2014级机械《大学物理》习题库
1．以下四种运动形式中，a 保持不变的运动是 ［ D ］
(A) 单摆的运动 (B) 匀速率圆周运动
(C) 行星的椭圆轨道运动 (D) 抛体运动
2．一运动质点在某瞬时位于矢径(,)r x y 的端点处，其速度大小为［ D ］
(A) d d r t (B) d d r t (C) d d r t 3．质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动，每T 秒转一圈。在2T 时间间隔中，其平均速度大小与平均速率大小分别为 ［ B ］
(A) 2/R T π ，2/R T π (B) 0 ，2/R T π
(C) 0 ， 0 (D) 2/R T π ， 0.
4．某人骑自行车以速率v 向西行驶，今有风以相同速率从北偏东30°方向吹来，试问人感到风从哪个方向吹来？［ C ］
(A) 北偏东30° (B) 南偏东30°
(C) 北偏西30° (D) 西偏南30°
5．对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的： ［ B ］
(A) 切向加速度必不为零
(B) 法向加速度必不为零（拐点处除外）
(C) 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零
(D) 若物体作匀速率运动，其总加速度必为零
6．下列说法哪一条正确？［ D ］
(A) 加速度恒定不变时，物体运动方向也不变
(B) 平均速率等于平均速度的大小
(C) 不管加速度如何，平均速率表达式总可以写成(v 1、v 2 分别为初、末速率)
122
v v v += (D) 运动物体速率不变时，速度可以变化。
7．质点作曲线运动，r 表示位置矢量，v 表示速度，a 表示加速度，S 表示路程，t a 表
示切向加速度，下列表达式中，［ D ］ (1) d d v a t =， (2) d d r v t =， (3) d d S v t
=， (4) d d t v a t = (A) 只有(1)、(4)是对的 (B) 只有(2)、(4)是对的
(C) 只有(2)是对的 (D) 只有(3)是对的
8．如图所示，假设物体沿着竖直面上圆弧形轨道下滑，轨道是光滑的，在从A 至C 的下滑过程中，下面哪个说法是正确的？［ D ］
(A) 它的加速度大小不变，方向永远指向圆心
(B) 它的速率均匀增加
(C) 它的合外力大小变化，方向永远指向圆心
(D) 轨道支持力的大小不断增加 9.某质点作直线运动的运动学方程为x ＝3t -5t 3 + 6 (SI)，则该质点作［ D ］
(A) 匀加速直线运动，加速度沿x 轴正方向
(B) 匀加速直线运动，加速度沿x 轴负方向
(C) 变加速直线运动，加速度沿x 轴正方向
(D) 变加速直线运动，加速度沿x 轴负方向
10．一个圆锥摆的摆线长为l ，摆线与竖直方向的夹角恒为θ，如图所示。则摆锤转动的周期为［ D
］
(C) 2211．粒子B 的质量是粒子A 的质量的4倍。开始时粒子A 的速度为()34i j +，粒子B 的速度为()27i j -。由于两者的相互作用，粒子A 的速度为()
74i j - ，此时粒子B 的速度等于［ A ］
(A)5i j - (B) 34i j - (C)25i j + (D) 8i j +
12.质量为20 g 的子弹沿X 轴正向以 500 m/s 的速率射入一木块后，与木块一起仍沿X 轴正向以50 m/s 的速率前进，在此过程中木块所受冲量的大小为［ A ］
A R 11图
(A) 9 N·s (B) -9 N·s (C)10 N·s (D) -10 N·s
13．对于一个物体系来说，在下列的哪种情况下系统的机械能守恒？［ C ］
(A) 合外力为0 (B) 合外力不作功
(C) 外力和非保守内力都不作功 (D) 外力和保守内力都不作功
14．一炮弹由于特殊原因在水平飞行过程中，突然炸裂成两块，其中一块作自由下落，则另一块着地点（飞行过程中阻力不计）［ A ］
(A) 比原来更远 (B) 比原来更近
(C) 仍和原来一样远 (D) 条件不足，不能判定
15．质量为m 的一艘宇宙飞船关闭发动机返回地球时，可认为该飞船只在地球的引力场中运动。已知地球质量为M ，万有引力恒量为G ，则当它从距地球中心1R 处下降到2R 处时，飞船增加的动能应等于［ C ］ (A)2GMm R (B) 22GMm R (C) 1212R R GMm R R - (D) 122212
R R GMm R R - 16．一水平放置的轻弹簧，劲度系数为k ，其一端固定，另一端系一质量为m 的滑块
A ，A 旁又有一质量相同的滑块
B ，如图所示。设两滑块与桌面间无摩擦。若用外力将A 、B 一起推压使弹簧压缩量为d 而静止，然后撤消外力，则B 离开时的速度为
［ B ］
(A) 0 (B)
(C)
17．一特殊的轻弹簧，弹性力3F kx =-，k 为一常量系数，x 为伸长(或压缩)量。现将弹簧水平放置于光滑的水平面上，一端固定，一端与质量为m 的滑块相连而处于自然长度状态。今沿弹簧长度方向给滑块一个冲量，使其获得一速度v ，压缩弹簧，则弹簧被压缩的最大长度为［ D ］
(A)
(C)2144()mv k (D) 2142()mv k 18．一质点在几个外力同时作用下运动时，下述哪种说法正确？［ C ］
(A)质点的动量改变时，质点的动能一定改变
(B)质点的动能不变时，质点的动量也一定不变
(C)外力的冲量是零，外力的功一定为零
(D)外力的功为零，外力的冲量一定为零
19．质点的质量为m ，置于光滑球面的顶点A 处(球面固定不动)，如图所示。当它由静止开始下滑到球面上B 点时，它的加速度的大小为［ D ］
(A)2(1cos )a g θ=-
(B) sin a g θ=
(C) a g =
(D) a = 20．一子弹以水平速度v 0射入一静止于光滑水平面上的木块后，随木块一起运动。对
于这一过程正确的分析是［ B ］
(A) 子弹、木块组成的系统机械能守恒
(B) 子弹、木块组成的系统水平方向的动量守恒
(C) 子弹所受的冲量等于木块所受的冲量
(D) 子弹动能的减少等于木块动能的增加
21．如图所示。一斜面固定在卡车上，一物
块置于该斜面上。在卡车沿水平方向加速起动的
过程中，物块在斜面上无相对滑动. 此时斜面上
摩擦力对物块的冲量的方向［ D ］
(A) 是水平向前的 (B) 只可能沿斜面向上
(C) 只可能沿斜面向下(D) 沿斜面向上或向下均有可能
22．A 、B 二弹簧的劲度系数分别为k A 和k B ，其质量均忽略不计。今将二弹簧连接起来并竖直悬挂，如图所示。当系统静止时，二弹簧的弹性势能E PA 与E PB 之比为［ C ］ (A) pA
A pB
B E k E k = (B) 22pA A pB B E k E k = (C)
pA
B pB A E k E k = (D) 22pA B pB A E k E k = 23．质量分别为m 1、m 2的两个物体用一劲度系数为k
上，如图所示。当两物体相距x 时，系统由静止释放。已知弹簧的自然长度为x 0，则当物体相距x
0时，m 1的速度大小为[ D ]
(A) 120)(m x x k - (B) 22
0)(m x x k - (C) 2120)(m m x x k +- (D) )()
(211202m m m x x km +- 24．一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m 。根据理想气
体的分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量平方的平均值［ D ］
(A)2x v =
(B) 2x v = (C) 23x kT v m
= (D) 2x kT v m = 25．温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系：［ C ］ (A) ε和w 都相等 (B) ε相等，而w 不相等 (C) w 相等，而ε不相等 (D) ε和w 都不相等
26．在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V 1/V 2=1/2 ，则其内能之比E 1/E 2为：［ C ］
(A) 3 / 10 (B) 1 / 2 (C) 5 / 6 (D) 5 / 3
27.一定量的理想气体，当其体积变为原来的三倍，而分子的平均平动动能变为原来的6倍时，则压强变为原来的：( B )
(A)9倍 (B)2倍 (C)3倍 (D)4倍
28．设图示的两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子的速率分布曲线；令2o ()p v 和2H ()p v 分别表示氧气和氢气的最概然速率，则：［ B ］
(A) 图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线；22o H ()()4p p v v =
(B) 图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线；22o H ()()14p p v v =
(C) 图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线；22o H ()()14p p v v =
(D) 图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线；22o H ()()4p p v v =
25图
f (v )
29．气缸内盛有一定量的氢气(可视作理想气体)，当温度不变而压强增大一倍时，氢气分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程λ的变化情况是：［ C ］ (A) Z 和λ都增大一倍 (B) Z 和λ都减为原来的一半 (C) Z 增大一倍而λ减为原来的一半 (D) Z 减为原来的一半而λ增大一倍
30．容积恒定的容器内盛有一定量某种理想气体，其分子热运动的平均自由程为0λ，平均碰撞频率为0Z ，若气体的热力学温度降低为原来的1/4倍，则此时分子平均自由程λ和平均碰撞频率Z 分别为：［ B ］ (A) 0λλ=，0Z Z = (B) 0λλ=，012
Z Z =
(C) 02λλ=，02Z Z = (D) λ=，012Z Z =
31．氧气和氦气分子的平均平动动能分别为1ω和2ω，它们的分子数密度分别为n 1和n 2，若它们的压强不同，但温度相同，则：( A ) (A)12ωω= ，n 1≠n 2 (B) 12ωω≠，n 1＝n 2 (C)12ωω≠ ，n 1≠n 2 (D) 12ωω=，n 1＝n 2
32.用气体分子运动论的观点说明气体压强的微观本质，则下列说法正确的是：( B )
(A)压强是气体分子间频繁碰撞的结果
(B)压强是大量分子对器壁不断碰撞的平均效果
(C)压强是由气体的重量产生的
33.一定量的理想气体可以：( D )
(A)保持压强和温度不变同时减小体积
(B)保持体积和温度不变同时增大压强
(C)保持体积不变同时增大压强降低温度
(D)保持温度不变同时增大体积降低压强
34.当双原子气体的分子结构为非刚性时，分子的平均能量为：( A )
(A)7kT/2 (B)6kT/2
(C)5kT/2 (D)3kT/2
35．两容器分别盛有两种不同的双原子理想气体，若它们的压强和体积相同，则两气体：( A )
(A)内能一定相同
(B)内能不等，因为它们的温度可能不同
(C) 内能不等，因为它们的质量可能不同
(D) 内能不等，因为它们的分子数可能不同
36．关于最概然速率下列说法中正确的是：( B )
(A)最概然速率就是分子速率分布中的最大速率
(B)最概然速率是气体分子速率分布曲线f(v)取最大值所对应的速率
