哈工大理论力学思考题解析

物理化学实验

实验一 燃烧热的的测定

1. 说明恒容燃烧热(QV）和恒压燃烧热(QP)的差别和相互联系。

区别：恒容燃烧热在数值上等于燃烧过程中系统内能的变化值，恒压燃烧热在数值上等于燃烧过程中系统地焓变

联系：对于理想气体 QP?Qv??nRT

2. 在这个实验中，那些是体系，那些是环境？实验过程中有无热损耗？这些热损耗实验结果有何影响？

答：内筒和氧弹作为体系，而外筒作为环境。实验过程中有热损耗。有少量热量从内筒传到外筒，使得内筒水温比理论值低，而使得燃烧焓偏低。

3. 加入内筒中水的温度为什么要选择比外筒水温低？低多少合适？为什么？

答：因为本实验中要尽量避免内外筒之间的热量交换，而内筒中由于发生反应，使得水温升高，所以内筒事先必须比外筒水温低，低的数值应尽量靠近化学反应使内筒水温升高的值，这样，反应完毕后，内外筒之间达到一致温度，而外筒温度在反应开始前和反应后数值相等，说明热量交换几乎为0，减小了实验误差。

4. 实验中，那些因素容易造成误差?如果要提高实验的准确度，应从哪几方面考虑？

答：内外筒开始反应前的温度差造成误差，我们应提高软件质量，使软件调试出的温度如（3）所述，有利于减小误差。又如点燃火丝的燃烧带来的一定的热量，造成误差

第一章 静力学公理和物体的受力分析

1-1 说明下列式子与文字的意义和区别：

(1) F1 = F2 (2) F1 = F2 (3) 力F1等效于力F2 。 答：（1）若F1 = F2 ，则一般只说明这两个力大小相等，方向相同。

（2）若F1 = F2 ，则一般只说明两个力大小相等，方向是否相同，难以判定。 （3）力F1等效于力F2 ，则说明两个力大小相等，方向、作用效果均相同。 1-2 试区别FR = F1 + F2 和FR = F1 + F2 两个等式代表的意义。 答：前者为两个矢量相加，后者为两个代数量相加。

1-3 图中各物体的受力图是否有错误？如何改正？

（1） （2）

（3）

（4）

答：（1）B处应为拉力，A处力的方向不对；（2）C、B处力方向不对，A处力的指向反了；

（3）A处力的方向不对，本题不属于三力汇交问题；（4）A、B处力的方向不对。（受力图略） 1-4 刚体上A点受力F作用，如图所示，问能否在B点加一个力使刚体平衡？为什么？ 答：不能；因为力F的作用线不沿AB连线，若在B点加和力F等值反向的

第一章 静力学公理和物体的受力分析

1-1 说明下列式子与文字的意义和区别：

(1) F1 = F2 (2) F1 = F2 (3) 力F1等效于力F2 。 答：（1）若F1 = F2 ，则一般只说明这两个力大小相等，方向相同。

（2）若F1 = F2 ，则一般只说明两个力大小相等，方向是否相同，难以判定。 （3）力F1等效于力F2 ，则说明两个力大小相等，方向、作用效果均相同。 1-2 试区别FR = F1 + F2 和FR = F1 + F2 两个等式代表的意义。 答：前者为两个矢量相加，后者为两个代数量相加。

1-3 图中各物体的受力图是否有错误？如何改正？

（1） （2）

（3）

（4）

答：（1）B处应为拉力，A处力的方向不对；（2）C、B处力方向不对，A处力的指向反了；

（3）A处力的方向不对，本题不属于三力汇交问题；（4）A、B处力的方向不对。（受力图略） 1-4 刚体上A点受力F作用，如图所示，问能否在B点加一个力使刚体平衡？为什么？ 答：不能；因为力F的作用线不沿AB连线，若在B点加和力F等值反向的

第三章 平面任意力系

平面任意力系实例

§3-1

平面任意力系向作用面内一点简化

1、力的平移定理 可以把作用在刚体上点A的力 F平行移到任一点B,但必须同时 附加一个力偶，这个附加力偶的 矩等于原来的力F对新作用点B的 矩.M B M B ( F ) Fd

2、平面任意力系向作用面内一点简化·主矢和主矩

F1 F1 M1 M O ( F1 ) F2 F2 M 2 M O ( F2 )

Fn Fn M n M O ( Fn ) FR Fi Fi

M O M i M O ( Fi )

主矢 FR Fi

主矩 M O M O ( Fi )

主矢与简化中心无关，而主矩一般与简化中心有关.

FRx ' Fix ' Fix Fx

FRy ' Fiy ' Fiy Fy主矢大小

( Fix )2 ( Fiy )2 FR Fix cos( F 'R , i ) FR

方向

Fiy cos( F 'R , j ) FR

第1章 基本概念

⒈ 闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 答：否。当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。 ⒉ 有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。这种观点对不对，为什么?

答：不对。“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。物质并不“拥有”热量。一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。 ⒊ 平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系?

答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。

⒋ 倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式

P?Pb?Pe (P?Pb)； P?Pb?Pv (P?Pb)

中，当地大气压是否必定是环境大气压?

