第二章习题解答
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习题解答(第二章)一、选择题1.25℃时,0.01mol/kg的糖水的渗透压为π1,而0.01 mol/kg的尿素水溶液的渗透压π2,则___ B _。
(A)π1<π2(B)π1 =π2(C)π1>π2(D)无法确定2.应用克-克方程回答问题:当物质由固相变为气相时,平衡压力随温度降低而__ C__。
(A)不变(B)升高(C)降低(D)视不同物质升高或降低3.通常称为表面活性剂的物质,是指当其加入少量后就能__ C的物质。
(A)增加溶液的表面张力(B)改变溶液的导电能力(C)显著降低溶液的表面张力(D)使溶液表面发生负吸附4.兰格缪尔(Langmuir)等温吸附理论中最重要的基本假设是_ D___。
(A)气体为理想气体(B)多分子层吸附(C)固体表面各吸附位置上的吸附能力是不同的(D)单分子层吸附5.溶胶的基本特征之一是___D__。
(A)热力学上和动力学上皆稳定的系统(B)热力学上和动力学上皆不稳定的系统(C)热力学上稳定而动力学上不稳定的系统(D)热力学上不稳定而动力学上稳定的系统6.下列各性质中,属于溶胶的动力学性质的是___A___。
(A)布朗运动(B)电泳(C)丁达尔现象(D)流动电势7.引起溶胶聚沉的诸因素中,最重要的是___D__。
(A)温度的变化(B)溶胶浓度的变化(C)非电解质的影响(D)电解质的影响8.用KBr加入浓的AgNO3溶液中,制备得AgBr溶胶,再向其中加入下列不同的电解质,能使它在一定时间内完全聚沉所需电解质最少的是__ C _。
(A)Na2SO4(B)NaNO3 (C)K3[Fe(CN)6] (D)KCl9.等体积0.10mol/dm3 KI和0.12mol/dm3的AgNO3溶液混合制成的AgI溶胶,下列电解质中,聚沉能力最强的是___D__。
(A )Na 2SO 4 (B )MgSO 4 (C )K 3[Fe(CN)6] (D )FeCl 3二、简答题1.理想气体存在吗?真实气体的pVT 行为在何种条件下可用pV=nRT 来描述?答:事实上,理想气体不存在。
《土力学》第二章习题集及详细解答第2章土的物理性质及分类一填空题1.粘性土中含水量不同,可分别处于、、、、四种不同的状态。
其界限含水量依次是、、。
2.对砂土密实度的判别一般采用以下三种方法、、。
3.土的天然密度、土粒相对密度、含水量由室内试验直接测定,其测定方法分别是、、。
4. 粘性土的不同状态的分界含水量液限、塑限、缩限分别用、、测定。
5. 土的触变性是指。
6.土的灵敏度越高,其结构性越强,受扰动后土的强度降低越。
7. 作为建筑地基的土,可分为岩石、碎石土砂土、、粘性土和人工填土。
8.碎石土是指粒径大于 mm的颗粒超过总重量50%的土。
9.土的饱和度为土中被水充满的孔隙与孔隙之比。
10. 液性指数是用来衡量粘性土的状态。
二、选择题1.作为填土工程的土料,压实效果与不均匀系数C u的关系:( )(A)C u大比C u小好(B) C u小比C u大好(C) C u与压实效果无关2.有三个同一种类土样,它们的含水率都相同,但是饱和度S r不同,饱和度S r越大的土,其压缩性有何变化?( )(A)压缩性越大(B) 压缩性越小(C) 压缩性不变3.有一非饱和土样,在荷载作用下,饱和度由80%增加至95%。
试问土样的重度γ和含水率怎样改变?( )(A)γ增加,减小(B) γ不变,不变(C)γ增加,增加4.土的液限是指土进入流动状态时的含水率,下述说法哪种是对的?( )(A)天然土的含水率最大不超过液限(B) 液限一定是天然土的饱和含水率(C)天然土的含水率可以超过液限,所以液限不一定是天然土的饱和含水率5. 已知砂土的天然孔隙比为e=0.303,最大孔隙比e max=0.762,最小孔隙比e min=0.114,则该砂土处于( )状态。
(A)密实(B)中密 (C)松散(D)稍密6.已知某种土的密度ρ=1.8g/cm3,土粒相对密度ds=2.70,土的含水量w=18.0%,则每立方土体中气相体积为( )(A)0.486m3 (B)0.77m3(C)0.16m3(D)0.284m37.在土的三相比例指标中,直接通过室内试验测定的是()。
第二章习题答案2.1.1 质点的运动学方程为j t i t r j i t r ˆ)14(ˆ)32()2(ˆ5ˆ)23()1(-+-=++=求质点的轨迹并用图表示解:(1)⎭⎬⎫=+=523y t x 平行于x 轴的直线:y=5(2)⎭⎬⎫-=-=1432t y t x 消去t 的轨迹方程:0534=-+y x2.1.2 质点的运动学方程为kj e i e r t t ˆ2ˆˆ22++=-。
(1)求质点的轨迹。
(2)求自t = -1 至t = 1质点的位移解:(1)由运动方程得质点轨迹的参数方程为 )3()2()1(222⎪⎩⎪⎨⎧===-z ey e x tt (1)x (2)消去t ,得轨迹方程 ⎩⎨⎧==21z xy(2)自t = -1 至t = 1质点的位移:je e i e e r r r k j e i e r k j e i e r t t ˆ)(ˆ)(ˆ2ˆˆˆ2ˆˆ,1,1222211221221-------+-=-=∆++=++==-= 2.1.3 质点的运动学方程为j t i t r ˆ)32(ˆ42++=。
