高原期还是深海期?

 新用户65120Joi 2023-03-03 发布于山西

复习中听说有一个时间段叫高原期,症状就是做啥啥错,看啥啥不懂。这两个题不知是不是这个状态下的产物。或许本来就在深海,还未露出海平面。

这类型题也能错了?物理考试只能蒙了。

周测的两个选择题,错误率高得吓人。明明刚复习过的内容,做得黑不溜秋。

1.一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N,其p-V图像如图所

示。在过程1中,气体始终与外界无热量交换;在过程2中,气体先经历等压变化再经历等容变化,对于这两个过程,下列说法错误的是

A.气体经历过程1时,其温度降低

B.气体经历过程2时,先吸热后放热

C.气体经历过程1的内能改变量小于经历过程2的内能改变量

D.气体经历过程1对外做的功小于经历过程2对外做的功

起初以为错误率高是因为题中的反常规做法:让选错误选项,交流之后才发现不是这么回事,而是实实在在的不懂。

错因在于不理解题干中的绝热过程,以为是等温过程。绝热、等温,好像都与温度有关,但压根不是一回事。

这种问题的初步题感应该是想到理想气体状态方程、热力学第一定律、理想气体压强的微观解释。

课堂中特意问了一下何为理想气体,结果在预料之中,还真是不理解理想气体,但还要解决关于理想气体的问题,这好像是一个笑话,超级冷的笑话。

打个比喻:固体分子像狗,狗不嫌家贫,和主家的作用力强,就待在自己家看家护院;液体分子像猫,谁家给吃得好就去谁家,虽然跑,总还有个临时的落脚点,吃得好的家里就有吸引力;气体分子是鸟,天高任鸟飞,无拘无束自由翱翔,没固定据点,对一切有形据点不关心。

理想气体是关于气体的一种理想模型,理想到气体分子之间没有相互作用的分子力,这样的结果就是每个气体分子都比神仙还神仙,自由自在,不受任何束缚,碰到容器的器壁碰一下反弹后继续自由乱动直到下一次再碰,这就是气体压强的形成原因。

热力学定律阐述的是改变物体内能可通过做功和热传递两种方式达到,而且是等效的。热力学第一定律应用于理想气体,由于分子之间的作用力为零,所以体积变化不会影响分子的势能,因此气体内能的变化就完全取决于分子的动能,而温度是气体分子平均动能的标志物理量。因此对于理想气体,内能的变化与否就完全决定于气体的温度,与体积就没什么关系了。这样一来,对于理想气体,做功和热传递直接影响的就是气体的动能,表现出来就是温度。

热力学第一定律需要注意一下,实际问题中,需要注意功的正负和热量的传递方向。使物体内能增加的功和热量是正值,表明能量的转化或内能的转移是从外界转向物体。反之就是负值。

本题中的1过程是绝热过程。绝热是指气体和外界没有热交换,不是气体温度不变。

只要外界对气体做功,气体的内能照样可以变化,温度也会变化。而温度不变的话,则气体的内能不变,说明外界对气体做功和热交换的总量为零

看图像,教材上确实有过等温线,但那和绝热线不一样,绝热线要稍微陡一点,再说了,题干没说的,没有理论依据不要主观臆测。

清楚了绝热的含义,其他选项也就没什么难度了,P-V图像的面积反映气体的做功多少。         

2.一列波长λ≥4m的简谐横波沿x轴传播,x轴上相距s=3m的两个质点M和N的振动图像如图所示,根据图像判断,下列说法正确的是

A.该列波的波速可能为1m/s

B.该列波的波速可能为4m/s

C.该列波的波长可能为8m

D.该列波的波长可能为12m

错了近1/4。波动图像、振动图像的物理意义搞不明白。

简单点类比,波动图像是一张集体照,没P过的集体照,所有参与人同一时刻的位置看得明明白白、清清楚楚。振动图像就属于一个人的录像了,任意时刻干什么事都留下了记录。波动、振动的图像考题,较难的就是要考两种图像的互相转化。

从集体照里揪出一个人来,让你还原他的个人录像。从录像中截个屏,放到那个时刻的集体照里。要说这种转化不神奇,那只能说明缺乏从科学推理中获得乐趣的能力。

上边的比喻要转化成事实,想想有啥重要意义。你和别人不知什么时候照了一张集体照,发了个朋友圈,通过这种转化技术,能得到你一生每时每刻干什么事的信息。你说恐怖不恐怖?反过来,看了你的一段录像,从里边截了个屏,就能推测出截屏那个时刻你和哪些人扎推在一起玩儿。除非你不留任何痕迹,不和任何人交往,否则,你和你的圈子里的人的活动轨迹全部是透明的。现实中有没有这种技术,我是相信有的,侦探片里好像就是这么玩的。

咱这种题怎么玩呢?

给定了两个质点的距离及振动图像。

首先需要确定两个质点之间距离与波长的关系,这就需要将两个质点放到同一个波动图像中去比对。

怎放呢?先建森林,再喵定树木。

放树木是个技术活,首先要保证同一时刻,因为波动图像是描述同一时刻不同质点的照片。

在振动图像里先选定一个时刻,把两个质点在选定时刻的位置及振动方向这两个信息务必要弄清楚,否则接下来就做了负功了。

把波动图像的时刻标定为振动图像里选定的时刻,再看哪些可能位置是振动图像里选定质点的位置,同时要根据波动传播方向和振动方向的关系,把位置和振动方向这两方面的信息与振动图像中一致了。否则这个树木就找错了,前功尽弃。

把这些工作做到位了,一般这个题也就解出来了,因为在波动图像中观察两个质点之间距离与波长的相对关系,相对还是比较好弄的。

以本题为例:    

1.先观察振动图像,选定M、N在t=0时刻来研究。

2.M、N两质点在0时刻的位置及振动方向。M在平衡位置,朝+y方向振动。N在正向最大位移处。

3.在波动图像这个“森林”里找M、N这两棵树的可能位置。看波动图像,0时刻处于平衡位置的点都可能是M点,结合振动方向沿+y方向,选定波动图像中的红色A点为M点,当然与A点相差一个波长的都行,可以认为是一个“M”点系。N点恰好在最大位移处,只看位置,就不用管振动方向了。题干中又没有告知M、N的左右关系,都选要考虑。

可能的N点为蓝色的B或C点。这仅是找了相距在一个波长之内的,由于周期性,整波长累加就行,这就是波动问题多解的原因,找对零头是关键,整波长、整周期倍上就行。

通过在波动图像中的比对,可得波长λ与s的关系:

改变波的传播方向或换一个不同的时刻,结论不会变。

结合题干对波长的限制条件及振动图像中的周期,本题就顺利解答了。

清楚了规律,这些问题的推理过程并不复杂,完全可以拿下来,这不是拼智商的问题,是拼细致和耐心的问题。

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