1-1 思考题

1-1-1.典型PN结隔离工艺与分立器件NPN管制造工艺有什么不同（增加了哪些主要工序）？

增加工序的的目的是什么？ 答：分立器件NPN管制造工艺：外延→一氧→一次光刻→B掺杂→二氧→二次光刻

→P掺杂→三氧→三次光刻→金属化→四次光刻。

典型PN结隔离工艺：氧化→埋层光刻→埋层扩散→外延→二氧→隔离光刻→

隔离扩散、推进（氧化）→基区光刻→基区扩散、再分布（氧化）→发射区光刻→发射区扩散、氧化→引线孔光刻→淀积金属→反刻金属→淀积钝化层→光刻压焊点→合金化及后工序。

增加的主要工序：埋层的光刻及扩散、隔离墙的光刻及扩散。 目的：埋层：1、减小串联电阻；2、减小寄生PNP晶体管的影响。 隔离墙：将N型外延层隔离成若干个“岛”，并且岛与岛间形成两个背靠背的反偏二极管，从而实现PN结隔离。

1-1-2.NPN管的电极是如何引出的？集电极引出有什么特殊要求？

答：集成电路中的各个电极均从上表面引出。要求：形成欧姆接触电极：金属与

参杂浓度较低的外延层相接触易形成整流接触（金半接触势垒二极管）。因此，外延层电极引出处应增加浓扩散。

1-1-3.典型PN结隔离工艺中隔离扩散为什么放在基区扩散之前而不放在基区扩散或发射区扩散之后？

第一部分 分子物理学

1、气体的平衡状态有何特征？当气体处于平衡状态时还有分子热运动吗？与力学中所指的平衡有何不同？实际上能不能达到平衡态？

答；系统处于平衡状态时，系统和外界没有能量交换，内部也没有化学变化等任何形式的能量转换，系统的宏观性质不随时间变化。对气体来说，系统状态的宏观参量有确定数值，系统内部不再有扩散、导热、电离或化学反应等宏观物理过程发生。

气体处于平衡态时，组成系统的分子仍在不停地运动着，只不过分子运动的平均效果不随时间变化，表现为宏观上的密度均匀，温度均匀和压强均匀。

与力学中的平衡相比较，这是两个不同的理想概念。力学中的平衡是指系统所受合外力为零的单纯静止或匀速运动问题。而热力学中的平衡态是指系统的宏观性质不随时间变化。但组成系统的分子却不断地处于运动之中，只是与运动有关的统计平均量不随时间改变，所以这是一种热动平衡。

平衡态是对一定条件下的实际情况的概括和抽象。实际上，绝对的完全不受外界条件变化影响的平衡状态并不存在。

2、一金属杆一端置于沸水中，另一端和冰接触，当沸水和冰的温度维持不变时，则金属杆上各点的温度将不随时间而变化。试问金属杆这时是否处于平衡态？为什么？

答：金属杆就是一个热力学系统。根据平衡态的定义

第1章 基本概念

⒈ 闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗?

答：否。当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。

⒉ 有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。这种观点对不对，为什么?

答：不对。“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。物质并不“拥有”热量。一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。

⒊ 平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系?

答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。

⒋ 倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式

P?Pb?Pe (P?Pb)； P?Pb?Pv (P?Pb)

中，当地大气压是否必定是环境大气压?

（0123）《理论力学》复习思考题

一、单项选择题

1. 某质点在运动过程中，其所属的状态参量位移、速度、加速度和外力中，方向一定相同的是：（ ） A. 加速度与外力； B. 位移与加速度； C. 速度与加速度； D. 位移与速度。

2. 下面关于内禀方程和密切面的表述中，正确的是（ ） A. 密切面是轨道的切线和轨道曲线上任意点所组成的平面； B. 加速度矢量a全部位于密切面内；

C. 切向加速度在密切面内，法向加速度为主法线方向，并与密切面垂直； D. 加速度和主动力在副法线方向上的分量均等于零。 3. 选出正确的表述：（ ）

A. 牛顿运动定律能成立的参照系叫惯性参照系； B. 牛顿运动定律不能成立的参照系叫非惯性参照系；

C. 对于非惯性参照系，只要加上适当的惯性力，牛顿运动定律就“仍然”可以成立； D. 以上三种表述均正确。

4. 研究有心力问题，采用哪一种坐标系最简单？（ ） A. 直角坐标系； B. 自然坐标系； C. 平面极坐标系； D. 球面坐标系。

5. 下列表述中正确的是：（ ）

A. 对质心的动量矩定理和对固定点的动量矩定理在形式上都是相同的； B. 对质心的动量矩定理和对其它任意点的动量矩定理在形式上都是相同的；

（0123）《理论力学》复习思考题

一、单项选择题

1. 某质点在运动过程中，其所属的状态参量位移、速度、加速度和外力中，方向一定相同的是：（ ） A. 加速度与外力； B. 位移与加速度； C. 速度与加速度； D. 位移与速度。

2. 下面关于内禀方程和密切面的表述中，正确的是（ ） A. 密切面是轨道的切线和轨道曲线上任意点所组成的平面； B. 加速度矢量a全部位于密切面内；

C. 切向加速度在密切面内，法向加速度为主法线方向，并与密切面垂直； D. 加速度和主动力在副法线方向上的分量均等于零。 3. 选出正确的表述：（ ）

A. 牛顿运动定律能成立的参照系叫惯性参照系； B. 牛顿运动定律不能成立的参照系叫非惯性参照系；

C. 对于非惯性参照系，只要加上适当的惯性力，牛顿运动定律就“仍然”可以成立； D. 以上三种表述均正确。

4. 研究有心力问题，采用哪一种坐标系最简单？（ ） A. 直角坐标系； B. 自然坐标系； C. 平面极坐标系； D. 球面坐标系。

5. 下列表述中正确的是：（ ）

A. 对质心的动量矩定理和对固定点的动量矩定理在形式上都是相同的； B. 对质心的动量矩定理和对其它任意点的动量矩定理在形式上都是相同的；