各章作业参考答案解析
15级：各章习题(作业题与思考题)——参考答案
合的尺寸公差带图和配合公差带图。
题 基本 尺寸 φ50 φ25 φ80 ES +0.039 -0.027 +0.005 孔 EI 0 -0.048 -0.041 Th 0.039 0.021 0.046 es -0.025 0 0 轴 Ei -0.064 -0.013 -0.030 TS 0.039 0.013 0.030 1.4 表 Xmax 或 Ymin +0.103 －0.014 +0.035 Xmin 或 Ymax +0.025 －0.048 －0.041 Xav 或 Yav +0.064 －0.031 －0.003 单位：mm 配合 种类 间隙 过盈 过渡
孔、轴的公差带图。
题 1.3 表 单位 ： mm
尺寸标注 孔φ12 0.032
0.072 轴φ60 0.053 0.041 孔φ30 0.062 0.050
公称尺寸 φ12 φ60 φ30 φ50
极限尺寸 最大 12.050 60.072 29.959 50.005 最小 12.032 60.053 29.938 49.966
2 2 1 1 1 60 + 40 + 40 66.33 （µm） 2 2 2 2 2 2
2
2
2
（2）方案二： a2 L2 (d1 d 2 ) / 2
lim a
2
a2 a2 a2 2 2 2 + + lim L 2 lim d1 lim d 2 L2 d1 d 2
＋ 0 － φ25 H7 +0.021 0 m6 +0.021 +0.008 X ＋ 0 － Y ＋13
大学物理上学习指导作业参考答案(1)
第一章 质点运动学课 后 作 业1、一质点沿x 轴运动，其加速度a 与位置坐标x 的关系为 a ＝2＋6 x 2 (SI)如果质点在原点处的速度为零，试求其在任意位置处的速度．解：设质点在x 处的速度为v ，62d d d d d d 2x txx t a +=⋅==v v 2分 ()x x xd 62d 020⎰⎰+=v v v2分()2 213xx +=v 1分2、一质点沿x 轴运动，其加速度为a = 4t (SI)，已知t = 0时，质点位于x 0=10 m 处，初速度v 0 = 0．试求其位置和时间的关系式．解： =a d v /d t 4=t ， d v 4=t d t⎰⎰=vv 0d 4d tt tv 2=t 2 3分v d =x /d t 2=t 2 t tx tx x d 2d 02⎰⎰=x 2= t 3 /3+x 0 (SI) 2分3、一质点沿半径为R 的圆周运动．质点所经过的弧长与时间的关系为221ct bt S += 其中b 、c 是大于零的常量，求从0=t 开始到切向加速度与法向加速度大小相等时所经历的时间．解： ct b t S +==d /d v 1分c t a t ==d /d v 1分 ()R ct b a n /2+= 1分根据题意： a t = a n 1分即 ()R ct b c /2+=解得 cbc R t -= 1分4、如图所示，质点P 在水平面内沿一半径为R =2 m 的圆轨道转动．转动的角速度ω与时间t 的函数关系为2kt =ω (k 为常量)．已知s t 2=时，质点P 的速度值为32 m/s ．试求1=t s 时，质点P 的速度与加速度的大小．解：根据已知条件确定常量k()222/rad 4//s Rt t k ===v ω 1分 24t =ω, 24Rt R ==ωvs t 1=时， v = 4Rt 2 = 8 m/s 1分 2s /168/m Rt dt d a t ===v 1分 22s /32/m R a n ==v 1分()8.352/122=+=nt a a a m/s 2 1分5、一敞顶电梯以恒定速率v =10 m/s 上升．当电梯离地面h =10 m 时，一小孩竖直向上抛出一球．球相对于电梯初速率200=v m/s ．试问： (1) 从地面算起，球能达到的最大高度为多大？ (2) 抛出后经过多长时间再回到电梯上？解：(1) 球相对地面的初速度=+='v v v 030 m/s 1分抛出后上升高度 9.4522='=gh v m/s 1分 离地面高度 H = (45.9+10) m =55.9 m 1分 (2) 球回到电梯上时电梯上升高度＝球上升高度2021)(gt t t -+=v v v 1分08.420==gt vs 1分6、在离水面高h 米的岸上，有人用绳子拉船靠岸，船在离岸S 处，如图所示．当人以0υ(m ·1-s )的速率收绳时，试求船运动的速度和加速度的大小．解： 设人到船之间绳的长度为l ，此时绳与水面成θ角，由图可知222s h l +=将上式对时间t 求导，得tss t l l d d 2d d 2=题1-4图根据速度的定义，并注意到l ,s 是随t 减少的，∴ t sv v t l v d d ,d d 0-==-=船绳即 θcos d d d d 00v v s l t l s l t s v ==-=-=船 或 sv s h s lv v 02/1220)(+==船 将船v 再对t 求导，即得船的加速度3202220202002)(d d d d d d sv h s v s l s v slv s v v s t sl t l st v a =+-=+-=-==船船教师评语教师签字月 日第二章 运动与力课 后 作 业hMlμ1、 一人在平地上拉一个质量为M 的木箱匀速前进，如图. 木箱与地面间的摩擦系数μ＝0.6.设此人前进时，肩上绳的支撑点距地面高度为h ＝1.5 m ，不计箱高，问绳长l 为多长时最省力?解：设绳子与水平方向的夹角为θ，则l h /sin =θ． 木箱受力如图所示，匀速前进时, 拉力为F , 有F cos θ－f ＝0 2分F sin θ＋N －Mg ＝0 f ＝μN得 θμθμsin cos +=MgF 2分令 0)sin (cos )cos sin (d d 2=++--=θμθθμθμθMg F ∴ 6.0tg ==μθ，637530'''︒=θ 2分且 0d d 22>θF∴ l ＝h / sin θ＝2.92 m 时，最省力．m 1m 22、一质量为60 kg 的人，站在质量为30 kg 的底板上，用绳和滑轮连接如图．设滑轮、绳的质量及轴处的摩擦可以忽略不计，绳子不可伸长．欲使人和底板能以1 m/s 2的加速度上升，人对绳子的拉力T 2多大？人对底板的压力多大? (取g ＝10 m/s 2)解：人受力如图(1) 图2分 a m g m N T 112=-+ 1分g M P ϖϖ=θF ϖN ϖ f ϖ底板受力如图(2) 图2分 a m g m N T T 2221=-'-+ 2分212T T = 1分 N N ='由以上四式可解得 a m m g m g m T )(421212+=--∴ 5.2474/))((212=++=a g m m T N 1分5.412)(21=-+=='T a g m N N N 1分3、一条轻绳跨过一轻滑轮(滑轮与轴间摩擦可忽略)，在绳的一端挂一质量为m 1的物体，在另一侧有一质量为m 2的环，求当环相对于绳以恒定的加速度a 2沿绳向下滑动时，物体和环相对地面的加速度各是多少？环与绳间的摩擦力多大？m 1m 22a ϖ解：因绳子质量不计，所以环受到的摩擦力在数值上等于绳子张力T ．设m 2相对地面的加速度为2a '，取向上为正；m 1相对地面的加速度为a 1(即绳子的加速度)，取向下为正． 1分111a m T g m =- 2分222a m g m T '=- 2分 212a a a -=' 2分 解得 2122211)(m m a m g m m a ++-= 1分21212)2(m m m m a g T +-= 1分2121212)(m m a m g m m a +--=' 1分4、一条质量分布均匀的绳子，质量为M 、长度为L ，一端拴在竖直转轴OO ′上，并以恒定角速度ω在水平面上旋转．设转动过程中绳子始终伸直不打弯，且忽略重力，求距转轴为r 处绳中的张力T ( r )．解：取距转轴为r 处，长为d r 的小段绳子，其质量为 ( M /L ) d r ． (取元，画元的受力图) 2分由于绳子作圆周运动，所以小段绳子有径向加速度，由牛顿定律得： T ( r )-T ( r + d r ) = ( M / L ) d r r ω2令 T ( r )－T (r + d r ) = - d T ( r )得 d T =－( M ω2 / L ) r d r 4分 由于绳子的末端是自由端 T (L ) = 01分有r r L M T Lrr T d )/(d 2)(⎰⎰-=ω ∴ )2/()()(222L r L M r T -=ω 3分O第三章 动量与角动量课 后 作 业hAvϖ1、如图，用传送带A 输送煤粉，料斗口在A 上方高h ＝0.5 m 处，煤粉自料斗口自由落在A 上．设料斗口连续卸煤的流量为q m ＝40 kg/s ，A 以v ＝2.0 m/s 的水平速度匀速向右移动．求装煤的过程中，煤粉对A 的作用力的大小和方向．（不计相对传送带静止的煤粉质重）解：煤粉自料斗口下落，接触传送带前具有竖直向下的速度gh 20=v 1分设煤粉与A 相互作用的∆t 时间内，落于传送带上的煤粉质量为t q m m ∆=∆ 1分设A 对煤粉的平均作用力为f ϖ，由动量定理写分量式：0-∆=∆v m t f x 1分)(00v m t f y ∆--=∆ 1分 将 t q m m ∆=∆代入得 v m x q f =， 0v m y q f =∴ 14922=+=y x f f f N 2分f ϖ与x 轴正向夹角为α = arctg (f x / f y ) = 57.4° 1分由牛顿第三定律煤粉对A 的作用力f ′= f = 149 N ，方向与图中f ϖ相反．2分30°F2、质量为1 kg 的物体，它与水平桌面间的摩擦系数μ = 0.2 ．现对物体施以F = 10t (SI)的力，（t 表示时刻），力的方向保持一定，如图所示．如t = 0时物体静止，则t = 3 s 时它的速度大小v 为多少?解：由题给条件可知物体与桌面间的正压力mg F N +︒=30sin 1分物体要有加速度必须 N F μ≥︒30cos 2分 即 mg t μμ≥-)3(5， 0s 256.0t t =≥ 1分物体开始运动后，所受冲量为 ⎰-︒=tt t N F I 0d )30cos (μ)(96.1)(83.3022t t t t ---= t = 3 s, I = 28.8 N s 2分则此时物体的动量的大小为 I m =v速度的大小为 8.28==mIv m/s 2分3、一炮弹发射后在其运行轨道上的最高点h ＝19.6 m 处炸裂成质量相等的两块．其中一块在爆炸后1秒钟落到爆炸点正下方的地面上．设此处与发射点的距离S 1＝1000 m ，问另一块落地点与发射地点间的距离是多少？（空气阻力不计，g ＝9.8 m/s 2） 解：因第一块爆炸后落在其正下方的地面上，说明它的速度方向是沿竖直方向的．利用 2t g t h '+'=211v ， 式中t '为第一块在爆炸后落到地面的时间． 可解得v 1＝14.7 m/s ，竖直向下．取y 轴正向向上, 有v 1y ＝－14.7 m/s 2分 设炮弹到最高点时(v y ＝0)，经历的时间为t ，则有S 1 = v x t ① h=221gt ② 由①、②得 t =2 s , v x =500 m/s 2分 以2v ϖ表示爆炸后第二块的速度，则爆炸时的动量守恒关系如图所示．x v v m m x =221③0==+y y m m m v v v 1y 22121 ④解出 v 2x =2v x =1000 m/s ， v 2y =-v 1y =14.7 m/s 3分 再由斜抛公式 x 2= S 1 +v 2x t 2 ⑤y 2=h +v 2y t 2-22gt 21 ⑥落地时 y 2 =0，可得 t 2 =4 s , t 2＝－1 s （舍去） 故 x 2＝5000 ｍ 3分Mmv ϖϖ4、质量为M ＝1.5 kg 的物体，用一根长为l ＝1.25 m 的细绳悬挂在天花板上．今有一质量为m ＝10 g 的子弹以v 0＝500 m/s 的水平速度射穿物体，刚穿出物体时子弹的速度大小v ＝30 m/s ，设穿透时间极短．求：(1) 子弹刚穿出时绳中张力的大小； (2) 子弹在穿透过程中所受的冲量．解：(1) 因穿透时间极短，故可认为物体未离开平衡位置．因此,作用于子弹、物体系统上的外力均在竖直方向，故系统在水平方向动量守恒．令子弹穿出时物体的水平速度为v '有 m v 0 = m v +M v 'v ' = m (v 0 - v )/M =3.13 m/s 2分 T =Mg+M v 2/l =26.5 N 2分(2) s N 7.40⋅-=-=∆v v m m t f (设0v ρ方向为正方向) 2分负号表示冲量方向与0v ϖ方向相反． 2分第四章 功和能课 后 作 业1、一质量为m 的质点在Oxy 平面上运动，其位置矢量为j t b i t a r ρρρωωsin cos +=(SI) 式中a 、b 、ω是正值常量，且a ＞b ． (1)求质点在A 点(a ，0)时和B 点(0，b )时的动能；(2)求质点所受的合外力F ρ以及当质点从A 点运动到B 点的过程中F ρ的分力x F ρ和y F ρ分别作的功．解：(1)位矢 j t b i t a r ρρρωωsin cos += (SI) 可写为 t a x ωcos = ， t b y ωsin =t a t x x ωωsin d d -==v ， t b ty ωωcos d dy-==v在A 点(a ，0) ，1cos =t ω，0sin =t ωE KA =2222212121ωmb m m y x =+v v 2分在B 点(0，b ) ，0cos =t ω，1sin =t ωE KB =2222212121ωma m m y x =+v v 2分(2) j ma i ma F y x ρρρ+==j t mb i t ma ρρωωωωsin cos 22-- 2分由A →B ⎰⎰-==020d cos d a a x x x t a m x F W ωω=⎰=-022221d a ma x x m ωω 2分⎰⎰-==b b y y t b m y F W 020dy sin d ωω=⎰-=-b mb y y m 022221d ωω 2分2、劲度系数为k 的轻弹簧，一端固定，另一端与桌面上的质量为m 的小球B 相连接．用外力推动小球，将弹簧压缩一段距离L 后放开．假定小球所受的滑动摩擦力大小为F 且恒定不变，滑动摩擦系数与静摩擦系数可视为相等．试求L 必须满足什么条件时，才能使小球在放开后就开始运动，而且一旦停止下来就一直保持静止状态．kL OB解：取弹簧的自然长度处为坐标原点O ，建立如图所示的坐标系．在t =0时，静止于x ＝－L 的小球开始运动的条件是kL ＞F ① 2分小球运动到x 处静止的条件，由功能原理得222121)(kL kx x L F -=+- ② 2分由② 解出 kFL x 2-=使小球继续保持静止的条件为 F k FL k x k ≤-=2 ③ 2分 所求L 应同时满足①、③式，故其范围为 k F <L kF3≤ 2分3、一链条总长为l ，质量为m ，放在桌面上，并使其部分下垂，下垂一段的长度为a ．设链条与桌面之间的滑动摩擦系数为μ．令链条由静止开始运动，则 (1)到链条刚离开桌面的过程中，摩擦力对链条作了多少功？al -a(2)链条刚离开桌面时的速率是多少？解：(1)建立如图坐标.某一时刻桌面上全链条长为y ,则摩擦力大小为g lymf μ= 1分 摩擦力的功 ⎰⎰--==00d d a l a l f y gy lmy f W μ 2分=022a l y l mg -μ =2)(2a l lmg--μ 2分(2)以链条为对象，应用质点的动能定理 ∑W ＝2022121v v m m -其中 ∑W = W P ＋W f ，v 0 = 0 1分W P =⎰l a x P d =la l mg x x l mg l a 2)(d 22-=⎰ 2分x OxB L Bx由上问知 la l mg W f 2)(2--=μ所以222221)(22)(v m a l l mg l a l mg =---μ 得 []21222)()(a l a l lg ---=μv 2分αh0v ϖ4、一物体与斜面间的摩擦系数μ = 0.20，斜面固定，倾角α = 45°．现给予物体以初速率v 0 = 10 m/s ，使它沿斜面向上滑，如图所示．求： 物体能够上升的最大高度h ；该物体达到最高点后，沿斜面返回到原出发点时的速率v ．解：(1)根据功能原理，有 mgh m fs -=2021v 2分ααμαμsin cos sin mgh Nh fs ==mgh m mgh -==2021ctg v αμ 2分)ctg 1(220αμ+=g h v =4.5 m 2分(2)根据功能原理有 fs m mgh =-221v 1分αμctg 212mgh mgh m -=v 1分[]21)ctg 1(2αμ-=gh v =8.16 m/s 2分第五章刚体的转动课后作业1、一轻绳跨过两个质量均为m、半径均为r的均匀圆盘状定滑轮，绳的两端分别挂着质量为m和2m的重物，如图所示．绳与滑轮间无相对滑动，滑轮轴光滑．两个定滑轮的转动惯量均为221mr．将由两个定滑轮以及质量为m和2m 的重物组成的系统从静止释放，求两滑轮之间绳内的张力．解：受力分析如图所示．2分2mg－T1＝2ma1分T2－mg＝ma1分T1 r－T r＝β221mr1分T r－T2 r＝β221mr1分a＝rβ2分解上述5个联立方程得：T＝11mg / 82分2、一轻绳绕过一定滑轮，滑轮轴光滑，滑轮的半径为R,质量为M / 4，均匀分布在其边缘上．绳子的A端有一质量为M的人抓住了绳端，而在绳的另一端B系了一质量为21M的重物，如图．设人从静止开始相对于绳匀速向上爬时，绳与滑轮间无相对滑动，求B端重物上升的加速度？(已知滑轮对通过滑轮中心且垂直于轮面的轴的转动惯量J＝MR2 / 4 )解：受力分析如图所示．a设重物的对地加速度为a ，向上.则绳的A 端对地有加速度a 向下，人相对于绳虽为匀速向上，但相对于地其加速度仍为a 向下. 2分 根据牛顿第二定律可得：对人： Mg －T 2＝Ma ① 2分对重物： T 1－21Mg ＝21Ma ② 2分根据转动定律，对滑轮有(T 2－T 1)R ＝J β＝MR 2β / 4 ③ 2分因绳与滑轮无相对滑动， a ＝βR ④ 1分 ①、②、③、④四式联立解得 a ＝2g / 7 1分3、一质量为m 的物体悬于一条轻绳的一端，绳另一端绕在一轮轴的轴上，如图所示．轴水平且垂直于轮轴面，其半径为r ，整个装置架在光滑的固定轴承之上．当物体从静止释放后，在时间t 内下降了一段距离S ．试求整个轮轴的转动惯量(用m 、r 、t 和S 表示)．解：设绳子对物体(或绳子对轮轴)的拉力为T ，则根据牛顿运动定律和转动定律得：mg T ＝ma ① 2分 T r ＝J β ② 2分 由运动学关系有： a = r β ③ 2分 由①、②、③式解得： J ＝m ( g －a ) r 2 / a ④ 又根据已知条件 v 0＝0∴ S ＝221at ， a ＝2S / t 2 ⑤ 2分将⑤式代入④式得：J ＝mr 2(Sgt 22－1) 2分Am 1 ,l1v ϖ2v ϖ俯视图4、有一质量为m 1、长为l 的均匀细棒，静止平放在滑动摩擦系数为μ的水平桌面上，它可绕通过其端点O 且与桌面垂直的固定光滑轴转动．另有一水平运动的质量为m 2的小滑块，从侧面垂直于棒与棒的另一端A 相碰撞，设碰撞时间极短．已知小滑块在碰撞前后的速度分别为1v ϖ和2v ϖ，如图所示．求碰撞后从细棒开始转动到停止转动的过程所需的时间.(已知棒绕O 点的转动惯量2131l m J =)解：对棒和滑块系统，在碰撞过程中，由于碰撞时间极短，所以棒所受的摩擦力 矩<<滑块的冲力矩．故可认为合外力矩为零，因而系统的角动量守恒，即1分m 2v 1l ＝－m 2v 2l ＋ω2131l m ① 3分碰后棒在转动过程中所受的摩擦力矩为gl m x x l m g M l f 10121d μμ-=⋅-=⎰ ② 2分由角动量定理 ω210310l m dt M tf -=⎰ ③ 2分由①、②和③解得 g m m t 12122μv v += 2分第六章 狭义相对论基础课 后 作 业1、一体积为V 0，质量为m 0的立方体沿其一棱的方向相对于观察者A 以速度v 运动．求：观察者A 测得其密度是多少？解：设立方体的长、宽、高分别以x 0，y 0，z 0表示，观察者A 测得立方体的长、宽、高分别为 221cx x v -=，0y y =，0z z =． 相应体积为 2201c V xyz V v -== 3分观察者Ａ测得立方体的质量 2201c m m v -=故相应密度为 V m /=ρ22022011/c V c m v v --=)1(2200cV m v -=2分2、在O 参考系中，有一个静止的正方形，其面积为 100 cm 2．观测者O ＇以 0.8c 的匀速度沿正方形的对角线运动．求O ＇所测得的该图形的面积．