(C)速率等于最概然速率的分子数最多
(D)最概然速率就是压强最大时分子的速率。
37.以下说法正确的是[ C]
（A）玻璃是晶体，它有规则的几何形状；
（B）单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质；
（C）荷叶上的小水滴呈球形，这是表面张力使液面收缩的结果；
（D）形成液体表面张力的原因是由于液体表现层的分子分布比内部密。
38.在两片质料不同的均匀薄片上涂一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针尖端分别接触两 片的中心，结果薄片a 上熔化的石蜡呈圆形，薄片b 上熔化的石蜡呈椭圆形．由此可以断定 [ B ]
（A ）a 一定是晶体 （B ）b 一定是晶体
（C ）a 一定不是晶体 （D ）b 一定不是单晶体
39.如图所示，一块密度、厚度均匀的长方体被测样品，长AB 为宽CD 的
2倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻，所得阻值均为R ．则这块样品是 [ C ]
（A ）金属 （B ）多晶体
（C ）单晶体 （D ）非晶体
40.1mol 理想气体从同一状态出发，分别经绝热、等压、等
温三种膨胀过程，则内能增加的过程是：( B )
(A) 绝热过程 (B) 等压过程 (C) 等温过程 (D) 无法判断
41.一定量的理想气体绝热地向真空自由膨胀，则气体内能将：( C )
(A) 减少 (B) 增大 (C) 不变 (D) 不能确定
42.一定量的理想气体经等容升压过程，设在此过程中气体内能增量为U ?，气体作功为A ，外界对气体传递的热量为Q ，则：( D )
(A) U ?＜0，A ＜0 (B) U ?＞0，A ＞0
(C) U ?＜0，A ＝0 (D) U ?＞0，A ＝0
二、填空题
1．一质点沿一直线运动，其加速度为2a x =-，式中x 的单位为m , a 的单位为m/s 2，设0x =时， 104m s v -=?。则该质点的速度v 与位置的坐标x 之间的关系为016222=-+v x 。
2．一质点沿直线运动，其坐标x 与时间t 有如下关系：cos t x Ae t βω-= (SI)(A 、
βω皆为常数)，(1) 任意时刻ｔ质点的加速度
a =()[]ωt βωωt ωβAe β t sin 2cos 22+--___；(2) 质点通过原点的时刻t =_
()ωπ/1221+n (n = 0， 1， 2，…) . 3．一质点在Oxy 平面内运动。运动学方程为2x t =和2192y t =- ， (SI)，则在第2秒内质点的平均速度大小=v s m /32.6；2秒末的瞬时速度大小
=2v ____s m /25.8_________。
4．已知质点的运动学方程为24t r = i +(2t +3)j (SI)，则该质点的轨道方程为
_()2
3-=y x ____。 5．一质点在Oxy 平面内运动。运动学方程为2x t =和2192y t =-(SI)，则在第2秒内质点的平均速度大小=v _____s m /32.6__，2秒末的瞬时速度大小
=2v _______s m /25.8______。
6．当一列火车以10 m/s 的速率向东行驶时，若相对于地面竖直下落的雨滴在列车的窗子上形成的雨迹偏离竖直方向30°，则雨滴相对于地面的速率是
__s m /3.17________；相对于列车的速率是__s m /20________。
7．一人造地球卫星绕地球作椭圆运动，近地点为A ，远地点为B 。A 、B 两点距地心分别为r 1 、r 2 。设卫星质量为m ，地球质量为M ，万有引力常量为G 。则卫星在A 、B
两点处的万有引力势能之差
E PB -E PA =__211
2r r r r GMm -___；卫星在A 、B 两点的动能之
差E PB －E PA ＝__2121r r r r GMm -_。 8．一颗子弹在枪筒里前进时所受的合力大小为5
4104003
F t ?=- (SI)，子弹从枪口射出时的速率为300 m/s 。假设子弹离开枪口时合力刚好为零，则：
(1)子弹走完枪筒全长所用的时间t =_s 003.0； ；
(2)子弹在枪筒中所受力的冲量I =___s N ?6.0_，
(3)子弹的质量m =__g 2_。
9．地球的质量为m ，太阳的质量为M ，地心与日心的距离为R ，引力常量为G ，则地球绕太阳作圆周运动的轨道角动量为L ＝__GMR m __。
B 7图
10．在v t --图中所示的三条直线都表示同
一类型的运动：
(1) Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条直线表示的是 _匀加速直线运动；
(2) _Ⅰ___直线所表示的运动的加速度最大。 11．一质点从静止出发沿半径1m R =的圆周运动，其角加速度随时间t 的变化规律是2126t t α=-(SI)， 则质点的角速ω = 2334t t -；切向加速度t a =_t t 6122-__。
12．一质点沿半径为R 的圆周运动，其路程S 随时间t 变化的规律为2
12s bt ct =-
(SI) ，式中b 、c 为大于零的常量，且2b Rc >.则此质点运动的切向加速度t a = c -；
法向加速度n a =___()R ct b 2-_。
13．一质量为m 的物体，原来以速率v 向北运动，它突然受到外力打击，变为向西运动，速率仍为v ，则外力的冲量大小为
；方向为_指向正西南或南偏西45°。
14.光滑水平面上有一质量为1kg m =的物体，在恒力(1)F x i =+ (SI) 作用下由静
止开始运动，则在位移为x 1到x 2内，力F 做的功为2
2212122x x x x ????
+-+ ? ?????
。
15.有一劲度系数为k 的轻弹簧，竖直放置,下端悬一质量为m 的小球。先使弹簧为原长，而小球恰好与地接触再将弹簧上端缓慢地提起，直到小球刚能脱离地面为止。在此过程中外力所作的功为 k g m 222。（重力加速度为g ）
16.如图所示，一个小物体A 靠在一辆小车的竖直 前壁上，A 和车壁间静摩擦系数是s μ，若要使物体A 不致掉下来，小车的加速度的最小值应为a = s g μ。
17.一质量为m 的小球A ，在距离地面某一高度处以速度v 水平抛出，触地后反跳。在抛出t 秒后小球A 跳回原高度，速度
仍沿水平方向，速度大小也与抛出时相同，如图。则 小球A 与地面碰撞过程中，地面给它的冲量的方向 为___垂直地面向上__，冲量的大小为 _mgt __
16图
17图
18. 一质量为1 kg 的物体，置于水平地面上，物体与地面之间的静摩擦系数
00.20μ=，滑动摩擦系数0.16μ=，现对物体施一水平拉力0.96F t =+ (SI)，(29.8m s g =)则2秒末物体的速度大小v = 0.89 m/s 。
19.某质点在力(56)F x i =+ (SI)的作用下沿x 轴作直线运动，在从0x =移动到10m x =的过程中，力F 所做的功为_350J ____。
20. 一质点沿x 轴作直线运动，其v —t 曲线如图所示，如t =0时，质点位于坐标原点，则t =4.5 s 时，质点在x 轴上的位置为2m
21.某质点的运动方程为4cos23sin 2(m)r ti tj π=+ ，则任意时刻质点的速度为8sin 26cos2(m/s)v ti tj ππ=-+ ；任
意时刻质点的加速度为2216cos212sin 2(m/s )a ti tj ππ=--
22.一小球沿斜面向上运动，其运动方程为254s t t =+-（SI ），则物体运动到最高点的时刻是2s t =。
23.一物体从某高度以0v 的速度水平抛出，已知它落地时的速度为t v ，那么它运动的时间是t =。 24、一定量的理想气体，在保持温度T 不变的情况下，使压强由P 1增大到P 2，则单
位体积内分子数的增量为 (P 2－P 1)/kT
25、一个具有活塞的圆柱形容器中贮有一定量的理想气体，压强为P ，温度为T ，若将活塞压缩并加热气体，使气体的体积减少一半，温度升高到2T ，则气体压强增量为ΔP=3P ，分子平均平动动能增量为ΔE K =3kT/2。
26、当气体的温度变为原来的4倍时，则方均根速率变为原来的2倍。
27.在温度为127℃，1mol 氧气中具有分子平动总动能为4986J ，分子转动总动能为3324J 。 _。
28．一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m 。根据理
想气体分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量的下列平均值x v ＝_0，2x v ＝__
kT /m ____。
29．1 mol 氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧气瓶中，温度为27℃，这瓶氧气的内能为_6.23×10
3 J ；分子的平均平动动能为______6.21×10-21___Ｊ；分子
-
的平均总动能为___1.035×10-21______Ｊ。(摩尔气体常量 R = 8.31 J ·mol -1·K -1 玻尔兹曼常量 k = 1.38×10-23Ｊ·K -1)
30．有一瓶质量为M 的氢气(视作刚性双原子分子的理想气体)，温度为T ，则氢分子的平均平动动能为32kT ，氢分子的平均动能为52kT ，该瓶氢气的内能为52MRT μ。 31．三个容器内分别贮有1 mol 氦(He)、 1 mol 氢(H 2)和1 mol 氨(NH 3)(均视为刚
性分子的理想气体)。若它们的温度都升高1 K ，则三种气体的内能的增加值分别为：氦：△E ＝_12.5J _；氢：△E ＝__20.8J _；氨：△E ＝_24.9J 。
32．现有两条气体分子速率分布曲线(1)和(2)，如图所
示。若两条曲线分别表示同一种气体处于不同的温度下的速率分布，则曲线_(2)_表示气体的温度较高。若两条曲线分别表示同一温度下的氢气和氧气的速率分布，则曲线_(1) ____表示的是氧气的速率分布。
33．已知f (v )为麦克斯韦速率分布函数，N 为总分子数，则：(1) 速率v > 100 m ·s -1的分子数占总分子数的百
分比的表达式为_?∞100d )(v
v f ___；(2) 速率v > 100 m ·s
-1的分子数的表达式为_?∞100d )(v
v Nf __。 34．图示的曲线分别表示了氢气和氦气在同一温度下的分子速率的分布情况。由图可知，氦气分子的最概然速率为__1000m/s __，氢气分子的最概然速率为_10002?_ m/s __。
35.一定量的理想气体在等压过程中，气体密度随温度T 而变化，在等温过程中，气体密度随压强P 而变化。
36.热力学系统的内能是系统状态的单值函数，要改变热力学系统的内能，可以通过对热力学系统做功、传递热量来达到目的。
(m/s)
f (v ) 题34图
v 题32图
37.一定量的双原子理想气体从压强为1×105
帕，体积为10升的初态等压膨胀到末态，在此过程中对外作功200J ，则该过程中气体吸热Q ＝700J ；气体的体积变为12升。 解: 双原子分子气体5i =， R R i C p 2
722=+= 2
121d ()V V A P V P V V ==-? 升1210123312=?=+=-m P
A V V 三、计算题
1．质量为m 的子弹以速度v 0水平射入沙土中，设子弹所受阻力与速度反向，大小
与速度成正比，比例系数为Ｋ，忽略子弹的重力，求：
(1) 子弹射入沙土后，速度随时间变化的函数式；
(2) 子弹进入沙土的最大深度。
解：(1) 子弹进入沙土后受力为－Ｋv ，由牛顿定律：
d d v Kv m t
-= d d K v t m v -=， 00d d t v v K v t m
v -=??