(1)求质点的轨迹;(2)求自t=0至t=1质点的位移解:由质点的运动方程⎩⎨⎧+==)2(32)1(42t y t x (1) 质点的轨迹:消去t 得:2)3(-=y x(2) 位移:ji r r r j i r j r t t ˆ2ˆ4ˆ5ˆ4ˆ3101221+=-=∆+====2.2.1 雷达站于某瞬时测得飞机位置为R 1=4100m ,θ1=33.70,0.75s 后测得R 2=4240m ,θ2=29.30,R 1,R 2均在铅直平面内,求飞机瞬时速度的近似值和飞行方向(α角)。
解:取雷达站位置为原点,飞机在两个时刻的位置矢量分别为r 1和r 2,则| r 1|=R 1, | r 2|=R 2,如图所示由余弦定理,在0.75s 时间间隔内飞机的位移的大小为mR R R R r r r r r 4.349)3.297.33cos(42404100242404100)cos(2)cos(200222121222121212221≈-⨯⨯-+=--+=--+=∆θθθθ飞机的瞬时速度的大小:==∆∆≈smt r v 75.04.349465.8m/s飞机的瞬时速度方向:由正弦定理)3.297.33sin(4.349sin 4240)sin(sin 00212-=⇒-∆=γθθγr r100001207.341806.11193.0arcsin 18090,93.04.4sin 4.3494240sin ≈--=∴≈-=∴>∴>≈=γθαγγγr r另解:利用矢量在直角坐标系中的正交分解. 选平面直角坐标系,取雷达站的位置为坐标原点,x 轴沿水平方向,y 轴铅直向上,则在两个时刻飞机的位置矢量分别可表示为ji j i jR i R r ji j i jR i R r ˆ98.2074ˆ57.3697ˆ3.29sin 4240ˆ3.29cos 4240ˆsin ˆcos ˆ86.2274ˆ01.3411ˆ7.33sin 4100ˆ7.33cos 4100ˆsin ˆcos 00222220011111+=⨯+⨯=+=+=⨯+⨯=+=θθθθ 飞机飞行0.75s 后的位移矢量为j i r r r ˆ88.199ˆ56.28612-=-=∆飞机瞬时速度的大小的近似值:s m t rv /8.46575.038.34975.088.19956.28622=≅+=∆∆≈飞机瞬时速度的方向与x 轴的夹角:09.3482.038.34956.286ˆcos =∴==∆⋅∆=ααr i r2.2.2 一圆柱体沿抛物线轨道运动.抛物线的轨道方程为y=x 2/200(长度:mm).第一次观测到圆柱体在x=249mm 处,经过时间2ms 后圆柱体移到x=234mm 处.求圆柱体瞬时速度的近似解:第一次观测时,x=249mm, y=x 2/200=(249)2/200≈310mm ,j i r ˆ310ˆ2491+=2ms 后,x=234mm, y=x 2/200=(234)2/200≈273.78mm ,j i r ˆ78.273ˆ2342+=圆柱体的位移:mm r j i r r r 2.3922.3615ˆ22.36ˆ152212≈+=∆--=-=∆∴ms mm msmm t r v /6.1922.39==∆∆≈速度与x 轴的夹角:5.112383.02.3915ˆcos -≈∴-≈-=∆⋅∆=ααr i r2.2.3 一人在北京音乐厅内听音乐,离演奏着17m 。
2.1设有12枚同值硬币,其中一枚为假币。
只知道假币的重量与真币的重量不同,但不知究竟是重还是轻。
现用比较天平左右两边轻重的方法来测量(因无砝码)。
为了在天平上称出哪一枚是假币,试问至少必须称多少次?解:分三组,每组4个,任意取两组称。
会有两种情况,平衡,或不平衡。
(1) 平衡:明确假币在其余的4个里面。
从这4个里面任意取3个,并从其余8个好的里面也取3个称。
又有 两种情况:平衡或不平衡。
a )平衡:称一下那个剩下的就行了。
b )不平衡:我们至少知道那组假币是轻还是重。
从这三个有假币的组里任意选两个称一下,又有两种情况:平衡与不平衡,不过我们已经知道假币的轻重情况了,自然的,不平衡直接就知道谁是假币;平衡的话,剩下的呢个自然是假币,并且我们也知道他是轻还是重。
(2) 不平衡:假定已经确定该组里有假币时候:推论1:在知道该组是轻还是重的时候,只称一次,能找出假币的话,那么这组的个数不超过3。
我们知道,只要我们知道了该组(3个)有假币,并且知道轻重,只要称一次就可以找出来假币了。
从不平衡的两组中,比如轻的一组里分为3和1表示为“轻(3)”和“轻(1)”,同样重的一组也是分成3和1标示为“重(3)”和“重(1)”。
在从另外4个剩下的,也就是好的一组里取3个表示为“准(3)”。
交叉组合为:轻(3) + 重(1) ?=======? 轻(1) + 准(3)来称一下。