解：令O 系中测得正方形边长为a ，沿对角线取x 轴正方向(如图)，则边长在坐标轴上投影的大小为a a x 221=，a a y 221= 面积可表示为： x y a a S ⋅=2 2分在以速度v 相对于O 系沿x 正方向运动的O ＇系中2)/(1c a a x x v -=' =0.6×a 221 a a a yy 221==' 在O ＇系中测得的图形为菱形，其面积亦可表示为606.022=='⋅'='a a a S x y cm 23分aaO y x3、一艘宇宙飞船的船身固有长度为L 0 =90 m ，相对于地面以=v 0.8 c (c 为真空中光速)的匀速度在地面观测站的上空飞过．(1) 观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少？ (2) 宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少？解：(1) 观测站测得飞船船身的长度为 =-=20)/(1c L L v 54 m 则 ∆t 1 = L /v =2.25×10-7 s 3分 (2) 宇航员测得飞船船身的长度为L 0，则 ∆t 2 = L 0/v =3.75×10-7 s 2分4、半人马星座α星是距离太阳系最近的恒星，它距离地球S = 4.3×1016 m ．设有一宇宙飞船自地球飞到半人马星座α星，若宇宙飞船相对于地球的速度为v = 0.999 c ，按地球上的时钟计算要用多少年时间？如以飞船上的时钟计算，所需时间又为多少年？解：以地球上的时钟计算： 5.4≈=∆vSt 年 2分以飞船上的时钟计算： ≈-='∆∆221ct t v 0.20 年 3分5、在惯性系S 中，有两事件发生于同一地点，且第二事件比第一事件晚发生∆t =2s ；而在另一惯性系S ＇中，观测第二事件比第一事件晚发生∆t '=3s ．那么在S ＇系中发生两事件的地点之间的距离是多少？解：令S ＇系与S 系的相对速度为v ，有2)/(1c tt v -='∆∆， 22)/(1)/(c t t v -='∆∆则 2/12))/(1(t t c '-⋅=∆∆v ( = 2.24×108 m ·s -1 ) 4分 那么，在S ＇系中测得两事件之间距离为： 2/122)(t t c t x ∆∆∆∆-'='⋅='v = 6.72×108 m 4分6、要使电子的速度从v 1 =1.2×108 m/s 增加到v 2 =2.4×108 m/s 必须对它作多少功？ (电子静止质量m e ＝9.11×10-31 kg)解：根据功能原理，要作的功 W = ∆E根据相对论能量公式 ∆E = m 2c 2- m 1c 22分根据相对论质量公式 2/12202])/(1/[c m m v -=2/12101])/(1/[c m m v -= 1分∴ )1111(22122220cc c m W v v ---=＝4.72×10-14 J ＝2.95×105 eV 2分教师评语 教师签字 月 日第七章 振动课 后 作 业1、一个轻弹簧在60 N 的拉力作用下可伸长30 cm ．现将一物体悬挂在弹簧的下端并在它上面放一小物体，它们的总质量为 4 kg ．待其静止后再把物体向下拉10 cm ，然后释放．问：(1) 此小物体是停在振动物体上面还是离开它？(2) 如果使放在振动物体上的小物体与振动物体分离，则振幅A 需满足何条件？二者在何位置开始分离？解：(1) 小物体受力如图．设小物体随振动物体的加速度为a ，按牛顿第二定律有（取向下为正） ma N mg =- 1分)(a g m N -=当N = 0，即a = g 时，小物体开始脱离振动物体，已知 1分A = 10 cm ，N/m 3.060=k有 50/==m k ω rad ·s -1 2分 系统最大加速度为 52max ==A a ω m ·s -2 1分 此值小于g ，故小物体不会离开． 1分(2) 如使a > g ，小物体能脱离振动物体，开始分离的位置由N = 0求得 x a g 2ω-== 2分 6.19/2-=-=ωg x cm 1分 即在平衡位置上方19.6 cm 处开始分离，由g A a >=2max ω，可得2/ωg A >=19.6 cm ． 1分 2、一质点在x 轴上作简谐振动，选取该质点向右运动通过A 点时作为计时起点( t = 0 )，经过2秒后质点第一次经过B 点，再经过2秒后质点第二次经过B 点，若已知该质点在A 、B 两点具有相同的速率，且AB = 10 cm 求：(1) 质点的振动方程；(2) 质点在A 点处的速率．解： T = 8 s ， ν = (1/8) s -1， ω = 2πν = (π /4) s -1 3分(1) 以AB 的中点为坐标原点，x 轴指向右方． t = 0时， 5-=x cm φcos A = t = 2 s 时， 5=x cm φφωsin )2cos(A A -=+=由上二式解得 tg φ = 1 因为在A 点质点的速度大于零，所以φ = -3π/4或5π/4（如图） 2分 25cos /==φx A cm 1分∴ 振动方程 )434cos(10252π-π⨯=-t x (SI) 1分(2) 速率 )434sin(41025d d 2π-π⨯π-==-t t x v (SI) 2分 当t = 0 时，质点在A 点 221093.3)43sin(10425d d --⨯=π-⨯π-==t x v m/s 1分3、一质量为m 的质点在力F = -π2x 的作用下沿x 轴运动．求其运动的周期．解：将F = -π2x 与F = -kx 比较，知质点作简谐振动，k = π2． 3分 又 m m k π==ω 4分 m T 22=π=ω3分4、一物体同时参与两个同方向的简谐振动： )212cos(04.01π+π=t x (SI), )2cos(03.02π+π=t x (SI)求此物体的振动方程．解：设合成运动（简谐振动）的振动方程为 )cos(φω+=t A x 则 )cos(2122122212φφ-++=A A A A A ① 2分 以 A 1 = 4 cm ，A 2 = 3 cm ，π=π-π=-212112φφ代入①式，得5cm 3422=+=A cm 3分 又 22112211cos cos sin sin arctg φφφφφA A A A ++= ②≈127°≈2.22 rad 3分 ∴ )22.22cos(05.0+π=t x (SI) 2分5、在竖直悬挂的轻弹簧下端系一质量为 100 g 的物体，当物体处于平衡状态时，再对物体加一拉力使弹簧伸长，然后从静止状态将物体释放．已知物体在32 s 内完成48次振动，振幅为5 cm ．(1) 上述的外加拉力是多大？(2) 当物体在平衡位置以下1 cm 处时，此振动系统的动能和势能各是多少？解一：(1) 取平衡位置为原点，向下为x 正方向．设物体在平衡位置时弹簧的伸长量为∆l ，则有l k mg ∆=, 加拉力F 后弹簧又伸长x 0，则0)(0=+-+∆x l k mg F 解得 F = kx 0 2分 由题意，t = 0时v 0 = 0；x = x 0则 0202)/(x x A =+=ωv 2分 又由题给物体振动周期4832=T s, 可得角频率 Tπ=2ω, 2ωm k = ∴ 444.0)/4(22=π==A T m kA F N 1分 (2) 平衡位置以下1 cm 处： )()/2(2222x A T -π=v 2分221007.121-⨯==v m E K J 2分2222)/4(2121x T m kx E p π== = 4.44×10-4 J 1分解二：(1) 从静止释放，显然拉长量等于振幅A （5 cm ），kA F = 2分2224νωπ==m m k ，ν = 1.5 Hz 2分 ∴ F = 0.444 N 1分(2) 总能量 221011.12121-⨯===FA kA E J 2分当x = 1 cm 时，x = A /5，E p 占总能量的1/25，E K 占24/25． 2分 ∴ 21007.1)25/24(-⨯==E E K J ，41044.425/-⨯==E E p J 1分6、如图，有一水平弹簧振子，弹簧的劲度系数k = 24 N/m ，重物的质量m = 6 kg ，重物静止在平衡位置上．设以一水平恒力F = 10 N 向左作用于物体（不计摩擦），使之由平衡位置向左运动了0.05 m 时撤去力F ．当重物运动到左方最远位置时开始计时，求物体的运动方程．Fx m解：设物体的运动方程为 )cos(φω+=t A x ．恒外力所做的功即为弹簧振子的能量： F ×0.05 = 0.5 J ． 2分 当物体运动到左方最远位置时，弹簧的最大弹性势能为0.5 J ，即：5.0212=kA J ， ∴ A = 0.204 m ． 2分A 即振幅． 4/2==m k ω (rad/s)2ω = 2 rad/s ． 2分 按题目所述时刻计时，初相为φ = π．∴ 物体运动方程为 2分)2cos(204.0π+=t x (SI)． 2分第八章 波动课 后 作 业1、一平面简谐波沿x 轴正向传播，波的振幅A = 10 cm ，波的角频率ω = 7π rad/s.当t = 1.0 s 时，x = 10 cm 处的a 质点正通过其平衡位置向y 轴负方向运动，而x = 20 cm 处的b 质点正通过y = 5.0 cm 点向y 轴正方向运动．设该波波长λ >10 cm ，求该平面波的表达式．解：设平面简谐波的波长为λ，坐标原点处质点振动初相为φ，则该列平面简谐波的表达式可写成 )/27cos(1.0φλ+π-π=x t y (SI) 2分 t = 1 s 时 0])/1.0(27cos[1.0=+π-π=φλy 因此时a 质点向y 轴负方向运动，故π=+π-π21)/1.0(27φλ ① 2分而此时，b 质点正通过y = 0.05 m 处向y 轴正方向运动，应有05.0])/2.0(27cos[1.0=+π-π=φλy且 π-=+π-π31)/2.0(27φλ ② 2分由①、②两式联立得 λ = 0.24 m 1分 3/17π-=φ 1分 ∴ 该平面简谐波的表达式为]31712.07cos[1.0π-π-π=x t y (SI) 2分或 ]3112.07cos[1.0π+π-π=x t y (SI)(m) -2、图示一平面简谐波在t = 0 时刻的波形图，求 (1) 该波的波动表达式； (2) P 处质点的振动方程．解：(1) O 处质点，t = 0 时0cos 0==φA y ， 0sin 0>-=φωA v所以 π-=21φ 2分又 ==u T /λ (0.40/ 0.08) s= 5 s 2分故波动表达式为 ]2)4.05(2cos[04.0π--π=x t y (SI) 4分(2) P 处质点的振动方程为]2)4.02.05(2cos[04.0π--π=t y P )234.0cos(04.0π-π=t (SI) 2分3、沿x 轴负方向传播的平面简谐波在t = 2 s 时刻的波形曲线如图所示，设波速u = 0.5 m/s ． 求：原点O 的振动方程．解：由图，λ = 2 m ， 又 ∵u = 0.5 m/s ，∴ ν = 1 /4 Hz ， 3分T = 4 s ．题图中t = 2 s =T 21．t = 0时，波形比题图中的波形倒退λ21，见图． 2分此时O 点位移y 0 = 0（过平衡位置）且朝y 轴负方向运动，∴ π=21φ 2分∴ )2121cos(5.0π+π=t y (SI) 3分4、一平面简谐波沿Ox 轴正方向传播，波的表达式为 )/(2cos λνx t A y -π=, 而另一平面简谐波沿Ox 轴负方向传播，波的表达式为 )/(2cos 2λνx t A y +π= 求：(1) x = λ /4 处介质质点的合振动方程； (2) x = λ /4 处介质质点的速度表达式．解：(1) x = λ /4处)212cos(1π-π=t A y ν , )212cos(22π+π=t A y ν 2分∵ y 1，y 2反相 ∴ 合振动振幅 A A A A s =-=2 , 且合振动的初相φ 和y 2的初相一样为π21． 4分合振动方程 )212cos(π+π=t A y ν 1分(2) x = λ /4处质点的速度 )212sin(2/d d π+ππ-== v t A t y νν)2cos(2π+ππ=t A νν 3分5、设入射波的表达式为 )(2cos 1Ttx A y +π=λ，在x = 0处发生反射，反射点为一固定端．设反射时无能量损失，求(1) 反射波的表达式； (2) 合成的驻波的表达式； (3) 波腹和波节的位置．解：(1) 反射点是固定端，所以反射有相位突变π，且反射波振幅为A ，因此反 射波的表达式为 ])//(2cos[2π+-π=T t x A y λ 3分 (2) 驻波的表达式是 21y y y +=)21/2cos()21/2cos(2π-ππ+π=T t x A λ 3分(3) 波腹位置： π=π+πn x 21/2λ, 2分λ)21(21-=n x , n = 1, 2, 3, 4,…波节位置： π+π=π+π2121/2n x λ 2分λn x 21= , n = 1, 2, 3, 4,…6、如图所示，一平面简谐波沿x 轴正方向传播，BC 为波密媒质的反射面．波由P 点反射，OP = 3λ /4，DP = λ /6．在t = 0时，O 处质点的合振动是经过平衡位置向负方向运动．求D 点处入射波与反射波的合振动方程．（设入射波和反射波的振幅皆为A ，频率为ν．）解：选O 点为坐标原点，设入射波表达式为 ])/(2cos[1φλν+-π=x t A y 2分 则反射波的表达式是 ])(2cos[2ππ++-+-=φλνxOP OP t A y 2分合成波表达式（驻波）为 )2cos()/2cos(2φνλ+ππ=t x A y 2分 在t = 0时，x = 0处的质点y 0 = 0， 0)/(0<∂∂t y ，故得 π=21φ 2分因此，D 点处的合成振动方程是)22cos()6/4/32cos(2π+π-π=t A y νλλλt A νπ=2sin 3 2分第九章 温度和气体动理论课 后 作 业1、黄绿光的波长是5000οA (1οA =10 -10 m)．理想气体在标准状态下，以黄绿光的波长为边长的立方体内有多少个分子?(玻尔兹曼常量k ＝1.38×10- 23J ·K -1)解：理想气体在标准状态下，分子数密度为n = p / (kT )＝2.69×1025 个/ m 3 3分 以5000οA 为边长的立方体内应有分子数为N = nV ＝3.36×106个． 2分2、已知某理想气体分子的方均根速率为 400 m ·s -1．当其压强为1 atm 时，求气体的密度．解： 223131v v ρ==nm p∴ 90.1/32==v p ρ kg/m 3 5分3、一瓶氢气和一瓶氧气温度相同．若氢气分子的平均平动动能为 w = 6.21×10-21 J ．试求：(1) 氧气分子的平均平动动能和方均根速率． (2) 氧气的温度．(阿伏伽德罗常量N A ＝6.022×1023 mol -1，玻尔兹曼常量k ＝1.38×10-23 J ·K -1)解：(1) ∵ T 相等, ∴氧气分子平均平动动能＝氢气分子平均平动动能w＝6.21×10-21 J ．且 ()()483/22/12/12==m w vm/s 3分(2) ()k w T 3/2=＝300 K ． 2分4、某理想气体的定压摩尔热容为29.1 J ·mol -1·K -1．求它在温度为273 K 时分子平均转动动能． (玻尔兹曼常量k ＝1.38×10-23 J ·K -1 )解： R R iR i C P +=+=222， ∴ ()5122=⎪⎭⎫⎝⎛-=-=R C R R C i P P ， 2分可见是双原子分子，只有两个转动自由度.211077.32/2-⨯===kT kT r ε J 3分5、一超声波源发射超声波的功率为10 W ．假设它工作10 s ，并且全部波动能量都被1 mol 氧气吸收而用于增加其内能，则氧气的温度升高了多少？ (氧气分子视为刚性分子，普适气体常量R ＝8.31 J ·mol -1·K -1 )解： A = Pt = T iR v ∆21， 2分∴ ∆T = 2Pt /(v iR )＝4.81 K ． 3分6、1 kg 某种理想气体，分子平动动能总和是1.86×106 J ，已知每个分子的质量是3.34×10-27 kg ，试求气体的温度． （玻尔兹曼常量 k ＝1.38×10-23 J ·K -1）解： N = M / m ＝0.30×1027 个 1分 ==N E w K / 6.2×10-21 J 1分kwT 32== 300 K 3分教师评语 教师签字 月 日第十章 热力学第一定律课 后 作 业1、一定量的单原子分子理想气体，从初态A 出发，沿图示直线过程变到另一状态B ，又经过等容、等压两过程回到状态A ． (1) 求A →B ，B →C ，C →A 各过程中系统对外所作的功W ，内能的增量∆E 以及所吸收的热量Q ．(2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)．1 2 3 12 OV (10-3 m 3) p (105 Pa) A BC解：(1) A →B ： ))((211A B A B V V p p W -+==200 J ． ΔE 1=ν C V (T B －T A )=3(p B V B －p A V A ) /2=750 JQ =W 1+ΔE 1＝950 J ． 3分B →C ： W 2 =0ΔE 2 =ν C V (T C －T B )=3( p C V C －p B V B ) /2 =－600 J ．Q 2 =W 2+ΔE 2＝－600 J ． 2分 C →A ： W 3 = p A (V A －V C )=－100 J ．150)(23)(3-=-=-=∆C C A A C A V V p V p T T C E ν J ．Q 3 =W 3+ΔE 3＝－250 J 3分 (2) W = W 1 +W 2 +W 3=100 J ． Q = Q 1 +Q 2 +Q 3 =100 J 2分2、1 mol 双原子分子理想气体从状态A (p 1,V 1)沿p -V 图所示直线变化到状态B (p 2,V 2)，试求： 气体的内能增量．气体对外界所作的功． 气体吸收的热量．此过程的摩尔热容．解：(1) )(25)(112212V p V p T T C E V -=-=∆ 2分(2) ))((211221V V p p W -+=， W 为梯形面积，根据相似三角形有p 1V 2= p 2V 1，则)(211122V p V p W -=． 3分 (3) Q =ΔE +W =3( p 2V 2－p 1V 1 )． 2分(4) 以上计算对于A →B 过程中任一微小状态变化均成立，故过程中ΔQ =3Δ(pV )． 由状态方程得 Δ(pV ) =R ΔT ，故 ΔQ =3R ΔT ，摩尔热容 C =ΔQ /ΔT =3R ． 3分B A O V p 1p 2pV 1V 2(摩尔热容C =T Q ∆∆/，其中Q ∆表示1 mol 物质在过程中升高温度T ∆时所吸收的热量．)3、一定量的理想气体，由状态a 经b 到达c ．(如图， abc 为一直线)求此过程中 0 1 2 3 123a b c V (L)p (atm)气体对外作的功；气体内能的增量；气体吸收的热量．(1 atm ＝1.013×105 Pa)解：(1) 气体对外作的功等于线段c a 下所围的面积W ＝(1/2)×(1+3)×1.013×105×2×10-3 J ＝405.2 J 3分(2) 由图看出 P a V a =P c V c ∴T a =T c 2分内能增量 0=∆E ． 2分(3) 由热力学第一定律得Q =E ∆ +W =405.2 J ． 3分4、如图所示，abcda 为1 mol 单原子分子理想气体的循环过程，求：p (×105 Pa)10-3 m 3)(1) 气体循环一次，在吸热过程中从外界共吸收的热量；(2) 气体循环一次对外做的净功；(3) 证明 在abcd 四态, 气体的温度有T a T c =T b T d ．解：(1) 过程ab 与bc 为吸热过程，吸热总和为 Q 1=C V (T b －T a )+C p (T c －T b ))(25)(23b b c c a a b b V p V p V p V p -+-= =800 J 4分(2) 循环过程对外所作总功为图中矩形面积W = p b (V c －V b )－p d (V d －V a ) =100 J 2分(3) T a =p a V a /R ，T c = p c V c /R ， T b = p b V b /R ，T d = p d V d /R ，T a T c = (p a V a p c V c )/R 2=(12×104)/R 2T b T d = (p b V b p d V d )/R 2=(12×104)/R 2∴ T a T c =T b T d 4分5、一定量的理想气体经历如图所示的循环过程，A →B 和C →D 是等压过程，B→C 和D →A 是绝热过程．已知：T C ＝ 300 K ，T B ＝ 400 K ． 试求：此循环的效率．(提示：循环效率的定义式η =1－Q 2 /Q 1，Q 1为循环中气体吸收的热量，Q 2为循环中气体放出的热量） A BC DO Vp解： 121Q Q -=η Q 1 = ν C p (T B －T A ) , Q 2 = ν C p (T C －T D ))/1()/1(12B A B C D C A B D C T T T T T T T T T T Q Q --=--= 4分 根据绝热过程方程得到：γγγγ----=D D AA T p T p 11， γγγγ----=C CB B T p T p 11 ∵ p A = p B , pC = pD , ∴ T A / T B = T D / T C 4分故 %251112=-=-=BC T T Q Q η 2分6、一卡诺热机(可逆的)，当高温热源的温度为 127℃、低温热源温度为27℃时，其每次循环对外作净功8000 J ．今维持低温热源的温度不变，提高高温热源温度，使其每次循环对外作净功 10000 J ．若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间，试求：(1) 第二个循环的热机效率；(2) 第二个循环的高温热源的温度．解：(1) 1211211T T T Q Q Q Q W -=-==η 2111T T T WQ -= 且 1212T T Q Q = ∴ Q 2 = T 2 Q 1 /T 1即 212122112T T T W T T T T T Q -=⋅-=＝24000 J 4分 由于第二循环吸热 221Q W Q W Q +'='+'=' ( ∵ 22Q Q =') 3分 =''='1/Q W η29.4％ 1分 (2) ='-='η121T T 425 K 2分。