m Kt /0e -=v v (2) 求最大深度
d d x v t = 0d d Kt m x v
e t -?= 000d d x t
Kt x v e t -=?? ； ∴ )e 1()/(/0m Kt K m x --=v
K
m x /0max v = 2.已知质点的运动方程为2(4)(4)r t t i t j =++-，式中r 的单位为m ，t 的单位为s
求：
(1) 质点的运动轨迹方程；
(2) 0t =及3s t =时，质点的位矢；
（3）由0t =到3s t =内质点的平均速度；
（4）0t =及3s t =时质点的速度和加速度；
解（1）根据质点的运动方程可知：24x t t =+ 4y t =-
得质点的轨迹方程为：21232x y y =-+
（2）0t =时质点位矢 4r j =（m ）
3s t =时质点位矢 211r i j =+（m ）
（3）3s 内的质点位移 213r i j ?=-（m ）
3s 内的质点平均速度 121371(m s )3
r i j v i j t -?-===-?? （4）由运动方程可得：d (42)1d r v t i j t =
=+-；d 2d v a i t == 所以有：0t =时质点速度 0-141(m s )v i j =-?
加速度 0-22(m s )a i =?
3s t =时质点速度 -13101(m s )v i j =-?
加速度 -232(m s )a i =?
3.已知质点沿x 轴作直线运动，其运动方程为23362x t t =+-，式中x 的单位m ，t 的单位为s 。求
（1）质点在运动开始后5.0s 内的位移；
（2）质点在该时间内所通过的路程；
（3） 5.0s t =时质点的速度和加速度。
解（1）质点在5.0s 内位移的大小
2350[(36525)3]m 100m x x x ?=-=+?-?-=-
（2）由 0dx dt =得知质点速度0v =的时刻为 2.0s A t = 则 1208.0m x x x =-=
252108m x x x =-=-
所以，质点在5.0s 时间间隔内的路程为 12116m s x x =+=
（3） 5.0s t =时 2-1d 12690m s d x v t t t
==-=-? 2-22d 121248m s d x a t t
==-=-? 4．质量为m 的钢球系在长为l 的绳子的一端，另一端固定在O 点。现把绳子拉到水平位置后将球由静止释放，球在最低点和一原来静止的、质量为'm 的钢块发生完全弹性碰撞，求碰后钢球回弹的高度。
解：（1）m 下摆的过程，m —地球系统机械能守恒。以最低点为重力势能零点，建立方程
202
1mv mgl = ① 得 gl v 20= ②
（2）m —'m 完全弹性碰撞的过程：m —'m 系统统动量守恒、机械能守恒。 方程：设钢球和钢块碰后速度大小分别为v 和V ，并设小球碰后反弹，
动量守恒 V m mv mv '0+-= ③
动能守恒 2220'2
12121V m mv mv += ④ 由③、④式得钢球碰后的速度为
0''v m
m m m v +-= （3）m 回弹的过程：m —地球系统机械能守恒。
方程：设碰后钢球回弹的高度为h mgh mv =22
1 得 l m m m m h 2)''(
+-=
5．设一颗质量为5.00?103kg 的地球卫星，以半径8.00?103km 沿圆形轨道运动．由于微小阻力，使其轨道半径收缩到6.50?103km ．试计算：（1）速率的变化；（2）动能
和势能的变化；（3）机械能的变化。（地球的质量24E 5.9810kg M =?，万有引力系数-112-26.6710N m kg G =???）
解：（1）卫星轨道变化时速率的变化
卫星的圆周运动方程：卫星所受的地球引力提供其作圆周运动的向心
力．设卫星质量为m ，地球质量为E M ，则 R v m R
mM G 2
2E = 由此得卫星的速率 R
GM v E = 速率的变化： 1
E 2E 12R GM R GM v v v -=-=? 将km 1050.632?=R ，km 1000.831?=R 及有关数据代入得
m/s 107.72?=?v
（2）卫星轨道变化时动能和势能的变化
动能 )(2121E 2k R GmM mv E ==
动能的变化 J 1087.2)(21101
E 2E k ?=-=?R GM R GM m E 势能 E p k 2GmM E E R
=-=- 势能的变化 10p k 2 5.7410J E E =--?＝??
6. 如图所示，有两个长方形的物体A 和B 紧靠着静止放在光滑的水平桌面上，已知m A ＝2 kg ，m B ＝3 kg 。现有一质量m ＝100 g 的子弹以速率
v 0＝800 m/s 水平射入长方体A ，经t = 0.01 s ，又射入长方体B ，最后停留在长方体B
内未射出。设子弹射入A 时所受的摩擦力为F= 3×103 N ，求：
(1) 子弹在射入A 的过程中，B 受到A 的作用力的大小。
(2) 当子弹留在B 中时，A 和B 的速度大小。
解：子弹射入A 未进入B 以前，A 、B 共同作加速运动。（水平方向物体A 所受到的作用力只有与子弹间的摩擦力。）
()A B F m m a =+，
2600m/s ()
A B F a m m ==+ B 受到A 的作用力大小： 31.810N B N m a ==?
方向向右
A 在时间t 内作匀加速运动，t 秒末的速度
A v at =
当子弹射入B 时，B 将加速而A 则以v A 的速度继续向右作匀速直线运动。
6m/s A v at ==
取A 、B 和子弹组成的系统为研究对象，系统所受合外力为零，故系统的动量守恒，子弹留在B 中后有
B B A A m m m m v v v )(0++=
m/s 220=+-=B A A B m m m m v v v
7. 一炮弹发射后在其运行轨道上的最高点h ＝19.6m 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。 第一块在爆炸后落到地面的时间为t '。
根据 211''2
h v t gt =+ 解得v 1＝14.7 m/s ， 竖直向下。
取y 轴正向向上， 有114.7m/s y v =-
设炮弹到最高点时(0y v =)，经历的时间为t ，则有：
1x S v t = ①；
212
h gt = ② 由①、②得：2s t =， 500m/s x v =
以2v 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。 水平方向有：212
x x mv mv = ③ 竖直方向有：2111022y y y mv mv mv +== ④ 解得： 221000m/s x x v v ==， 2114.7m/s y y v v =-=
再由斜抛公式 222x x S v t =+ ⑤
2222212
y y h v t gt =+- ⑥ 落地时20y =，可得： 24s t = ， 21s t =-（舍去）
故 25000m x =
8. 一质量为20kg 质点在力F 的作用下沿x 轴作直线运动，已知8030F t =+，式中F 的单位为N ，t 的单位为s 。在0t =时，质点位于010m x =处，其速度-1012m s v =?，求质点在任意时刻的速度和位置。 解：因d d v a t
=，在直线运动中，根据牛顿运动定律有 d 8030d v t m
t += 依据质点运动的初始条件，积分得
0d (4.0 1.5)d v t
v o v t t =+?? 2112 1.5 4.0(m s )v t t -=++? 又因d d x v t
=，并由质点运动的初始条件，积分得 02d (12 1.5 4.0)d x t
x o x t t t =++?? 23341012(m)43
x t t t =+++
v
B
9. 质量2kg m =的物体沿x 轴作直线运动，所受合外2106F x =+(SI)。如果在0x =处时速度00v =；试求该物体运动到4m x =处时速度的大小。
解：用动能定理，对物体：
44220010d (106)d 2
mv F x x x -==+??