又会有3种情况:(1)左面轻:这说明假币一定在第一次称的时候的轻的一组,因为“重(1)”也出现在现在轻的一边,我们已经知道,假币是轻的。
那么假币在轻(3)里面,根据推论1,再称一次就可以了。
(2)右面轻:这里有两种可能:“重(1)”是假币,它是重的,或者“轻(1)”是假币,它是轻的。
这两种情况,任意 取这两个中的一个和一个真币称一下即可。
(3)平衡:假币在“重(3)”里面,而且是重的。
根据推论也只要称一次即可。
2.2 同时扔一对骰子,当得知“两骰子面朝上点数之和为2”或“面朝上点数之和为8”或“骰子面朝上之和是3和4”时,试问这三种情况分别获得多少信息量?解:设“两骰子面朝上点数之和为2”为事件A ,则在可能出现的36种可能中,只能个骰子都为1,这一种结果。
第二章 直流-直流变换电路
1、Buck 电路如图2-1所示,设输入电压为200V ,电感L 是100μH ,电容C 无穷大,输出接10Ω的电阻,电路工作频率50kHz ,MOSFET 的导通占空比为0.5,求:(1)输出直流电压U o ,输出直流电流I o ;
(2)流过MOSFET 的峰值电流;
(3)如要将MOSFET 的峰值电流减小为输出直流电流的110%,应改变什
么参数,他的值是多少?
解:(1)
V 100o ==d DU U A 10/o o ==R U I (2)MOSFET 导通时,有VT L i i =
由于 )()()(o t i t i t i C L +=,两边取平均值得到:o I I L =
因此 A 15)1(2
121o o m VTm =−×+=Δ+==fL D D U I I I I I d L L (3)增加L 可以使I Δ下降
A 11%1100VTm ==I I
A 110112
1=−=ΔI A 1)1(21=−×fL
D D U d L =500μH
2、Boost 电路如图2-7所示,设输入电压为100V ,电感L 是1000μH ,电容C 无穷大,输出接10Ω的电阻,电路工作频率50kHz ,MOSFET 的导通占空比为0.5,求:(1)输出直流电压U o ,输出直流电流I o ;
(2)电感电流平均值I L ;
(3)MOSFET 阻断时的电压。
解:(1)V 2001d o =−=D
U U A 20/o o ==R U I (2)A 401o =−=
=D I I I in L (3)
V 200o VTm ==U U
7、升压式DC-DC 变换器电路。
输入电压为27V ±10%,输出电压为45V ,输出功率为750W ,效率为95%,若等效电阻为R=0.05Ω
① 求最大占空比
② 如果要求输出60V 是否可能?为什么?
解:(1)
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧=−−=⇒−−=i i i i i i U P I U RI U D D R I U U ηo
o o 11 o i o i o U U RP U U D η/+−=
5.045%)9027/(95.0/75005.0%902745/min min max =××+×−=+−=o i o i o U U RP U U D η
(2)要求输出电压为60V ,此时占空比应为: 62.0603.2495.075005.03.2460min min max =×+−=+−=o i o i o U U P R U U D η 可以输出60V
8、已知一个降压变换器,其工作电压为10V < U s < 20V ,输出电压为5V ,纹波电压为输出电压的0.5%,负载电阻将在1Ω < R < 10Ω变化,求工作频率为10kHz,50kHz 下所需的临界电感值、电容值和MOS 管峰值电流。
解:(1)占空比范围 dmin
o dmax o U U D U U << 得: 5.025.0<<D (2)电感电流临界连续时,有 A 2.010521omin ==Δ=
L I I 开关关断期间,有 T D I U T D I U L L )1(2)1(omin o o −=−Δ=
当输入电压最高时,占空比最小,电路所需求的临界电感值达到最大 当 时, 临界电感 kHz 10=f μs 100=T μH 5.937)1(2min omin
o =−=T D I U L 当 时, 临界电感 kHz 50=f μs 20=T μH 5.187)1(2min omin o =−=
T D I U L
(3)考虑到纹波电压为输出电压的0.5%,则mV 25=ΔC U mV 25=Δ=ΔI U L 有: 8fC C ⇒ f
I L 2.0Δ=C 由于T D L
U I L )1(o −=L I Δ,对于特定的电感值,U d 最大时,Δ达到最大 当、时,kHz 10=f μH 5.937=L A 4.0max =ΔL I μF 2002.0=Δ=f
I L kHz 50=f μH 5.187=L A 4.0max C 当、时,=ΔL I μF 402.0=Δ=
f I C L max omax max max VTm 2121L L L I I I i Δ+=Δ+
=i (4)因此: 5.2A A 4.02
11V 5VTm
=×+Ω=i。