结构力学作业任务参考资料答案解析
∑MC = 0
FBx × 2 − FBy × 2 = 0
解以上方程可得：
⎧ ⎪
FAx
=
8
(kN )
⎨FAy = 12 (kN )
⎪ ⎩
FBx
=
FBy
=
8
(kN )
然后即可做出整个刚架的弯矩图。
3—20 试作图示刚架的 M 图。
6kN/m
C
D
2m
A
12 3
12
12
16 16
2m
FAy MA
2m
B
FBx
C
D
E
D
qL2 4
C
qL2
E4
qL2 4
qL2 8
A FAx
B
FBx
A
B
FAy L/2 L/2 FBy
qL
D
4
C
_
E
+
3qL
A
4
qL
2
+
qL 4
B
M图(kN m)
DC
E
-
qL
qL 2
+
4
qL 2
-
B A
FS 图(kN)
FN 图(kN)
解：对整体：
8
结构力学 第三章 习题 参考答案
∑MA =0
∑ Fy = 0 ∑ Fx = 0
3—19 试作图示刚架的 M 图。
20kN
C
24 24
16 16
2m
1m
FAx
A
B
FBx
FAy 2m
FBy 2m
M图(kN m)
解：对整体：
∑MA =0
高中物理必修一各章节课后练习题(附答案解析)
高中物理必修一各章节课后练习题(附答案解析)1．在研究下述运动时，可以把物体看作质点的是()A．研究地球的自转问题B．研究体操运动员参赛时的姿势C．研究乒乓球的旋转效应D．研究火车从北京到上海所用时间【解析】在研究火车从北京到上海的运动时，火车的长度、形状与北京到上海的距离相比可以忽略，可以把火车视为质点，而对地球的自转、运动员的姿势、乒乓球旋转等现象中的物体，其大小或形状不能忽略，不能视为质点．【答案】D2．关于参考系，下列说法正确的是()A．参考系必须是静止不动的物体B．参考系必须是静止不动或正在做直线运动的物体C．研究物体的运动，可选择不同的参考系，但选择不同的参考系观察结果是一样的D．研究物体的运动，可选择不同的参考系，但选择不同的参考系对于研究同一物体的运动而言，一般会出现不同的结果【解析】参考系的选取是任意的，A、B错误；选择不同的参考系，对同一物体运动的描述一般是不同的，C错误、D正确．【答案】D3．下列关于运动的说法中，正确的是()A．物体的位置没有变化就是不运动B．两物体间的距离没有变化，两物体一定都是静止的C．自然界中没有不运动的物体，运动是绝对的，静止是相对的D．为了研究物体的运动，必须先选参考系，平常说的运动或静止是相对于地球而言【解析】物体的位置对某一参考系不变，但对另一参考系位置可能变化，物体在运动，故A错误；两物体间距离没有变化，两者可能静止，也可能以相同的速度运动，故B错误；对于不同的参考系，同一物体可能静止，也可能运动，由于参考系的选择是任意的，故C、D正确．【答案】CD4．(2012·杭州二中高一检测)明代诗人曾写下这样一首诗：“空手把锄头，步行骑水牛；人在桥上走，桥流水不流．”其中“桥流水不流”中的“桥流”应理解成其选择的参考系是()A．水B．桥C．人D．河岸【解析】“水不流”是以水为参考系，而桥相对于水是运动的，故A正确．【答案】A图1－1－105．在我国东南部的某大城市，有一天下午，在该城市的中心广场行人拥挤，有人突然高喊“楼要倒了！”其他人猛然抬头观看，也发现楼在慢慢倾倒，便纷纷狂奔逃生，引起交通混乱，但过了好久，高楼并没有倒塌．人们再仔细观望时，楼依然稳稳地矗立在那里，如图1－1－10所示．下面有关探究分析这一现象原因的说法中正确的是()A．是一种错觉，不可能发生B．感觉楼要倾倒的原因是人在运动C．是因为选择了高空运动的云作为参考系D．是因为选择了旁边更高的楼作为参考系【解析】若人以旁边的楼作为参考系，两个楼之间是相对静止的，人会感觉楼是静止的，D错．若人以高空运动的云作为参考系，认为云是静止的，那么楼相对云是运动的，人就感觉楼在动，即感觉楼在慢慢倾倒，C对，A、B错．【答案】C6．(2012·郑州一中高一检测)公路上一辆卡车紧急刹车，由于惯性，卡车上的货物相对车厢向前滑行了x＝5 cm，为了测出这个距离x，我们选取的最合理的参考系应该是()A．树木B．行人C．卡车D．公路【解析】参考系的选取是任意的，但当研究具体问题时，要以简单为准，本题中以卡车为参考系最方便，故选项C正确．【答案】C7.图1－1－11某空军红鹰飞行表演队驾驶我国自主研制的k－8高级教练机首次亮相，飞出特高难动作，如图1－1－11为六机低空拉烟通场表演，以非常一致的飞行姿态通过观礼台．飞机编队保持队形不变．下列关于飞机运动情况的说法正确的是() A．地面上的人看到飞机飞过，是以地面为参考系B．飞行员看到观礼台向后掠过，是以飞机为参考系C．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是静止的D．以编队中某一飞机为参考系，其他飞机是运动的【解析】飞机相对地面及地面上的建筑物向前飞行，而地面上的建筑物相对飞机向后运动．可见，地面上的人看到飞机飞过是以地面为参考系．飞行员看到观礼台向后掠过是以飞机为参考系，A、B正确，由于飞机编队保持队形不变，所以以某一飞机为参考系，其他飞机是静止的，C对、D错．【答案】ABC图1－1－128．(2012·石家庄一中高一期中)如图1－1－12是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方式表达了运动的美．请问摄影师选择的参考系是()A．大地B．太阳C．滑板运动员D．步行的人【解析】由于摄影师眼中运动员是静止的，所以摄影师选择的参考系是滑板运动员，此时背景相对运动员是运动的，从而模糊不清，故C正确．【答案】C9．为了提高枪械射击时的准确率，制造时会在枪膛上刻上螺旋形的槽．这样，当子弹在枪管中运动时，会按照旋转的方式前进．离开枪管后，子弹的高速旋转会降低空气密度、侧风等外部环境对子弹的影响，从而提高子弹飞行的稳定性．下列关于子弹运动的说法中正确的是()A．当研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时可以把子弹看做质点B．当研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时可以把子弹看做质点C．无论研究什么问题都可以把子弹看做质点D．能否将子弹看做质点，取决于我们所研究的问题【解析】在研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时不能忽略子弹的大小和形状，因而不可以把子弹看做质点；但研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时，其大小和形状可以忽略，可以看做质点，故选项B、D正确．【答案】BD10．如图1－1－13所示，某人从学校门口A处开始散步，先向南走了50 m 到达B处，再向东走100 m到达C处，最后又向北走了150 m到达D处，则A、B、C、D各点位置如何表示？图1－1－13【解析】可以以A点为坐标原点，向东为x轴的正方向，向北为y轴的正方向，如图所示，则各点坐标为A(0,0)、B(0，－50 m)、C(100 m，－50 m)、D(100 m，100 m)．【答案】见解析11．以某十字路口的交通岗亭为坐标原点，向东为x轴正方向，向南为y轴正方向，画出用坐标系描述坐标为(－60 m,80 m)的建筑物相对交通岗亭的位置，并求该建筑物距岗亭的距离．【解析】二维坐标系的坐标值顺序为x坐标、y坐标，故该建筑物的坐标x＝－60 m、y＝80 m，该建筑物位于交通岗亭西60 m、南80 m处，由勾股定理可知该建筑物距交通岗亭100 m.【答案】见下图100 m图1－1－1412．如图1－1－14所示，一根长0.8 m的杆，竖直放置，今有一内径略大于杆直径的环，从杆的顶点A向下滑动，向下为正方向，(1)取杆的下端O为坐标原点，图中A、B两点的坐标各是多少？环从A到B的过程中，位置变化了多少(OB间距离为0.2 m)?(2)取A端为坐标原点，A、B点的坐标又是多少？环从A到B的过程中位置变化了多少？(3)由以上两问可以看出，坐标原点的不同是对位置坐标有影响还是对位置变化有影响？【解析】(1)由于杆长0.8 m，OB为0.2 m，题目给出坐标系向下为正方向，故以O点为坐标原点，A、B的坐标分别为x A＝－0.8 m，x B＝－0.2 m．由A到B位置变化为x B－x A＝－0.2 m－(－0.8) m＝0.6 m.(2)由题意知，AB长为0.6 m，以A为原点，A、B两点的坐标分别为x A＝0，x B＝0.6 m．A到B位置变化为x B－x A＝0.6 m－0＝0.6 m.(3)坐标原点选的不同，同一位置的坐标不同，但位置变化相同．【答案】(1)x A＝－0.8 m x B＝－0.2 mx B－x A＝0.6 m(2)x A＝0x B＝0.6 mx B－x A＝0.6 m(3)坐标不同位置变化相同1．关于矢量和标量，下列说法中正确的是()A．矢量是既有大小又有方向的物理量B．标量是既有大小又有方向的物理量C．位移－10 m比5 m小D．－10 ℃比5 ℃的温度低【解析】由矢量的定义可知，A正确，B错误；位移的正、负号只表示方向，不表示大小，其大小由数值和单位决定，所以－10 m的位移比5 m的位移大，故C错误；温度的正、负是相对温度为0 ℃时高出和低于的温度，所以－10 ℃比5 ℃的温度低，故D正确．【答案】AD2．关于路程和位移的关系，下列说法正确的是()A．物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程就是位移B．物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程等于位移的大小C．物体通过的路程不为零，位移也一定不为零D．物体的位移为零，路程也一定为零【解析】位移是有向线段，是矢量，而路程是标量，二者是不同概念，A 错．当物体做单向直线运动时，位移大小与路程相等，B正确．位移大小和路程无直接关系，路程不为零，但可能是运动物体又回到出发点，位移为零，即C、D均错．【答案】B3．(2012·西安一中检测)根据材料，结合已学的知识，判断下列说法正确的是()(甲)(乙)(丙)图1－2－5A．图(甲)为我国派出的军舰护航线路图，总航程4 500海里，总航程4 500海里指的是位移B．图(甲)为我国派出的军舰护航线路图，总航程4 500海里，总航程4 500海里指的是路程C．如图(乙)所示是奥运火炬手攀登珠峰的线路图，由起点到终点火炬手所走线路的总长度是火炬手的位移D．如图(丙)所示是高速公路指示牌，牌中“25 km”是指从此处到下一个出口的位移是25 km【解析】 4 500海里的总航程指路程，B正确，A错误；火炬手所走路线总长度指路程，C错误；25 km指从此处到下一出口的路程，D错误．【答案】B图1－2－64．如图1－2－6所示，“神舟八号”飞船于2011年11月1日5时58分10秒在酒泉卫星发射中心发射升空，583秒后精准进入轨道．从“神舟八号”飞船发射到与“天宫一号”对接，大约耗时2天．此后飞船绕地球稳定运行．下列说法正确的是()A．5时58分10秒表示时间间隔B．“神舟八号”绕地球运行过程中位移大小始终小于路程C．2天表示时刻D．研究“神舟八号”绕地球运行的轨迹时，可以将飞船看成质点【解析】5时58分10秒表示时刻，2天表示时间间隔，A、C错误；“神舟八号”绕地球运行过程中，轨迹为曲线，位移大小始终小于路程，B正确；研究“神舟八号”绕地球运行的轨迹时，飞船大小对轨迹影响不大，可以将飞船看成质点，D正确．【答案】BD图1－2－75．由天津去上海，可以乘火车，也可以乘轮船，如图1－2－7所示，曲线ACB和虚线ADB分别表示天津到上海的铁路线和海上航线，线段AB表示天津到上海的直线距离，则下列说法中正确的是()A．乘火车通过的路程等于其位移的大小B．乘轮船通过的路程等于其位移的大小C．乘火车与轮船通过的位移大小相等D．乘火车与轮船通过的位移大小不相等【解析】只有在单向直线运动中位移大小才等于路程，A、B错误；位移只与初末位置有关，与路径无关，C正确，D错误．【答案】C6．一个物体从A点运动到B点，下列结论正确的是()A．物体的位移一定等于路程B．物体的位移与路程的方向相同，都从A指向BC．物体位移的大小总是小于或等于它的路程D．物体的位移是直线，而路程是曲线【解析】位移是矢量，路程是标量，A、B错误；物体做单向直线运动时，位移的大小等于路程，做其他类型运动时，位移的大小小于路程，C正确；位移和路程都是描述物体运动的物理量，位移与初、末位置有关，路程与运动轨迹有关，不一定是曲线，D错误．【答案】C7．在2012年国际田联室内世锦赛男子800 m决赛中，埃塞俄比亚选手阿曼以1分48秒36夺冠．对于材料中800 m比赛的说法正确的是() A．位移相同比较运动的时刻B．位移相同比较运动的时间间隔C．路程相同比较运动的时刻D．路程相同比较运动的时间间隔【解析】800米比赛时，选手的起点位置是不同的，但跑过的路程相同．比赛比较的是完成全程所用的时间，指的是时间间隔．故D项正确．【答案】D8．北京时间2012年10月25日23时33分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，将第16颗北斗导航卫星发射升空并送入太空预定轨道．这标志着中国北斗卫星导航系统工程建设又迈出重要一步，北斗卫星导航系统将免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10 m，测速精度0.2 m/s.以下说法正确的是()A．北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位移B．北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位置C．北斗导航卫星授时服务提供的是时间间隔D．北斗导航卫星授时服务提供的是时刻【解析】由位置、位移、时间间隔、时刻的定义可知，北斗导航卫星定位提供的是一个点，是位置，不是位置的变化，A错、B对．北斗导航卫星授时服务提供的是时刻，C错，D对．【答案】BD图1－2－89．(2012·保定一中高一检测)如图1－2－8所示，自行车的车轮半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，气门芯位移的大小为()A．πR B．2RC．2πR D．R4＋π2【解析】如图所示，气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方的过程中，初末位置之间的距离，也就是位移大小为x＝(2R)2＋(πR)2＝R4＋π2，因此选项D正确，其他选项均错误．【答案】D10．在图1－2－9中，汽车初位置的坐标是－2 km，末位置的坐标是1 km.求汽车的位移的大小和方向．图1－2－9【解析】由题意知，汽车在初、末位置的坐标分别为x1＝－2 km，x2＝1 km.所以汽车的位移为Δx＝x2－x1＝1 km－(－2) km＝3 km，位移的方向与x轴正方向相同．【答案】 3 km与x轴正方向相同11．某测绘规划技术人员在一次对某学校进行测量时，他从操场上某点A处开始，先向南走了30 m到达B处，再向东走了40 m到达C处，最后又向北走了60 m到达D处，则：(1)这人步行的总路程和位移的大小各是多少？(2)要比较确切地表示此人的位置变化，应该用位移还是路程？【解析】(1)如图，三角形AED为直角三角形，AE＝40 m，DE＝30 m，所以AD＝AE2＋DE2＝50 m，A、D分别为起点和终点，所以位移的大小是50 m.他走过的路程为：30 m＋40 m＋60 m＝130 m.(2)为了确切描述此人的位置变化，应该用位移，这样既能表示他相对出发点的距离，又能表示他相对出发点的方位．【答案】(1)130 m50 m(2)位移图1－2－1012．(2012·杭州一中高一检测)图1－2－10为400 m的标准跑道，直道部分AB、CD的长度均为100 m，弯道部分BC、DA是半圆弧，其长度也为100 m．A 点为200 m赛跑的起点，经B点到终点C.求：(1)200 m赛跑的路程和位移；(2)跑至弯道BC的中点P时的路程和位移．(结果保留一位小数)【解析】(1)在200 m赛跑中，200 m指路径的长度，即路程是200 m；位移是从起点A指向终点C的有向线段，因BC是半圆弧，则直径d＝2×100πm≈63.7 m，故位移的大小AC＝AB2＋d2≈118.6 m，方向由A指向C.(2)跑至弯道BC的中点P时，路程是s＝AB＋BP＝100 m＋50 m＝150 m；位移的大小AP＝(AB＋d2)2＋(d2)2≈135.6 m方向由A指向P.【答案】(1)200 m118.6 m，方向由A指向C(2)150 m135.6 m，方向由A指向P.1．关于矢量和标量，下列说法中正确的是()A．矢量是既有大小又有方向的物理量B．标量是既有大小又有方向的物理量C．位移－10 m比5 m小D．－10 ℃比5 ℃的温度低【解析】由矢量的定义可知，A正确，B错误；位移的正、负号只表示方向，不表示大小，其大小由数值和单位决定，所以－10 m的位移比5 m的位移大，故C错误；温度的正、负是相对温度为0 ℃时高出和低于的温度，所以－10 ℃比5 ℃的温度低，故D正确．【答案】AD2．关于路程和位移的关系，下列说法正确的是()A．物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程就是位移B．物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程等于位移的大小C．物体通过的路程不为零，位移也一定不为零D．物体的位移为零，路程也一定为零【解析】位移是有向线段，是矢量，而路程是标量，二者是不同概念，A 错．当物体做单向直线运动时，位移大小与路程相等，B正确．位移大小和路程无直接关系，路程不为零，但可能是运动物体又回到出发点，位移为零，即C、D均错．【答案】B3．(2012·西安一中检测)根据材料，结合已学的知识，判断下列说法正确的是()(甲)(乙)(丙)图1－2－5A．图(甲)为我国派出的军舰护航线路图，总航程4 500海里，总航程4 500海里指的是位移B．图(甲)为我国派出的军舰护航线路图，总航程4 500海里，总航程4 500海里指的是路程C．如图(乙)所示是奥运火炬手攀登珠峰的线路图，由起点到终点火炬手所走线路的总长度是火炬手的位移D．如图(丙)所示是高速公路指示牌，牌中“25 km”是指从此处到下一个出口的位移是25 km【解析】 4 500海里的总航程指路程，B正确，A错误；火炬手所走路线总长度指路程，C错误；25 km指从此处到下一出口的路程，D错误．【答案】B图1－2－64．如图1－2－6所示，“神舟八号”飞船于2011年11月1日5时58分10秒在酒泉卫星发射中心发射升空，583秒后精准进入轨道．从“神舟八号”飞船发射到与“天宫一号”对接，大约耗时2天．此后飞船绕地球稳定运行．下列说法正确的是()A．5时58分10秒表示时间间隔B．“神舟八号”绕地球运行过程中位移大小始终小于路程C．2天表示时刻D．研究“神舟八号”绕地球运行的轨迹时，可以将飞船看成质点【解析】5时58分10秒表示时刻，2天表示时间间隔，A、C错误；“神舟八号”绕地球运行过程中，轨迹为曲线，位移大小始终小于路程，B正确；研究“神舟八号”绕地球运行的轨迹时，飞船大小对轨迹影响不大，可以将飞船看成质点，D正确．【答案】BD图1－2－75．由天津去上海，可以乘火车，也可以乘轮船，如图1－2－7所示，曲线ACB和虚线ADB分别表示天津到上海的铁路线和海上航线，线段AB表示天津到上海的直线距离，则下列说法中正确的是()A．乘火车通过的路程等于其位移的大小B．乘轮船通过的路程等于其位移的大小C．乘火车与轮船通过的位移大小相等D．乘火车与轮船通过的位移大小不相等【解析】只有在单向直线运动中位移大小才等于路程，A、B错误；位移只与初末位置有关，与路径无关，C正确，D错误．【答案】C6．