2311022
mv x x =+ 当4m x =时，解得13m/s v =
10．储有1 mol 氧气，容积为1 m 3的容器以110m s v -=?的速度运动。设容器突然停止，其中氧气的80％的机械运动动能转化为气体分子热运动动能，问气体的温度及压强各升高了多少？(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：氧气的内能：522m i U RT RT M ν=
= 氧气的内能的增加：2510.822m U R T mv M ?=
?=? ∴ 3
2232100.80.810K 0.062K 558.31
M T v R -??==??=? 又： pV RT ν= ∴
pV R T ν?=? ∴ 18.310.062Pa 0.52Pa 1
R T
p V ν????=== 11．容积为20.0 L(升)的瓶子以速率1200m s v -=?匀速运动，瓶子中充有质量为100g 的氦气。设瓶子突然停止，且气体的全部定向运动动能都变为气体分子热运动的动能，瓶子与外界没有热量交换，求热平衡后氦气的温度、压强、内能及氦气分子的平均动能各增加多少?(摩尔气体常量R ＝8.31 J ·mol -1·K 1-，玻尔兹曼常量k ＝1.38×10-23 J ·K 1-)
解：设氦气分子总数为N ，分子的质量为0m ，所以其定向运动动能为2012
Nm v ，气体内能增量12
U N ik T ?=?，3i =。 根据能量守恒应有：201122
Nm v N ik T =?， ∴ 20m v ik T =?
(1) 22232
0A 0210200K 3.21K 38.31
m v N m v Mv T ik iR iR -???=====? (2) m pV R T M ?=
? 431008.31 3.21Pa 6.6710Pa 220.010
m R T p M V -???==?=?? (3) 3A 111110038.31 3.21J 2.0010J 22222
m m U N ik T N ik T iR T M M ?=?=?=?=????=? (4) 2323113 1.3810 3.21J 6.6410J 22
E ik T --?=?=????=? 12．有 2×10-3 m 3刚性双原子分子理想气体，其内能为6.75×102 J 。(1) 试求气体的压强；(2) 设分子总数为 5.4×1022个，求分子的平均平动动能及气体的温度。
解：(1) 设分子数为N ，刚性双原子分子5i =
根据： 2
i U N kT = 及 p nkT = 得： 2
5322 6.7510Pa 1.3510Pa 5210
N U p nkT kT V iV -??=====??? (2) 由分子的平动动能32k kT ε=，52
U N kT =： 得： 2
212233 6.7510J 7.510J 55 5.410
k U N ε-??===??? 又因： 52
U N kT = 得： 2
232222 6.7510K 362K 55 1.3810 5.410
U T kN -??===???? 四、 简述题
1、动量守恒、机械能守恒的条件是什么？
动量守恒的条件是力学系统不受外力或外力的矢量和为零。
机械能守恒也是有条件的，即只有在保守力场中才成立。所谓保守力是指在这种力的作用下，所做的功与运动物体所经历的路径无关，仅由物体的始点和终点的位置决定。
2、运动质点的路程与位移有何区别？
一、单项选择题 1．高分子的基本运动是（ B ）。 A．整链运动 B．链段运动 C．链节运动 2．下列一组高聚物分子中，柔性最大的是（ A ）。 A.聚氯丁二烯 B.聚氯乙烯 C.聚苯乙烯 3. 下列一组高聚物中，最容易结晶的是( A ). A.聚对苯二甲酸乙二酯 B. 聚邻苯二甲酸乙二酯 C. 聚间苯二甲酸乙二酯 4．模拟线性聚合物的蠕变全过程可采用（ C ）模型。 A.Maxwell B. Kelvin C. 四元件 5.在半晶态聚合物中，发生下列转变时，判别熵值变大的是（ A ）。 （1）熔融（2）拉伸取向（3）结晶（4）高弹态转变为玻璃态 6.下列一组高聚物分子中，按分子刚性的大小从小到大的顺序是（ ADBFC ）。 A.聚甲醛； B.聚氯乙烯； C.聚苯乙烯； D. 聚乙烯；F. 聚苯醚 7．.假塑性流体的特征是（ B ）。 A．剪切增稠 B．剪切变稀 C．粘度仅与分子结构和温度有关 8.热力学上最稳定的高分子晶体是（ B ）。 A．球晶 B．伸直链晶体 C．枝晶 9.下列高聚物中，只发生溶胀而不能溶解的是（ B ）。 A. 高交联酚醛树脂； B. 低交联酚醛树脂； C.聚甲基丙稀酸甲脂 10.高分子-溶剂相互作用参数χ 1 （ A ）聚合物能溶解在所给定的溶剂中 A. χ 1<1/2 B. χ 1 >1/2 C. χ 1 =1/2 11.判断下列叙述中不正确的是（ C ）。 A．结晶温度越低，体系中晶核的密度越大，所得球晶越小； B．所有热固性塑料都是非晶态高聚物； C．在注射成型中，高聚物受到一定的应力场的作用，结果常常得到伸直链晶体。 12. 判断下列叙述中不正确的是（ C ）。 A．高聚物的取向状态是热力学上一种非平衡态；
高分子物理试卷一 一、单项选择题（10分） （下面每个小题只有一个答案是正确的，请将正确答案的编号填在右边的括号里，选对者得1分，不选，错选或者多选均不得分。） 1、在二氧六环中将锌粉与聚氯乙烯共煮，红外光谱表明产物中有环丙烷结构而无双键，则 反应前聚氯乙烯结构单元的键接顺序是（）。 （a）头-尾键接(b)头-头键接(c)头-尾和头-头各占50% 2、某结晶性聚合物在偏光显微镜先呈现十字消光图案，则其结晶形态是（）。 （a）单晶（b）串晶（c）球晶（d）片晶 3、比较聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)之间的柔韧性，正确的顺序是（）。 （a）PP>PE>PVC>PAN （b）PE>PP>PVC>PAN (c) PE>PP>PAN>PVC (d) PAN>PVC>PP>PE 4、加入含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶，则其Avrami指数n为（）。 （a）2 (b) 3 (c) 4 (d) 5 5、聚甲醛的分子链在晶体中的构象是（）。 （a）平面锯齿形（b）扭曲的锯齿链（c）螺旋链 6、大多数聚合物熔体都是属于（）。 （a）牛顿流体（b）假塑性非牛顿流体（c）宾汉流体（d）胀塑性非牛顿流体 7、聚合物分子之间形成氢键，会使玻璃化转变温度（）。 (a) 升高（b）降低（c）不变 8、通常地，在常温下，下列聚合物溶解最困难的是（）。 （a）非晶态非极性聚合物（b）非晶态极性聚合物 （c）晶态非极性聚合物（d）晶态极性聚合物 9、下列方法测定的聚合物相对分子质量数值最大的是（）。 （a）膜渗透压法（b）沸点升高法（c）稀溶液粘度法（d）光散射法 10、Maxwell模型可以用来描述（）。 （a）蠕变过程（b交联聚合物的应力松弛过程(c)线性高聚物的应力松弛 二、多项选择题（20分） （下面每个题至少有一个答案是正确的，请将所有的正确答案的编号填写在括号里。全选对者得两分，选错一个扣一分，少选一个扣0.5分，但不做选择或所选答案全错者不得分。）1、聚甲基丙烯酸甲酯分子之间的相互作用力包括（）。 （a）静电力（b）诱导力（c）色散力（d）氢键 2、用来描述聚合物非晶态结构的模型有（）。 （a）樱状微束模型（b）无规线团模型（c）两相球粒模型（d）折叠链模型（e）插线板模型 3、下面哪些聚合物适合做弹性体（）。 （a）聚异戊二烯（b）天然橡胶（c）聚丁二烯（d）聚氯乙烯 4、高分子的三级结构包括（）。 （a）晶态结构（b）取向结构（c）多相结构（d）液晶态结构 5、支持插线板模型的实验依据是（）。 （a）结晶PE均方回转半径与在熔体中的一致
《高分子物理》试题 开课学院：材料学院类别：共（ 3 ）页 课程号：考试性质：考试 一、解释概念（15分，每题3分） 1、全同立构 2、球晶 3、高分子合金 4、熵弹性 5、应力松弛 二、选择答案（20分，每题1分） 1、高分子科学诺贝尔奖获得者中，（）首先把“高分子”这个概念引进科学领域。 A、H. Staudinger, B、K.Ziegler, G.Natta, C、P. J. Flory, D、H. Shirakawa 2、链段是高分子物理学中的一个重要概念，下列有关链段的描述，错误的是（）。 A、高分子链段可以自由旋转无规取向，是高分子链中能够独立运动的最小单位。 B、玻璃化转变温度是高分子链段开始运动的温度。 C、在θ条件时，高分子“链段”间的相互作用等于溶剂分子间的相互作用。 D、聚合物熔体的流动不是高分子链之间的简单滑移，而是链段依次跃迁的结果。 3、聚苯乙烯在张应力作用下，可产生大量银纹，下列说法错误的是（）。 A、银纹是高度取向的高分子微纤构成。 B、银纹处密度为0，与本体密度不同。 C、银纹具有应力发白现象。 D、银纹具有强度，与裂纹不同。 4、提高高分子材料的拉伸强度有效途径为（）。 A、提高拉伸速度， B、取向， C、增塑， D、加入碳酸钙 5、下列四种聚合物在各自的良溶剂中，常温下不能溶解的为（）。 A、聚乙烯， B、聚甲基丙烯酸甲酯， C、无规立构聚丙烯， D、聚氯乙烯 6、高分子热运动是一个松弛过程，松弛时间的大小取决于（）。 A、材料固有性质 B、温度 C、外力大小 D、以上三者都有关系。 7、示差扫描量热仪(DSC)是高分子材料研究中常用的方法，常用来研究（）。 ⑴T g，⑵T m和平衡熔点，⑶分解温度T d，⑷结晶温度T c，⑸维卡软化温度，⑹ 结晶度，⑺结晶速度，⑻结晶动力学 A、⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻ B、⑴⑵⑶⑷⑹⑺⑻ C、⑴⑵⑶⑷⑸ D、⑴⑵⑷⑹ 8、你会选（）聚合物用作液氮罐的软密封。（液氮沸点为77K） A、硅橡胶， B、顺丁橡胶， C、天然橡胶， D、丁苯橡胶