一个物体从A点运动到B点，下列结论正确的是()A．物体的位移一定等于路程B．物体的位移与路程的方向相同，都从A指向BC．物体位移的大小总是小于或等于它的路程D．物体的位移是直线，而路程是曲线【解析】位移是矢量，路程是标量，A、B错误；物体做单向直线运动时，位移的大小等于路程，做其他类型运动时，位移的大小小于路程，C正确；位移和路程都是描述物体运动的物理量，位移与初、末位置有关，路程与运动轨迹有关，不一定是曲线，D错误．【答案】C7．在2012年国际田联室内世锦赛男子800 m决赛中，埃塞俄比亚选手阿曼以1分48秒36夺冠．对于材料中800 m比赛的说法正确的是() A．位移相同比较运动的时刻B．位移相同比较运动的时间间隔C．路程相同比较运动的时刻D．路程相同比较运动的时间间隔【解析】800米比赛时，选手的起点位置是不同的，但跑过的路程相同．比赛比较的是完成全程所用的时间，指的是时间间隔．故D项正确．【答案】D8．北京时间2012年10月25日23时33分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，将第16颗北斗导航卫星发射升空并送入太空预定轨道．这标志着中国北斗卫星导航系统工程建设又迈出重要一步，北斗卫星导航系统将免费提供定位、测速和授时服务，定位精度10 m，测速精度0.2 m/s.以下说法正确的是()A．北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位移B．北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位置C．北斗导航卫星授时服务提供的是时间间隔D．北斗导航卫星授时服务提供的是时刻【解析】由位置、位移、时间间隔、时刻的定义可知，北斗导航卫星定位提供的是一个点，是位置，不是位置的变化，A错、B对．北斗导航卫星授时服务提供的是时刻，C错，D对．【答案】BD图1－2－89．(2012·保定一中高一检测)如图1－2－8所示，自行车的车轮半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时，气门芯位移的大小为()A．πR B．2RC．2πR D．R4＋π2【解析】如图所示，气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方的过程中，初末位置之间的距离，也就是位移大小为x＝(2R)2＋(πR)2＝R4＋π2，因此选项D正确，其他选项均错误．【答案】D10．在图1－2－9中，汽车初位置的坐标是－2 km，末位置的坐标是1 km.求汽车的位移的大小和方向．图1－2－9【解析】由题意知，汽车在初、末位置的坐标分别为x1＝－2 km，x2＝1 km.所以汽车的位移为Δx＝x2－x1＝1 km－(－2) km＝3 km，位移的方向与x轴正方向相同．【答案】 3 km与x轴正方向相同11．某测绘规划技术人员在一次对某学校进行测量时，他从操场上某点A处开始，先向南走了30 m到达B处，再向东走了40 m到达C处，最后又向北走了60 m到达D处，则：(1)这人步行的总路程和位移的大小各是多少？(2)要比较确切地表示此人的位置变化，应该用位移还是路程？【解析】(1)如图，三角形AED为直角三角形，AE＝40 m，DE＝30 m，所以AD＝AE2＋DE2＝50 m，A、D分别为起点和终点，所以位移的大小是50 m.他走过的路程为：30 m＋40 m＋60 m＝130 m.(2)为了确切描述此人的位置变化，应该用位移，这样既能表示他相对出发点的距离，又能表示他相对出发点的方位．【答案】(1)130 m50 m(2)位移图1－2－1012．(2012·杭州一中高一检测)图1－2－10为400 m的标准跑道，直道部分AB、CD的长度均为100 m，弯道部分BC、DA是半圆弧，其长度也为100 m．A 点为200 m赛跑的起点，经B点到终点C.求：(1)200 m赛跑的路程和位移；(2)跑至弯道BC的中点P时的路程和位移．(结果保留一位小数)【解析】(1)在200 m赛跑中，200 m指路径的长度，即路程是200 m；位移是从起点A指向终点C的有向线段，因BC是半圆弧，则直径d＝2×100πm≈63.7 m，故位移的大小AC＝AB2＋d2≈118.6 m，方向由A指向C.(2)跑至弯道BC的中点P时，路程是s＝AB＋BP＝100 m＋50 m＝150 m；位移的大小AP＝(AB＋d2)2＋(d2)2≈135.6 m方向由A指向P.【答案】(1)200 m118.6 m，方向由A指向C(2)150 m135.6 m，方向由A指向P.1．下列所说的速度中，哪些是瞬时速度()A．百米赛跑的运动员以9.5 m/s的速度冲过终点线B. 2011年8月28日铁路调整列车运行后，部分高铁和客专的动车组速度悄然降低，如济南西—杭州的G51次列车，在沪杭高铁段时速由350 km降至300 kmC. 返回地面的太空舱以8 m/s的速度落入太平洋D. 由于堵车，在隧道内的车速仅为1.2 m/s【解析】9.5 m/s是运动员冲线瞬间的速度，8 m/s是太空舱落入太平洋瞬间的速度，对应的都是一个时刻，都是瞬时速度；350 km/h、300 km/h、1.2 m/s 说的都是行程中的平均速度，故应选A、C两项．【答案】AC2．(2012·海口一中高一检测)对于瞬时速度和平均速度的理解，下列说法正确的是()A．瞬时速度为0，平均速度一定为0B．瞬时速度为0，平均速度可以不为0C．瞬时速度不为0，平均速度一定不为0D．瞬时速度不为0，平均速度可以为0【解析】车辆中途刹车停止后，再启动运行的一段时间内平均速度不为0，但停止时的瞬时速度为0，A错误；B正确；物体沿一圆周运动一圈的过程中，瞬时速度不为0，但位移为0，所以平均速度为0，C错误，D正确．【答案】BD图1－3－53．(2012·玉溪高一检测)2012伦敦奥运会中，牙买加选手博尔特是公认的世界飞人，他在男子100 m 决赛和男子200 m 决赛中分别以9.63 s 和19.32 s 的成绩破两项世界纪录，获得两枚金牌，如图1－3－5所示．关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是( )A ．200 m 决赛中的位移是100 m 决赛的两倍B ．200 m 决赛中的平均速度约为10.35 m/sC ．100 m 决赛中的平均速度约为10.38 m/sD ．100 m 决赛中的最大速度约为20.64 m/s【解析】 200 m 决赛是曲线，指路程，其位移小于200 m ，因此选项A 错误．由于200 m 决赛的位移x 1<200 m ，则平均速度v 1＝x 1t 1<20019.32 m/s ≈10.35 m/s ，故选项B 错.100 m 决赛的平均速度v 2＝x 2t 2＝1009.63 m/s ≈10.38 m/s ，故C 选项正确.100 m 决赛中的最大速度无法求得，故选项D 错误．【答案】 C4．下列说法中正确的是( )A ．在相等的时间内发生的位移相等则物体一定做匀速直线运动B ．做匀速运动的物体，在任何一个时刻的速度都相等C ．如果物体运动的路程跟所需时间的比值是一恒量，则该物体的运动一定是匀速直线运动D ．以上说法都不对【解析】 匀速直线运动中，在任何相等的时间内发生的位移相等，且瞬时速度不变，B 正确．【答案】 B5．用同一张底片对着小球运动的路径每隔110 s 拍一次照，得到的照片如图1－3－6所示，则小球在图示过程的平均速度是( )。
第二章作业 参考答案
第二章作业2、画前驱图4、程序并发执行时为什么会失去封闭性和可再现性？答：程序在并发执行时，是多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态将由多个程序分别来改变，致使程序的运行换去了封闭性，这样，某程序在执行时，必然会受到其它程序的影响。
程序在并发执行时，由于失去了封闭性，也将导致其再失去可再现性。
8、试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。
答：16. 进程在运行时存在哪两种形式的制约？试举例说明之。
答：同步：直接的相互制约关系，例如A进程向B进程传递数据，B进程接收数据后继续下面的处理；互斥：间接的相互制约关系，例如进程共享打印机。
22、试写出相应的程序来描述P82图2-17所示的前驱图。
图(a)int a1=0，a2=0，a3=0，a4=0，a5=0，a6=0；a7=0；a8=0；parbeginbegin S1；V(a1)；V(a2)；end；begin P(a1)；S2；V(a3)；V(a4)；end；begin P(a2)；S3；V(a5)；end；begin P(a3)；S4；V(a6)；end；begin P(a4)；S5；V(a7)；end；begin P(a5)；S6；V(a8)；end；begin P(a6)；P(a7)；P(a8)；S7；end；parend图(b)int a1=0，a2=0，a3=0，a4=0，a5=0，a6=0；a7=0；a8=0；a9=0；a10=0；parbeginbegin S1；V(a1)；V(a2)；end；begin P(a1)；S2；V(a3)；V(a4)；end；begin P(a2)；S3；V(a5)；V(a6)；end；begin P(a3)；S4；V(a7)；end；begin P(a4)；S5；V(a8)；end；begin P(a5)；S6；V(a9)；end；begin P(a6)；S7；V(a10)；end；begin P(a7)；P(a8)；P(a9)；P(a10)；S8；end；parend28、在测量控制系统中的数据采集任务，把所采集的数据送一单缓冲区；计算任务从该单缓冲中取出数据进行计算。
(完整版)第三章作业和参考答案解析
1. 什么是烃类热裂解？答：烃类的热裂解是将石油系烃类燃料（天然气、炼厂气、轻油、柴油、重油等）经高温作用，使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成相对分子质量较小的烯烃、烷烃和其他相对分子质量不同的轻质和重质烃类。
2.烃类热裂解制乙烯可以分为哪两大部分？答：烃类热裂制乙烯的生产工艺可以分为原料烃的热裂解、裂解产物的分离两部分。
3. 在烃类热裂解系统内，什么是一次反应？什么是二次反应？答：一次反应是指原料烃裂解（脱氢和断链），生成目的产物乙烯、丙烯等低级烯烃的反应，是应促使其充分进行的反应；二次反应则是指一次反应产物（乙烯、丙烯等）继续发生的后续反应，生成分子量较大的液体产物以至结焦生炭的反应，是尽可能抑制其进行的反应。
4. 用来评价裂解燃料性质的4个指标是什么？答：评价裂解燃料性质的4个指标如下：（1）族组成—PONA值，PONA值是一个表征各种液体原料裂解性能的有实用价值的参数。
P—烷烃（Paraffin）； O—烯烃（Olefin）；N—环烷烃（Naphtene）；A—芳烃（Aromatics）。
（2）氢含量，根据氢含量既可判断该原料可能达到的裂解深度，也可评价该原料裂解所得C4和C4以下轻烃的收率。
氢含量可以用裂解原料中所含氢的质量百分数表示，也可以用裂解原料中C 与H的质量比（称为碳氢比）表示。
（3）特性因数—K，K是表示烃类和石油馏分化学性质的一种参数。
K值以烷烃最高，环烷烃次之，芳烃最低，它反映了烃的氢饱和程度。
（4）关联指数—BMCI值，BMCI值是表示油品芳烃含量的指数。
关联指数愈大，则表示油品的芳烃含量愈高。
5. 温度和停留时间如何影响裂解反应结果？答：（1）高温：从裂解反应的化学平衡角度，提高裂解温度有利于生成乙烯的反应，并相对减少乙烯消失的反应，因而有利于提高裂解的选择性；根据裂解反应的动力学，提高温度有利于提高一次反应对二次反应的相对速度，提高乙烯收率。
（2）短停留时间：从化学平衡的角度：如使裂解反应进行到平衡，由于二次反应的发生，所得烯烃很少，最后生成大量的氢和碳。
JAVA各章习题及答案-全解
第1章Java入门一、选择题1．下列选项中,不属于Java语言特点的一项是〔C 〕.〔A〕分布式〔B〕安全性〔C〕编译执行〔D〕面向对象[解析]Java程序采用解释执行的方法.在系统编译运行Java程序时,Java编译器将Java程序转化为字节码,在运行时,解释器将编译得到的字节码进行解释执行.2．在Java语言中,〔 C 〕是最基本的元素？〔A〕方法〔B〕包〔C〕对象〔D〕接口[解析]构成Java程序的基本元素类〔抽象的对象〕. 3．编译一个定义了3个类和10个方法的Java源文件后,会产生〔D 〕个字节码文件？扩展名是〔D 〕？〔A〕13个字节码文件,扩展名为.class〔B〕1个字节码文件,扩展名为.class〔C〕3个字节码文件,扩展名为.java〔D〕3个字节码文件,扩展名为.class[解析]源文件中的每一个类编译后都会生成一个字节码文件,字节码文件的扩展名是.class.4．在创建Applet应用程序时,需要用户考虑问题是〔B 〕.〔A〕窗口如何创建〔B〕绘制的图形在窗口中的位置〔C〕程序的框架〔D〕事件处理[解析]创建Applet程序时必须继承系统类Applet,而Applet类中已经包含了如何创建窗口以与事件处理等内容,这类程序的框架也都是固定的,而绘制图形在窗口中的位置则需要由用户确定.5．Java语言属于〔B 〕种语言？〔A〕面向机器的语言〔B〕面向对象的语言〔C〕面向过程的语言〔D〕面向操作系统的语言[解析]Java语言是一种纯面向对象的语言.6．下列关于Application和Applet程序的说法中不正确的一项是〔B 〕.<A>Application使用解释器java.exe<B>Application不使用独立的解释器〔C〕Applet在浏览器中运行〔D〕Applet必须继承Java的Applet类[解析]Application程序包含main<>方法,它是一种独立执行的程序,因此必须使用独立的解释器解释执行. 7．下列选项中,不属于Java核心包的一项是〔A 〕.〔A〕javax.swing 〔B〕java.io〔C〕java.utile 〔D〕ng[解析]凡是以java开头的包都是Java核心包,以javax 开头的包则属于Java扩展包.8．下列描述中,不正确的是〔A 〕.〔A〕不支持多线程〔B〕一个Java源文件不允许有多个公共类〔C〕Java通过接口支持多重继承〔D〕Java程序分为Application和Applet两类[解析]Java是支持多线程的语言.9．阅读下列代码,选出该代码段正确的文件名〔C 〕.class A{void method1<>{System.out.println<"Method1 in class A">;}}public class B{void method2<>{System.out.println<"Method2 in class B">;}public static void main<String[] args>{System.out.println<"main<> in class B">;}}〔A〕A.java 〔B〕A.class〔C〕B.java 〔D〕B.class[解析]Java源文件名必须和公共类的名字完全一样,源文件的扩展名为.java. 10．编译下面源程序会得到哪些文件〔D 〕？class A1{}class A2{}public class B{public static void main<String[] args>{}}〔A〕只有B.class文件〔B〕只有A1.class 和A2.class文件〔C〕编译不成功〔D〕A1.class、A2.class和B.class文件[解析]由于该程序包含3个类,每个类编译后都会生成1个字节码文件,因此编译后会生成以这3个类名命名的字节码文件.11．编译Java程序时,用于指定生成class文件位置的选项是〔 A 〕.A．-d B．-g C．-verbose D．-nowarn 12．下列标识符〔名字〕命名原则中,正确的是〔 C 〕. A．类名的首字母小写 B．接口名的首字母小写C．常量全部大写 D．变量名和方法名的首字母大写13．下面哪种注释方法能够支持javadoc命令？〔C〕A．// B．/*...*/ C．/**...*/ D．/**...**/ 14．下面哪些选项是正确的main方法说明？〔D〕A．void main<>B．private static void main<String args[]> C．public main<String args[]> D．public static void main<String args[]>二、填空题1．Java程序的编译和执行模式包括2点,是半编译和半解释.2．Java语言支持TCP/IP 协议,从而使得Java程序在分布式环境中能够很方便地访问处于不同地点的对象. 3．开发Java程序的一般步骤是：源程序编辑、生成字节码和解释执行.4．每个Java Application程序可以包括许多方法,但是必须有且只能有一个main<> 方法,统一格式为public static void main<String[] args> ,它是程序执行的入口.5．JVM把字节码程序与各种不同的操作系统和硬件分开,使得Java程序独立于平台.6．在Java程序中,能在WWW浏览器上运行的是Applet 程序.7．Java源程序文件和字节码文件的扩展名分别为.java 和.class .8．如果在Java程序中需要使用java.utile包中的所有类,则应该在程序开始处加上import java.utitle.* 语句.三、判断题1．Java语言具有较好的安全性和可移植性与与平台无关等特性.〔√ 〕2．Java语言的源程序不是编译型的,而是编译解释型的.〔√ 〕3．Java Application程序中,必有一个主方法main<>,该方法有没有参数都可以.〔√ 〕4．java.util.Scanner<System.in>可以接收用户从键盘输入的简单数据.〔√ 〕5．Java程序中不区分大小写字母.〔× 〕6．机器不能直接识别字节码文件,它要经过JVM中的解释器边解释边执行.〔√ 〕7．System类中的println<>方法分行显示信息,而print<>方法不分行显示信息.〔√ 〕8．当前路径的标识是".".〔√ 〕9．java命令不区分大小写,而javac命令区分大小写.〔× 〕10．printf<>和 format<>方法使用指定格式字符串和参数,将格式化字符串写入到PrintStream类型的输出流〔S ystem.out对象〕中.〔√ 〕11．在运行字节码文件时,使用java命令,一定要给出字节码文件的扩展名.class.〔× 〕第2章标识符与简单数据类型一、选择题1．下列〔D 〕是合法的标识符？〔A〕12class 〔B〕void 〔C〕-5 〔D〕_blank 2．下列〔B 〕不是Java中的保留字？〔A〕if 〔B〕sizeof 〔C〕private 〔D〕null 3．下列〔C 〕不是合法的标识符？〔A〕$million〔B〕$_million〔C〕2$_million 〔D〕$2_million4．下列选项中,〔B 〕不属于Java语言的基本数据类型？〔A〕整数型〔B〕数组〔C〕浮点型〔D〕字符型5．下列关于基本数据类型的说法中,不正确的一项是〔D 〕.〔A〕boolean类型变量的值只能取真或假〔B〕float是带符号的32位浮点数〔C〕double是带符号的64位浮点数〔D〕char是8位Unicode字符[解析]Java中的字符采用的是16位的Unicode字符. 6．下列关于基本数据类型的取值范围的描述中,正确的一个是〔B 〕.〔A〕byte类型的取值范围是-128～128〔B〕boolean类型的取值范围是真或假〔C〕char类型的取值范围是0～65536〔D〕short类型的取值范围是-32767～32767[解析]根据每种类型占几个字节即可推算出其取值范围,如byte类型占1个字节,即共包含28个数值,其取值范围范围应为-128～127,其他类型也是如此.7．下列关于Java语言简单数据类型的说法中,正确的一项是〔A 〕.〔A〕以0开头的整数代表8进制整型常量〔B〕以0x或0X开头的整数代表8进制整型常量〔C〕boolean类型的数据作为类成员变量的时候,相同默认的初始值为true〔D〕double型数据占计算机存储的32位8．下列Java语句中,不正确的一项是〔C 〕.〔A〕$e, a, b = 10; 〔B〕char c, d = ‘a’;〔C〕float e = 0.0d; 〔D〕double c = 0.0f;[解析]不能将double类型的常量赋值给float类型的变量.9．在编写Java程序时,如果不为类的成员变量定义初始值,Java会给出它们的默认值,下列说法中不正确的一个是〔D 〕.〔A〕byte的默认值是0 〔B〕boolean的默认值是false 〔C〕char类型的默认值是’\0’〔D〕long类型的默认值是0.0L10．下列语句中不正确的一个是〔B 〕.〔A〕float f = 1.1f; 〔B〕byte b = 128;〔C〕double d = 1.1/0.0; 〔D〕char c = <char>1.1f;[解析]bytel类型变量的取值范围是-128～127. 11．下列表达式1+2+ "aa"+3的值是〔B 〕.〔A〕"12aa3" 〔B〕"3aa3 " 〔C〕"12aa" 〔D〕"aa3"[解析]整数和整数相加得到两个整数的和,而整数和字符串相加得到的是字符串.12．已知y=2, z=3, n=4,则经过n=n+ -y*z/n运算后n的值为〔A 〕.〔A〕3〔B〕-1 〔C〕-1 〔D〕-3[解析]根据运算符的优先级,该表达式相当于n=n+ <<-y>*z>/n.13．已知a=2, b=3,则表达式a%b*4%b的值为〔A 〕.〔A〕2 〔B〕1 〔C〕-1 〔D〕-2[解析]根据运算符的优先级,该表达式相当于<<a%b>*4>%b.14．已知x=2, y=3, z=4,则经过z- = --y – x--运算后,z的值为〔D 〕.〔A〕1 〔B〕2 〔C〕3 〔D〕4[解析]在表达式运算过程中,--y的值变为2,x—的值还是2,等号右侧运算后的值为0,因此z的值没有变化. 15．表达式<12==0> && <1/0 < 1>的值为〔B 〕.〔A〕true B〕false 〔C〕0 〔D〕运行时抛出异常[解析]由于<12==0>的值为false,因此整个表达式发生短路运算,即<1/0 < 1>就没有参与运算,整个表达式的值为false.16．设有类型定义short i=32; long j=64; 下面赋值语句中不正确的一个是〔B 〕〔A〕j=i; 〔B〕i=j; 〔C〕i=<short>j; 〔D〕j=<long>i;[解析]long类型的数据不能自动转变为short类型,因此不能将long类型的变量直接赋值给short类型. 17．现有1个char类型的变量c1=66和1个整型变量i=2,当执行c1=c1+<char>i;语句后,c1的值为〔D 〕.〔A〕'd' 〔B〕'D' 〔C〕68 〔D〕语句在编译时出错[解析]两个字符型的数据相加,得到的是一个整数,而如果把整数再赋值给一个字符型变量则会在编译时出错. 18．下列说法中,正确的一项是〔D 〕.〔A〕字符串"\\abcd" 的长度为6〔B〕False是Java的保留字〔C〕123.45L代表单精度浮点型〔D〕False是合法的Java标识符[解析]Java语言对字符的大小写是敏感的,False不是false,因此False是合法的Java标识符.19．以下的变量定义语句中,合法的是〔D 〕〔A〕float _*5 = 123.456F; 〔B〕byte $_b1 = 12345; 〔C〕int _long_ = 123456L;〔D〕double d = Double.MAX_V ALUE;[解析]〔A〕中_*5不是合法的标识符,〔B〕中12345超出byte范围,〔C〕中不能将long类型的常量赋值给int 型的变量.20．下列关于运算符优先级的说法中,不正确的一个是〔C 〕〔A〕运算符按照优先级顺序表进行运算〔B〕同一优先级的运算符在表达式中都是按照从左到右的顺序进行运算的〔C〕同一优先级的运算符在表达式中都是按照从右到左的顺序进行运算的〔D〕括号可以改变运算的优先次序[解析]同一优先级的运算符在表达式中都是按照从左到右的顺序进行运算的.二、填空题1．变量是Java程序的基本存储单元之一,变量的主要类型包括2大类：字符型和数值型.2．Java语言的整数类型变量和常量一样,各自都包括4种类型的数据,它们分别是byte、int 、short 和long. 3．boolean 类型数据不可以做类型转换.4．在Java语言的基本数据类型中,占存储空间最少的类型是boolean ,该类型占用的存储空间为 1 位. 5．Java语言中的保留字具有特殊意义和作用,不能作为普通标识符使用.6．在Java语言中,浮点类型数据属于实型数据,可以分为单精度和双精度两种.7．char类型的数据可以表示的字符数共为65536 .8．定义初始值为10的8次方的常整型变量iLong的语句是final iLong = 100000000L.9．Java语言中的数据类型转换包括自动转换和强制转换两种.10．Java中的字符采用的是16位的Unicode 编码.11．数据类型中存储空间均为64位的两种数据类型是long 和double .12．表达式9*4/ -5%5的值为-2 .〔十进制表示〕13．表达式5&2的值为0 .〔十进制表示〕14．表达式42<<4的值为672 .〔十进制表示〕15．表达式11010011>>>3的值为11010 .〔二进制表示〕16．表达式7|3的值为7 .〔十进制表示〕17．表达式10^2的值为8 .〔十进制表示〕18．Java语言中的逻辑与<&&>和逻辑或<||>运算采用短路方式进行运算.19．若a、b为int型变量,并且已分别赋值为5和10,则表达式<a++>+<++b>+a*b的值为82 .20．假设i=10, j=20, k=30,则表达式!<i<j+k> || !<i+10<=j> 的值为false .三、判断题1．Java语言使用的是Unicode字符集,每个字符在内存中占8位.〔×〕2．Java语言中不同数据类型的长度是固定的,不随机器硬件不同而改变.〔√〕3．所有的变量在使用前都必须进行初始化.〔×〕4．已知byte i = <byte>127; i = i +1;这两个语句能被成功编译.〔√〕5．String str="abcdefghi"; char chr=str.charAt<9>; 〔×〕6．char[] chrArray={ 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g'}; char chr=chrArray[6]; 〔√〕7．int i,j; boolean booleanValue=<i==j>; 〔×〕8．int intArray[]={0,2,4,6,8}; int length=int Array.length<>;〔×〕9．String str="abcedf"; int length=str.length; 〔×〕10．short shortValue=220; byte byteValue=shortValue; 〔×〕11．int[] intArray[60]; 〔×〕12．char[] str="abcdefgh"; 〔×〕13．说明或声明数组时不分配内存大小,创建数组时分配内存大小.〔√〕14．强制类型转换运算符的功能是将一个表达式的类型转换为所指定的类型.〔√〕第3章运算符、表达式与语句一、选择题1．下列〔D 〕不属于Java语言流程控制结构？〔A〕分支语句〔B〕跳转语句〔C〕循环语句〔D〕赋值语句[解析]Java语言流程控制结构只包括分支、循环和跳转三种语句.2．假设a是int类型的变量,并初始化为1,则下列〔D 〕是合法的条件语句？〔A〕if<a>{} 〔B〕if<a<<=3>{}〔C〕if<a=2>{}〔D〕if<true>{}[解析]条件语句中的"条件表达式"只能是boolean类型,不能是其他类型.3．下列说法中,不正确的一个是〔C 〕.〔A〕switch语句的功能可以由if…else if语句来实现〔B〕若用于比较的数据类型为double型,则不可以用switch语句来实现〔C〕if …else if语句的执行效率总是比switch语句高〔D〕case子句中可以有多个语句,并且不需要大括号{}括起来[解析]语句执行效率高低要根据具体语句来确定,不能简单地说if…else if语句的执行效率总是比switch语句高. 4．设a、b为long型变量,x、y为float型变量,ch为char 类型变量且它们均已被赋值,则下列语句中正确的是〔 B 〕.〔A〕switch<x+y> {} 〔B〕switch<ch+1> {}〔C〕switch ch {} 〔D〕switch<a+b>; {}[解析]switch后面的表达式必须放在括号<>中,且表达式的类型只能是byte、short、int和char类型,不能是其他类型.5．下列循环体执行的次数是〔 C 〕.int y=2, x=4;while<--x != x/y>{ }〔A〕1 〔B〕2 〔C〕3 〔D〕4[解析]第1次执行while时,--x的值为3,3/2=1,满足等号两端值不等的条件,执行一次循环体；第2次执行while 时,--x的值为2,2/2=1,条件满足,又执行一次循环体；第3次执行while时,--x的值为1,1/2=0,条件满足,再次执行一次循环体；第4次执行while时,--x的值为0,0/2=0,条件不满足满足,结束循环.因此在这个循环语句执行的过程中,循环体共执行了3次.6．下列循环体执行的次数是〔 B 〕.int x=10, y=30;do{ y-=x;x++; }while<x++<y-->;〔A〕1 〔B〕2 〔C〕3 〔D〕4[解析]执行1次循环体后,y的值为20,x值为11,然后执行while,此时x++的值为11,y—的值为20,因此x++<y—条件满足,判断完后,x的值变为12,y的值变为19；接着执行第2次循环体,执行完第2次循环体后,y的值为9,x值为13,然后执行while,此时x++的值为13,y—的值为9,因此x++<y—条件不满足,结束循环.因此在这个循环语句执行的过程中,循环体共执行了2次.7．已知如下代码：switch<m>{case0:System.out.println<"Condition 0">;case1:System.out.println<"Condition 1">;case2:System.out.println<"Condition 2">;case3:System.out.println<"Condition3">;break;default:System.out.println<"OtherCondition">; }当m的值为< D >时,输出"Condition 3"〔A〕2 〔B〕0、1 〔C〕0、1、2〔D〕0、1、2、3 [解析]当m的值为0、1、2、3时,都能输出"Condition 3",因为case 0、case 1、case 2后面的语句都没有break,因此可以继续向后执行.二、填空题1．跳转语句包括break、continue、return和throw 2．switch语句先计算switch后面的表达式的值,再和各case 语句后的值做比较.3．if语句合法的条件值是boolean 类型. 4．continue语句必须使用于循环语句中. 5．break语句有两种用途：一种从switch 语句的分支中跳出,一种是从循环语句内部跳出.6．do －while循环首先执行一遍循环体,而while循环首先判断表达式的值 . 7．与C++语言不同,Java语言不通过goto 语句实现跳转.8．每一个else子句都必须和它前面的一个距离它最近的if 子句相对应.9．在switch语句中,完成一个case语句块后,若没有通过break语句跳出switch语句,则会继续执行后面的case 语句块.10．在for循环语句中可以声明变量,其作用域是for循环体.第4章类与对象一、选择题1．下列哪种类成员修饰符修饰的变量只能在本类中被访问？〔D 〕〔A〕protected 〔B〕public 〔C〕default〔D〕private2．在Java语言中,哪一个包中的类是自动导入的？〔 A 〕A〕ng B〕java.awtC〕java.io D〕java.applet[解析]只有ng包中的类能够被自动导入.3．给出下面的程序代码：public class X4_1_3 {private float a;public static void m< >{ }}如何使成员变量a被方法m< >访问〔 C 〕〔A〕将private float a改为protected float a〔B〕将private float a改为public float a〔C〕将private float a改为static float a〔D〕将private float a改为float a[解析]static类型的方法只能访问static类型的数据成员.4．有一个类B,下面为其构造方法的声明,正确的是〔 B 〕.〔A〕void B<int x> {} 〔B〕B<int x> {}〔C〕b<int x> {} 〔D〕void b<int x> {}5．下面关于类的说法,不正确的是〔 C 〕.〔A〕类是同种对象的集合和抽象〔B〕类属于Java语言中的复合数据类型〔C〕类就是对象〔D〕对象是Java语言中的基本结构单位[解析]类是对象的抽象,对象是类的实例6．下面关于方法的说法,不正确的是〔C 〕. 〔A〕Java中的构造方法名必须和类名相同〔B〕方法体是对方法的实现,包括变量声明和合法语句〔C〕如果一个类定义了构造方法,也可以用该类的默认构造方法〔D〕类的私有方法不能被其他类直接访问[解析]类中一旦用户定义了构造方法,该类默认的构造方法就不存在了,除非用户再自定义该类的默认构造方法. 7．关于内部类,下列说法不正确的是〔A 〕.〔A〕内部类不能有自己的成员方法和成员变量〔B〕内部类可用private或protected修饰符修饰〔C〕内部类可以作为其他类的成员,而且可访问它所在的类的成员〔D〕除static内部类外,不能在类内声明static成员8．定义外部类时不能用到的关键字是〔 C 〕.〔A〕final 〔B〕public 〔C〕protected 〔D〕abstract[解析]定义外部类不能使用protected修饰符.9．为AB类定义一个无返回值的方法f,使得使用类名就可以访问该方法,该方法头的形式为〔 D 〕〔A〕abstract void f<> 〔B〕public void f<>〔C〕final void f<> 〔D〕static void f<> [解析]只有static类型的方法才可以直接使用类名来引用.10．定义一个公有double型常量PI,哪一条语句最好？〔 B 〕〔A〕public final double PI;〔B〕public final static double PI=3.14;〔C〕public final static double PI;〔D〕public static double PI=3.14;[解析]用public final static来定义常量,既可以节省存储空间,又可以保证数值不会被改变.二、填空题1．对象是对事物的抽象,而类是对对象的抽象和归纳.2．从用户的角度看,Java源程序中的类分为两种：系统定义的类和用户自己定义的类.3．一个类主要包含两个要素：数据成员和成员方法.4．创建包时需要使用关键字package .5．类中的构造方法是一个特殊的方法,该方法的方法名和类名相同.6．如果用户在一个自定义类中未定义该类的构造方法,系统将为这个类定义一个默认构造方法.这个方法没有形式参数,也没有任何具体语句,不能完成任何操作.7．静态数据成员被保存在类的内存区的公共存储单元中,而不是保存在某个对象的内存区中.因此,一个类的任何对象访问它时,存取到的都是相同〔相同/不同〕的数值.8．静态数据成员既可以通过对象名来访问,也可以通过类名直接访问它.9．定义常量时要用关键字final ,同时需要说明常量的数据类型并指出常量的具体值 .10．方法体内定义变量时,变量前不能加修饰符；局部变量在使用前必须明确赋值,否则编译时会出错；而类变量在使用前可以不用赋值,它们都有一个默认的值.11．static方法中只能引用static 类型的数据成员和static 类型的成员方法；而非static类型的方法中既可以引用static 类型的数据成员和成员方法,也可以引用非static 类型的数据成员和成员方法.12．引用static类型的方法时,可以使用类名做前缀,也可以使用对象名做前缀.13．当程序中需要引用java.awt.event包中的类时,导入该包中类的语句为import java.awt.event.*.14．定义类时需要class 关键字,继承类时需要extends 关键字,实现接口时需要关键字implements .三、判断题1．类是一种类型,也是对象的模板.〔√〕2．类中说明的方法可以定义在类体外.〔×〕3．实例方法中不能引用类变量.〔×〕4．创建对象时系统将调用适当的构造方法给对象初始化.〔√〕5．使用运算符new创建对象时,赋给对象的值实际上是一个引用值.〔√〕6．对象赋值实际上是同一个对象具有两个不同的名字,它们都有同一个引用值.〔√〕7．对象可作方法参数,对象数组不能作方法参数.〔×〕8．class是定义类的惟一关键字.〔√〕9．Java语言会自动回收内存中的垃圾.〔√〕第5章子类与继承一、选择题1．已知有下面类的说明：public class X5_1_1 extends x{private float f =10.6f;int i=16;static int si=10;public static void main<String[] args> {X5_1_1 x=new X5_1_1<>;}}在main<>方法中,下面哪条语句的用法是正确的？〔 A 〕A．x.f B．this.si C．X5_1_1.i D．X5_1_1.f[解析]由于x是在main方法内部定义的对象,因此它可以引用类的非static类型的属性,因此选A,而this和super不能在main方法中使用,使用类名只能引用本类的静态属性,因此B、C、D不对. 2．下列程序的运行结果是〔C 〕.public class X5_1_2 extends x{int ab<>{static int aa=10;aa++;System.out.println<aa>;}public static void main<String[] args> { X5_1_2 x=new X5_1_2<>;x.ab<>;}}A．10 B．11C．编译错误D．运行成功,但不输出[解析]方法体内的局部变量不能使用static修饰符.3．下面关于接口的说法中不正确的是〔C 〕.A．接口中所有的方法都是抽象的B．接口中所有的方法都是public访问权限C．子接口继承父接口所用的关键字是implements D．接口是Java中的特殊类,包含常量和抽象方法[解析]子接口继承父接口所用的关键字也是extends,只有类实现接口时才使用implements.4．区分类中重载方法的依据是〔 A 〕.A．形参列表的类型和顺序B．不同的形参名称C．返回值的类型不同D．访问权限不同[解析]形参表的类型和顺序不同时区分重载方法的唯一标志.5．子类对象能否直接向其父类赋值？父类对象能否向其子类赋值？〔 B 〕A．能,能B．能,不能C．不能,能D．不能,不能[解析]子类对象可以直接赋值给父类对象,而父类对象不能直接赋值给子类对象.6．Java语言类间的继承关系是〔 A 〕.A．单继承B．多重继承C．不能继承D．不一定[解析]Java语言类间的继承关系是单继承,但一个类可以实现多个接口.7．Java语言接口间的继承关系是〔B 〕.A．单继承B．多重继承C．不能继承D．不一定[7.解析]Java语言接口间的继承关系允许多重继承. 8．一个类实现接口的情况是〔A 〕.A．一次可以实现多个接口B．一次只能实现一个接口C．不能实现接口D．不一定[解析]Java语言允许一个类一次实现多个接口.9．定义外部类的类头时,不可用的关键字是〔 C 〕. A．public B．finalC．protected D．abstract[解析]定义外部类时不能使用protected关键字.10．如果局部变量和成员变量同名,如何在局部变量作用域内引用成员变量？〔 B 〕A．不能引用,必须改名,使它们的名称不相同B．在成员变量前加this,使用this访问该成员变量C．在成员变量前加super,使用super访问该成员变量D．不影响,系统可以自己区分[解析]this可以用来引用本类对象.11．下面说法不正确的是〔 B 〕.A．抽象类既可以做父类,也可以做子类B．abstract和final能同时修饰一个类C．抽象类中可以没有抽象方法,有抽象方法的类一定是抽象类或接口D．声明为final类型的方法不能在其子类中重新定义[解析]abstract和final不能同时修饰一个类,因为abstract 类需要子类,而final类不能有子类.二、填空题1．消息就是向对象发出服务请求,是对数据成员和成员方法的引用.2．在面向对象系统中,消息分为两类公有消息和私有消息.3．在面向对象程序设计中,采用继承机制可以有效地组织程序结构.充分利用已有的类来创建更复杂的类,大大提高程序开发的效率,提高代码的复用率,降低维护的工作量.4．数据成员的隐藏是指在子类中重新定义一个与父类中已定义的数据成员名完全相同的数据成员.5．子类可以重新定义与父类同名的成员方法,实现对父类方法的覆盖.6．子类在重新定义父类已有的方法时,应保持与父类完全相同的方法名、返回值类型和参数列表,否则就不是方法的覆盖,而是子类定义自己特有的方法,与父类的方法无关. 7．this代表了当前对象的一个引用,super表示的是当前对象的直接父类对象的引用.8．抽象类不能创建对象,该工作由抽象类派生的非抽象子类来实现.9．如果父类中已有同名的abstract方法,则子类中就不能〔能/不能〕再有同名的抽象方法.10．abstract类中不能有private 访问权限的数据成员或成员方法.11．interface 是声明接口的关键字,可以把它看成一个特殊类.接口中的数据成员默认的修饰符是public static final ,接口中的成员方法默认的修饰符是public abstract .12．如果实现某接口的类不是abstract的抽象类,则在类的定义部分必须实现该接口的所有抽象方法；如果实现某接口的类是abstract的抽象类,则它可以不实现该接口所有的方法.但是对于这个抽象类任何一个非抽象的子类而言,它们父类所实现的接口中的所有抽象方法以与自身所实现接口中的抽象方法都必须有实在的方法体. 13．包的作用有两个,一是划分类名空间,二是控制类之间的访问.14．封装也称信息隐藏,是指类的设计者只为类的使用者提供类的可以访问的部分〔包括类的数据成员和成员方法〕,而把类中的其他成员隐藏起来,使用户不能访问的机制.15．Java提供了4种访问权限来实现封装机制,即private 、protected 、默认和public .16．Java中提供两种多态机制, 重载与覆盖.17．当一个构造方法需要调用另一个构造方法时,可以使用关键字this ,同时这个调用语句应该是整个构造方法的第一条可执行语句.18．如果子类自己没有构造方法,那么父类也一定没有〔有/没有〕带参的构造方法,此时它将继承父类的无参构造方法作为自己的构造方法；如果子类自己定义了构造方法,则在创建新对象时,它将先执行父类的构造方法,然后再执行自己的构造方法 .19．对于父类的含参数构造方法,子类可以通过在自己的构造方法中使用super 关键字来调用它,但这个调用语句必须是子类构造方法的第一条可执行语句.20．创建一个名为myPachkage的包的语句为package myPackage; ,该语句应该放在程序第一行位置.三、判断题1．Java语言中,构造方法是不可以继承的.〔√〕2．子类的成员变量和成员方法的数目一定大于等于父类的成员变量和成员方法的数目.〔×〕3．抽象方法是一种只有说明而无具体实现的方法.〔√〕4．Java语言中,所创建的子类都应有一个父类.〔√〕5．调用this 或super构造方法的语句必须放在第一条语句.〔√〕6．一个类可以实现多个接口,接口可以实现"多重继承".〔√〕7．实现接口的类不能是抽象类.〔√〕8．使用构造方法只能给实例成员变量赋初值.〔√〕9．Java 语言不允许同时继承一个类并实现一个接口.〔×〕。