一、填充题 1一般用Mw来表征聚合物平均分子量比Mn更恰当，因为聚合物的性能如强度、熔体粘度更多地依赖于样品中较大的分子。 2在分子量积分分布曲线上，90％处的分子量与50％处的分子量的比值对高分子量尾端较敏感 3均聚物分子中有且只有一种（真实的、隐含的或假设的）单体。因此，-[O(CH2)5CO]m-[OCH2CO]n-属于共聚物，-[CH2CH2CH2CH(CH3)]n- 属于均聚物。 4结晶高分子由于含有完善程度不同的晶体，没有精确的熔点，而存在熔限。 5根据形成条件的不同，聚合物的液晶分为热致性液晶和溶致性液晶。 6高聚物的增塑主要是由于增塑剂的加入导致高分子链间相互作用力的减弱。 7高分子的特性粘度主要反映了溶剂分子与高聚物分子之间的内摩擦效应，其值决定于前者的性质，但更决定于后者的形态和大小，是一个与后者的聚合物分子量有关的量。 8在用毛细管粘度计测定高分子溶液粘度时，其中奥氏粘度计要求每一测定所取的液体体积必须相同。 9甲苯的玻璃化温度为113K，假如以甲苯作为聚苯乙烯（Tg＝373K）的增塑剂， 含有20%体积分数甲苯的聚苯乙烯的玻璃化温度为321K 。 10温度升高对高分子的分子运动有两方面的作用，包括增加能量和使聚合物体积膨胀，增大运动空间 11由于聚三氟氯乙烯容易形成结晶，为了制备透明薄板，成型过程中制品冷却要迅速，使之结晶度低，晶粒尺寸小。 12高聚物悬浮液和乳胶等分散体系通常属于假塑型流体，即流体粘度随剪切速率的增加而降低。 13材料的弹性模量是指在弹性形变范围内单位应变所需应力的大小，是材料刚性的一种表征。 14玻璃态和晶态聚合物的拉伸过程本质上都属于高弹形变，但其产生的温度范围不同，前者在Tb 和Tg 之间，而后者在Tg和Tm 之间产生。 15．用塑料绳绑捆东西，时间久了会变松，这是材料的应力松弛现象 16．稳定高聚物分子三维结构的作用力包括氢键、范德华力、疏水作用和盐键。此外共价二硫键在稳定某些高分子的构象方面也起着重要作用。
高分子物理试卷二答案 一、单项选择题（10分） 1.全同聚乙烯醇的分子链所采取的构象是（ A ）。 （A ）平面锯齿链 （B ）扭曲的锯齿链 （C ）螺旋链 2.下列聚合物找那个，熔点最高的是（ C ）。 （A ）聚乙烯 （B ）聚对二甲苯撑 （C ）聚苯撑 3.聚合物分子链的刚性增大，则黏流温度（ B ）。 （A ）降低 （B ）升高 （C ）基本不变 4.增加聚合物分子的极性，则黏流温度将（ C ）。 （A ）降低 （B ）基本不变 （C ）升高 5.可以用来解释聚合物的零切黏度与相对分子质量之间相互关系的理论是（ B ）。 （A ）分子链取向 （B ）分子链缠结 （C ）链段协同运动 6.在下列情况下，交联聚合物在溶剂中的平衡溶胀比最大的是（ C ）。 （A ）高度交联 （B ）中度交联 （C ）轻度交联 7.光散射的散射体积与θsin 成（ B ）。 （A ）正比 （B ）反比 （C ）相等 （D ）没关系 8.高分子的特性黏数随相对分子质量愈大而（ A ）。 （A ）增大 （B ）不变 （C ）降低 （D ）不确定 9.理想橡胶的泊松比为（ C ）。 （A ）21 < （B ）21 > （C ） 21 10.交联高聚物蠕变过程中的形变包括（ B ）。 （A ）普弹形变、高弹形变和黏性流动 （B ）普弹形变和高弹形变 （C ）高弹形变和黏性流动 二、多项选择题(20分) 1.以下化合物，哪些是天然高分子（ AC ）。 （A ）蛋白质 （B ）酚醛树脂 （C ）淀粉 （D ）PS 2.柔顺性可以通过以下哪些参数定量表征（ ABCD ）。 （A ）链段长度 （B ）刚性因子 （C ）无扰尺寸 （D ）极限特征比 3.以下哪些方法可以测量晶体的生长速度（ AB ）。 （A ）偏光显微镜 （B ）小脚激光光散射 （C ）光学解偏振法 （D ）示差扫描量热法 4.有关聚合物的分子运动，下列描述正确的有（ ACD ）。 （A ）运动单元具有多重性 （B ）运动速度不受温度影响 （C ）热运动是一个松弛过程 （D ）整个分子链的运动称为布朗运动 （E ）运动但愿的大小不同，但松弛时间一样 5.下列有关聚合物熔体流变性能的叙述，正确的有（ ABDE ）。 （A ）大多数聚合物熔体在通常的剪切速率范围内表现为假塑性非牛顿流体 （B ）在极低的剪切速率范围内，表现为牛顿流体 （C ）在通常的剪切速率范围内，黏度随剪切速率升高而增大 （D ）黏度随温度升高而下降 （E ）在无穷大剪切速率下，在恒定温度下的黏度为常数 6.下面有关聚合物黏流活化能的描述，正确的是（ AD ）。
高分子物理习题集及 答案
第一章高分子链的结构 一．解释名词、概念 1．高分子的构型：高分子中由化学键固定了的原子或原子团在空间的排列方式2.全同立构高分子：由一种旋光异构单元键接形成的高分子3.间同立构高分子：由两种旋光异构单元键接形成的高分子4.等规度：聚合物中全同异构和间同异构的高分子占高分子总数的百分数5.高分子的构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态 6.高分子的柔顺性：高分子能够呈现不同程度卷曲构象状态的性质7.链段：高分子中能做相对独立运动的段落8.静态柔顺性：由反式微构象和旁氏微构象构象能之差决定的柔顺性，是热力学平衡条件下的柔顺性 9.动态柔顺性：高分子由一种平衡构象状态转变成另一种平衡构象状态所需时间长短决定的柔顺性 10.等效自由连接链：在一般条件下，高分子链中只有部分单键可以内旋转，相邻的两个可以内旋转的单键间的一段链称为链段，这样可以把高分子链看作是由链段连接而成的，链段之间的链不受键角的限制，链段可以自由取向，这种高分子链的均方末段距以及末端距分布函数的表达式与自由连接链相同，只是把链数n转换成链段数n，把键长l换成链段长l，这种链称为等效自由链接链11.高斯链：末端距分布服从高斯分布的链 12.高分子末端距分布函数：表征高分子呈现某种末端距占所有可能呈现末端剧的比例 二．线型聚异戊二烯可能有哪些构型? 答：1.4-加成有三种几何异构，1.2加成有三种旋光异构，3.4加成有三种旋光异构 三．聚合物有哪些层次的结构?哪些属于化学结构？哪些属于物理结构？四．为什么说柔顺性是高分子材料独具的特性？ 答：这是由高分子的结构决定的，高分子分子量大，具有可以内旋转的单键多，可呈现的构象也多，一般高分子长径比很大，呈链状结构，可以在很大程度内改变其卷曲构想状态。对于小分子，分子量小，可内旋转的单键少，可呈现的构象数也不多，且小分子一般呈球形对称，故不可能在很大的幅度范围内改变其构象状态 五．通常情况下PS是一种刚性很好的塑料，而丁二烯与苯乙烯的无规共聚物（B:S=75:25）和三嵌段共聚物SBS（B:S=75:25）是相当好的橡胶材料，从结构上分析其原因。 答：ps分子上带有刚性侧基苯环，且只通过一个单键与分子相连，再者沿分子链轴方向苯环的密度大，高分子的刚性很好，所以ps是一种刚性很好的塑料。丁二烯和苯乙烯的无规共聚物的分子链中引入了很多孤立双键，使与之相连的单键内旋转变得容易，分子链上虽仍有苯环侧基，但数目少，又是无规共聚，沿分子链轴方向苯环密度小，柔顺性好，三嵌段共聚物中间链段是分子链中含有很多孤立双键且又相当长的聚丁二烯，是一种典型的柔顺链。 六．若聚丙烯的等规度不高，能否用改变构象的方法提高其等规度？为什么？
华东理工大学2005–2006学年第2学期 参考答案《高分子科学基础（下）》课程期末考试试卷 A 2006.06 开课学院：材料学院 ，考试形式：闭卷，所需时间： 120 分钟 考生姓名： 学号： 专业： 班级： 题序 一二三四五六七八总分得分 评卷人 一．单项选择题：（10分） （下面每个小题只有一个答案是正确的，请将正确答案的代号填写在左边的括号里。选对者得1分，不选、选错或多选均不得分） （B）１．高分子链的构象属于聚合物结构层次中的： （A）一级结构； （B）二级结构；（C）三级结构； （D）高级结构 （D）２．下列聚合物中不具有旋光异构的是： （A）聚丙烯； （B）聚苯乙烯； （C）聚氯乙烯； （D）聚偏氯乙烯 （D）３．高分子链中C－C单键内旋转位能最低的状态是： （A）顺式；（B）左旁式；（C）右旁式；（D）反式 （C）４．下列高分子链中柔性最好的是： （A）聚苯撑； （B）聚丙烯； （C）1,4－聚异戊二烯； （D）聚苯乙烯 （D）５．下列聚合物内聚能密度最大的是： （A）1,4－聚丁二烯； (B) 聚苯乙烯；(C) 聚氯乙烯；（D）聚丙烯腈 （B）６．在下列情况下，聚合物滞后现象最为明显的是： （A）玻璃态； （B）玻璃化转变区； （C）高弹态； （D）不确定 （A）７．下列聚合物中玻璃化转变温度最高的是： （A）聚氯乙烯；（B）聚乙烯；（C）氯化聚乙烯；（D）聚二甲基硅氧烷 （D）８．高分子溶解在良溶剂中，则： （A）χ1＞1/2, Δμ 1E＞0； （B）χ 1 ＞1/2, Δμ 1 E＜0； （C）χ1＜1/2, Δμ 1E＞0； （D）χ 1 ＜1/2, Δμ 1 E＜0 （A）９．光散射法不可测量的是： （A）数均分子量；（B）重均分子量；（C）第二维利系数；（D）均方末端距（A）10．下列聚合物中综合性能最好(同时具有较高的强度和韧性)的是： （A）ABS树脂；（B）聚丙烯腈；（C）聚丁二烯；（D）聚苯乙烯
高分子物理习题答案 第一章高分子链的结构 3．高分子科学发展中有二位科学家在高分子物理领域作出了重大贡献并获得诺贝尔奖，他们是谁？请列举他们的主要贡献。 答：（1）H. Staudinger（德国）：“论聚合”首次提出高分子长链结构模型，论证高分子由小分子以共价键结合。1953年获诺贝尔化学奖。 贡献：（1）大分子概念：线性链结构 （2）初探[η]=KMα关系 （3）高分子多分散性 （4）创刊《die Makromol.Chemie》1943年 （2）P. J. Flory（美国），1974年获诺贝尔化学奖 贡献：（1）缩聚和加聚反应机理 （2）高分子溶液理论 （3）热力学和流体力学结合 （4）非晶态结构模型 6．何谓高聚物的近程（一级）结构、远程（二级）结构和聚集态结构？试分别举例说明用什么方法表征这些结构和性能，并预计可得到哪些结构参数和性能指标。 答：高聚物的一级结构即高聚物的近程结构，属于化学结构，它主要包括链节、键接方式、构型、支化和交联结构等，其表征方法主要有：NMR, GC, MS, IR, EA, HPLC, UV等。而高聚物的二级结构即高聚物的远程结构，主要包括高分子链的分子量、分子尺寸、分子形态、链的柔顺性及分子链在各种环境中所采取的构象，其表征方法主要有：静态、动态光散射、粘度法、膜渗透压、尺寸排除色谱、中子散射、端基分析、沸点升高、冰点降低法等。高聚物的聚集态结构主要指高分子链间相互作用使其堆积在一起形成晶态、非晶态、取向态等结构。其表征方法主要有：x-射线衍射、膨胀计法、光学解偏振法、偏光显微镜法、光学双折射法、声波传播法、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜、核磁共振，热分析、力学分析等。 8．什么叫做高分子的构型？试讨论线型聚异戊二烯可能有哪些不同的构型。 答：由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排布。 1，2：头-头，全同、间同、无规；头-尾，全同、间同、无规 3，4：头-头，全同、间同、无规；头-尾，全同、间同、无规 1，4：头-头，顺、反；头-尾，顺、反 9．什么叫做高分子构象？假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构象的办法提高其等规度？说明理由。答：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态（内旋转异构体）称为构象。不能用改变构象的办法提高其更规度。等规度是指高聚物中含有全同和间同异构体的总的百分数，涉及的是构型问题，要改变等规度，即要改变构型。而构型是由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排布，改变构型必须通过化学键的断裂和重组。 11．假定聚丙烯主链上的键长为0.154纳米，键角为109.5°，根据下表所列数据，求其等效自由结合链的链段长度l e及极限特征比C∞。 聚合物溶剂温度（℃）A×104（nm）σ 聚丙烯（无规）环已烷、甲苯30 835 1.76
高分子物理习题集-答案 第一章高聚物的结构 4、高分子的构型和构象有何区别？如果聚丙烯的规整度不高，是否可以通过单键的内旋转提高它的规整度？ 答：构型：分子中由化学键所固定的原子或基团在空间的几何排列。这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂和重组。 构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。构象的改变速率很快，构象时刻在变，很不稳定，一般不能用化学方法来分离。 不能。提高聚丙烯的等规度须改变构型，而改变构型与改变构象的方法根本不同。构象是围绕单键内旋转所引起的排列变化，改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现，而且分子中的单键内旋转是随时发生的，构象瞬息万变，不会出现因构象改变而使间同PP（全同PP）变成全同PP（间同PP）；而改变构型必须经过化学键的断裂才能实现。5、试写出线型聚异戊二烯加聚产物可能有那些不同的构型。 答：按照IUPAC有机命名法中的最小原则，CH3在2位上，而不是3位上，即异戊二烯应写成 （一）键接异构：主要包括1，4-加成、1，2-加成、3，4-加成三种键接异构体。 （二）不同的键接异构体可能还存在下列6中有规立构体。 ①顺式1，4-加成 ②反式1，4-加成 ③1，2-加成全同立构 ④1，2-加成间同立构 ⑤3，4-加成全同立构 ⑥3，4-加成间同立构 6．分子间作用力的本质是什么？影响分子间作用力的因素有哪些？试比较聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺（尼龙-66）、聚丙烯酸各有那些分子间作用力？ 答：分子间作用力的本质是：非键合力、次价力、物理力。 影响因素有：化学组成、分子结构、分子量、温度、分子间距离。PE、PP是非极性聚合物，其分子间作用力为：色散力；
高分子物理部分复习题 构象;由于单键（σ键）的内旋转，而产生的分子在空间的不同形态。它是不稳定的，分子热运动即能使其构象发生改变 构型;分子中由化学键所固定的原子在空间的排列。稳定的，要改变构型必需经化学键的断裂、重组 柔顺性;高聚物卷曲成无规的线团成团的特性 等同周期、高聚物分子中与主链中心轴平行的方向为晶胞的主轴，其重复的周期 假塑性流体、无屈服应力,并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体 取向;高分子链在特定的情况下，沿特定方向的择优平行排列，聚合物呈各向异性特征。 熵弹性、聚合物（在Tg以上）处于高弹态时所表现出的独特的力学性质 粘弹性；外力作用，高分子变形行为有液体粘性和固体弹性的双重性质，力学质随时间变化的特性 玻尔兹曼叠加、认为聚合物在某一时刻的弛豫特性是其在该时刻之前已经历的所有弛豫过程所产生结果的线性加和的理论原理 球晶、球晶是由一个晶核开始，以相同的速度同时向空间各方向放射生长形成高温时，晶核少，球晶大 应力损坏（内耗）、聚合物在交变应力作用下产生滞后现象，而使机械能转变为热能的现象 应力松弛、恒温恒应变下，材料的内应变随时间的延长而衰减的现象。 蠕变、恒温、恒负荷下，高聚物材料的形变随时间的延长逐渐增加的现象 玻璃化转变温度Tg：玻璃态向高弹态转变的温度，链段开始运动或冻结的温度。挤出膨大现象、高分子熔体被强迫挤出口模时，挤出物尺寸大于口模尺寸，截面形状也发生变化的现象 时温等效原理、对于同一个松驰过程，既可以在低温下较长观察时间（外力作用时间）观察到，也可以在高温下较短观察时间（外力作用时间）观察出来。 杂链高分子、主链除碳原子以外，还有其他原子，如：氧、氮、硫等存在，同样以共价键相连接 元素有机高分子、主链含Si、P、Se、Al、Ti等，但不含碳原子的高分子 键接结构、结构单元在高分子链中的联结方式 旋光异构、具有四个不同取代基的C原子在空间有两种可能的互不重叠的排列方式，成为互为镜像的两种异构体，并表现出不同的旋光性 均相成核、处于无定型的高分子链由于热涨落而形成晶核的过程 异相成核、是指高分子链被吸附在固体杂质表面而形成晶核的过程。Weissenberg爬杆效应当插入其中的圆棒旋转时，没有因惯性作用而甩向容器壁附近，反而环绕在旋转棒附近，出现沿棒向上爬的“爬杆”现象。 强迫高弹形变对于非晶聚合物，当环境温度处于Tb＜T ＜Tg时，虽然材料处于 玻璃态，链段冻结，但在恰当速率下拉伸，材料仍能发生百分之几百的大变形 冷拉伸；环境温度低于熔点时虽然晶区尚未熔融，材料也发生了很大拉伸变形 溶度参数；单位体积的内聚能称为内聚物密度平方根 介电损耗;电介质在交变电场中极化时，会因极化方向的变化而损耗部分能量和发热，称介电损耗。 聚合物的极化:聚合物在一定条件下发生两极分化，性质偏离的现象 二、填空题
073高分子物理 课程期中考试题参考答案 一、名词解释（每小题2分，共16分） 1. 取向 取向是指非晶高聚物的分子链段或整个高分子链，结晶高聚物的晶带、晶片、晶粒等，在外力作用下，沿外力作用的方向进行有序排列的现象。 2. 柔顺性 高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性。 3. 链段 由于分子内旋受阻而在高分子链中能够自由旋转的单元长度。是描述柔性的尺度。 4. 内聚能密度 把1mol 的液体或固体分子移到其分子引力范围之外所需要的能量为内聚能。单位体积的内聚能称为内聚能密度，一般用CED 表示。 5. 溶解度参数 内聚能密度的平方根称为溶解度参数，一般用δ表示。 6. 等规度 等规度是高聚物中含有全同立构和间同立构总的百分数。 7. 结晶度 结晶度即高聚物试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度)或者体积分数(体积结晶度)。 8. 液晶 在熔融状态下或溶液状态下，仍然部分保持着晶态物质分子的有序排列，且物理性质呈现各向异性，成为一种具有和晶体性质相似的液体，这种固液之间的中间态称为液态晶体，简称为液晶。 二．选择题（每小题2分，共16分） 1. 测量重均分子量可以选择以下哪种方法： D A ．粘度法 B ．端基滴定法 C ．渗透压法 D ．光散射法 2. 下列那种方法可以降低熔点： B 、 D 。 A. 主链上引入芳环； B. 降低结晶度； C. 提高分子量； D. 加入增塑剂。 3. 多分散高聚物下列平均分子量中最小的是 A A 、n M B 、w M C 、z M D 、M 4. 聚合物在溶液中通常呈 C 构象。 A ．锯齿形 B ．螺旋形 C ．无规线团 D ．梯形 5. 一般来说，那种材料需要较高程度的取向 B 。 A ．塑料 B ．纤维 C ．橡胶 D ．粘合剂 6. 测量数均分子量，不可以选择以下哪种方法： B 。