《机电一体化技术与系统》各章作业答案
第二部分各章作业答案第一章绪论★1、机电一体化的基本概念和涵义是什么？★机电一体化的英文名词如何拼合？(P1) 【参考答案】机电一体化是从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程基础上有机地加以综合，实现整个机械系统最佳化而建立起来的一门新的科学技术。
机电一体化在国外被称为Mechatronics是日本人在20世纪70年代初提出来的，它是用英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。
★2、机电一体化的发展趋势包括哪几个方面？(P2)【参考答案】机电一体化的发展趋势可概况为以下三个方面：(4-3-2)（1）性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展；（2）功能上，向小型化、轻型化、多功能方向发展；（3）层次上，向系统化、复合集成化的方向发展。
★3、一个较完善的机电一体化系统包括哪几个基本要素？★其核心部分是什么？（P4-P5) 【参考答案】一个较完善的机电一体化系统应包括以下几个基本要素：机械本体、动力部分、检测部分、执行机构、控制器和接口。
其核心部分是控制器。
★4、什么是接口？接口的功能有哪些？(P5)【参考答案】为实现各子系统或要素之间物质、能量或信息交换而进行的连接就是接口。
接口的基本功能有交换、放大、传递。
5、机电一体化的相关技术有哪些？(P2-P4)【参考答案】机械技术、检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术、系统总体技术。
第二章机械传动与支承技术1、熟练掌握以数控机床进给传动为例说明机械传动系统建模的步骤、方法。
重点在传动惯量折算的推导过程。
(P13-P15)★【举例说明】在图1所示的数控机床进给传动系统中，电动机通过两级减速齿轮Z1、Z2、Z3、Z4及丝杠螺母副驱动工作台作直线运动。
设J l为轴I部件和电动机转子构成的转动惯量；J 2、J 3为轴Ⅱ、Ⅲ部件构成的转动惯量；K1、K2、K3分别为轴I、Ⅱ、Ⅲ的扭转刚度系数；K为丝杠螺母副及螺母底座部分的轴向刚度系数；m为工作台质量；C为工作台导轨粘性阻尼系数：T1、T2、T3分别为轴I、Ⅱ、Ⅲ的输入转矩。
软件工程各章作业习题的名词解释和问答题参考答案
软件工程各章作业习题的名词解释和问答题参考答案第一章：1：什么是软件危机开发软件由于管理混乱，加入软件规模越来越大，越来越复杂，造成软件开发失败。
2：软件工程过程指获取、供应、开发、操作和维护软件时要实施的过程、活动和任务。
3：软件生成周期可行性研究与计划、需求分析、总体设计、详细设计、实现、测试、使用与维护4：有哪些软件周期模型瀑布模型、原型模型、增量模型、螺旋模型。
5：软件计算机程序及说明程序的各种文档6：个体手工劳动个人编写程序7：小生产合作方式多人编写程序8：软件的特点是一种逻辑产品，软件的生产主要是研制，软件产品不会用坏，软件生产主要是脑力劳动，软件的成本高。
9：软件文档有关程序的功能、设计、图形资料等等。
第二章：三. 名词解释1.可行性研究以最小代价, 在尽可能短的时间内, 确定该软件项目是否能够开发, 是否值得开发.2.技术可行性主要研究开发的软件技术风险有多大3.经济可行性主要研究开发成功后能否得到应有的效益4.社会可行性主要研究开发的软件是否存在责任和侵权, 以及与当前管理制度, 人员素质, 操作方式的矛盾能否解决.四.问答题1. 可行性研究的任务是什么首先初步确定项目的规模, 目标, 约束和限制条件, 决定系统的主要功能, 进行简要压缩, 提出几种解决方案.对每种方案提出意见.2.可行性研究有那些步骤确定任务；分析技术可行性；分析经济可行性；分析社会可行性；作出系统流程图；作出开发计划。
3.可行性研究的目的.减少开发大型软件的风险，缩短开发周期, 减小投资, 减少使用资源, 在尽可能短的时间内, 确定该软件项目是否能够开发, 是否值得开发.第三章三. 名词解释1. 需求分析指开发人员为了准确地理解, 表达用户的要求, 通过调查, 分析, 把系统的功能, 性能等方面准确地表达出来2. DFD数据流图四. 简答题1.什么是需求分析该阶段的基本任务是什么指开发人员为了准确地理解, 表达用户的要求, 通过调查, 分析, 把系统的功能, 性能等方面准确地表达出来基本任务：(1) 能够表达和理解问题的功能和性能；(2) 可以把一个复杂问题按某种方式进行划分, 并能逐步细化, 从而使复杂问题简化,软件的功能域,数据域都可以划分;(3) 建立模型.2. 简述结构化分析的步骤这一方法的基本思想是采用自顶向下,逐层分解的方法分析整个系统,有效的控制系统的复杂性.对于复杂, 规模大的应用系统,采用先抽象后具体, 先全局后局部的思想,有利于把握系统的总体目标, 结构和功能.第四章：三. 名词解释1. 软件设计确定软件结构，选择好的数据库，进行数据结构设计2.模块化把复杂问题划分为模块的过程3.信息隐蔽指模块内部处理细节和内部数据用某种手段隐蔽起来，外部模块不能随便访问4.模块独立性希望一个模块越独立越好，每个模块完成独立的功能，与其他模块联系越少越好5.耦合性指软件结构中模块之间相互依赖的程度6.内聚性模块内部各部分执行功能组合在一起的相关程度7.模块的控制范围一个模块对下属模块的控制8.模块的作用范围指模块之间的作用，但两个模块间是平级的9. 软件结构以需求分析文档为依据，解决实现软件体系结构四. 简答题1.什么是软件概要设计, 该阶段的基本任务是什么以需求分析文档为依据，解决实现软件体系结构。
土力学作业及参考答案
第1章 作业参考答案P401-5 :含水量44.34%；孔隙比1.20；孔隙度（率）54.54%；饱和密度1.77g/cm 3；浮密度0.77g/cm 3；干密度1.22g/cm 3；饱和重度17.7 kN/cm 3；浮重度7.7kN/cm 3；干重度12.2kN/cm 3 1-8：天然孔隙比e=0.64；相对密实度Dr=0.57，中密。
1-10：夯实地基干重度15.37kN/cm 3，D=0.97>0.95，夯实合格。
1-13：解：基坑体积318003600m h A V =⨯=⋅=土粒质量kg g Vm d s631088.21018001016⨯=⨯⨯=⋅=ρ现有土料质量s s m m ='，则需要现有土料质量为：kg w m m s 660102256.3%)121(1088.2)1(⨯=+⨯⨯=+'=' 现有土料体积3220056.14180016/m V ggVgm m V d d =⨯=⋅=⋅='='='γγγγγρ每立方米土料需要加水kg V w w m m o op sw522200%)12%16(1088.2)(6=-⨯⨯='-'='1-15：131.30 cm 3，粉质黏土，流塑。
第二章 作业补充2-3 通过变水头试验测定某粘土的渗透系数k ，土样横断面面积230cm A =，长度cm L 4=，渗透仪水头管（细玻璃管）断面积21256.0cm a =，水头差从cm h 1301=∆降低到cm h 1102=∆所需时间min 8=t 。
试推导变水头试验法确定渗透系数的计算公式，并计算该粘土在试验温度是的渗透系数k 。
解：变水头试验试验过程中水头差一直在随时间而变化，试验时，测记起始水头差1h ∆，经过时间t 后，再测记终了水头差2h ∆，通过建立瞬时达西定律，即可推出渗透系数k 的表达式。
设试验过程中任意时刻作用于试样两端的水头差为h ∆，经过dt 时段后，水头管中水位下降dh ，则dt 时间内流入试样的水量为adh dq -=1式中，右端的负号表示水量随h ∆的减少而增加。
第一章作业参考解答
∞
注：该题反映了对原序列 2 倍内插后的频谱变化。 1.7 求以下序列的 z 变换、收敛域及零极点分布图 （1） δ ( n − n0 ) 解： Ζ[δ ( n − n0 )] =
n=-∞
∑ δ (n − n ) z
0
∞
−n
= z − n0
ROC：若 n0 ≠ 0 ,则 0 <| z |≤ ∞ ，在 z=0 处存在极点；若 n0 = 0 ，则 0 ≤| z |≤ ∞ ，无零极点 （2） 0.5 u ( n) 解： Ζ[0.5 u (n)] =
1 xa2 0 -1 -4 -3 0 1 2 3 n xa3(t)=cos(10*pi*t)以 角 频 率 8pi rad/s 采 样 后 的 序 列 -2 -1 4
1 xa3 0 -1 -4 -3 -2 -1 0 n 1 2 3 4
图 3 采样后得到的序列
xa1(t)=cos(2*pi*t)的 幅 频 响 应 60 Xa1(omega)
xa 3 (t ) 的波形及采样点位置并解释频谱混叠现象。
解：
xa1(t)=cos(2*pi*t) 1 xa1 0 -1 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 t xa2(t)=-cos(6*pi*t) 0.4 0.6 0.8 1
1 xa2 0 -1 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 t xa3(t)=cos(10*pi*t) 0.4 0.6 0.8 1
mΩ sτ τ sin( 2 ) − jmΩ τ / 2 jmΩ t − jΩt = ∫ xa (t ) ∑ ( e e dt )e −∞ mΩ sτ m =−∞ T
∞ ∞
s s
mΩ sτ τ sin( 2 ) − jmΩ τ / 2 ∞ = ∑( e ) ∫ xa (t )e − j ( Ω− mΩ )t dt −∞ Ω τ m T s m =−∞
通信原理各章习题集的答案解析
第一章 通信系统概论一 填空选择题1.数字通信系统的主要优点是 __抗干扰能力强噪声不积累 、差错可控、容易加密_、可实现综合化（便于集成）等_。
2.通信系统的主要质量指标通常用_有效性_和可靠性_衡量， FSK 系统指标具体用_传输速率（传码率、传信率）和_差错率（误码率、误信率）_衡量，FM/PM 系统具体指标用_有效传输频带 和_信噪比_衡量。
3.已知二进制数字信号在2分钟内共传送72000个码元，0、1码等概率出现，则码元速率为600B ，信息速率为600b/s ；传送1小时后，接收到的错码为216个，其误码率为10-4；若保持码元速率不变，变换为8进制传输，每个码元所含信息量为3 ，信息速率为1800b/s 。
4.通信是指消息由一地向另一地进行＿＿＿＿＿＿，主要质量指标是＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿,它们在数字通信系统中具体为＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。
5.在码元速率相同的条件下，16进制数字调制系统的信息速率是二进制的4 倍。
6.按传输媒介，通信系统可分为有线通信系统、无线通信系统。
7.数字通信系统的有效性指标包括 ( D )A.信息传输速率B.符号传输速率C.频带利用率D.以上都包括8.在码元速率相同条件下，m 进制数字调制系统的信息速率是二进制的 log 2m 倍。
9．通信系统按其传输信号形式分可分为模拟通信系统和数字通信系统 。
10.通信系统按信道中传输的信号不同分为模拟通信系统 和 数字通信系统11.衡量通信系统主要指标是有效性和可靠性，前者主要是消息传输速率问题，而后者是指消息传输的 质量问题。
12．设有四个信息A 、B 、C 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8、1/2传送，每个消息出现是相互独立的，其平均信息量H=__1.75b/符号__。
13.设有4个消息符号，其出现概率是21、41、81、81各消息符号出现是相对独立的，该符号集的平均信息量为 1.75b/符号 。
14.某四元制信源，各符号对应的概率分别为21、41、81、1，则该信源符号的平均信息量为 1.75b/符号 。
光纤系统作业参考答案解析
第一章作业1、光纤通信与电通信有什么不同？在光纤通信中起主导作用的部件是什么？光纤通信，就是用光作为信息的载体、以光纤作为传输介质的一种通信方式。
起主导作用的是激光器和光纤。
2、常规的光纤的三个的低损耗窗口是在哪个波段？其损耗值各为多少？850nm 3db/km ；1310nm 0.4db/km；1550nm 0.2db/km3、光纤通信有哪些优点？（1）频带宽，通信容量大（2）损耗低，中继距离长（3）抗电磁干扰（4）无窜音干扰，保密性好（5）光纤线径细，重量轻，柔软（6）光纤原材料丰富，用光纤可节约金属材料（7）耐腐蚀，抗辐射，能源消耗小4、PDH和SDH各表示什么？其速率等级标准是什么？PDH表示准同步数字序列，即在低端基群采用同步，高次群复用采用异步，SDH表示同步数字序列PDH速率标准SDH速率等级标准：STM-1：155.520Mbit/s STM-4：622.080 Mbit/s STM-16：2.5 Gbit/s STM-64：10 Gbit/s5、图示光纤通信系统，解释系统基本结构。
光纤通信系统由光发送机、光纤光缆与光接收机等基本单元组成。
系统中包含一些互连与光信号处理部件，如光纤连接器、隔离器、调制器、滤波器、光开关及路由器等。
在长距离系统中还设置有中继器(混合或全光)。
第2章1节布置的作业1、光纤的主要材料是什么？光纤由哪几部分构成？各起什么作用？SiO2；芯区、包层、图层；芯区：提高折射率，光传输通道；包层：降低折射率，将光信号封闭在纤芯内，并保护纤芯；图层：提高机械强度和柔软性2、光纤中的纤芯折射率与包层折射率的关系？单模光纤和多模光纤中两者的纤芯直径一般分别为多少？纤芯折射率较高，包层折射率较小单模光纤纤芯直径：2a=8μm～12μm，包层直径：2b=125μm；多模光纤纤芯直径：2a=50μm，包层直径：2b=125μm。
3、根据芯、包折射率分布及模式传播情况，指出有哪些典型形式光纤？折射率在纤芯与包层介面突变的光纤称为阶跃光纤；折射率在纤芯内按某种规律逐渐降低的光纤称为渐变光纤；根据模式传播情况不同分为多模光纤和单模光纤4、什么是全反射？它的条件是什么？指光从光密介质入射到光疏介质是，全部被反射会原介质的现象条件：光从光密介质入射至光疏介质；入射角大于或等于临界角（ =arcsin（n2/n1））在光纤端面：要求入射角θ < θo 全；在芯包界面：要求入射角θ1 > θC芯包界面全反射5、数值孔径NA的物理意义？表达式是什么？反映光纤对光信号的集光能力，定义入射临界角 的正弦为数值孔径N A ，N A越大，对光信号的接受能力越强N A=sin=6、什么是光纤的自聚焦？产生在何种类型光纤里？如果折射率分部合适，就用可能使以不同角度入射的全部光线以同样的轴向速度在光纤中传播，同时到达光纤轴上的某点，即所有光线都有相同的空间周期L，这种现象称为自聚焦。
2021年信号检测与估计各章作业参考答案(1~9章)
其中 是常数， 是 上均匀分布的随机参量； 是高斯白噪声。
(a)求判决公式及最正确接收机结构形式。
(b)如果 ，证明最正确接收机可用 作为检验统计量，并对此加以讨论。
解：〔a〕设 是均值为0、功率谱密度为 的正态白噪声，那么有
由于
所以
按照贝叶斯准那么
或者
两边取对数得到
最正确接
因此 的均值、二阶原点矩和方差分别为
9.假设随机过程 的自相关函数为 ，求 的功率谱密度。
解:自相关函数与功率谱密度函数是一对傅立叶变换对，所以有
利用欧拉公式，可得
11.平稳随机过程 具有如下功率谱密度
求 的相关函数 及平均功率 。
解：
而自相关函数 与功率谱密度 是一对傅立叶变换，
〔b〕不管是否有条件 ，
都可选 作为检验统计量。
当 时，由于
所以判决规那么为
第六章多重信号检测
思考题1：为何要进行多重信号的检测？
答：利用多重信号检测的优势是可以增加检测系统的信噪比，从而增强系统的检测性能。
思考题3：何谓随机相位相干脉冲串信号和随机相位非相干脉冲串信号？
答：通常把多个脉冲信号组成的一串信号称为脉冲串信号，各个脉冲叫做子脉冲，整个信号叫做脉冲串信号。如果脉冲串信号的初相随机，但各个子脉冲信号的相位一致，那么称之为随机相位相干脉冲串信号。如果各子脉冲信号的相位都是随机变化的，且彼此独立变化，那么称之为随机相位非相干脉冲串信号。
〔1〕求 的最大似然估计。
〔2〕假设 的概率密度
求 的最大后验概率估计。
解：〔1〕由题意可写出似然函数
按最大似然估计方程 ，由此解得
〔2〕当 时，可按最大后验概率方程 求解，得到
李椿热学答案及部分习题讲解部分习题的参考答案
李椿热学答案及部分习题讲解部分习题的参考答案“热学”课程第一章作业习题说明：“热学”课程作业习题全部采用教科书（李椿，章立源，钱尚武编《热学》）里各章内的习题。
第一章习题：1，2，3[1]，4，5，6，8，10，11，20，24[2]，25[2]，26[2]，27，28，29，30，31，32，33. 注：[1] 与在水的三相点时[2] 设为等温过程第一章部分习题的参考答案1.(1) –40;(2) 574.5875;(3) 不可能.2.(1) 54.9 mmHg;(2) 371 K.3. 0.99996.4. 400.574.5. 272.9.6. a = [100／(X s–X i)]?(?C／[X]), b = –[100 X i／(X s–X i)]?C, 其中的[X]代表测温性质X的单位.8. (1) –205?C;(2) 1.049 atm.10. 0.8731 cm, 3.7165 cm.11. (1) [略];(2) 273.16?, 273.47?;(3) 不存在0度.20. 13.0 kg?m-3.24. 由教科书137页公式可得p = 3.87?10-3 mmHg.25. 846 kg?m-3.26. 40.3 s (若抽气机每旋转1次可抽气1次) 或40.0 s (若抽气机每旋转1次可抽气2次, 可参阅教科书132页).27. 28.9, 1.29 kg?m-3.28. 氮气的分压强为2.5 atm, 氧气的分压强为1.0 atm, 混合气体的压强为3.5 atm.29. 146.6 cm-3.30. 7.159?10-3 atm, 71.59 atm, 7159 atm; 4.871?10-4 atm, 4.871 atm, 487.1 atm.31. 341.9 K.32. 397.8 K.33. 用范德瓦耳斯方程计算得25.39 atm, 用理想气体物态方程计算得29.35 atm.“热学”课程第二章作业习题第二章习题：1，3，4，5，6，7，8，9[3]，10，11，12，13[4]，16，17，18，19，20.注：[3] 设为绝热容器[4] 地球和月球表面的逃逸速度分别等于11.2 km?s-1和2.38 km?s-1第二章部分习题的参考答案1. 3.22?103 cm-3.3. 1.89?1018.4. 2.33?10-2 Pa.5. (1) 2.45?1025 m-3;(2) 1.30 kg?m-3;(3) 5.32?10-26 kg;(4) 3.44?10-9 m;(5) 6.21?10-21 J.6. 3.88?10-2 eV,7.73?106 K.7. 301 K.8. 5.44?10-21 J.9. 6.42 K, 6.87?104Pa (若用范德瓦耳斯方程计算) 或6.67?104 Pa (若用理想气体物态方程计算).10. (1) 10.0 m?s-1;(2) 7.91 m?s-1;(3) 7.07 m?s-111. (1) 1.92?103 m?s-1;(2) 483 m?s-1;(3) 193 m?s-1.12. (1) 485 m?s-1;(2) 28.9, 可能是含有水蒸气的潮湿空气.13. 1.02?104 K, 1.61?105 K; 459 K, 7.27?103 K.16. (1) 1.97?1025 m-3 或2.00?1025 m-3;(2) 由教科书81页公式可得3.26?1027m-2或3.31?1027 m-2;(3) 3.26?1027 m-2或3.31?1027 m-2;(4) 7.72?10-21 J, 6.73?10-20 J.17. 由教科书81页公式可得9.26?10-6 g?cm-2?s-1.18. 2.933?10-10 m.19. 3.913?10-2 L, 4.020?10-10 m, 907.8 atm.20. (1) (V1/3 -d)3;(2) (V1/3 -d)3 - (4π/3)d3;(3) (V1/3 -d)3 - (N A - 1) ?(4π/3)d3;(4)因V1/3>>d,且N A>>1, 故b = V - (N A/2)?{(V1/3 -d)3 +[(V1/3 -d)3 - (N A - 1)?(4π/3)d3]}?(1/N A) ≈ 4N A(4π/3)(d/2)3.“热学”课程第三章作业习题第三章习题：1，2，4，5[5]，6，7，9，10，11，12，13，15，16，17，18，19，20[6]，22[7]，23，24，25[8]，26，27，28，29，30.注：[5] 设p0 = 1.00 atm[6] 分子射线中分子的平均速率等于[9πRT/(8μ)]1/2[7] 设相对分子质量等于29.0[8] f(ε)dε = 2π-1/2(kT)-3/2ε1/2e-ε/kT dε第三章部分习题的参考答案1. (1) 3.18 m?s-1;(2) 3.37 m?s-1;(3) 4.00 m?s-1.2. 395 m?s-1, 445 m?s-1, 483 m?s-1.4. 3π／8.5. 4.97?1016个.6. 0.9534.7. (1) 0.830 %;(2) 0.208 %;(3) 8.94?10-7 %.9. [2m／(πkT)]1/2.10. (1) 198 m?s-1;(2) 1.36?10-2 g?h-1.11. [略].12. (1) [略];(2) 1／v0;(3) v0／2.13. (1) 2N／(3v0);(2) N／3;(3) 11v0／9.15. [略].16. [略].17. 0.24 %.18. (1) 0.5724N;(2) 0.0460N.19. n[kT／(2πm)]1/2?[1 + (mv2／2kT)]?exp[ –(mv2／2kT)]或[nv p ／(2π1/2)] ?[1 + (v2／v p2)]?exp[ –(v2／v p2)].20. 0.922 cm, 1.30 cm.22. 2.30 km.23. 1955 m.24. kT／2.25. f(ε)dε = 2(π)-1/2(kT)-3/2ε1/2exp[ -ε／(kT)]dε, kT／2.26. 3.74?103 J?mol-1, 2.49?103 J?mol-1.27. 6.23?103 J?mol-1, 6.23?103 J?mol-1; 3.09?103 J?g-1, 223 J?g-1.28. 5.83 J?g-1?K-1.29. 6.61?10-26 kg和39.8.30. (1) 3, 3, 6;(2) 74.8 J?mol-1?K-1.“热学”课程第四章作业习题第四章习题：1，2，4，6[7]，7，8，10，11，13[2]，14，15，17，18[9]，19，21.注：[2] 设为等温过程[7] 设相对分子质量等于29.0[9] CO2分子的有效直径等于4.63×10-10 m第四章部分习题的参考答案1. 2.74?10-10 m.2. 5.80?10-8 m, 1.28?10-10 s.4. (1)5.21?104 Pa; (2) 3.80?106 m-1.6. (1) 3.22?1017 m-3;(2) 7.77 m (此数据无实际意义);(3) 60.2 s-1 (此数据无实际意义).7. (1) 1.40;(2) 若分子有效直径与温度无关, 则得3.45?10-7 m;(3) 1.08?10-7 m.8. (1) πd2／4;(2) [略].10. (1) 3679段;(2) 67段;(3) 2387段;(4) 37段;(5) 不能这样问.11. 3.11?10-5 s.13. (1) 10.1 cm;(2) 60.8 μA.14. 3.09?10-10 m.15. 2.23?10-10 m.17. (1) 2.83;(2) 0.112;(3) 0.112.18. (1) –1.03 kg?m-4;(2) 1.19?1023 s-1;(3) 1.19?1023 s-1;(4) 4.74?10-10 kg?s-1.19. [略].21. 提示：稳定态下通过两筒间任一同轴柱面的热流量相同.“热学”课程第五章作业习题第五章习题：1，2，3，5，7，8，10，12，13，15，16，17，18，19，21，22[10]，23，24[11]，25，26，27，28，29，31，33[12]，34，35.注：[10] 使压强略高于大气压（设当容器中气体的温度与室温相同时其压强为p1）[11] γp0A2L2/(2V)[12] 设为实现了理想回热的循环第五章部分习题的参考答案1.(1) 623 J, 623 J, 0;(2) 623 J, 1.04?103 J, –416 J;(3) 623 J, 0, 623 J.2.(1) 0, –786 J, 786 J;(2) 906 J, 0, 906 J;(3) –1.42?103 J, –1.99?103 J, 567 J.3.(1) 1.50?10-2 m3;(2) 1.13?105 Pa;(3) 239 J.4.(1) 1.20;(2) –63.3 J;(3) 63.3 J;(4) 127 J.7. (1) 265 K;(2) 0.905 atm;(3) 12.0 L.8. (1) –938 J;(2) –1.44?103 J.10. (1) 702 J;(2) 507 J.12. [略].13. [略].15. 2.47?107 J?mol-1.16. (1) h = CT + v0p + bp2;(2) C p = C, C V= C + (a2T／b)–ap.17. –46190 J?mol-1.18. 82.97 %.19. [略].21. 6.70 K, 33.3 cal, 6.70 K, 46.7 cal; 11.5 K, 80.0 cal, 0, 0.22. γ = ln(p1／p0)／ln(p1／p2).23. (1) [略];(2) [略];24. (1) [略];(2) [略].25. (1) p0V0;(2) 1.50 T0;(3) 5.25 T0;(4) 9.5 p0V0.26. (1) [略];(2) [略];(3) [略].27. 13.4 %.28. (1) A→B为吸热过程, B→C为放热过程;(2) T C = T(V1／V2)γ– 1, V C = V2;(3) 不是;(4) 1 – {[1 – (V1／V2)γ– 1]／[(γ– 1)ln(V2／V1)]}.29. [略].31. 15.4 %.33. [略].34. [略].35. [略].“热学”课程第六章作业习题第六章习题：2，3，5，9，10，11，12[13]，13，15，16，19. 注：[13] 设为一摩尔第六章部分习题的参考答案2. 1.49?104 kcal.3. (1) 473 K;(2) 42.3 %.5. 93.3 K.9. (1) [略];(2) [略];10. [略].11. [略].12. [略].13. [略].15. ?T = a (v2-1–v1-1)／C V = –3.24 K.16. [略].19. –a(n A–n B)2／[2C V V(n A+ n B)].“热学”课程第七章作业习题第七章习题：8.第七章部分习题的参考答案8. 提示：在小位移的情况下, exp[ -(cx2-gx3-fx4)／(kT)]≈ exp[ -cx2／(kT)]?{1 + [gx3／(kT)]}?{1 + [fx4／(kT)]}≈ exp[ -cx2／(kT)]?{1 + [gx3／(kT)] + [fx4／(kT)]}.“热学”课程第八章作业习题第八章习题：1，2，3，4，6，7[14]，8，10.注：[14] 设θ= 0第八章部分习题的参考答案1. 2.19?108 J.2. 7.24?10-2 N?m-1.3. 1.29?105 Pa.4. 1.27?104 Pa.6. f = S[α(R1-1 + R2-1) –(ρgh／2)]= {Sα?[2cos(π–θ)]／[2(S／π)1/2 ?cos(π–θ) + h–h sin(π–θ)]} + {Sα?[2cos(π–θ)]／h} –(Sρgh／2)≈Sα?[2cos(π–θ)／h]= 25.5 N.7. 0.223 m.8. 2.98?10-2 m.10. (1) 0.712 m; (2) 9.60?104 Pa; (3) 2.04?10-2 m.“热学”课程第九章作业习题第九章习题：1，2，4[15]，6[5]，7，8，9[16]，11，12，13[17].注：[5] 设p0 = 1.00 atm[15] 水蒸气比体积为1.671 m3/kg[16] 100℃时水的饱和蒸气压为1.013×105Pa，而汽化热为2.38×106 J?kg -1，由题8中的[17] 23.03 - 3754/T第九章部分习题的参考答案1. 3.21?103 J.2. (1) 6.75?10-3 m3;(2) 1.50?10-5 m3;(3) 液体体积为1.28?10-5 m3, 气体体积为9.87?10-4 m3.4. 373.52 K.6. 1.36?107 Pa.7. [略].8. [略].9. 1.71?103 Pa.11. 4.40?104 J?mol-1.12. (1) 52.0 atm;(2) 157 K.13. (1) 44.6 mmHg, 195 K;(2) 3.121?104 J?mol-1, 2.547?104 J?mol-1, 5.75?103 J?mol-1.。
《微积分[一]》同步练习册[各节练习参考答案解析]
![《微积分[一]》同步练习册[各节练习参考答案解析]](https://img.taocdn.com/s3/m/1868201a02d8ce2f0066f5335a8102d276a261a8.png)
. .专业知识分享. .各章同步练习参考答案第二章 极限与连续§2.1 答 案1.（1）πn sin ，0； （2）()nn 211--，0.2.（1）1； （2）i ）⎪⎩⎪⎨⎧=≠--=+1,1,11q n q q q q x n n ，ii ）当()1,1-∈q 时qq x n n -=∞→1lim ，当1,1-≠>q q 时∞=∞→n n x lim ，当1-=q 时n n x ∞→lim 不存在；（3）25； （4）2ln ； （5）41-；（6）5； （7）1； （8）23．3. 1lim =∞→n n x ．4. 21lim =∞→n n x . 5. {}k a a ,,max 1 .§2.2 答 案1. 极限状态分别为0，∞+，不存在．2.2π，2π-，不存在．3. （1）21； （2）57-； （3）32-； （4）15854； （5）23；（6）21-； （7）9． 4. ()0lim 0=→x f x ．5．极限不存在． 6. 23=a ． 7．()x x x f 22-=()f x ．§2.3 答 案. .专业知识分享. .1． 略. 2． 3． 3． 6. 4． 略．§2.4 答 案1．0．2．1）32； 2）1． 3．（1）43； （2）1-； （3）0．4．1=a ，1-=b .§2.5 答 案1．（1）2-e ； （2）21-e ； （3）e ； （4）2e .2．2=a ，2ln =b ．3．()⎪⎩⎪⎨⎧>=<-=1,10,00,1x x x x f ，间断点0=x ．§2.6 答 案1~5．略．第三章 导数与微分§3.1 答 案1.（1）2+-=x y ； （2）0=y ．2.（1）当 1≠x 时，2)1(1+-='x y ；（2）x y 3cos 3='．3. 当c a 2=且2c b -=时，)(x f 在c 可导．. .专业知识分享. .4.（1）)(30x f '； （2）)(0x f '-； （3）)(20x f '．5.（1）函数)(x f 在0=x 处连续且可导，并且0)0(='f ； （2） 函数)(x f 在0=x 处可导，并且0)0(='f ；（3）⎪⎩⎪⎨⎧=≠-='0,00,1cos 1sin 2)(x x xx x x f 在0=x 处不连续，在其他点处连续．§3.2 答 案1.（1）221--+='x xy ； （2）1))((-++='b a ex b a e y ；（3）233225x x y π--='； （4）)(212321--+-='x x y ；（5）x x x x x x y ln cos sin ln sin ⋅++⋅='； （6）12211)()(-+--+++='b a b a x b a ab x xab y ；（7）x x x x x x y cot csc tan sec sec -+='；（8）2)cos (sin sec 3x x x y +='； （9）22)1(4--='x xy ． 2．（1）2)(4x x e e y -+='； （2）)11cot (2x x arc e y x+-='； （3）)sin cos (cos x x x x x e y x --='-．§3.3 答 案1．（1）4234)1(34x x x x y -+-='； （2）2ln )(ln 1ln 22ln x x y xx -⋅='； （3）))2(cos 26sin()4sin(22x x y -='； （4）x x x e e e y 3332)cot()(csc 6-='； （5）()()x x x y ln ln ln 2='；（6）22a x y +='.. .专业知识分享. .2．（1） 34414341)1()6)(32(31)1)()6)(32(41)6(2(+-+-+-++--x x x x x x x ； （2）))ln(sin sin cos (cot )(sin cos x x x x x y x -⋅='； （3）xx x y x 2)2(ln +='．3．（1）)](2)()[(22222x f x x f x xf dxdy'+=； （2）04==πx dxdy.4．（1）21； （2）yx yx dx dy -+=． 5．略．§3.4 答 案1．（1）dx xxdy 212--=； （2）dx x xe dy x )1(22+=； （3）dx x x e dy x )2sin (sin 2+=； （4）dx e e dy xx 21+=． 2．（1）dx y a xb dy 22=； （2）dx y y y dy 112122---=．3．008.21.83≈．4．)22)(12()12(π--+-=a x y ．5．t ba dy dx t ab dx dy tan ,cot -=-=．§3.5 答 案1．（1）2222)1(62,12--=''-='x x y x x y ； （2）12124,2--=''='x x e y e y ；（3）32222)1(26,)1(2x x y x x y +-=''+-='； （4）3))cos(1()sin(,)cos(1)cos(y x y x y y x y x y +-+-=''+-+='．2．（1）π21)1,0(-='-y ； （2）2)1,0(41-π=''-y ．. .专业知识分享. .3．)2)1(2sin(21)(π-+=-n x y n n ．§3.6 答 案1．,2105,6162x MR x x MC -=+-=21499x x MC MR ML -+=-=．2．2,48400150-====x x ML ML ． 3．（1）a E =； （2）)9(2-=x xE ．4．195)105(≈D 万（单位）．第四章 中值定理与导数的应用§4.1 答 案1~4．略．§4.2 答 案1~2．略． 3.21． 4. 1.02020134e 0.02≈．§4.3 答 案1．（1）16； （2）12； （3）12； （4）2π； （5）1； （6）e ； （7）2ln 2； （8）2e ； （9）2e ； （10）13-； （11）16．§4.4 答 案1．（1）单增区间为(,1)(3,)-∞+∞ ，单减区间为(1,3)；. .专业知识分享. .（2）单增区间为1(,)2+∞，单减区间为1(0,)2． 2． 略．3．（1）拐点为2x =，上凸区间为(,2)-∞，下凸区间为(2,)+∞； （2）拐点为2x =，上凸区间为(,1)(1,2)-∞-- ，下凸区间为(2,)+∞． 4． 略.§4.5 答 案1．（1）2)1(=f 为极小值，2)1(-=-f 为极大值； （2）0)5(=f 为极小值，108)3(=f 为极大值．2．61,32-=-=b a ；1x 是极小值点，2x 是极大值点． 3．（1）ee y 2)(2-=-为最小值，最大值不存在；（2）4)0(-=f 为最小值，2)3(=f 为最大值．4．36216)6(24222+-=-+=x x y x d ，)4,4(),(±=y x 时52min =d ．§4.6 答 案1．（1）垂直渐近线为1-=x ；斜渐近线为1-=x y ； （2）垂直渐近线为1-=x 与1=x ；水平渐近线为0=y ； （3）水平渐近线为0=y ．2．解：单调递增区间为)1,1(-，单调递减区间为)1,(--∞与),1(+∞；上凸区间为),2(+∞，下凸区间为)1,(--∞与)2,1(-．垂直渐近线为1-=x ，水平渐近线为0=y 。
第1章作业 参考答案
第一章作业题参考答案1.1在计算机中为什么都采用二进制数而不采用十进制数？答：因为二进制数只有0和1两个数码，采用晶体管的导通和截止、脉冲的高电平和低电平等都很容易表示它。
此外，二进制数运算简单，便于用电子线路实现。
1.2将下列二进制数转换为十进制数。
答：111101.101B=61.625D 100101.11B=37.75D 10011001.001B=153.125D 1100110.011B=102.375D 11011010.1101B=218.8125D1.3 将下列十进制数转换为二进制数、十六进制数和BCD数[126.635]=[1111110.101B]=[7E.AH]=[0001 0010 0110.0110 0011 0101]BCD[317.125]=[100111101.001B]=[13D.2H]=[0011 0001 0111.0001 0010 0101]BCD[635.015]=[1001111001.000001B]=[279.04H]=[0110 0011 0101.0000 0001 0101]BCD [65289.35]=[1111111111110110.01011B]=[FFF6.58H]=[0110 0101 0010 1000 1001.0011 0101]BCD[87.0735]=[1010111.00010011B]=[57.13H]=[1000 0111.0000 0111 0011 0101]BCD[378.876]=[101111010.111B]=[17A.EH]=[0011 0111 1000.1000 0111 0110]BCD1.4 求下列用补码表示的机器数的真值(1) 补码=01101100B 原码=01101100B 真值=+108(2) 补码=11101101B 原码=10010011B 真值=-19(3) 补码=00111100B 原码=00111100B 真值=+60(4) 补码=11110001B 原码=10001111B 真值=-15(5) 补码=00011110B 原码=00011110B 真值=+30(6) 补码=10001001B 原码=11110111B 真值=-1191.5 略1.6 略1.7 用补码进行下列运算。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