高分子物理试题库 一、名词解释 取向：取向是指非晶高聚物的分子链段或整个高分子链，结晶高聚物的晶带、晶片、晶粒等，在外力作用下，沿外力作用的方向进行有序排列的现象。 特性粘度 柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性。 链段：由于分子内旋受阻而在高分子链中能够自由旋转的单元长度。是描述柔性的尺度。 内聚能密度：把1mol 的液体或固体分子移到其分子引力范围之外所需要的能量为内聚能。单位体积的内聚能称为内聚能密度，一般用CED 表示。 溶解度参数：内聚能密度的平方根称为溶解度参数，一般用δ表示。 等规度：等规度是高聚物中含有全同立构和间同立构总的百分数。 结晶度结晶度即高聚物试样中结晶部分所占的质量分数(质量结晶度)或者体积分数(体积结晶度)。 液晶：在熔融状态下或溶液状态下，仍然部分保持着晶态物质分子的有序排列，且物理性质呈现各向异性，成为一种具有和晶体性质相似的液体，这种固液之间的中间态称为液态晶体，简称为液晶。 聚电解质溶液 脆性断裂 时温等效原理 零切黏度 应力松弛 银纹 粘弹性 表观粘度 应力 应变 弹性模量 柔量 泊松比 冲击强度 强迫高弹形变 增塑作用 内增塑作用 外增塑作用 蠕变 动态粘弹性 静态粘弹性 滞后 内耗 牛顿流体 假塑性流体 膨胀性流体 宾汉流体 二．选择题 1. 测量重均分子量可以选择以下哪种方法： D A ．粘度法 B ．端基滴定法 C ．渗透压法 D ．光散射法 2. 下列那种方法可以降低熔点： B D 。 A. 主链上引入芳环； B. 降低结晶度； C. 提高分子量； D. 加入增塑剂。 3. 多分散高聚物下列平均分子量中最小的是 A A 、n M B 、w M C 、z M D 、M 4. 聚合物在溶液中通常呈 C 构象。 A ．锯齿形 B ．螺旋形 C ．无规线团 D ．梯形
高分子物理试卷一 一、单项选择题(10分) (下面每个小题只有一个答案就是正确的,请将正确答案的编号填在右边的括号里,选对者得1分,不选,错选或者多选均不得分。) 1、在二氧六环中将锌粉与聚氯乙烯共煮,红外光谱表明产物中有环丙烷结构而无双键,则反 应前聚氯乙烯结构单元的键接顺序就是()。 (a) 头-尾键接(b)头-头键接(c)头-尾与头-头各占50% 2、某结晶性聚合物在偏光显微镜先呈现十字消光图案,则其结晶形态就是()。 (a)单晶(b) 串晶(c) 球晶(d)片晶 3、比较聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)之间的柔韧性,正确的顺序就是()。 (a)PP>PE>PVC>PAN (b)PE>PP>PVC>PAN (c) PE>PP>PAN>PVC (d) PAN>PVC>PP>PE 4、加入含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶,则其Avrami指数n为()。 (a)2 (b) 3 (c) 4 (d) 5 5、聚甲醛的分子链在晶体中的构象就是()。 (a) 平面锯齿形(b) 扭曲的锯齿链(c) 螺旋链 6、大多数聚合物熔体都就是属于()。 (a)牛顿流体(b)假塑性非牛顿流体(c)宾汉流体(d)胀塑性非牛顿流体 7、聚合物分子之间形成氢键,会使玻璃化转变温度()。 (a) 升高(b) 降低(c) 不变 8、通常地,在常温下,下列聚合物溶解最困难的就是()。 (a)非晶态非极性聚合物(b) 非晶态极性聚合物 (c)晶态非极性聚合物(d) 晶态极性聚合物 9、下列方法测定的聚合物相对分子质量数值最大的就是()。 (a)膜渗透压法(b) 沸点升高法(c)稀溶液粘度法(d) 光散射法 10、Maxwell模型可以用来描述()。 (a)蠕变过程(b交联聚合物的应力松弛过程(c)线性高聚物的应力松弛 二、多项选择题(20分) (下面每个题至少有一个答案就是正确的,请将所有的正确答案的编号填写在括号里。全选对者得两分,选错一个扣一分,少选一个扣0、5分,但不做选择或所选答案全错者不得分。) 1、聚甲基丙烯酸甲酯分子之间的相互作用力包括()。 (a)静电力(b)诱导力(c)色散力(d)氢键 2、用来描述聚合物非晶态结构的模型有()。 (a)樱状微束模型(b)无规线团模型(c)两相球粒模型(d)折叠链模型 (e)插线板模型 3、下面哪些聚合物适合做弹性体()。 (a)聚异戊二烯(b)天然橡胶(c)聚丁二烯(d)聚氯乙烯 4、高分子的三级结构包括()。 （a）晶态结构(b)取向结构(c)多相结构(d)液晶态结构 5、支持插线板模型的实验依据就是()。 （a）结晶PE均方回转半径与在熔体中的一致
第一章 高分子链的结构 1.解释名词、概念 等效自由连接链 均方末端距. 链段 均方旋转半径 构象 构型 2．已知两种聚合物都是PE ，如何鉴别哪一种是HDPE ，哪一种是LDPE ？举出三种方法并说 明其依据。 3．某聚α-烯烃的平均聚合度为500，均方末端距为625 nm2，求：（1）表征大分子链旋转受阻的刚性因子σ。（2）作为大分子独立运动的单元—链段长b 。（3）一个大分子含有的链段数Z 。（4）每个链段中结构单元的数目。 4．假定PP 的平均聚合度为2000，键长为 1.54?，键角为109.5o，θ溶剂中 2 5 20 101.1A ?=h ，求等效自由连接链的链段长b 。 5．写出聚异戊二烯德各种可能构型（不包含键接异构）。 6．什么叫做链的构型？全同立构聚丙烯能否通过化学键（C-C 单键）内旋转把〝全同〞变为〝间同〞，为什么？ 7．天然橡胶和古塔玻胶在结构上有何不同？ 画出示性结构式。 8. 欲使某自由连接链（单烯类）均方末端距增加10倍，试问其聚合度必须增加多少倍？ 9．大分子链柔顺性最根本的原因是什么？表征高分子链柔顺性的物理参数有哪些？它们是如何定义的？ ① 11. PE 、PS ②PP 、PAN 、PVC ③PP 、PIB （聚异丁烯） ④PE 与顺1，4聚丁二烯 ⑤聚己二酸乙二醇酯 聚丙烯（全同） 聚二甲基硅氧烷 10 假定PP 于30℃甲苯溶液中，测得无扰尺寸（h 02 /M ）=8.35×10-4 nm, σ=(h 02 /h fr 2 )?=1.76,试求：（1）此聚丙烯的等效自由取向链的链段长。 （2）当聚合度为1000时的链段数。
高分子物理第六章溶液部分 3-1简述聚合物的溶解过程，并解释为什么大多聚合物的溶解速度很慢？解：因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊，两者的分子运动速度差别很大，溶剂分子能比较快地渗透进入高聚物，而高分子向溶剂地扩散却非常慢。这样，高聚物地溶解过程要经过两个阶段，先是溶剂分子渗入高聚物内部，使高聚物体积膨胀，称为“溶胀”，然后才是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解地分子分散的均相体系。整个过程往往需要较长的时间。高聚物的聚集态又有非晶态和晶态之分。非晶态高聚物的分子堆砌比较松散，分子间的相互作用较弱，因而溶剂分子比较容易渗入高聚物内部使之溶胀和溶解。晶态高聚物由于分子排列规整，堆砌紧密，分子间相互作用力很强，以致溶剂分子渗入高聚物内部非常困难，因此晶态高聚物的溶解要困难得多。非极性的晶态高聚物（如PE）在室温很难溶解，往往要升温至其熔点附近，待晶态转变为非晶态后才可溶；而极性的晶态高聚物在室温就能溶解在极性溶剂中。 例3-2.用热力学原理解释溶解和溶胀。解：（1）溶解：若高聚物自发地溶于溶剂中，则必须符合：ΔG=ΔH.TΔS≤0上式表明溶解的可能性取决于两个因素：焓的因素（ΔH）和熵的因素（ΔS）。焓的因素取决于溶剂对高聚物溶剂化作用，熵的因素决定于高聚物与溶剂体系的无序度。对于极性高聚物前者说影响较大，对于非极性高聚物后者影响较大。但一般来说，高聚物的溶解过
程ΔS都是增加的，即ΔS>0。显然，要使ΔG<0，则要求ΔH 越小越好，最好为负值或较小的正值。极性高聚物溶于极性溶剂，常因溶剂化作用而放热。因此，ΔH总小于零，即ΔG<0，溶解过程自发进行。根据晶格理论得ΔH＝χ1KTN1φ2（3-1）式中χ1称为Huggins参数，它反映高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。χ1KT的物理意义表示当一个溶剂分子放到高聚物中去时所引起的能量变化（因为N1=1,φ1≈1,ΔH≈χ1KT）。而非极性高聚物溶于非极性溶剂，假定溶解过程没有体积的变化（即ΔV=0），其ΔH的计算可用Hildebrand的溶度公式：ΔH＝Vφ1φ2(δ1.δ2)2（3-2）式中φ是体积分数，δ是溶度参数，下标1和2分别表示溶剂和溶质，V是溶液的总体积。从式中可知ΔH 总是正的，当δ1..→δ2时，ΔH..→0。一般要求δ1与δ2的差不超过1.7～2。综上所述，便知选择溶剂时要求χ1越小或δ1和δ2相差越小越好的道理。注意：①Hildebrand公式中δ仅适用于非晶态、非极性的聚合物，仅考虑结构单元之间的色散力，因此用δ相近原则选择溶剂时有例外。δ相近原则只是必要条件，充分条件还应有溶剂与溶质的极性和形成的氢键程度要大致相等，即当考虑结构单元间除有色散力外，还有偶极力和氢键作用时，则有ΔH=Vφφ[()(pp)()22122122121hhddδδδδδδ.+.+.]式中d、p、h分别代表色散力、偶极力和氢键的贡献，这样计算的δ就有广义性。②对高度结晶的聚合物，应把熔化热ΔHm和熔化熵ΔSm包括到自由能中，即ΔG=(ΔH+ΔHm).T(ΔS+ΔSm)当