材料科学基础练习题参考答案第一章原子排列1. 作图表示立方晶系中的(123),(012),(421)晶面和[102],[211],[346]晶向.附图1-1 有关晶面及晶向2. 分别计算面心立方结构与体心立方结构的{100},{110}和{111}晶面族的面间距, 并指出面间距最大的晶面(设两种结构的点阵常数均为a).解由面心立方和体心立方结构中晶面间的几何关系, 可求得不同晶面族中的面间距如附表1-1所示.附表1-1 立方晶系中的晶面间距晶面{100} {110} {111}面间距FCC2a24a33aBCC2a22a33a显然, FCC中{111}晶面的面间距最大, 而BCC中{110}晶面的面间距最大.注意:对于晶面间距的计算, 不能简单地使用公式, 应考虑组成复合点阵时, 晶面层数会增加.3. 分别计算fcc和bcc中的{100},{110}和{111}晶面族的原子面密度和<100>,<110>和<111>晶向族的原子线密度, 并指出两种结构的差别. (设两种结构的点阵常数均为a) 解原子的面密度是指单位晶面的原子数; 原子的线密度是指晶面上单位长度所包含的原子数. 据此可求得原子的面密度和线密度如附表1-2所示.晶面/晶向{100} {110} {111} <100> <110> <111> 面/线密度BCC21a22a233a1a22a233aFCC22a22a2433a1a2a33a可见, 在BCC中, 原子密度最大的晶面为{110}, 原子密度最大的晶向为<111>; 在FCC 中, 原子密度最大的晶面为{111}, 原子密度最大的晶向为<110>.4. 在(0110)晶面上绘出[2113]晶向.解详见附图1-2.附图1-2 六方晶系中的晶向5. 在一个简单立方二维晶体中, 画出一个正刃型位错和一个负刃型位错. 试求:(1) 用柏氏回路求出正、负刃型位错的柏氏矢量.(2) 若将正、负刃型位错反向时, 说明其柏氏矢量是否也随之反向.(3) 具体写出该柏氏矢量的方向和大小.(4) 求出此两位错的柏氏矢量和.解正负刃型位错示意图见附图1-3(a)和附图1-4(a).(1) 正负刃型位错的柏氏矢量见附图1-3(b)和附图1-4(b).(2) 显然, 若正、负刃型位错线反向, 则其柏氏矢量也随之反向.(3) 假设二维平面位于YOZ坐标面, 水平方向为Y轴, 则图示正、负刃型位错方向分别为[010]和[010], 大小均为一个原子间距(即点阵常数a).(4) 上述两位错的柏氏矢量大小相等, 方向相反, 故其矢量和等于0.6. 设图1-72所示立方晶体的滑移面ABCD平行于晶体的上下底面, 该滑移面上有一正方形位错环. 如果位错环的各段分别与滑移面各边平行, 其柏氏矢量b // AB, 试解答:(1) 有人认为“此位错环运动离开晶体后, 滑移面上产生的滑移台阶应为4个b”, 这种说法是否正确? 为什么?(2) 指出位错环上各段位错线的类型, 并画出位错移出晶体后, 晶体的外形、滑移方向和滑移量. (设位错环线的方向为顺时针方向)图1-72 滑移面上的正方形位错环 附图1-5 位错环移出晶体引起的滑移解 (1) 这种看法不正确. 在位错环运动移出晶体后, 滑移面上下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的. 位错环的柏氏矢量为b , 故其相对滑移了一个b 的距离.(2) A ′B ′为右螺型位错, C ′D ′为左螺型位错, B ′C ′为正刃型位错, D ′A ′为负刃型位错. 位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量见附图1-5.7. 设面心立方晶体中的(111)晶面为滑移面, 位错滑移后的滑移矢量为[110]2a .(1) 在晶胞中画出此柏氏矢量b 的方向并计算出其大小.(2) 在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向, 并写出此二位错线的晶向指数.解 (1) 柏氏矢量等于滑移矢量, 因此柏氏矢量的方向为[110], 大小为2/2a .(2) 刃型位错与柏氏矢量垂直, 螺型位错与柏氏矢量平行, 晶向指数分别为[112]和[110], 详见附图1-6.附图1-6 位错线与其柏氏矢量、滑移矢量8. 若面心立方晶体中有[101]2a b =的单位位错及[121]6a b =的不全位错, 此二位错相遇后产生位错反应.(1) 此反应能否进行? 为什么?(2) 写出合成位错的柏氏矢量, 并说明合成位错的性质.解 (1) 能够进行.因为既满足几何条件:[111]3a b b ==∑∑后前,又满足能量条件: . 22222133b a b a =>=∑∑后前. (2) [111]3a b =合, 该位错为弗兰克不全位错. 9. 已知柏氏矢量的大小为b = 0.25nm, 如果对称倾侧晶界的取向差θ = 1° 和10°, 求晶界上位错之间的距离. 从计算结果可得到什么结论?解 根据bD θ≈, 得到θ = 1°,10° 时, D ≈14.3nm, 1.43nm. 由此可知, θ = 10° 时位错之间仅隔5~6个原子间距, 位错密度太大, 表明位错模型已经不适用了.第二章 固体中的相结构1. 已知Cd, In, Sn, Sb 等元素在Ag 中的固熔度极限(摩尔分数)分别为0.435, 0.210, 0.130, 0.078; 它们的原子直径分别为0.3042 nm, 0.314 nm, 0.316 nm, 0.3228 nm; Ag 的原子直径为0.2883 nm. 试分析其固熔度极限差异的原因, 并计算它们在固熔度极限时的电子浓度.答: 在原子尺寸因素相近的情况下, 熔质元素在一价贵金属中的固熔度(摩尔分数)受原子价因素的影响较大, 即电子浓度e /a 是决定固熔度(摩尔分数)的一个重要因素, 而且电子浓度存在一个极限值(约为1.4). 电子浓度可用公式A B B B (1)c Z x Z x =-+计算. 式中, Z A , Z B 分别为A, B 组元的价电子数; x B 为B 组元的摩尔分数. 因此, 随着熔质元素价电子数的增加, 极限固熔度会越来越小.Cd, In, Sn, Sb 等元素与Ag 的原子直径相差不超过15%(最小的Cd 为5.5%, 最大的Sb 为11.96%), 满足尺寸相近原则, 这些元素的原子价分别为2, 3, 4, 5价, Ag 为1价, 据此推断它们的固熔度极限越来越小, 实际情况正好反映了这一规律; 根据上面的公式可以计算出它们在固熔度(摩尔分数)极限时的电子浓度分别为1.435, 1.420, 1.390, 1.312.2. 碳可以熔入铁中而形成间隙固熔体, 试分析是α-Fe 还是γ-Fe 能熔入较多的碳.答: α-Fe 为体心立方结构, 致密度为0.68; γ-Fe 为面心立方结构, 致密度为0.74. 显然, α-Fe 中的间隙总体积高于γ-Fe, 但由于α-Fe 的间隙数量多, 单个间隙半径却较小, 熔入碳原子将会产生较大的畸变, 因此, 碳在γ-Fe 中的固熔度较α-Fe 的大.3. 为什么只有置换固熔体的两个组元之间才能无限互熔, 而间隙固熔体则不能?答: 这是因为形成固熔体时, 熔质原子的熔入会使熔剂结构产生点阵畸变, 从而使体系能量升高. 熔质原子与熔剂原子尺寸相差越大, 点阵畸变的程度也越大, 则畸变能越高, 结构的稳定性越低, 熔解度越小. 一般来说, 间隙固熔体中熔质原子引起的点阵畸变较大, 故不能无限互熔, 只能有限熔解.第三章 凝固1. 分析纯金属生长形态与温度梯度的关系.答: 纯金属生长形态是指晶体宏观长大时固-液界面的形貌. 界面形貌取决于界面前沿液相中的温度梯度.(1) 平面状长大: 当液相具有正温度梯度时, 晶体以平直界面方式推移长大. 此时, 界面上任何偶然的、小的凸起深入液相时, 都会使其过冷度减小, 长大速率降低或停止长大, 而被周围部分赶上, 因而能保持平直界面的推移. 长大过程中晶体沿平行温度梯度的方向生长, 或沿散热的反方向生长, 而其它方向的生长则受到限制.(2) 树枝状长大: 当液相具有负温度梯度时, 晶体将以树枝状方式生长. 此时, 界面上偶然的凸起深入液相时, 由于过冷度的增大, 长大速率越来越大; 而它本身生长时又要释放结晶潜热, 不利于近旁的晶体生长, 只能在较远处形成另一凸起. 这就形成了枝晶的一次轴, 在一次轴成长变粗的同时, 由于释放潜热使晶枝侧旁液体中也呈现负温度梯度, 于是在一次轴上又会长出小枝来, 称为二次轴, 在二次轴上又长出三次轴……由此而形成树枝状骨架, 故称为树枝晶(简称枝晶).2. 简述纯金属晶体长大机制及其与固-液界面微观结构的关系.答: 晶体长大机制是指晶体微观长大方式, 即液相原子添加到固相的方式, 它与固-液界面的微观结构有关.(1) 垂直长大方式: 具有粗糙界面的物质, 因界面上约有50%的原子位置空着, 这些空位都可以接受原子, 故液相原子可以进入空位, 与晶体连接, 界面沿其法线方向垂直推移, 呈连续式长大.(2) 横向(台阶)长大方式: 包括二维晶核台阶长大机制和晶体缺陷台阶长大机制, 具有光滑界面的晶体长大往往采取该方式. 二维晶核模式, 认为其生长主要是利用系统的能量起伏, 使液相原子在界面上通过均匀形核形成一个原子厚度的二维薄层状稳定的原子集团, 然后依靠其周围台阶填充原子, 使二维晶核横向长大, 在该层填满后, 则在新的界面上形成新的二维晶核, 继续填满, 如此反复进行.晶体缺陷方式, 认为晶体生长是利用晶体缺陷存在的永不消失的台阶(如螺型位错的台阶或挛晶的沟槽)长大的.第四章 相图1. 在Al-Mg 合金中, x Mg 为0.15, 计算该合金中镁的w Mg 为多少.解 设Al 的相对原子量为M Al , 镁的相对原子量为M Mg , 按1mol Al-Mg 合金计算, 则镁的质量分数可表示为Mg MgMg Al Al Mg Mg 100%x M w x M x M =⨯+.将x Mg = 0.15, x Al = 0.85, M Mg = 24, M Al = 27代入上式中, 得到w Mg = 13.56%.2. 根据图4-117所示二元共晶相图, 试完成:(1) 分析合金I, II 的结晶过程, 并画出冷却曲线.(2) 说明室温下合金I, II 的相和组织是什么, 并计算出相和组织组成物的相对量.(3) 如果希望得到共晶组织加上相对量为5%的β初 的合金, 求该合金的成分.图4-117 二元共晶相图附图4-1 合金I 的冷却曲线 附图4-2 合金II 的冷却曲线解 (1) 合金I 的冷却曲线参见附图4-1, 其结晶过程如下:1以上, 合金处于液相;1~2时, 发生匀晶转变L →α, 即从液相L 中析出固熔体α, L 和α的成分沿液相线和固相线变化, 达到2时, 凝固过程结束;2时, 为α相;2~3时, 发生脱熔转变, α→βII .合金II 的冷却曲线参见附图4-2, 其结晶过程如下:1以上, 处于均匀液相;1~2时, 进行匀晶转变L →β;2时, 两相平衡共存, 0.50.9L βƒ;2~2时, 剩余液相发生共晶转变0.50.20.9L βα+ƒ;2~3时, 发生脱熔转变α→βII .(2) 室温下, 合金I 的相组成物为α + β, 组织组成物为α + βII .相组成物相对量计算如下:αβ0.900.20100%82%0.900.050.200.05100%18%0.900.05w w -=⨯=--=⨯=- 组织组成物的相对量与相的一致.室温下, 合金II 的相组成物为α + β, 组织组成物为β初 + (α+β).相组成物相对量计算如下:αβ0.900.80100%12%0.900.050.800.05100%88%0.900.05w w -=⨯=--=⨯=- 组织组成物相对量计算如下:β(α+β)0.800.50100%75%0.900.500.900.80100%25%0.900.50w w -=⨯=--=⨯=-初 (3) 设合金的成分为w B = x , 由题意知该合金为过共晶成分, 于是有β0.50100%5%0.900.50x w -=⨯=-初 所以, x = 0.52, 即该合金的成分为w B = 0.52.3. 计算w C 为0.04的铁碳合金按亚稳态冷却到室温后组织中的珠光体、二次渗碳体和莱氏体的相对量, 并计算组成物珠光体中渗碳体和铁素体及莱氏体中二次渗碳体、共晶渗碳体与共析渗碳体的相对量.解 根据Fe-Fe 3C 相图, w C = 4%的铁碳合金为亚共晶铸铁, 室温下平衡组织为 P + Fe 3C II + L d ′, 其中P 和Fe 3C II 系由初生奥氏体转变而来, 莱氏体则由共晶成分的液相转变而成, 因此莱氏体可由杠杆定律直接计算, 而珠光体和二次渗碳体则可通过两次使用杠杆定律间接计算出来.L d ′ 相对量: d L 4 2.11100%86.3%4.3 2.11w '-=⨯=-. Fe 3C II 相对量: 3II Fe C 4.34 2.110.77100% 3.1%4.3 2.11 6.690.77w --=⨯⨯=--. P 相对量: P 4.34 6.69 2.11100%10.6%4.3 2.11 6.690.77w --=⨯⨯=--. 珠光体中渗碳体和铁素体的相对量的计算则以共析成分点作为支点, 以w C = 0.001%和w C = 6.69%为端点使用杠杆定律计算并与上面计算得到的珠光体相对量级联得到.P 中F 相对量: F P 6.690.77100%9.38%6.690.001ww -=⨯⨯=-. P 中Fe 3C 相对量: 3Fe C 10.6%9.38% 1.22%w =-=.至于莱氏体中共晶渗碳体、二次渗碳体及共析渗碳体的相对量的计算, 也需采取杠杆定律的级联方式, 但必须注意一点, 共晶渗碳体在共晶转变线处计算, 而二次渗碳体及共析渗碳体则在共析转变线处计算.L d ′ 中共晶渗碳体相对量: d Cm L4.3 2.11100%41.27%6.69 2.11w w '-=⨯⨯=-共晶 L d ′ 中二次渗碳体相对量: d Cm L 6.69 4.3 2.110.77100%10.2%6.69 2.11 6.690.77w w '--=⨯⨯⨯=--IIL d ′ 中共析渗碳体相对量: d Cm L 6.69 4.3 6.69 2.110.770.0218100% 3.9%6.69 2.11 6.690.77 6.690.0218w w '---=⨯⨯⨯⨯=---共析 4. 根据下列数据绘制Au-V 二元相图. 已知金和钒的熔点分别为1064℃和1920℃. 金与钒可形成中间相β(AuV 3); 钒在金中的固熔体为α, 其室温下的熔解度为w V = 0.19; 金在钒中的固熔体为γ, 其室温下的熔解度为w Au = 0.25. 合金系中有两个包晶转变, 即1400V V V 1522V V V (1) β(0.4)L(0.25)α(0.27)(2) γ(0.52)L(0.345)α(0.45)w w w w w w =+===+==垐垐?噲垐?垐垐?噲垐?℃℃ 解 根据已知数据绘制的Au-V 二元相图参见附图4-3.附图4-3 Au-V 二元相图第五章 材料中的扩散1. 设有一条直径为3cm 的厚壁管道, 被厚度为0.001cm 的铁膜隔开, 通过输入氮气以保持在膜片一边氮气浓度为1000 mol/m 3; 膜片另一边氮气浓度为100 mol/m 3. 若氮在铁中700℃时的扩散系数为4×10-7 cm 2 /s, 试计算通过铁膜片的氮原子总数.解 设铁膜片左右两边的氮气浓度分别为c1, c2, 则铁膜片处浓度梯度为7421510010009.010 mol /m 110c c c c x x x --∂∆-≈===-⨯∂∆∆⨯ 根据扩散第一定律计算出氮气扩散通量为722732410(10)(9.010) 3.610 mol/(m s)c J D x---∂=-=-⨯⨯⨯-⨯=⨯∂g 于是, 单位时间通过铁膜片的氮气量为 3-22-63.610(310) 2.5410 mol/s 4J A π-=⨯⨯⨯⨯=⨯g最终得到单位时间通过铁膜片的氮原子总数为-62318-1A () 2.5410 6.02102 3.0610 s N J A N =⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯g第六章 塑性变形1. 铜单晶体拉伸时, 若力轴为 [001] 方向, 临界分切应力为0.64 MPa, 问需要多大的拉伸应力才能使晶体开始塑性变形?解 铜为面心立方金属, 其滑移系为 {111}<110>, 4个 {111} 面构成一个八面体, 详见教材P219中的图6-12.当拉力轴为 [001] 方向时, 所有滑移面与力轴间的夹角相同, 且每个滑移面上的三个滑移方向中有两个与力轴的夹角相同, 另一个为硬取向(λ = 90°). 于是, 取滑移系(111)[101]进行计算.222222222222ks cos ,3001111cos ,2001(1)01cos cos ,60.646 1.57 MPa.m mϕλϕλτσ==++⨯++==++⨯-++====⨯=即至少需要1.57 MPa 的拉伸应力才能使晶体产生塑性变形.2. 什么是滑移、滑移线、滑移带和滑移系? 作图表示α-Fe, Al, Mg 中的最重要滑移系. 那种晶体的塑性最好, 为什么?答: 滑移是晶体在切应力作用下一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向所作的平行移动; 晶体的滑移是不均匀的, 滑移部分与未滑移部分晶体结构相同. 滑移后在晶体表面留下台阶, 这就是滑移线的本质. 相互平行的一系列滑移线构成所谓滑移带. 晶体发生滑移时, 某一滑移面及其上的一个滑移方向就构成了一个滑移系.附图6-1 三种晶体点阵的主要滑移系α-Fe具有立方体心结构, 主要滑移系可表示为{110}<111>, 共有6×2 = 12个; Al具有面心立方结构, 其滑移系可表示为{111}<110>, 共有4×3 = 12个; Mg具有密排六方结构, 主要滑移系可表示为{0001}1120<>, 共有1×3 = 3个. 晶体的塑性与其滑移系的数量有直接关系, 滑移系越多, 塑性越好; 滑移系数量相同时, 又受滑移方向影响, 滑移方向多者塑性较好, 因此, 对于α-Fe, Al, Mg三种金属, Al的塑性最好, Mg的最差, α-Fe居中. 三种典型结构晶体的重要滑移系如附图6-1所示.3. 什么是临界分切应力? 影响临界分切应力的主要因素是什么? 单晶体的屈服强度与外力轴方向有关吗? 为什么?答:滑移系开动所需的作用于滑移面上、沿滑移方向的最小分切应力称为临界分切应力.临界分切应力τk的大小主要取决于金属的本性, 与外力无关. 当条件一定时, 各种晶体的临界分切应力各有其定值. 但它是一个组织敏感参数, 金属的纯度、变形速度和温度、金属的加工和热处理状态都对它有很大影响.如前所述, 在一定条件下, 单晶体的临界分切应力保持为定值, 则根据分切应力与外加轴向应力的关系: σs = τk / m, m为取向因子, 反映了外力轴与滑移系之间的位向关系, 因此, 单晶体的屈服强度与外力轴方向关系密切. m越大, 则屈服强度越小, 越有利于滑移.4. 孪生与滑移主要异同点是什么? 为什么在一般条件下进行塑性变形时锌中容易出现挛晶, 而纯铁中容易出现滑移带?答:孪生与滑移的异同点如附表6-1所示.附表6-1 晶体滑移与孪生的比较锌为密排六方结构金属, 主要滑移系仅3个, 因此塑性较差, 滑移困难, 往往发生孪生变形, 容易出现挛晶; 纯铁为体心立方结构金属, 滑移系较多, 共有48个, 其中主要滑移系有12个, 因此塑性较好, 往往发生滑移变形, 容易出现滑移带.第七章 回复与再结晶1. 已知锌单晶体的回复激活能为8.37×104 J/mol, 将冷变形的锌单晶体在-50 ℃进行回复处理, 如去除加工硬化效应的25% 需要17 d, 问若在5 min 达到同样效果, 需将温度提高多少摄氏度?解 根据回复动力学, 采用两个不同温度将同一冷变形金属的加工硬化效应回复到同样程度, 回复时间、温度满足下述关系:122111exp t Q t R T T ⎛⎫⎛⎫=-- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 整理后得到221111ln T t R T Q t =+.将41211223 K,/5/(172460),8.3710 J/mol, 8.314 J/(mol K)4896T t t Q R ==⨯⨯==⨯=⋅代入上式得到2274.7 K T =.因此, 需将温度提高21274.722351.7 T T T ∆=-=-=℃.2. 纯铝在553 ℃ 和627 ℃ 等温退火至完成再结晶分别需要40 h 和1 h, 试求此材料的再结晶激活能.解 再结晶速率v 再与温度T 的关系符合阿累尼乌斯(Arrhenius)公式, 即exp()Q v A RT=-再 其中, Q 为再结晶激活能, R 为气体常数.如果在两个不同温度T 1, T 2进行等温退火, 欲产生同样程度的再结晶所需时间分别为t 1, t 2, 则122112122111exp[()]ln(/)t Q t R T T RTT t t Q T T =--⇒=-依题意, 有T 1 = 553 + 273 = 826 K, T 2 = 627 + 273 = 900 K, t 1 = 40 h, t 2 = 1 h, 则58.314826900ln(40/1)3.0810J/mol 900826Q ⨯⨯⨯=⨯-B3. 说明金属在冷变形、回复、再结晶及晶粒长大各阶段的显微组织、机械性能特点与主要区别.答: 金属在冷变形、回复、再结晶及晶粒长大各阶段的显微组织、机械性能特点与主要区别详见附表7-1.附表7-1 金属在冷变形、回复、再结晶及晶粒长大各阶段的显微组织、机械性能第八章 固态相变。