高分子物理试卷三答案 一、单项选择题（10分） （下面每个小题只有一个答案是正确的，请将正确答案的编号填在右边的括号里。选对者得1分，不选、选错多选均不得分。） 1.如果不考虑键接顺序，线形聚异戊二烯的异构种类数为（C ）。 （A）6 （B）7 （C）8 2. 全同聚乙烯醇的分子链所采取的构象是（A ）。 （A）平面锯齿链（B）扭曲的锯齿链（C）螺旋链 3.下列聚合物中，不存在旋光异构体的是（B ）。 （A）PP （B）PIB （C）聚异戊二烯 4. 高聚物的黏流温度随相对分子质量的增大而（B ）。 （A）保持不变（B）上升（C）下降（D）先上升然后保持不变5.在聚合物的黏流温度以下，描述高聚物的表观黏度与温度之间关系的方程式是（B ）。（A）Arrhenius方程（B）WLF方程（C）Avrami方程 6.高聚物的流动模式是（B ）。 （A）分子链的整体迁移（B）链段的跃迁 （C）端基的运动 7.同一聚合物的下列三种不同的黏度，最大的是（A ）。 （A）零剪切黏度（B）表观黏度（C）无穷剪切黏度 8.两试样的凝胶渗透色谱的淋出体积相等，则它们的下列参数相等的是( D )。 （A）相对分子质量（B）特性黏数（C）Huggins参数（D）流体力学体积 9.下列实验方法，可以测量聚合物损耗模量的是（B ）。 （A）DSC （B）DMA （C）拉伸实验 10. Maxwell模型可以用来描述（C ）。 （A）蠕变过程（B）交联高聚物的应力松弛过程 （C）线形高聚物的应力松弛 二、多项选择题(20分) (下面每个小题至少有一个答案是正确的，请将所有正确答案的编号填写在括号里。全选对者得2分，每错一个扣1分，每少选一个扣0.5分，但不做选择或所选答案全错者不得分。）1.下面能作为塑料使用的聚二丁烯有（ABD ）。 （A）全同1，2-丁二烯（B）间同聚1，2-丁二烯 （C）顺式聚1，4-丁二烯（D）反式聚1，4-丁二烯 2.高分子的二级结构包括（AC ）。 （A）构象（B）晶态结构 （C）相对分子质量及其分布（D）键接方式 3.高分子的三级结构包括（ABD ）。 （A）晶态结构（B）取向结构（C）多相结构（D）液晶态结构 4.凝聚态结构可以采用哪些方法进行表征（BCD ）。 （A）广角X射线衍射（B）红外光谱 （C）电子显微镜（D）小角X射线衍射 5.下列实验方法，可以用来测定玻璃化转变温度的是（ABC ）。
第一部分高聚物的结构 一、名词解释： 交联、构型、构象、链段、柔顺性、热塑性弹性体、聚集态、内聚能密度、结晶度、熔点、 熔限、取向、共混高聚物、液晶、等规度、等规立构（全同立构）、间规立构（间同立构）、 键接异构、支化因子g、末端距、均方末端距、均方旋转半径（均方回转半径）、自由结合链、等效自由结合链、刚性因子（空间位阻参数）、无扰尺寸、单晶、球晶 二、选择 1．当主链由下列饱和单键组成时，其柔顺性的顺序为（） A．-C-O->-Si-O->-C-C- B.-Si-O->-C-C->-C-O- C.-Si-O->-C-O->-C-C- 2. PS, PP, PE 三者柔顺性的顺序为（） A. PP
高分子物理试卷一 一. 单项选择题(10 分) (下面每个小题只有一个答案是正确的，请将正确答案的编号填在右边的括号里，选对者得1 分，不选，错选或者多选均不得分。) 1. 在二氧六环中将锌粉与聚氯乙烯共煮，红外光谱表明产物中有环丙烷结构而无双键，则反应前聚氯乙烯结构单元的键接顺序是()。 (a) 头-尾键接(b)头-头键接(c)头-尾和头-头各占50% 2、某结晶性聚合物在偏光显微镜先呈现十字消光图案，则其结晶形态是()。 (a)单晶(b) 串晶(c) 球晶(d)片晶 3、比较聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)之间的柔韧性，正确的顺序是()。 (a)PP>PE>PVC>PAN (b)PE>PP>PVC>PAN (c) PE>PP>PAN>PVC (d) PAN>PVC>PP>PE 4、加入含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶，则其Avrami 指数n 为()。(a)2 (b) 3 (c) 4 (d) 5 5、聚甲醛的分子链在晶体中的构象是()。 (a)平面锯齿形(b) 扭曲的锯齿链(c) 螺旋链 6、大多数聚合物熔体都是属于()。 (a)牛顿流体(b)假塑性非牛顿流体(c)宾汉流体(d)胀塑性非牛顿流体 7、聚合物分子之间形成氢键，会使玻璃化转变温度()。 (a)升高(b)降低(c) 不变 8、通常地，在常温下，下列聚合物溶解最困难的是()。(a)非晶态非极性聚合物(b) 非晶态极性聚合物(c)晶态非极性聚合物(d) 晶态极性聚合物 9、下列方法测定的聚合物相对分子质量数值最大的是()。 (a)膜渗透压法(b) 沸点升高法(c)稀溶液粘度法(d) 光散射法 10、Maxwell 模型可以用来描述()。 (a)蠕变过程(b 交联聚合物的应力松弛过程(c)线性高聚物的应力松弛 二、多项选择题(20 分) (下面每个题至少有一个答案是正确的，请将所有的正确答案的编号填写在括号里。全选对者得两分，选错一个扣一分，少选一个扣0.5 分，但不做选择或所选答案全错者不得分。) 1.聚甲基丙烯酸甲酯分子之间的相互作用力包括()。 (a)静电力(b)诱导力(c)色散力(d)氢键 2、用来描述聚合物非晶态结构的模型有()。 (a)樱状微束模型(b)无规线团模型(c)两相球粒模型(d)折叠链模型(e)插线板模型 3.下面哪些聚合物适合做弹性体()。 (a)聚异戊二烯(b)天然橡胶(c)聚丁二烯(d)聚氯乙烯 4.高分子的三级结构包括()。 a.晶态结构(b)取向结构(c)多相结构(d)液晶态结构 5.支持插线板模型的实验依据是()。 a.结晶PE 均方回转半径与在熔体中的一致 b.X 射线衍射图上同时出现明显的衍射环和模糊的弥散环 c.X 射线衍射图上测得的晶区尺寸远小于高分子链长度 d.PP 的均方回转半径与相对分子质量的关系在熔体中和在晶体中完全一致 6.以下哪些方法可以测量晶体的生长速率()。 a.偏光显微镜 (b)示差扫描量热法 (c)小角激光光散射 (d)光学解偏振法
lololj第1章高分子的链结构 1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型，举例说明高分子的构造。 等。 举例说明高分子链的构造： 线形：聚乙烯，聚α-烯烃 环形聚合物：环形聚苯乙烯，聚芳醚类环形低聚物 梯形聚合物：聚丙烯腈纤维受热，发生环化形成梯形结构 支化高分子：低密度聚乙烯 交联高分子：酚醛、环氧、不饱和聚酯，硫化橡胶，交联聚乙烯。 2．构象与构型有何区别？聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的，通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯？为什么？ 答：（1）区别：构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化，而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列；构象的改变不需打破化学键，而构型的改变必须断裂化学键。 （2）不能，碳-碳单键的旋转只能改变构象，却没有断裂化学键，所以不能改变构型，而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型。 3.为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈螺旋构象，而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象？ 答（1）由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小，产生排斥作用，使平面锯齿形（…ttt…）构象极不稳定，必须通过C-C键的旋转，形成31螺旋构象，才能满足晶体分子链构象能最低原则。 （2）由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开，相互间距离比范德华半径大，所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。 4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性？如何表征？ 答：（1）空间位阻参数（或称刚性因子），值愈大，柔顺性愈差； （2）特征比Cn，Cn值越小，链的柔顺性越好； （3）连段长度b，b值愈小，链愈柔顺。 5．聚乙烯分子链上没有侧基，内旋转位能不大，柔顺性好。该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶？