力学竞赛试题二

力学竞赛试题二（精选8篇）

力学竞赛试题二 篇1

1992年第二届全国青年力学竞赛材料力学试题

考区 学校 姓名

一、图1表示一等截面直梁，其左端固支，而右端铰支并在跨度中点承受集中载荷P，力P作用于梁的对称面内，材料服从胡克定律，且弹性模量E，许用应力、梁的跨长L、截面惯矩I与抗弯模量W均为已知。试

1．确定铰支端反力RB。（2分）

2．确定梁危险截面的弯矩 M。（3分）

3．确定许用载荷P（3分）

4．移动铰支座在铅垂方向的位置，使许用载荷P为最大。试求此时铰支座B 在铅垂方向的位移B（4分）与最大许用载荷Pmax。（4分）

二、图2表示一副双杠，它的每一根横梁系由两根立柱支撑，设两柱之间的跨长为l；每一横梁具有两个外伸段，设每一外伸段长度均为a。假定运动员在双杠上做动作时，在每一根横梁上只有一个力的作用点，力的作用线垂直于横梁，而且力的大小与作用点的位置无关。试决定在双杠设计中，l与a的最佳比值，该比值使横梁重量为最轻，横梁与立柱的连接为铰接。l/a的最佳比值为多少？（8分）

三、图3表示一等截面直梁的横截面，它是Z字形的。该梁受纯弯曲，材料服从胡克定律，且截面的惯性矩Ix与

Iy以及惯性积

Ixy均为已知。假定中性轴垂直于截面的腹板，即与x轴相重合，试确定弯矩矢量与x轴之夹角。（8分）

四、图4表示一匀质、等厚矩形板，承受一对集中载荷P，材料服从胡克定律，弹性模量E与泊松系数v均为已知。设板具有单位厚度，试求板的面积A的改变量A。（8分）

五、为了在图5所示A与B两个固定点之间产生张力，人们常在这两点之间绷上两根绳子，然后从中点C绞紧。现设绳子的横截面为圆形，其半径为r，绳子材料的弹性模量E。假定在绞紧过程中A与B两点间的距离2l保持不变，绳子的横截面形状与大小保持不变，同时在绞紧前，绳子的初始张力为零。试求为了使A与B之间的张力达到P所必需的绞紧围数n。设2rnl。（8分）

六、图6表示一等直杆，承受单轴均匀拉伸。变形前杆长为L0横截面面积为A0在拉力为P时，杆长为L，横截面面积为A。材料进人塑性，可以略去弹性变形并假定杆件体积不变。这时轴向应变与横截面应力的关系具有如下的幂函数形式：k。式中，k与n均为材料已知常数且n＞1。

1．试求当拉力P达到极大值时杆的长度L（8分）

2．试求该拉力 P的极大值Pmax。（4分）

七、图7表示两端固定的圆截面杆，其AB段为实心杆，BC段为空心杆，即圆管。两段杆材料相同。在杆的截面 B处作用力偶矩M，在线弹性条件下，当许用力偶矩M达到最大值时，两段长度比l1/l2？（8分）。

*n

八、图8表示一根悬臂矩形截面等直弹性梁，在自由端固定一集中质量M。在梁的上表面撒了一些细沙粒，静平衡位置梁的挠度忽略不计。首先，给该梁自由端以初始向下的铅垂位移。然后，突然放松使梁产生振动。已知梁的截面惯性矩为I，长度为l，弹性模量 为E，不计梁和沙粒质量对振动的影响。集中质量M的转动惯量亦略去不计。重力沿g轴的负方向，重力加速度为g，试求：

1．梁的固有频率。（3分）

2．在梁振动任意时间t时x截面的弯矩M(x,t)。（3分）

3．在梁振动时，如果有一个位置（见图8），当沙粒坐标时，沙粒将跳离该梁，试写出确定的条件（如由方程确定，可不解方程，只作说明）（3分）4．梁上总有沙粒跳离该梁的条件是，？（3分）

九、图9表示由铅垂刚性杆和两根钢丝绳组成的结构，刚性杆上端受铅垂压力P、钢丝绳的横截面面积为A、弹性模量为E，钢丝绳的初拉力为零。设结构不能在垂直于图面方向运动。试求该结构的临界载荷Pcr。（8分）

**

十、图10表示由五根等直杆与刚性梁 AB组成的平面结构。各杆的弹性模量E、横截面面积 A、长度l与间距 b均相同且已知。在刚性梁上距杆 1为a（2b）处作用一铅垂载荷P，今欲通过电测方法测定P和a的值。试

1．给出最佳贴片方案：

应变片的片数；（2分）应变片各贴在何处。（2分）

2．给出P和a与测得的应变值i（i为杆的编号）的关系式。P?；（4分）a＝？。（4分）

力学竞赛试题二 篇2

关键词：全国周培源大学生力学竞赛,基础力学,教学方法

力学作为工程领域的基础学科, 它在推动我国科学技术现代化发展过程中起着重要的作用。而全国周培源大学生力学竞赛的举办恰好检验了全国高校基础力学教学水平和教学成果, 因此, 它不仅受到周培源基金会的支持, 而且还受到国家教育部的支持, 由原来的四年一次改为每两年举行一次, 目前已举行了十届, 赛事规模和参赛人数也不断扩大, 从第一届1988年12所高校62人参赛到如今近百所高校数万名学生参加。可见, 该竞赛符合我国科学技术和教育事业发展, 是一项大学生喜欢的赛事。随着考试题目实用性、趣味性、灵活性、创新性的提高, 其规模和影响力还在不断扩大, 越来越多的高校将周培源大学生力学竞赛作为培养优秀力学人才的目标, 越来越多的用人单位也将力学竞赛的奖项列入了招聘时考察的条件。基于全国周培源大学生力学竞赛理论性与实用性并存的特点, 引发了对基础力学传统教学方法的思考。

一、用新的教学模式加强学生创新思维能力的培养

从历届竞赛试题可以发现题目的创新性不断提高, 比如刚刚举办的第十届竞赛中的第三题, 要求考生自己设计贴片方案来测定构件单位长度质量和切向作用力, 如何能根据题意设计出最佳方案, 这对参赛学生的创新思维能力有了更高的要求。传统的基础力学教学手段以灌输为主, 经常都是教师一人讲, 学生坐下听。为了加强学生创新思维能力的培养[1], 我们会将学生分成几个兴趣小组, 针对本次课堂讲解的重要理论提出几个相关的工程问题, 让大家分组讨论, 分析问题所在, 归纳事故可能原因, 提出可行的解决手段, 本着“讨论出真知”、“三人行必有我师”的原则, 真正做到让学生参与进来, 这样不仅可以使课堂气氛更加活跃, 而且往往会有意想不到的结果, 比如在讨论过程中, 每个同学思考问题的角度不同, 会得出更加全面的分析方法, 许多创新性的想法就是在这个过程中迸发的。

二、用理论与实践相结合的方式提高学生解决问题的能力

从历届竞赛试题可以发现题目的实用性也在不断提高, 比如刚刚举办的第十届竞赛中的第一题涉及到货箱的运输。因此建议课堂教学不要一味讲理论, 必须依据“实践—理论—实践”的原则, 即从同学们感兴趣的工程事故引出本次要讲的知识点, 在理论讲解结束后再去分析事故原因及解决方法。比如我们在理论力学里讲到碰撞这一章时, 可以先向同学介绍卫星的对接、汽车的追尾等实际问题, 激发起学生兴趣后引入碰撞理论, 最后说明这些事例都是可以用该理论去分析的。在材料力学中讲弯曲变形这一章时, 可以将吊车梁引入进来, 吊车梁常见的影响正常工作的现象是使吊车在行驶过程中发生较大的振动, 另一方面使得吊车出现下坡和爬坡现象, 究其原因就是吊车梁发生了弯曲变形, 因此在设计时要提高它的弯曲刚度。还有就是为什么出现越来越多的斜拉桥, 用大量的拉索代替桥墩, 减少桥墩的数量, 这样做的目的就是从构件的稳定性考虑的, 使受压构件变为受拉构件, 不会出现压杆失稳。这些工程实例的分析, 不仅可以让学生们清晰认识到基础力学的重要性[2], 也可以提高他们学习的积极性, 同时再遇到类似的竞赛题目时也可以更得心应手。

三、注重各相关学科知识点的融合, 寻求最佳解题途径

通过对历届竞赛试题的分析发现有些题目的求解方法不是唯一的, 也有一道题目要综合几门学科进行分析的情况。比如第十届竞赛中的第二题求猴子在装置中某一位置时杆件的平衡位置, 该题既可以用刚体静力学求解, 也可以采用分析静力学的方法。而各学科知识的关联性及融合性的掌握恰恰是目前大学生欠缺的, 他们在步入大学校园后, 不断在接触新的课程, 很多时候他们并不清楚这些课程开设的目的以及开设课程的先后顺序有何讲究, 就更不要提知识的综合应用了。这对我们任课教师提出了更高的要求, 在同学们刚刚接触这门新课程时, 教师就必须让他们清楚所学内容的应用范围, 可解决哪类工程实际问题, 并分析与已经学过的课程的关系, 同时在讲解过程中如遇到超出该学科研究范围的内容, 一定要告诉学生在以后的学习中可以用哪门课程所学来进行求解, 务必使学生形成一条完整的知识链, 只有这样才能使他们遇到问题时迸发出不同的解决思路, 或者才会考虑用不同学科的知识点综合求解。

四、采用科学方法论, 激发学生学习的积极性

兴趣是最好的老师, 是学习新知识的关键, 也是接受新事物的基础。所以教师的首要任务就是要让同学们对力学学科产生兴趣, 而近几届周培源大学生力学竞赛题目的趣味性也在增加, 这也吸引了更多的同学参加此项赛事。经过不断的研究和验证, 将常用的逻辑方法“归纳与演绎结合”、“分析与综合结合”引入基础力学的教学不仅可以激发学生学习兴趣, 而且可以达到事半功倍的教学效果。归纳是从个别性的前提推论出一般性结论的推理方法。先摆事实, 后求结论, 这是从个别到一般, 寻求事物普遍特征的认识方法。优点是能体现众多事物的根本规律, 且能体现事物的共性。它有两种功能, 一是概括一般情况, 二是推测将来结果, 缺点是容易犯不完全归纳的毛病。演绎是从一般性的前提推论出个别性结论的推理方法。先假说, 后求证, 这是从一般到个别, 推论和判断个别事例的认识方法。优点是由定义根本规律等出发一步步递推, 逻辑严密, 结论可靠, 且能体现事物的特性, 缺点是缩小了范围, 使根本规律的作用得不到充分的展现。归纳法和演绎法在应用上并不矛盾, 有些问题可采用前者, 有些则采用后者, 而更多情况将两者结合着应用, 则能收到更好的效果。分析是把事物分解为各个部分、侧面、属性, 分别加以研究, 是认识事物整体的必要阶段。综合是把事物各个部分、侧面、属性按内在联系有机地统一为整体, 以掌握事物的本质和规律。分析与综合是互相渗透和转化的, 一切论断都是分析与综合的结果。在基础力学的教学中, 包括在对周培源大学生力学竞赛的参赛选手作辅导时, 采用上述的科学方法论使学生更便于记忆和理解, 在最大程度上激发他们对力学学习的积极性。

五、注重力学基础及综合求解能力的培养

强调力学基础的重要性, 要求学生在理论力学和材料力学的学习中不仅要熟背理论公式, 而且要加强对一些基本概念的理解, 进而思考出具有个人特点的理解方式。万丈高楼平地起, 如果根基不扎实, 不可能取得更高的成就。在扎实的力学基础上也要注重综合求解能力的培养, 在平时的练习中, 我们会给同学布置一些与实验相关的题目, 在具体安排中要注意实验一定要与理论课紧密配合, 使理论成为实验的指导[3], 实验成为理论的验证和开拓, 并锻炼学生对实验中出现的现象用理论知识做出合理的解释, 培养他们理论与实验相结合的求解能力。也就是说在基础力学的教学中, 应该更加注重学生实验方法和动手能力的培养, 不要单一的认为所有问题都要用理论公式分析。

随着全国周培源大学生力学竞赛影响力的不断扩大和社会对高素质力学人才需求的不断增加, 基础力学的教学方法的改革已经成为力学教师必须探索和思考的课题, 希望在广大力学工作者的共同努力下, 能探索出更好、更适合现代大学生的教学方法, 为社会输送更多的优秀人才, 为周培源大学生力学竞赛输送更强的参赛选手。

参考文献

[1]刘安中, 张速.基于全国周培源大学生力学竞赛创新思维培养能力的实践[J].淮北师范大学学报:自然科学版, 2013, 34 (2) :71-73.

[2]李道奎, 李东, 黄海兵, 等.以力学竞赛促进基础力学教改的创新与实践[J].力学与实践, 2011, 33 (3) :80-81.

力学竞赛试题二 篇3

关键词：初中物理 力学 开放性 试题设计

在新课程标准贯彻实施的背景下，教育部对初中的物理教学提出了更为具体的要求。初中物理的教学理念应该是以培养学生的创新意识、提升知识的应用能力、发现问题与解决问题的能力为目的，使得学生在思想、态度方面得到全面的发展。设计开放性问题，进行开放性问题教学，是实施创新教育的有效措施，是培养学生创新能力的一种有效的手段。由于长期应试教育带来的影响，致使学生的思维仍然不太活跃，在解题的过程中过分关注自己的答案与标准答案存在的差距。对于这一问题，教师在教学的过程中必须要做好开放性试题的设计工作并将其运用到教学实践中。笔者就对初中物理力学教学中开放性问题如何设计谈谈自己的看法。

我通过研究者资料的参考与分析将开放性试题的命制方法作如下归纳。

一、利用传统试题，通过陈题新用，设计开放性试题

即将以前使用过的封闭性试题进行开放化，抛弃其中一些繁杂旧的内容，突出新意，与时代气息相结合，使传统的试题趋向开放化。这是一种较为简单的开放性试题的命制方法，具体的作法是改换问题的提问方法或者是省略问题的部分条件。这类试题可以很好地消除学生学习力学的记忆障碍，使学生由形象记忆上升到理解记忆为目的，能够举一反三。

二、利用古诗词进行开放性试题设计

利用学生已学过的古诗词，可以设计出很好的开放性试题。这样不但使试题具有良好的情境，而且使试题充满活力，还可以培养学生的联想能力和发散思维。通过这类试题可以很好地消除学生学习力学的想象障碍，使学生容易形成物理图景的能力，建立空间位置关系的能力，构想理想化模型的能力。

三、利用生活实际中的素材设计开放性试题

通过从生产、生活以及学生所参加的各种实践活动中挖掘开放性试题的素材。这类试题可以很好地消除学生学习力学的感知障碍，使学生明确观察的目的性和重要性，使学生掌握观察的方法，给学生尽量多的观察机会。例如，（1）通过自己的努力，你能否将自己抱起？请用所学知识点回答其能否实现？（2）当你不小心使乒乓球掉入有底的小洞里，请问你能否将其巧妙地拿出来？

四、利用小制作来设置开放性试题

这是一类考查学生动手操作能力的开放性试题，条件与过程都是开放性的。这类试题的目的在于引导教学向着培养学生实践能力、动手能力和探究能力的方向发展。这类试题可以很好地消除学生学习力学的思维障碍。学生通过小制作的完成，不但能激发学生学习的兴趣，还可以让学生感受物理中的实际应用，培养学生的动手操作技能。例如，（1）请你自行设计一个简易仪器，来比较你自己文具用品、书本等小物品的重量，比比哪个比较重一点并排序？（2）请动手设计一个简易仪器，来比较我们拿起鸡蛋、苹果、面包、文具盒时哪个比较费力？

五、利用跨学科知识设计开放性试题

跨学科不但考查学生对力学知识的掌握，而且也考查学生对其他学科的学习。这样既有利于学生对力学知识的学习，也有利于学生对各门学科的学习，避免学生偏科，有利于学生的全面发展。这类试题可以很好地消除学生学习力学的记忆障碍，学生通过接触跨学科知识的开放性试题可以打破学生的思维定势，消除记忆障碍。（1）我们曾在语文课《死海》中学过“死海不死”这一论述，假设此刻你就在死海岸边，你敢躺在上面看书吗？请用所学的知识给与理由。（2）大雁在河里面捕捉到好多鱼吃不了，所以它顺着太阳的方向将捕捉到的鱼藏起来，请分析大雁能找到藏的鱼吗？为什么？请用所学知识给大雁一些可行性的藏鱼方法。

六、利用体育运动项目设计开放性试题

这一设计方法是通过利用初中学生经常参加的体育运动项目中的力学现象来设计开放性试题的。可以设计出初中学生感兴趣的具体运动项目，让学生解释某些现象的原因或分析某些运动项目所涉及的原理。这类试题可以很好地消除学生学习力学的情感障碍，学生通过体育运动项目和老师建立良好的师生情感，再接触有关体育运动项目的开放性试题，可以加强对教学内容的情感处理，加强学习目的的教育。例如，我们在拔河时为了增大取胜的机会应该怎么做才好？

七、利用建筑方面的知识设计开放性试题

这一方法是通过常见的建筑所涉及的力学原理进行设计开放性试题，让学生解释其所涉及力学原理，让学生说说为什么要设计成那样。这类试题可以很好的消除学生学习力学的想像障碍，培养学生建立空间位置关系的能力，培养学生的想像能力。例如：（1）请说说工程师们为什么把河坝设计成下宽上窄的形状？（2）为什么把铁轨铺在一根根的路枕上？（3）为什么把门把手安装在离门轴较远的地方？

开放性试题服务于课程目标，符合新课程的教学原则，满足教材的需要。开放性试题可以更好的让学生了解自然界多种多样的运动形式，认识机械运动和力、声和光、电和磁等内容，了解相互作用规律及其在生产、生活中的应用。通过开放性试题可以激发学生的发散性思维和创造性思维，提高学生的科学探究能力，增强学生分析问题与解决问题的能力。

参考文献：

[1]周培柔.我国开放性试题的研究进程及其反思[J].韩山师范学院学报，2012.

[2]杨军.开放性试题的特点与解题规律探究[J].中小学教学：中学版，2010（7）.

[3]何良梅.浅谈物理开放性试题[J].考试：中考版，2007（12）.

[4]吴维宁.初中物理开放性试题命制方法初探[J].物理教师，2004.

[5]郁伟芬，史新广.中学生心理健康影响因素分析及对策[J].健康教育与健康促进，2009.

[6]苏月东，贾建峰.中学生学习压力的心理研究及其应对策略[J].科教文汇：中旬刊，2009.

弹性力学期中试题 篇4

一、单选题（共 30 道试题，共 60 分。）V

1.  弹性力学研究由于受外力作用、边界约束或温度改变等原因而发生的应力、形变和位移

A. 弹性体

B. 刚体

C. 粘性体

D. 塑性体

满分：2  分

2.  在弹性力学中规定，切应变以直角（），与切应力的正负号规定相适应。

A. 变小时为正，变大时为正

B. 变小时为负，变大时为负

C. 变小时为负，变大时为正

D. 变小时为正，变大时为负

满分：2  分

3.  具体步骤分为单元分析和整体分析两部分的方法是（）

A. 有限差分法

B. 边界元法

C. 有限单元法的

D. 数值法

满分：2  分

4.  平面问题的平衡微分方程表述的是（）之间的关系。

A. 应力与体力

B. 应力与应变

C. 应力与面力

D. 应力与位移

满分：2  分

5.  用应变分量表示的相容方程等价于（）

A.平衡微分方程

B. 几何方程

C. 物理方程

D. 几何方程和物理方程

满分：2  分

6.  平面应力问题的外力特征是（）

A. 只作用在板边且平行于板中面

B. 垂直作用在板面

C.平行中面作用在板边和板面上

D. 作用在板面且平行于板中面

满分：2  分

7.  下面不属于边界条件的是（）。

A. 位移边界条件

B. 流量边界条件

C. 应力边界条件

D. 混合边界条件

满分：2  分

8.  利用有限单元法求解弹性力学问题时，不包括哪个步骤（）

A. 结构离散化

B. 单元分析

C. 整体分析

D. 应力分析

满分：2  分

9.  在弹性力学中规定，线应变（），与正应力的正负号规定相适应。

A. 伸长时为负，缩短时为负

B. 伸长时为正，缩短时为正

C. 伸长时为正，缩短时为负

D. 伸长时为负，缩短时为正

满分：2  分

10.  在弹性力学里分析问题，要建立（）套方程。

A. 一

B. 二

C. 三

D. 四

满分：2  分

11.  关于弹性力学的正确认识是（）

A. 计算力学在工程结构设计中的作用日益重要

B. 弹性力学从微分单元体入手分析弹性体,因此与材料力学不同,不需要对问题作假设

C. 任何弹性变形材料都是弹性力学的研究对象

D. 弹性力学理论像材料力学一样，可以没有困难的应用于工程结构分析

满分：2  分

12.  每个单元的位移一般总是包含着（）部分

A. 一

B. 二

C. 三

D. 四

满分：2  分

13.  平面问题分为平面（）问题和平面（）问题。

A. 应力，应变

B. 切变.应力

C. 内力.应变

D. 外力，内力

满分：2  分

14.  所谓“完全弹性体”是指（）

A. 材料应力应变关系满足虎克定律

B. 材料的应力应变关系与加载时间.历史无关

C. 本构关系为非线性弹性关系

D. 应力应变关系满足线性弹性关系

满分：2  分

15.  物体受外力以后，其内部将发生内力，它的集度称为（）

A. 应变

B. 应力

C. 变形

D. 切变力

满分：2  分

16.  应力状态分析是建立在静力学基础上的，这是因为（）

A. 没有考虑面力边界条件

B. 没有讨论多连域的变形

C. 没有涉及材料本构关系

D. 没有考虑材料的变形对于应力状态的影响

满分：2  分

17.  设有平面应力状态，σx=ax+by，σy=cx+dy，τxy=?dx?ay?γx，其中a,b,c,d均为常数，γ为容重。该应力状态满足平衡微分方程，其体力是（）

A. fx=0，fy=0

B. fx≠0，fy=0

C. fx≠0，fy≠0

D. fx=0，fy≠0

满分：2  分

18.  下列材料中，（）属于各向同性材料。

A. 竹材

B. 纤维增强复合材料

C. 玻璃钢

D. 沥青

满分：2  分

19.  应力函数必须是（）

A. 多项式函数

B. 三角函数

C. 重调和函数

D. 二元函数

满分：2  分

20.  关于应力状态分析，（）是正确的。

A. 应力状态特征方程的根是确定的，因此任意截面的应力分量相同

B. 应力不变量表示主应力不变

C. 主应力的大小是可以确定的，但是方向不是确定的

D. 应力分量随着截面方位改变而变化，但是应力状态是不变的

满分：2  分

21.  所谓“应力状态”是指（）

A. 斜截面应力矢量与横截面应力矢量不同

B. 一点不同截面的应力随着截面方位变化而改变

C. 3个主应力作用平面相互垂直

D. 不同截面的应力不同，因此应力矢量是不可确定的

满分：2  分

22.  对于承受均布荷载的简支梁来说，弹性力学解答与材料力学解答的关系是（）

A. σx的表达式相同

B. σy的表达式相同

C. τxy的表达式相同

D. 都满足平截面假定

满分：2  分

23.  每个单元的应变包括（）部分应变。

A. 二

B. 三

C. 四

D. 五

满分：2  分

24.  物体的均匀性假定是指物体的（）相同

A. 各点密度

B. 各点强度

C. 各点弹性常数

D. 各点位移

满分：2  分

25.  弹性力学对杆件分析（）

A. 无法分析

B. 得出近似的结果

C. 得出精确的结果

D. 需采用一些关于变形的近似假定

满分：2  分

26.  下面哪个不是弹性力学研究物体的内容（）

A. 应力

B. 应变

C. 位移

D. 距离

满分：2  分

27.  应力不变量说明（）

A. 应力状态特征方程的根是不确定的

B. 一点的`应力分量不变

C. 主应力的方向不变

D. 应力随着截面方位改变，但是应力状态不变

满分：2  分

28.  在平面应变问题中（取纵向作z轴）（）

A. σz=0，w=0，εz=0

B. σz≠0，w≠0，εz≠0

C. σz=0，w≠0，εz=0

D. σz≠0，w=0，εz=0

满分：2  分

29.  下列对象不属于弹性力学研究对象的是（）

A. 杆件

B. 块体

C. 板壳

D. 质点

满分：2  分

30.  按应力求解（）时常采用逆解法和半逆解法。

A. 应变问题

B. 边界问题

C. 空间问题

D.平面问题

满分：2  分

二、多选题（共 10 道试题，共 20 分。）V 1. 下列问题不能简化为平面应变问题的是（）

A. 墙梁

B. 高压管道

C. 楼板

D. 高速旋转的薄圆盘

满分：2  分

2.  弹性力学与材料力学的主要相同之处在于（）

A. 任务

B. 研究对象

C. 研究方法

D. 基本假设

满分：2  分

3.  有限单元法的具体步骤分为（）两部分

A. 边界条件分析

B. 单元分析

C. 整体分析

D. 节点分析

满分：2  分

4.  对“完全弹性体”描述不正确的是（）

A. 材料应力应变关系满足胡克定律

B. 材料的应力应变关系与加载时间历史无关

C. 物理关系为非线性弹性关系

D. 应力应变关系满足线性弹性关系

满分：2  分

5.  下列材料中，（）不属于各向同性材料。

A. 竹材

B. 纤维增强复合材料

C. 玻璃钢

D. 沥青

满分：2  分

6.  关于弹性力学的不正确认识是（）

A. 计算力学在工程结构设计的中作用日益重要

B. 弹性力学从微分单元体入手分析弹性体，因此与材料力学不同，不需对问题作假设

C. 任何弹性变形材料都是弹性力学的研究对象

D. 弹性力学理论像材料力学一样，可以没有困难的应用于工程结构分析。

满分：2  分

7.  下面不属于平面应力问题的外力特征是（）

A. 只作用在板边且平行于板中面

B. 垂直作用在板面

C.平行中面作用在板边和板面上

D. 作用在板面且平行于板中面

满分：2  分

8.  不论Φ是什么形式的函数，分量在不计体力的情况下无法满足（）

A.平衡微分方程

B. 几何方程

C. 物理关系

D. 相容方程

满分：2  分

9.  下列哪种材料不能视为各向同性材料（）

A. 木材

B. 竹材

C. 混凝土

D. 夹层板

满分：2  分

10.  下列力是体力的是：（）

A. 重力

B. 惯性力

C. 电磁力

D. 静水压力

满分：2  分

三、判断题（共 10 道试题，共 20 分。）V 1. 表示应力分量与面力（体力）分量之间关系的方程为平衡微分方程。（）

A. 错误

B. 正确

满分：2  分

2.  按应力求解平面问题时常采用位移法和应力法。（）

A. 错误

B. 正确

满分：2  分

3.  位移轴对称时，其对应的应力分量一定也是轴对称的；反之，应力轴对称时，其对应的位移分量一定也是轴对称的（）

A. 错误

B. 正确

满分：2  分

4.  当物体的位移分量完全确定时，形变分量即完全确定。（）

A. 错误

B. 正确

满分：2  分

5.  对于应力边界问题，满足平衡微分方程和应力边界条件的应力，必为正确的应力分布（）

A. 错误

B. 正确

满分：2  分

6.  物体变形连续的充分和必要条件是几何方程(或应变相容方程)（）

A. 错误

B. 正确

满分：2  分

7.  在弹性力学和材料力学里关于应力的正负规定是一样的。（）

A. 错误

B. 正确

满分：2  分

8.  孔边应力集中是由于受力面减小了一些，而应力有所增大（）

A. 错误

B. 正确

满分：2  分

9.  体力作用在物体内部的各个质点上，所以它属于内力（）

A. 错误

B. 正确

满分：2  分

10.  在轴对称问题中，应力分量和位移分量一般都与极角θ无关（）

A. 错误

B. 正确

周培源力学竞赛简介 篇5

上世纪八十年代的中国，百废初兴，科技的发展却面临科技队伍的断层和人才匮乏的瓶颈制约。振兴教育，培养新一代高素质的创新人才是时代的呼唤。全国大学生力学竞赛在这样的背景下开始酝酿。

1986年8月在呼和浩特市召开的《力学与实践》编委会上，北京大学武际可教授建议举办一次大学程度的力学竞赛，获得一致赞同。中国力学学会理事长郑哲敏院士听取了有关工作汇报并安排《力学与实践》编委会（竞赛组织委员会）筹办。组委会成立了两个命题小组，武际可教授任理论力学、流体力学课程组长，徐秉业教授任材料力学、弹性力学课程组长，同时向全国有关专家学者征题，共获得58份回函，提供了140余道题。命题组精选整编了28道作为初赛题，在《力学与实践》1988年第1期刊出，要求参赛者在约一个半月的时间内寄回答案。组委会从62份答案中评选了31人进京复赛（一人因故缺席）。通过严格的笔试和口试，评选出了一、二、三等奖共17名。颁奖会由武际可教授主持，著名力学家张涵信、张维、庄逢甘、郑哲敏、王仁、黄克智等院士及高教社易钟煜副主编颁奖。本次竞赛还得到了有关高校、高教社和著名力学家钱令希院士赞助。在国内外享有声誉的我国力学界的大师们参与这项赛事，极大地激励了青年学生的学习热情，也活跃了力学界学术气氛，对我国力学教学具有重要的促进作用。“中国青年报”于1988年10月13日报导了此次竞赛。

从1992年到2004年的第2至5届竞赛可以看作这项竞赛活动发展的第二阶段。为了鼓励青年学生学习老一辈科学家为科学的献身精神，这项竞赛从1996年第三届起改名为“全国周培源大学生力学竞赛”。

根据首届竞赛的反馈意见，为了吸引更多的学生参赛，竞赛内容精简为只含理论力学和材料力学两门工科学生普遍学习的课程；为了保证平等竞争，采用了闭卷方式，在全国各考点同一时间用统一试卷竞赛。这一措施收到了很好的效果，从东海之滨到西部新疆，从东北地区到特别行政区香港，竞赛得到了全国高校领导、老师和学生的热烈响应。同学们珍视这个机会，将竞赛看作21世纪科技大战场角逐预演的擂台，许多高校希望通过竞赛使教学更上一层楼，同时也将竞赛作为展示教学水平与教学改革成果的一个窗口。

竞赛规模在第二阶段得到了阶跃式发展，第一届全国62 人、12单位参赛，第二届1389人报名参赛，第三届1711人报名参赛，第四届25个省市、81所高校、2752名学生报名参赛，第五届30个省（市）、自治区，164所高校7617人报名参赛，表明“全国周培源大学生力学竞赛”已经有广泛的代表性，在高校有了重要的影响。在北京赛区历届竞赛中，中国力学学会理事长，第一届郑哲敏院士，第二届，第三届庄逢甘院士，第四届白以龙院士，第五届崔尔杰院士都带队看望参赛选手，给青年学生以极大鼓舞。

在新的21世纪，党中央提出了建设创新型国家的伟大号召，给教育注入了强大的推动力。“全国周培源大学生力学竞赛”进入教育部高教司主办的大学生科技竞赛项目，标志着这项竞赛活动发展到了它的第三阶段。这个阶段的三个重

水泥物理力学性能检验试题 篇6

一、判断改错题

1、水泥为气硬性胶凝材料。（×）

2、因水泥是水硬性胶凝材料，所以运输和贮存时不怕受潮。（×）

3、气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，而水硬性胶凝材料只能在水中硬化。（×）

4、生产水泥的最后阶段还要加入石膏，主要是为调整水泥的凝结时间。（√）

5、硅酸盐水泥熟料的主要矿物成份是硅酸钙。（√）

6、普通硅酸盐水泥的强度等级分为 32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R五个等级。（×）

7、矿渣硅酸盐水泥的烧失量要求小于等于5.0%。（×）

8、低碱水泥中的碱含量应不大于0.6%或由买卖双方协商确定。（√）

9、硅酸盐水泥初凝时间不小于45 min，终凝时间不大于390 min。（√）

10、普通硅酸盐水泥的细度以80μm方孔筛筛余表示，筛余应不大于10%。（×）

11、矿渣硅酸盐水泥进行胶砂强度检验时，应根据胶砂流动度来调整用水量。（×）

12、凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合GB175-2007标准规定时，均为废品。（×）

13、水泥安定性仲裁检验时，应在取样之日起3Od以内完成。（×）

14、水泥试体成型试验室的温度应保持在20℃±2℃，相对湿度应不低于50%。（√）

15、水泥试体带模养护的养护箱或雾室温度保持在20℃±1℃，相对湿度不低于95%。（×）

16、水泥试件成型振实台只要安放在稳固的基座上即可。（×）

17、水泥胶砂试件成型时配合比为水泥：标准砂：水＝1：2.5：0.5。（×）

18、水泥胶砂试件成型时配料用的天平精度应为±1g。（√）

19、水泥胶砂试件成型时向搅拌机中加料的顺序为水泥、水、砂。（×）20、水泥胶砂试件振实成型时，水泥胶砂应分三次装入试模。（×）

21、水泥试件水平放置于水中养护时，刮平面应向上。（√）

22、水泥试件养护时，每个养护池可以养护不同类型的水泥试件。（×）

23、水泥试件应在试验前30min从水中取出，用湿布覆盖，直到试验结束。（×）

24、水泥凝结时间用针为直径1.13mm±0.05mmm的圆柱体。（√）

25、测定水泥标准稠度用水量时，以试杆沉入净浆并距底板6mm±1mm时的用水量为水泥的标准稠度用水量。（√）

26、测量水泥的凝结时间，在临近终凝时应每隔15min测定一次。（√）

27、GB175-2007通用硅酸盐水泥标准中取消了有关废品水泥的判定。（√）

28、P．S．B类矿渣硅酸盐水泥中可以掺加大于50%的粒化高炉矿渣。（√）

29、P．S.A类矿渣硅酸盐水泥中可以掺加大于50%的粒化高炉矿渣。（×）30、水泥的体积安定性主要是由于游离氧化钙造成的。（√）

31、用于水泥细度检验用的负压筛的负压调节范围为4000Pa~6000Pa。（√）

32、水泥细度检验时，如果两次筛余结果绝对误差大于0.2%时，应再做一次试验，取两次相近结果的算术平均值，作为最终结果。（×）

33、水泥细度检验时，负压筛析法、水筛法和手工筛析法测定的结果发生争议时，以负压筛析法为准。（√）

34、水泥细度试验筛修正系数超出0.80~1.20范围时，试验筛应予淘汰。（√）

35、水泥胶砂流动度测定用的跳桌可安装于任意稳固的基座上。（×）

36、流动度试验，从胶砂加水开始到测量扩散直径结束，应在10min内完成。（×）

37、袋装水泥取样时，应从每一个编号内随机抽取不少于20袋水泥，采用袋装水泥取样器取样。（√）

38、水泥胶砂搅拌时，标准砂是在低速搅拌30S后，在第二个30S开始的同时均匀加入。（√）

39、一组水泥抗折强度值中有超出平均值±10％时，应剔除后再取平均值作为抗折强度的试验结果。（√）

40、一组水泥抗压强度值中，如六个测定值中有一个超出六个平均值的±10%，就应剔除这个结果，而以剩下五个的平均数为结果。如果五个测定值中再有超过它们平均数±10%的，则此组结果作废。（√）

二、单项选择题：

1、通用硅酸盐水泥按 A 的品种和掺量分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。A、混合材料 B、硅酸盐熟料 C、原材料 D、原材料的矿物成份

2、普通硅酸盐水泥的代号为 C。A、P．I B、P.Ⅱ C、P．O D、P.P

3、火山灰质硅酸盐水泥的代号为 D。A、P．C B、P.F C、P．O D、P.P

4、粉煤灰硅酸盐水泥的代号为 B。A、P．C B、P.F C、P．O D、P.P

5、复合硅酸盐水泥的代号为 A。A、P．C B、P.F C、P．O D、P.P

6、水泥活性混合材料用粉煤灰的强度活性指数应不小于 C。A、50% B、60% C、70% D、80%

7、掺入普通硅酸盐水泥中的活性混合材料，允许用不超过水泥质量 B 的非活性混合材料代替。

A、5% B、8% C、10% D、15%

8、掺入普通硅酸盐水泥中的活性混合材料，允许用不超过水泥质量 A 的窑灰代替。

A、5% B、8% C、10% D、15%

9、普通硅酸盐水泥中混合材料的掺量为 A %。A、>5且≤20 B、>10且≤20 C、>5且≤30 D、>5且≤50

10、矿渣硅酸盐水泥P.S.A中混合材料的掺量为 D %。A、>5且≤20 B、>10且≤20 C、>5且≤30 D、>20且≤50

11、矿渣硅酸盐水泥P.S.B中混合材料的掺量为 C %。A、>5且≤20 B、>10且≤20 C、>20且≤70 D、>20且≤50

12、火山灰质硅盐水泥＝中混合材料的掺量为 C %。A、>5且≤20 B、>10且≤20 C、>20且≤40 D、>20且≤50

13、粉煤灰硅盐水泥＝中混合材料的掺量为 C %。A、>5且≤20 B、>10且≤20 C、>20且≤40 D、>20且≤50

14、复合硅盐水泥＝中混合材料的掺量为 D %。A、>5且≤20 B、>10且≤20 C、>20且≤40 D、>20且≤50

15、硅酸盐水泥分 C 个强度等级。A、4 B、5 C、6 D、7

16、普通硅酸盐水泥分 A 个强度等级。A、4 B、5 C、6 D、7

17、复合硅酸盐水泥分 C 个强度等级。A、4 B、5 C、6 D、7

18、硅酸盐水泥终凝时间不大于 C min。A、300 B、360 C、390 D、450

19、普通硅酸盐水泥终凝时间不大于 D min。A、300 B、360 C、390 D、600 20、矿渣硅酸盐水泥初凝时间不小于 A min。A、45 B、60 C、30 D、40

21、强度等级为42.5的硅酸盐水泥的3天强度应大于等于 B MPa。A、15 B、17 C、19 D、21

22、强度等级为42.5的矿渣硅酸盐水泥的3天强度应大于等于 A MPa。A、15 B、17 C、19 D、21

23、强度等级为42.5R的硅酸盐水泥的3天强度应大于等于 D MPa。A、15 B、17 C、19 D、22

24、强度等级为42.5R的矿渣硅酸盐水泥的3天强度应大于等于 C MPa。A、15 B、17 C、19 D、21

25、强度等级为52.5的硅酸盐水泥的3天强度应大于等于 D MPa。A、15 B、17 C、19 D、23

26、强度等级为52.5的矿渣硅酸盐水泥的3天强度应大于等于 D MPa。A、15 B、17 C、19 D、21

27、强度等级为52.5R的硅酸盐水泥的3天强度应大于等于 B MPa。A、15 B、27 C、19 D、23

28、强度等级为52.5R的矿渣硅酸盐水泥的3天强度应大于等于 D MPa。A、15 B、17 C、19 D、23

29、硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以比表面积表示，其比表面积不小于 A 2m/kg。

A、300 B、350 C、370 D、400 30、复合硅酸盐水泥的细度以筛余表示，其80μm方孔筛筛余不大于 B。A、8% B、10% C、12% D、15%

31、矿渣硅酸盐水泥的细度以筛余表示，其45μm方孔筛筛余不大于 C。A、10% B、20% C、30% D、35%

32、粉煤灰硅酸盐水泥在进行胶砂强度检验时，其用水量按0.50水灰比和胶砂流动度不小于 D 来确定。A、150mm B、160mm C、170mm D、180mm

33、复合硅酸盐水泥在进行胶砂强度检验时，当流动度小于180 mm时，应以 A 的整倍数递增的方法将水灰比调整至胶砂流动度不小于180 mm。A、0.01 B、0.1 C、0.001 D、0.02

34、水泥年生产能力为200万吨以上时，应以 D 吨为一编号。A、600 B、1000 C、2400 D、4000

35、标准稠度用水量和安定性按照 C 进行检验。A、GB/T1345-2001 B、GB/T1345-2005 C、GB/T1346-2001 D、GB/T1346-2005

36、水泥试体成型试验室的温度应保持在 A，相对湿度应不低于50%。A、20℃±2℃ B、20℃±1℃ C、20℃±3℃ 20℃±0.5℃

37、水泥试体带模养护的养护箱或雾室相对湿度不低于 B。A、95% B、90% C、50% D、80%

38、水泥抗折强度试验时，试验机的加荷速度为 A。A、50N/S±10N/S B、30N/S±10N/S C、40N/S±10N/S D、100N/S±10N/S

39、水泥抗压强度试验时，试验机的加荷速度为 C。A、50N/S±10N/S B、2000N/S±50N/S C、2400N/S±200N/S D、100N/S±10N/S 40、胶砂试件脱模后，养护期间，试体间距不得小于 A A.5mm B.10mm C.50mm D.20mm

三、多项选择题：

1、硅酸盐水泥的代号为 A B。A、P．I B、P.Ⅱ C、P．O D、P.P

2、矿渣硅酸盐水泥的代号为 C D。A、P．I B、P.Ⅱ C、P．S．A D、P.S.B

3、硅酸盐水泥熟料由主要含 ABCD 的原料，按适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。A、CaO B、SiO2 C、Al2O3 D、Fe2O3

4、GB175-2007同GB175-1999相比，普通硅酸盐水泥的强度等级删去了 AB。A、32.5 B、32.5R C、42.5 D、42.5R

5、AB 在进行胶砂强度检验时，其用水量按0.50水灰比和胶砂流动度不小于180 mm来确定。

A、火山灰质硅酸盐水泥 B、粉煤灰硅酸盐水泥 C、矿渣硅酸盐水泥 D、硅酸盐水泥

6、水泥出厂前按 AB 等级编号和取样。A、同品种 B、同强度等级 C、同品种、同强度等级 D、同一条生产线

7、水泥的出厂检验项目为 ABCD。A、化学指标 B、凝结时间 C、安定性 D、强度

8、水泥的 ABCD 满足GB175-2007规定的为合格品 A、化学指标 B、凝结时间 C、安定性 D、强度

9、水泥的 BCD 不满足GB175-2007规定的为不合格品 A、碱含量 B、凝结时间 C、安定性 D、强度

10、水泥的化学指标包括 ABC。A、不溶物 B、烧失量 C、三氧化硫 D、碱含量

11、水泥的物理指标包括 CD。A、不溶物 B、烧失量 C、凝结时间 D、安定性

12、AB 水泥的细度用比表面积表示。A、硅酸盐水泥 B、普通硅酸盐水泥 C、矿渣硅酸盐水泥 D、粉煤灰硅酸盐水泥

12、CD 水泥的细度用筛余表示。A、硅酸盐水泥 B、普通硅酸盐水泥 C、矿渣硅酸盐水泥 D、粉煤灰硅酸盐水泥

13、水泥胶砂成型振实台的基座要求描述正确的有： AB。A、高约400mm B、重约600kg C、体积约为0.5m D、长度为2米

14、对胶砂搅拌机工作程序描述正确的有： ACD。A、标准砂在第二个30S开始时加入 B、标准砂在开始搅拌时即加入 C、停拌时间为90S D、调整搅拌时间为60S

15、对振实台成型描述正确的有： ABD。

A、胶砂分二层装入试模 B、装入第一层后要振实60次 C、胶砂一次装满试模 D、振实后应用直尺刮平

16、对水泥胶砂试件带模养护描述正确的有： CD。A、试件可在成型室中自然养护 B、养护时试模可叠放在一起 C、养护时的温度为20℃±1℃ D、养护时的相对温度为90%以上

17、可用于水泥细度检验用的试验筛的规格有 AB。A、45μm B、80μm C、1.25mm D、30μm

18、水泥细度检测方法有 ABCD。3A、勃氏法 B、负压筛法 C、水筛法 D、手工筛析法

19、对负压筛检测水泥细度描述正确的有： BC。A、80μm筛析试验样品量为10g B、45μm筛析试验样品量为10g C、调节负压至4000~6000Pa范围 D、筛析时间为3min 20、对水筛法检测水泥细度描述正确的有： ABD。A、80μm筛析试验样品量为25g B、45μm筛析试验样品量为10g C、水压为0.2MPa D、筛析时间为3min

21、对手工筛法检测水泥细度描述正确的有： ABC。A、80μm筛析试验样品量为25g B、45μm筛析试验样品量为10g C、拍打速度为每分钟120次 D、筛析时间为3min

22、对测定标准稠度用试杆描述正确的有 AC。A、试杆的有效长度为50mm±1mm B、试杆的有效长度为30mm±1mm C、试杆的直径为10mm±0.05mm D、试杆的直径为1.13mm±0.05mm

23、对测定凝结时间初凝用试针描述正确的有 AD。A、试杆的有效长度为50mm±1mm B、试杆的有效长度为30mm±1mm C、试杆的直径为10mm±0.05mm D、试杆的直径为1.13mm±0.05mm

24、对测定凝结时间终凝用试针描述正确的有 BD。A、试杆的有效长度为50mm±1mm B、试杆的有效长度为30mm±1mm C、试杆的直径为10mm±0.05mm D、试杆的直径为1.13mm±0.05mm

25、对标准稠度用水量标准方法描述正确的有： ABD。A、水泥用量为500g B、整个操作过程应在3分钟内结束 C、以试杆沉入净浆并距底板为5mm±1mm时的用水量为标准稠度用水量 D、标准稠度用水量按水泥质量的百分比计

26、对凝结时间的测定描述正确的有： ABD。A、第一次测定应在加水后30min时进行

B、当试针距底板为4mm±1mm时，为水泥达到初凝状态 C、临近终凝时每隔30min测一次

D、当环形附件不能在试体上留下痕迹时，为水泥达到终凝状态

27、对雷氏夹测定水泥安定性描述正确的有 AB。A、净浆装入雷氏夹后应在养护箱内养护24h±2h B、试件需要进行沸煮 C、沸煮时间为4h D、沸煮时指针向下

28、对试饼法测定水泥安定性描述正确的有： BC。A、试饼的直径为60mm±10mm B、试饼中心厚约10mm C、沸煮时恒沸时间为180min±5min D、试饼无裂纹，即认为水泥安定性合格

29、对胶砂流动度测定描述正确的有 ABD。A、如跳桌在24 h内未被使用，先空跳一个周期25次 B、胶砂要分两次装入试模 C、跳桌的跳动频率为每分钟30次 D、流动度试验应在6分钟内结束

30、进行水泥比表面积测定用的样品要先进行预处理，下列说法那种正确： AB。

A、先用0.9 mm方孔筛进行过筛 B、在110℃±5℃条件下烘干1h C、烘干后马上进行测试 D、不用进行烘干

31、对比表面积测定，下列说法正确的有 ABC。A、试验用仪器至少每年校准一次 B、需要测定水泥的密度

C、水泥比表面积应由二次透气试验结果的平均值确定。如二次试验结果相差2%以上时，应重新试验

D、当同一水泥用手动勃氏透气仪测定的结果与自动勃氏透气仪测定的结果有争议时，以自动勃氏透气仪测定结果为准。

32、测定水泥密度时，下列说法正确的有 ABD。A、试样先用0.9 mm方孔筛进行过筛

B、试验时应恒温，水温应控制在李氏瓶刻度时的温度 C、试样量为50g D、试验结果取两次测定结果的算术平均值，两次测定结果之差不得超过0.02g/cm33、水泥活性混合材料用粉煤灰，出厂时应检验 ABC。A、烧失量 B、含水量 C、三氧化硫 D、需水量比

34、粉煤灰按煤种分为。A、Ⅰ类 B、Ⅱ类 C、F类 D、C类

35、水泥中掺加的活性混合材料包括 ABC。A、粒化高炉矿渣 B、粉煤灰 C、火山灰质混合材料 D、窑灰

36、硅酸盐水泥的基本组成材料包括 ABC 等。A、水泥熟料 B、石膏 C、混合材料 D、石英砂

37、下列关于水泥胶砂试件养护池，正确的说法是 ABD。A、每个养护池只养护同类型的水泥试件

B、不允许在养护期间全部换水，只是补充水至恒定水位

C、养护期间，试体之间的间隙和试体上表面的水深不得小于2mm D、3d、28d强度试件应在破型前15min从水中取出

38、抗压强度结果的处理正确的是 ABC。A、以一组六个抗压强度测定值的算术平均值作为试验结果

B、若六个测定值中有一个超出六个平均值的±10％时，应剔除这个结果，以剩下五个的平均数为结果

C、若五个测定值中再有超过它们平均数±10％的，则此组结果作废 D、不存在B、C的处理方法。

39、对水泥抗压强度试验机的要求，下列说法正确的有 ABD。

A、抗压荷载应有±1％的精度 B、加荷速率2400N/S±200 N/S C、指示器能在卸荷后显示破坏荷载 D、不能人工操作加荷速度 40、水泥出厂前取样时，正确的取样规定是 ABC。A、按同品种、同强度等级取样 B、袋装和散装水泥分别取样 C、每一编号为一个取样单位

D、同一生产线且不超过规定批量的水泥为一个取样单位。

四、简答题

1、什么是通用硅酸盐水泥？

答：以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏，及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。

2、简述通用硅酸盐水泥的分类

答：通用硅酸盐水泥按混合材料的品种和掺量分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。

3、请写出通用硅酸盐水泥各品种的代号。答：硅酸盐水泥：P.Ⅰ、P.Ⅱ

普通硅酸盐水泥：P.O 矿渣硅酸盐水泥：P.S.A、P.S.B 火山灰质硅酸盐水泥：P.P 粉煤灰硅酸盐水泥：P.F 复合硅酸盐水泥：P.C

4、代号为P.Ⅰ和P.Ⅱ的硅酸盐水泥在组分上有什么区别？ 答：代号为P.Ⅰ的硅酸盐水泥完全由水泥熟料和石膏组成。

代号为P.Ⅱ的硅酸盐水泥由水泥熟料、石膏以及掺量小于等于5%的粒化高炉矿渣或石灰石组成。

5、代号为P.S.A和P.S.B的矿渣硅酸盐水泥在组分上有什么区别？

答：代号为P.S.A的矿渣硅酸盐水泥中粒化高炉矿渣的掺量为大于20%且小于等于50%。代号为P.S.B的矿渣硅酸盐水泥中粒化高炉矿渣的掺量为大于50%且小于等于70%。

6、什么是硅酸盐水泥熟料？

答：由主要含CaO、Si02、Al2O3、Fe2O3的原料，按适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。其中硅酸钙矿物含量(质量分数)不小于66%，氧化钙和氧化硅质量比不小于2.0。

7、硅酸盐水泥分为那几个强度等级？

答：硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个等级。

8、普通硅酸盐水泥分为那几个强度等级？

答：普通硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R四个等级。

9、矿渣硅酸盐水泥分为那几个强度等级？

答：矿渣硅酸盐水泥的强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个等级。

10、火山灰质硅酸盐水泥分为那几个强度等级？

答：火山灰质硅酸盐水泥的强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个等级。

11、粉煤灰硅酸盐水泥分为那几个强度等级？

答：粉煤灰硅酸盐水泥的强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个等级。

12、复合硅酸盐水泥分为那几个强度等级？

答：复合硅酸盐水泥的强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个等级。

13、通用硅酸盐水泥的化学指标都包括那些指标？

答：包括：不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子？

14、GB175-2007《通用硅酸盐水泥》国家标准中对凝结时间有什么要求？ 答：硅酸盐水泥初凝时间不小于45 min，终凝时间不大于390 min。

普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝不小于45 min，终凝不大于600min。

15、GB175-2007《通用硅酸盐水泥》国家标准中对细度有什么要求？ 答：硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以比表面积表示，其比表面积不小于300m/kg;矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的细度以筛余表示，其80μm方孔筛筛余不大于10%或45μm方孔筛筛余不大于30%。

16、什么是合格品水泥？

答：凡是化学指标、凝结时间、安定性、强度符合GB175-2007规定的为合格品水泥。

17、什么是不合格品水泥？

答：凡是检验结果不符合GB175-2007中化学指标、凝结时间、安定性、强度中任何一项技术要求的为不合格品水泥。

18、GB175-2007中对安定性的仲裁检验有何要求？

答：水泥安定性仲裁检验时，应在取样之日起10d以内完成。

19、简述水泥净浆稠度测定的原理。

答：水泥标准稠度净浆对标准试杆(或试锥)的沉人具有一定阻力。通过试验不同含水量水泥净浆的穿透性，以确定水泥标准稠度净浆中所需加人的水量。20、简述凝结时间测定的原理。

答：凝结时间以试针沉人水泥标准稠度净浆至一定深度所需的时间表示。

21、简述雷氏法测定水泥安定性的原理。

答：雷氏法是观测由二个试针的相对位移所指示的水泥标准稠度净浆体积膨胀的程度。

22、简述试饼法测定水泥安定性的原理。

答：试饼法是观测水泥标准稠度净浆试饼的外形变化程度。

23、什么是水泥的体积安定性？引起水泥体积安定性不良的原因是什么？

答：水泥的体积安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的均匀性。即水泥硬化浆体能保持一定的形状，具有不开裂、不变形、不溃散的性质。

引起水泥体积安定性不良的原因是：1.熟料中含有过多的游离氧化钙和游离氧化镁。2.掺入石膏过多。

24、标准稠度用水量测定前应做那些准备工作？ 答：（1）维卡仪的金属棒能自由滑动;（2）调整至试杆接触玻璃板时指针对准零点;（3）搅拌机运行正常。

25、水泥胶砂制备时每锅胶砂的材料用量是多少？

答：水泥：450±2g；标准砂：1350±5g；水：225±1g。

26、水泥振实台的安装有什么要求？

3答： 振实台应安装在高度约400mm的混凝土基座上。混凝土体积约为0.25m，重约600kg。需防外部振动影响振实效果时，可在整个混凝土基座下放一层厚约5mm天然橡胶弹性衬垫。

27、水泥成型和养护的温湿度有何要求？

答：试体成型试验室的温度应保持在(20±2)℃，相对湿度应不低于50%。试体带模养护的养护箱或雾室温度保持在(20±1)℃，相对湿度不低于90%。试体养护池水温度应在(20±1)℃范围内。

28、什么是水泥的比表面积？它的单位如何表示？

2答： 水泥的比表面积是指单位质量的水泥粉末所具有的总表面积，它的单位以cm/g2或m/kg来表示。

29、水泥胶砂流动度测试用跳桌的安装有何要求？

答：跳桌宜通过膨胀螺栓安装在已硬化的水平混凝土基座上。基座由容重至少为2240 3kg/m的重混凝土浇筑而成，基部约为400mm×400mm见方，高约690 mm。30、简述水泥密度测定的原理。

答：将水泥倒入装有一定量液体介质的李氏瓶内，并使液体介质充分地浸透水泥颗粒。根据阿基米德定律，水泥的体积等于它所排开的液体体积，从而算出水泥单位体积的质量即为密度，为使测定的水泥不产生水化反应，液体介质采用无水煤油。

五、论述题

1、试述硅酸盐水泥胶砂强度试件的制备方法（用振实台成型）。

答：（1）配料：胶砂的质量配合比应为一份水泥三份标准砂和半份水(水灰比为O.5)。用精度为±1g的天平称取水泥450±2g、标准砂1350±5g、水225±1g。当用自动滴管加225mL水时，滴管精度应达到±1mL。

(2)搅拌：每锅胶砂用搅拌机进行机械搅拌。先使搅拌机处于待工作状态，然后按以下的程序进行操作: 把水加入锅里，再加入水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。

然后立即开动机器，低速搅拌30S后，在第二个30S开始的同时均匀地将砂子加人。当各级砂是分装时，从最粗粒级开始，依次将所需的每级砂量加完。把机器转至高速再拌30S。

停拌90S，在第1个15S内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂，刮入锅中间。在高速下继续搅拌60S。各个搅拌阶段，时间误差应在±1S以内。

（3）成型：胶砂制备后立即进行成型。将空试模和模套固定在振实台上，用一适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分二层装人试模，装第一层时，每个槽里约放300g胶砂，用大播料器垂直架在模套顶部沿每个模槽来回一次将料层播平，接着振实60次。再装人第二层胶砂，用小播料器播平，再振实60次。移走模套，从振实台上取下试模，用一金属直尺以近似90°的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。

在试模上作标记或加字条标明试件编号和试件相对于振实台的位置。

2、试述粉煤灰硅酸盐水泥胶砂强度试件的制备方法（用振实台成型）。

答：（1）配料：胶砂的质量配合比应为一份水泥三份标准砂和半份水(水灰比为O.5)。用精度为±1g的天平称取水泥450±2g、标准砂1350±5g、水225±1g。当用自动滴管加225mL水时，滴管精度应达到±1mL。

(2)搅拌：每锅胶砂用搅拌机进行机械搅拌。先使搅拌机处于待工作状态，然后按以下的程序进行操作: 把水加入锅里，再加入水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。

然后立即开动机器，低速搅拌30S后，在第二个30S开始的同时均匀地将砂子加人。当各级砂是分装时，从最粗粒级开始，依次将所需的每级砂量加完。把机器转至高速再拌30S。

停拌90S，在第1个15S内用一胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂，刮入锅中间。在高速下继续搅拌60S。各个搅拌阶段，时间误差应在±1S以内。

（3）胶砂搅拌完成后马上按GB/T2419-2005进行胶砂流动度试验。如果胶砂流动度不小于180mm，则可以进行成型。如果胶砂流动度小于180mm, 应以0.01的整倍数递增的方法调整水灰比，重新制备胶砂，直至胶砂流动度不小于180 mm。

（4）成型：胶砂制备后立即进行成型。将空试模和模套固定在振实台上，用一适当勺子直接从搅拌锅里将胶砂分二层装人试模，装第一层时，每个槽里约放300g胶砂，用大播料器垂直架在模套顶部沿每个模槽来回一次将料层播平，接着振实60次。再装人第二层胶砂，用小播料器播平，再振实60次。移走模套，从振实台上取下试模，用一金属直尺以近似90°的角度架在试模模顶的一端，然后沿试模长度方向以横向锯割动作慢慢向另一端移动，一次将超过试模部分的胶砂刮去，并用同一直尺以近乎水平的情况下将试体表面抹平。

在试模上作标记或加字条标明试件编号和试件相对于振实台的位置。

3、试述水泥以抽取实物试样的检验结果为验收依据时的验收过程。答：以抽取实物试样的检验结果为验收依据时，买卖双方应在发货前或交货地共同取样和签封。取样方法按GB 12573进行，取样数量为20kg，缩分为二等份。一份由卖方保存40d，一份由买方按标准规定的项目和方法进行检验。

在40d以内，买方检验认为产品质量不符合本标准要求，而卖方又有异议时，则双方应将卖方保存的另一份试样送省级或省级以上国家认可的水泥质量监督检验机构进行仲裁检验。水泥安定性仲裁检验时，应在取样之日起10d以内完成。

4、试述水泥胶砂试件脱模前的处理及养护。答：去掉留在模子四周的胶砂。立即将作好标记的试模放入雾室或湿箱的水平架子上养护，湿空气应能与试模各边接触。雾室或养护箱的温度应控制在(20±1)℃，相对湿度不低于90%。养护时不应将试模放在其他试模上。一直养护到规定的脱模时间时取出脱模。脱模前，用防水墨汁或颜料笔对试体进行编号和做其他标记。二个龄期以上的试体，在编号时应将同一试模中的三条试体分在二个以上龄期内。

5、试述水泥胶砂试件在水中养护的方法。

答：将做好标记的试件立即水平或竖直放在(20±1)℃水中养护，水平放置时刮平面应朝上。试件放在不易腐烂的蓖子上，并彼此间保持一定间距，以让水与试件的六个面接触。养护期间试件之间间隔或试体上表面的水深不得小于5mm。每个养护池只养护同类型的水泥试件。最初用自来水装满养护池(或容器)，随后随时加水保持适当的恒定水位，不允许在养护期间全部换水。

除24h龄期或延迟至48h脱模的试体外，任何到龄期的试体应在试验(破型)前15min从水中取出。揩去试体表面沉积物，并用湿布覆盖至试验为止。

6、试述水泥胶砂试体的抗折试验方法。

答：将试体一个侧面放在试验机支撑圆柱上，试体长轴垂直于支撑圆柱，通过加荷

圆柱以50N/s±10N/s的速率均匀的将荷载垂直的加在棱柱体相对侧面上直至折断。

7、试述负压筛析法检测水泥细度的试验方法。答：（1）试验准备

试验前所用试验筛应保持清洁。试验时，80μm筛析试验称取试样25 g,45 μm筛析试验称取试样10g。

（2）试验过程

筛析试验前应把负压筛放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，检查控制系统，调节负压至4000Pa~6000Pa范围内。

称取试样精确至0.01g，置于洁净的负压筛中，放在筛座上，盖上筛盖，接通电源，开动筛析仪连续筛析2min，在此期间如有试样附着在筛盖上，可轻轻地敲击筛盖使试样落下。筛毕，用天平称量全部筛余物。

（3）结果计算及处理

水泥试样筛余百分数按下式计算:

式中: F—水泥试样的筛余百分数，单位为质量百分数(%);Rt—水泥筛余物的质量，单位为克(g);W—水泥试样的质量，单位为克(g);C-试验筛修正系数。

合格评定时，每个样品应称取二个试样分别筛析，取筛余平均值为筛析结果。若两次筛余结果绝对误差大于0.5%时应再做一次试验，取两次相近结果的算术平均值，作为最终结果。

8、试述水筛法检测水泥细度的试验方法。答：（1）试验准备

试验前所用试验筛应保持清洁。试验时，80μm筛析试验称取试样25 g,45 μm筛析试验称取试样10g。

（2）试验过程

筛析试验前，应检查水中无泥、砂，调整好水压及水筛架的位置，使其能正常运转，并控制喷头底面和筛网之间距离为35 mm~75 mm。

称取试样精确至0.01g,置于洁净的水筛中，立即用淡水冲洗至大部分细粉通过后，放在水筛架上，用水压为0.05MPa±0.02MPa的喷头连续冲洗3 min。筛毕，用少量水把筛余物冲至蒸发皿中，等水泥颗粒全部沉淀后，小心倒出清水，烘干并用天平称量全部筛余物。

（3）结果计算及处理

水泥试样筛余百分数按下式计算:

式中: F—水泥试样的筛余百分数，单位为质量百分数(%);Rt—水泥筛余物的质量，单位为克(g);W—水泥试样的质量，单位为克(g);C-试验筛修正系数。

合格评定时，每个样品应称取二个试样分别筛析，取筛余平均值为筛析结果。若两次筛余结果绝对误差大于0.5%时应再做一次试验，取两次相近结果的算术平均值，作为最终结果。

9、试述手工筛析法检测水泥细度的试验方法。答：（1）试验准备

试验前所用试验筛应保持清洁。试验时，80μm筛析试验称取试样25 g,45 μm筛析试验称取试样10g。

（2）试验过程

称取水泥试样精确至0.01g，倒入手工筛内。

用一只手持筛往复摇动，另一只手轻轻拍打，往复摇动和拍打过程应保持近于水平。拍打速度每分钟约120次，每40次向同一方向转动60°，使试样均匀分布在筛网上，直至每分钟通过的试样量不超过0.03g为止。称量全部筛余物。

（3）结果计算及处理

水泥试样筛余百分数按下式计算:

式中: F—水泥试样的筛余百分数，单位为质量百分数(%);Rt—水泥筛余物的质量，单位为克(g);W—水泥试样的质量，单位为克(g);C-试验筛修正系数。

合格评定时，每个样品应称取二个试样分别筛析，取筛余平均值为筛析结果。若两次筛余结果绝对误差大于0.5%时应再做一次试验，取两次相近结果的算术平均值，作为最终结果。

10、试述水泥标准稠度用水量（标准法）的测定步骤。

答：水泥净浆拌和结束后，于即将拌制好的水泥净浆装入已置玻璃地板上的试模中，用小刀插捣，轻轻震动数次，刮去多余的净浆；刮平后迅速将试模和底板移到维卡仪上，并将其中心定在试杆下，降低试杆直至与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1s-2s后，突然放松，使试杆垂直自由的沉入水泥净浆中。在试杆停止沉入或释放试杆30s时，记录试杆距底板之间的距离，升起试杆后，立即擦净；整个操作应在搅拌后1.5min内完成，以试杆沉入净浆并距底板6mm±1mm的水泥净浆为标准稠度净浆，其拌和水量为该谁你的标准稠度用水量，按水泥质量的百分比计。

11、试述水泥初凝时间的测定方法。

答：试件在湿气养护箱中养护至加水后30min时进行第一次测定。测定时，从湿气养护箱中取出试模放在试针下，降低试针与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1s~2s后，突然放松，试针垂直自由的沉入水泥净浆。观察试针停止下沉或释放试件30s时指针的读数。当试针沉入距底板4mm±1mm时，为水泥到达初凝状态，由水泥全部加入到水中至初凝状态的时间为水泥的初凝时间,用“min”表示。

测定时应注意，在最初测定的操作时应轻轻扶持金属柱，使其徐徐下降，以防试针撞弯，但结果以自由下落为准;在整个测试过程中试针沉人的位置至少要距试模内壁10 mm。临近初凝时，每隔5 min测定一次，到达初凝时应立即重复测一次，当两次结论相同时才能定为到达初凝状态。每次测定不能让试针落人原针孔，每次测试完毕须将试针擦净并将试模放回湿气养护箱内，整个测试过程要防止试模受振。

12、试述水泥终凝时间的测定方法。

答：为了准确观测试针沉人的状况，在终凝针上安装了一个环形附件。在完成初凝时间测定后，立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板取下，翻转180°，直径大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放人湿气养护箱中继续养护，临近终凝时间时每隔15 min测定一次，当试针沉人试体0.5 mm时，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时，为水泥达到终凝状态，由水泥全部加人水中至终凝状态的时间为水泥的终凝时间，用“min”表示。

到达终凝时应立即重复测一次，当两次结论相同时才能定为到达终凝状态。每次测定不能让试针落人原针孔，每次测试完毕须将试针擦净并将试模放回湿气养护箱内，整个测试过程要防止试模受振。

13、试述安定性（标准法）的测定方法。答：（1）测定前的准备工作

每个试样需成型两个试件，每个雷氏夹需配备质量约75g~85g的玻璃板两块，凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹内表面都要稍稍涂上一层油。

(2)雷氏夹试件的成型

将预先准备好的雷氏夹放在已稍擦油的玻璃板上，并立即将已制好的标准稠度净浆一次装满雷氏夹，装浆时一只手轻轻扶持雷氏夹，另一只手用宽约10 mm的小刀插捣数次，然后抹平，盖上稍涂油的玻璃板，接着立即将试件移至湿气养护箱内养护24 h±2 h。

（3）沸煮

调整好沸煮箱内的水位，使能保证在整个沸煮过程中都超过试件，不需中途添补试验用水，同时又能保证在30 min±5 min内升至沸腾。

脱去玻璃板取下试件，先测量雷氏夹指针尖端间的距离(A)，精确到0.5mm，接着将试件放人沸煮箱水中的试件架上，指针朝上，然后在30 min±5 min内加热至沸并恒沸180 min±5min。

（4）结果判别:沸煮结束后，立即放掉沸煮箱中的热水，打开箱盖，待箱体冷却至室温，取出试件进行判别。测量雷氏夹指针尖端的距离(C)，准确至0.5 mm，当两个试件煮后增加距离(C-A)的平均值不大于5.0 mm时，即认为该水泥安定性合格，当两个试件的(C-A)值相差超过4.0 mm时，应用同一样品立即重做一次试验。再如此，则认为该水泥为安定性不合格。

14、试述安定性（代用法）的测定方法。答：（1）测定前的准备工作

每个样品需准备两块约100mm ×100mm的玻璃板，凡与水泥净浆接触的玻璃板都要稍稍涂上一层油。

（2）试饼的成型方法

将制好的标准稠度净浆取出一部分分成两等份，使之成球形，放在预先准备好的玻璃板上，轻轻振动玻璃板并用湿布擦过的小刀由边缘向中央抹，做成直径70 mm~80 mm、中心厚约10 mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼，接着将试饼放人湿气养护箱内养护24 h±2 h。

（3）沸煮

调整好沸煮箱内的水位，使能保证在整个沸煮过程中都超过试件，不需中途添补试验用水，同时又能保证在30 min±5 min内升至沸腾。

脱去玻璃板取下试饼，在试饼无缺陷的情况下将试饼放在沸煮箱水中的蓖板上，然后在30 min±5 min内加热至沸并恒沸180 min±5 min。

（4）结果判别:沸煮结束后，立即放掉沸煮箱中的热水，打开箱盖，待箱体冷却至室温，取出试件进行判别。目测试饼未发现裂缝，用钢直尺检查也没有弯曲(使钢直尺和试饼底部紧靠，以两者间不透光为不弯曲)的试饼为安定性合格，反之为不合格。当两个试饼判别结果有矛盾时，该水泥的安定性为不合格。

15、试述水泥胶砂流动度的测定方法。答：（1）如跳桌在24 h内未被使用，先空跳一个周期25次。（2）胶砂制备按GB/T 17671有关规定进行。在制备胶砂的同时，用潮湿棉布擦拭跳桌台面、试模内壁、捣棒以及与胶砂接触的用具，将试模放在跳桌台面中央并用潮湿棉布覆盖。（3）将拌好的胶砂分两层迅速装人试模，第一层装至截锥圆模高度约三分之二处，用小刀在相互垂直两个方向各划5次，用捣棒由边缘至中心均匀捣压15次;随后，装第二层胶砂，装至高出截锥圆模约20 mm，用小刀在相互垂直两个方向各划5次，再用捣棒由边缘至中心均匀捣压10次。捣压后胶砂应略高于试模。捣压深度，第一层捣至胶砂高度的二分之一，第二层捣实不超过已捣实底层表面。装胶砂和捣压时，用手扶稳试模，不要使其移动。

(4)捣压完毕，取下模套，将小刀倾斜，从中间向边缘分两次以近水平的角度抹去高出截锥圆模的胶砂，并擦去落在桌面上的胶砂。将截锥圆模垂直向上轻轻提起。立刻开动跳桌，以每秒钟一次的频率，在25S±1s内完成25次跳动。

(5)流动度试验，从胶砂加水开始到测量扩散直径结束，应在6min内完成。

16、试述水泥密度的测定步骤。答：（1）将无水煤油注入李氏瓶中至0到1 mL刻度线后(以弯月面下部为准)，盖上瓶塞放入恒温水槽内，使刻度部分浸入水中(水温应控制在李氏瓶刻度时的温度)，恒温30 min，记下初始(第一次)读数。

（2）从恒温水槽中取出李氏瓶，用滤纸将李氏瓶细长颈内没有煤油的部分仔细擦干净。（3）水泥试样应预先通过0.90 mm方孔筛，在110±5 ℃温度下干燥1h，并在干燥器内冷却至室温。称取水泥60g,称准至0.01g。

（4）用小匙将水泥样品一点点的装入李氏瓶中，反复摇动(亦可用超声波震动)，至没有气泡排出，再次将李氏瓶静置于恒温水槽中，恒温30 min，记下第二次读数。

（5）第一次读数和第二次读数时，恒温水槽的温度差不大于0.2 ℃。

17、试述水泥比表面积的测定方法。答 ：（1）测定水泥密度

按GB/T 208测定水泥密度。（2）漏气检查

将透气圆筒上口用橡皮塞塞紧，接到压力计上。用抽气装置从压力计一臂中抽出部分气体，然后关闭阀门，观察是否漏气。如发现漏气，可用活塞油脂加以密封。

（3）空隙率(ε)的确定

PⅠ、PⅡ型水泥的空隙率采用0.500±0.005，其他水泥或粉料的空隙率选用0.530±0.005。

当按上述空隙率不能将试样压至规定的位置时，则允许改变空隙率。（4）7.4确定试样量

试样量按下式计算:

式中: m—需要的试样量，单位为克(g);—试样密度，单位为克每立方厘米(g/cm3);v—试料层体积，单位为立方厘米(cm3);—试料层空隙率。（5）试料层制备 将穿孔板放入透气圆筒的突缘上，用捣棒把一片滤纸放到穿孔板上，边缘放平并压紧。称取确定的试样量，精确到0.001g，倒人圆筒。轻敲圆筒的边，使水泥层表面平坦。再放人一片滤纸，用捣器均匀捣实试料直至捣器的支持环与圆筒顶边接触，并旋转1~2圈，慢慢取出捣器。

穿孔板上的滤纸为笋12.7 mm边缘光滑的圆形滤纸片。每次测定需用新的滤纸片。(6)透气试验

把装有试料层的透气圆筒下锥面涂一薄层活塞油脂，然后把它插人压力计顶端锥型磨口处，旋转1~2圈。要保证紧密连接不致漏气，并不振动所制备的试料层。

打开微型电磁泵慢慢从压力计一臂中抽出空气，直到压力计内液面上升到扩大部下端时关闭阀门。当压力计内液体的凹月面下降到第一条刻线时开始计时，当液体的凹月面下降到第二条刻线时停止计时，记录液面从第一条刻度线到第二条刻度线所需的时间。以秒记录，并记录下试验时的温度(℃)。每次透气试验，应重新制备试料层。

18、试述水泥检测报告至少应包括那些内容：

答：答：至少应包括：报告名称、报告编号、样品编号、样品状态、委托单位、工程名称、工程部位、代表批量、生产厂家、检测日期、检测依据、产品标准、检测环境的温湿度、实验室地址、水泥品种、代号、强度等级、力学性能检测结果、结论、签发日期、主检人、校核人、批准人、检测单位等。

19、试述一下砌筑水泥保水率的测定方法。答：（1）、将空的干燥的试模称量，精确到0.1g;将8张未使用的滤纸称量精确到0.1g。（2）、称取450g±2g水泥，1350g±5gISO标准砂，量取225 mL±1 mL水，按GB/T17671制备砂浆，并按GB/T2419测定砂浆的流动度，调整水量以水泥胶砂流动度在180mm~190 mm范围内的用水量为准。

（3）、当砂浆的流动度在180mm~190mm范围内时，将搅拌锅中剩余的砂浆在低速下重新搅拌15s，然后用刮刀将砂浆装满试模并抹平表面。

（4）、将装满砂浆的试模称量精确到0.1g。用滤网盖住砂浆表面，并在滤网顶部放上8张已称量的滤纸，滤纸上放上刚性底板，将试模翻转180°倒放在一平面上并在倒转的试模底上放上质量为2kg的铁砣。5min±5s后拿掉铁砣，再倒放回去，去掉刚性底板、滤纸和滤网，并称量滤纸精确到0.1g。

（5）、计算求得保水率。

20、论述一下如何才能保证水泥抗压结果检测的准确性？ 答：（1）、首先是检验人员要具备熟练的检验技术、能熟练地进行水泥检测。

（2）、试验用的仪器设备应确保检定或自校合格，并满足标准的要求。这些设备包括搅拌机、振实台、试模、试验机等。

（3）、养护设施要满足标准的要求，包括成型间和标准养护室的温湿度要严格按标准要求进行控制。

（4）、成型时计量要准确。称量所用的天平要检定合格，天平的精度要满足标准的要求。（5）、试验所用的标准砂要采用符合国家标准的标准砂。（6）、试压时的抗压夹具、加荷方法等要满足标准的要求。

六、案例分析与计算题：

1、一组水泥试件28天抗折强度分别为7.2MPa、7.5 MPa、7.6 MPa，求该组试件的抗折强度。

答：（1）先求平均值：（7.2+7.5+7.6）/3=7.4MPa(2)求最大值和最小值与平均值的差值是否超过±10%（7.2-7.4）/7.4×100%＝-2.7%（7.5-7.4）/7.4×100%=1.4%(3)该组试件的抗折强度为7.4MPa。

2、一组水泥试件28天抗折强度分别为7.2MPa、7.5 MPa、8.9 MPa，求该组试件的抗折强度。

答：（1）先求平均值：（7.2+7.5+8.9）/3=7.9MPa(2)求最大值和最小值与平均值的差值是否超过±10%（7.2-7.9）/7.9×100%＝-8.9%（8.9-7.9）/7.9×100%=12.7%（3）剔除8.9MPa这个数值再求平均值（7.2+7.5）/2=7.4MPa(3)该组试件的抗折强度为7.4MPa。

3、一组水泥试件的28天抗压强度分别45.6MPa、46.3 MPa、46.1 MPa、44.2 MPa、47.8 MPa、48.4 MPa，求该组试件的28天抗压强度。

答：（1）先求平均值：

（45.6+46.3+46.1+44.2+47.8+48.4）/6=46.4MPa（2）求最大值和最小值与平均值的差值是否超过±10%（44.2-46.4）/46.4×100%=-4.7%(48.4-46.4)/46.4×100%=4.3%(3)该组试件的28天抗压强度为46.4MPa。

4、一组水泥试件的28天抗压强度分别40.1MPa、46.3 MPa、46.1 MPa、44.2 MPa、47.8 MPa、48.4 MPa，求该组试件的28天抗压强度。

答：（1）先求平均值：

（40.1+46.3+46.1+44.2+47.8+48.4）/6=45.5MPa（2）求最大值和最小值与平均值的差值是否超过±10%（40.1-45.5）/45.5×100%=-11.9%(48.4-45.5)/45.5×100%=6.4%（3）将最小值剔除掉再求平均值

（46.3+46.1+44.2+47.8+48.4）/5=46.6MPa（4）再求剩下的5个数值中最大值和最小值与平均值的差值是否超过±10%（44.2-46.6）/46.6×100%=-5.2%(48.4-46.6)/46.6×100%=3.9%(5)该组试件的28天抗压强度为46.6MPa。

5、一组水泥试件的28天抗压强度分别40.1MPa、46.8 MPa、46.1 MPa、41.2 MPa、47.8 MPa、48.4 MPa，求该组试件的28天抗压强度。

答：（1）先求平均值：

（40.1+46.8+46.1+41.2+47.8+48.4）/6=45.1MPa（2）求最大值和最小值与平均值的差值是否超过±10%（40.1-45.1）/45.1×100%=-11.1%(48.4-45.1)/45.1×100%=7.3%（3）将最小值剔除掉再求平均值

（46.8+46.1+41.2+47.8+48.4）/5=46.1MPa（4）再求剩下的5个数值中最大值和最小值与平均值的差值是否超过±10%（41.2-46.1）/46.1×100%=-10.6%(48.4-46.1)/46.1×100%=5.0%(5)该组试件的28天抗压强度结果作废。

6、在一次水泥密度的测试过程中，共进行两次试验，一次试样量为60.02g, 水泥排开无水煤油的体积为18.9mL，每二次称取的试样量为60.18g,水泥排开的无水煤油的体积为19.0mL。求该水泥试样的密度。

3答：第一次测得的水泥密度为：60.02/18.9=3.18g/cm 第二次测得的水泥密度为：60.18/19.0=3.17g/cm 由于两次测量结果之差不超过0.02 g/cm，所以取两次测量结果的平均值为该水泥样品的密度值：（3.18+3.17）/2=3.18 g/cm。

7、在一次水泥密度的测试过程中，共进行两次试验，一次试样量为60.02g, 水泥排开无水煤油的体积为18.9mL，每二次称取的试样量为59.98g,水泥排开的无水煤油的体积为19.1mL。求该水泥试样的密度。

3答：第一次测得的水泥密度为：60.02/18.9=3.18g/cm 第二次测得的水泥密度为：59.98/19.1=3.14g/cm 由于两次测量结果之差不超过0.02 g/cm，所以该试验应增加测试次数或重做。

8、在一次水泥细度的测试过程中，共进行两次试验。一次试验的试样量为25.12g,筛余量为1.02g;第二次的试样量为25.34g,筛余量为1.06g。筛子的修正系数为1.12,求该水泥样品的细度。

答：第一次测得的水泥细度为：1.02/25.12×100%＝4.1%

4.1%×1.12＝4.6% 第二次测得的水泥细度为：1.06/25.34×100%＝4.2%

4.2%×1.12＝4.7% 由于两次筛余结果绝对误差小于0.5%，所以取两次结果的平均值作为筛析结果。（4.6%+4.7%）/2=4.6%。

9、在一次水泥细度的测试过程中，共进行两次试验。一次试验的试样量为25.86g,筛余量为1.02g;第二次的试样量为25.04g,筛余量为1.1 8g。筛子的修正系数为1.12,求该水泥样品的细度。

答：第一次测得的水泥细度为：1.02/25.86×100%＝3.9%

3.9%×1.12＝4.4% 第二次测得的水泥细度为：1.18/25.04×100%＝4.7%

4.7%×1.12＝5.3% 由于两次筛余结果绝对误差大于0.5%，应再做一次试验，取两次相近结果的算术平均值，作为最终结果。

10、当被测试样的密度、试料层中空隙率与标准样品相同，试验时的温度与校准温度之差为2℃时。标准试样的比表面积为348cm2/g，密度为3.18g/cm3，在试验时压力计中液面降落时间为75s.被测物料的密度为3.16g/cm3, 在试验时压力计中液面降落时间为102s.计算被测试样的比表面积。

答：

11、某一试验室接收了一份水泥委托检验任务，试验人员在接收委托后直接将试验样品拿到水泥检测室进行检验。在进行检测时，试验人员发现检测室温度为16度，于是该试验人员将检测室的空调打开，一边进行温度控制一边继续进行试验，并用精度为±2g的天平称取所取的材料进行成型操作。请问：该试验人员的检测过程符合标准的要求吗？如果不符合，请指出。

答：该试验人员的检测过程不符合标准的要求。

（1）标准要求试验室温度为20℃±2℃，相对饭度应不低于50%，水泥试样、拌和水、仪器和用具的温度应与试验室一致。因此，该试验人员应先对试验室的温湿度进行检查，当发现环境条件不满足要求时应先进行温湿度进行调整，调整到标准要求的温湿度，并将水泥样品在标准条件下存放一段时间，使之和与试验室温度一致后方可进行试验。

（2）称量所用的天平不满足要求，标准要求精度为±1g。

12、某试验室用试饼汉测定水泥的安定性。试饼成型完毕后将试饼放在成型室内养护24 h±2 h。然后脱脱去玻璃板取下试饼，在试饼无缺陷的情况下将试饼放在沸煮箱水中的蓖板上，接通电源进行加热，沸煮箱在45min后沸腾并恒沸3小时。沸煮结束后，立即放掉沸煮箱中的热水，打开箱盖，待箱体冷却至室温，取出试件进行判别。目测试饼未发现裂缝。因此判水泥的安定性合格。请问：该试验室的安定性检测有何不当之处？

答：（1）试饼成型后应当在养护箱中养护，而不应该在成型室内养护。（2）沸煮时应当在在30 min±5 min内升至沸腾。

（3）结果判定时，除了目测试饼有无裂缝外，还应用钢直尺检查也没有弯曲。

13、某一试验室将同一天成型的普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥放入一个养护槽中进行养护。由于养护槽比较小，所以试验人员就将试件刮平面向下叠放在一起。养护到第20天时，试验人员发现试体上表面的水深只有2mm，于是，从自来水管中接水加到养护槽中以保持试体上表面的水深超过5mm。请问：该试验室对水泥试件的养护有何不当之处？

答：（1）不应将不同品种的水泥放在一个养护槽中养护。

（2）试件不应当叠放，试件彼此间应保持一定间距，以让水与试件的六个面接触。

（3）水平放置时刮平面应朝上。

（4）应每天检测养护槽的水深，并保持试体上表面的水深不得小于5mm。

（5）不应从自来水管中接水直接加到养护槽中，而应该加入事先放在养护室中和养护室同的水。

14、某试验室进行水泥密度的检测，李氏瓶刻度时的温度为20 ℃。试验人员将无水煤油注入李氏瓶中至0到1 mL刻度线后，盖上瓶塞放入恒温水槽内，使刻度部分浸入水中，恒温30 min，并记下初始(第一次)读数，此时恒温水槽的温度为20.5℃。试验人员从恒温水槽中取出李氏瓶，用滤纸将李氏瓶细长颈内没有煤油的部分仔细擦干净。然后试验人员从水泥样中用精度为±1g的天平称取60g水泥样品并将其一点点的装入李氏瓶中，并反复摇动，至没有气泡排出，再次将李氏瓶静置于恒温水槽中，恒温30 min，记下第二次读数，此时恒温水槽的温度为20.0℃。问：该密度检测过程有何不当之处？

答：（1）水泥试样应预先通过0.90 mm方孔筛，在110±5 ℃温度下干燥1h，并在干燥器内冷却至室温。而在该操作过程中没有进行这些预备工作。

（2）称量水泥用的天平的精度不够，应用精度为±0.01g的天平。

（3）第一次读数和第二次读数时，恒温水槽的温度差0.5℃，超过了0.2 ℃的标准要求。

15、某工地从水泥厂新购一批袋装水泥，双方商定以抽取实物试样的检验结果为验收依据。水泥到场后，双方人员从10袋水泥中取样20kg，缩分为二等份。一份由水泥厂保存，另一份则送到某市级工程质量检测站进行检验。等到第30天，工地人员取报告时发现水泥安定性和28天强度不合格。于是工地一方将检测结果通知水泥厂，并要求水泥厂进行赔偿。水泥厂不服，双方经协商后同意进行仲裁检验。于是双方将水泥厂保存的另一份样品送到同一检测站重新对不合格项进行检测。问：在这批水泥的验收过程中，那些过程是错误的？

答：（1）取样方法不正确。应至少从20袋水泥中取样混合组成混合样。（2）仲裁检验时不应再送到市级工程质量检测站进行检验。而应送省级或省级以上国家认可的水泥质量监督检验机构进行仲裁检验。

力学竞赛试题二 篇7

长期以来, 工程力学实验的理论考试基本上是任课教师根据个人教学实践和经验命题。其优点主要是教学经验丰富的教师可以根据学生的实际情况和学术动态组织试题, 考查学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。其缺点主要是命题具有较大的主观随意性, 缺乏科学的、统一的命题标准。同一学期的考试, 不同教学班级学生的考试成绩与其实际水平可能会有较大的差异, 会对教师教学质量评估、学生学习效果检查、教学方法改进等方面产生一些负面影响。如果采用试题库系统统一组卷考试, 则能在一定程度上消除这些影响。因为试题库系统自身具有一套统一的量化指标体系, 能够对教师的教学质量、学生的学习效果作出较为科学的评估;同时, 试题库系统给出的试卷具有一定的知识覆盖面, 能较为全面、科学地反映学生掌握基础知识的情况和运用知识的能力。因此, 根据工程力学实验课程教学大纲, 笔者开发了一套工程力学实验学科题库管理系统, 以提高考试命题的规范性、科学性和可比性, 实现力学实验学科教学管理现代化, 实现对教学质量进行有效监控的目标。

试题库系统的架构

传统的试题库通常是指印刷出来的试题册。这种题库一般以某种方式 (课程、章节、知识点等) 进行分类和编著, 缺点很多。现代试题库系统是以计算机技术、数据库技术、网络技术为基础的综合性试题库系统。其中, 单机版试题库从成卷要求到数据库响应到生成试卷, 都属于单用户单线程模式, 这种题库已经不适应时代发展要求了。目前, 较为常见的是基于网络技术的多用户多线程模式题库。

笔者选择目前常用的、技术上已经比较成熟的浏览器/服务器 (B/S) 模式作为信息平台。该平台为由客户端、服务器和数据库组成的3层结构, 如图1所示。客户端采用统一的浏览器作为对网络服务器的访问工具;服务器端安装着WEB服务器软件以及各种系统应用组件;数据信息存储在数据库服务器和文件服务器。其优点是用户只要通过浏览器, 连接网络, 便可在图形用户界面的引导下轻松使用, 大大降低了对题库使用者的技术要求;同时, 这种题库便于集中管理、共享使用、开放使用。

整个系统采用Microsoft.NET作为基础开发平台, 开发工具采用Visual studio.NET 2005。其总体技术实现架构如图2所示。

表示层表示层为用户提供友好的使用界面。客户端应用程序模型采用B/S模式, 具有易于安装和部署、维护的优势。该层实现技术采用ASP.NET技术和C#语言。

业务外观层业务外观层是一个隔离业务层和表示层的中间层, 这有利于项目团队的分工协作。业务外观层通过封装业务层组件, 为客户端提供统一界面, 同时为客户端程序和其他外部系统提供服务。该层实现技术采用Mierosoft.NET平台的ASP.NET和XML Web Services。

业务层业务层是整个试题库系统的核心, 业务层封装的是业务逻辑和规则。用户注册、登录、题库采编、组卷管理等及各种查询都是具体的业务逻辑。业务层被封装为.NET组件。每个业务逻辑都有相应的类/对象与之对应。业务逻辑表现为对象之间的交互。

数据访问层数据访问层主要负责业务层和数据层之间的交互。使用ADO.NET技术实现对数据库的连接、查询、插入、修改和删除等操作。

数据层数据层用于完成系统中的数据管理工作。该层实现技术采用Microsoft SQL Server 2000。

组卷算法的实现

组卷过程是在考试大纲的题分、难度系数、试题覆盖面、题型比例等条件约束下, 根据考试目的, 通过对不同的知识点赋予恰当的题型组合, 完成组卷的决策过程。在题库试题质量较高的前提下, 自动组卷的效率与质量完全取决于抽题算法的设计。如何既快又好地组成一套最符合考试要求的试卷, 是一个涉及全局寻优和收敛速度快慢的问题。组卷算法是试题库系统的核心与灵魂。国内外许多学者对其进行了研究, 但至今没有一种十分有效的自动组卷算法。以往的组卷算法常采用随机选取法和回溯试探法。

随机选取法根据状态空间的控制指标, 随机抽取一道试题, 此过程不断重复, 直到组卷完毕或已无法从题库中抽取满足条件的试题为止。该算法的主要优点是简单、快速;缺点是很难全面考虑试题的相关参数, 形成的试卷在覆盖面、难易度、重复题率等指标上不可能有令人满意的结果, 组卷成功率低。

回溯试探法是按用户设置的组卷参数的要求建立一个过滤模型, 将随机选取法产生的每一状态都记录下来, 当搜索失败时释放上次记录的状态类型, 然后再依据一定的规律变换一种新的状态类型进行试探, 通过不断地回溯试探直到试卷生成完毕或退回出发点为止。这种有条件的深度优先法, 对于状态类型和出题量都较小的题库系统而言, 组卷成功率较好, 但在实际应用时发现这种算法对内存的占用量较大, 程序结构相对比较复杂, 而且选取试题缺乏随机性, 组卷时间较长。

遗传算法是模拟生物在自然环境中的遗传和进化而形成的一种搜索算法, 具有内在并行性、高鲁棒性、全局寻优和收敛速度快的特点。对于解决随机选取法的盲目随机性, 提高搜索效率, 有独特的优势。因此, 笔者选择遗传算法为组卷算法, 其组卷算法流程如图3所示。

试题库系统的功能

试题库系统共划分为五个功能模块:用户管理、试卷管理、查询管理、统计分析和系统管理, 如图4所示。

用户管理用户管理模块包括新增用户、修改密码、删除用户和权限分配等功能。

试卷管理试卷管理模块包括组卷、试卷显示、修改、打印、存档等功能。组卷方式有成套抽取、自动组卷和交互组卷三种: (1) 成套抽取。成套抽取方式是将以前抽取的试卷在需要时重新抽出。在试卷成套抽取时, 不需要重新从题库中抽取试题。 (2) 自动组卷。自动组卷方式是首先输入试卷要求参数, 例如知识点、题型、分数比例、题目数、难度系数、考试时间等。然后系统根据参数自动生成试卷, 并允许在试卷抽取之后进行调整。 (3) 交互组卷。交互组卷方式是用户通过人机对话方式逐题指定试题的指标, 系统在试题库中查找符合要求的试题并将查找结果显示出来, 用户查看试题内容和答案后选定所要的试题, 最终生成试卷。

查询管理试卷管理模块包括试题查询、试卷查询、成绩查询和用户查询等功能。

统计分析统计分析模块包括试题情况统计分析、试卷情况统计分析、成绩统计分析等功能。试题情况统计分析主要用来统计题库的各类指标分布情况, 供用户参考。试卷情况统计分析主要用来统计以往试卷的各类指标分布情况, 供用户参考。成绩统计分析主要用来对考试结果进行统计分析, 以反映考生的学习情况和教学质量, 对各次考试情况进行对比。成绩统计分析包括试卷统计属性分析、最高分、最低分、平均分、各个分数段的累计人数、标准差分析、题目分析和知识点情况分析等, 然后给出试卷和试题的难度、区分度等指标的实测值。

系统管理系统管理模块包括系统基本信息设置、试题录入、删除与修改、帮助等功能。

工程力学实验题库共编入试题257道, 所有试题难度分初、中、高三个等级, 每个等级又按教学要求分“掌握”和“了解”两个类别。题型充分采用当前惯用的形式, 即客观型与主观型。试题叙述部分力求言简意明, 解释唯一, 防止歧义。题图、表达式均采用Word录入, 题图线条规整光滑, 尺寸及其他标注符合要求, 视觉效果较好。

试题库系统采用合理的数据库设计方法, 运用面向对象的程序设计技术实现了试题库的实时管理, 较好地保证了系统的开放性、可扩展性、可移植性。同时, 系统利用遗传算法的全局寻优和收敛速度快的特点, 提高了组卷的成功率和速度, 具有较强的实用价值。

参考文献

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[2]秦哲.基于J2EE架构的网上试题库系统设计与实现[D].济南:山东大学, 2006.

[3]王宏军.基于WEB的网络试题库系统开发[D].西安:西安理工大学, 2007.

[4]黄勇.基于SOA的高校试题库系统的研究与实现[D].上海:华东师范大学, 2007.

[5]黄蔚, 王朝晖.计算机应用基础试题库组卷系统的设计[J].计算机时代, 2008, (4) :52-54.

力学竞赛试题二 篇8

诚如天体和大气物理学家埃姆顿所云：“在自然过程的庞大工厂里，熵原理起着经理的作用，因为它规定着整个企业的运营方式和方法，而能仅仅充当簿记，平衡贷方和借方. ”熵这个概念的重要性不亚于能，它不仅应用于对社会发展起到关键作用的热科学领域，还广泛地应用于物质结构、低温物理、化学动力学、生命科学和宇宙学，而且已经延伸到诸如经济、社会、信息技术等领域. 从新课程应充分体现时代性的理念来看，在高中物理中安排这块内容的确顺理成章. 再从当前人类面临的社会问题看，几乎可以这样说，除了文化冲突和民族纷争以外，人口、能源和环境是一切社会问题发生之源. 为了子孙后代的生存发展必须节约能源的观点，保护环境就是保护人类自身的意识，是本块内容应该体现的人文内涵. 由于上述诸多因素，在本块内容的教学设计中，应体现定性优于定量，人文性大于科学性的原则. 如何落实新课程所要求的三维教学目标，充分体现本块内容的人文性呢？笔者认为可以从以下几个方面入手.

一、运用人文手段，理解、诠释热力学第二定律

实验手段、数学手段、逻辑手段等是属于科学的手段，运用比喻、典故、故事、成语俚语等可以说是人文手段. 在本块内容教学中，教师要尽量避开或者降低定量和逻辑推理要求，而以学生易于接受且能引起共鸣的一些人文方法，以加深对热力学第二定律的理解.

克劳修斯指出：热量不能自发地从低温物体传向高温物体，说明热传递是有方向的. 如果我们在学生耳熟能详的成语“水往低处流，人往高处走”后面添加一句“热往低温传”，体现自然过程发生是有方向的，学生就觉得很好理解.

当然，热量从高温物体向低温物体散发，也存在一个流畅性的问题. 比如一个人热得出汗了，要向周围空间散发热量，我们就希望周围的空气流动，以加快散发的速度. 我们地球持续地接收着太阳的辐射热量，为了使地球的环境温度稳定在一个恰当的值，就必须向周围空间以红外线的形式散发热量. 以前这种接收和散发长时间维持在适当的比例上，使得地球上的生灵得以生存和发展，但近几十年来由于二氧化碳的过量排放，它像一件保暖内衣包裹着地球，使红外线的外散辐射被抑制，结果导致温室效应，地球变暖，出现了严重的环境问题. 如果不有效地控制二氧化碳的排放，物种灭绝的现象将愈演愈烈，生态环境越来越恶化. 以保暖内衣比喻温室效应，显得形象生动.

1986年8月在日本东京举行的国际物理教学研究会上（ICPE），一位代表对“微观过程是可逆的，宏观过程是不可逆的”的物理现象作了一个比喻，好比两条狗，一条黑狗上生满了跳蚤 ，另一条黄狗是干净的，两条狗站在一起，跳蚤可以从黑狗身上跳到黄狗身上，当然也可以再从黄狗身上跳回黑狗身上，跳蚤跳来跳去的过程相当于微观过程是可逆的，但最后无论是黄狗还是黑狗都不可能是干净的，即从宏观上看，跳蚤从黄狗身上完全跳回黑狗身上，使黄狗重新成为干净这一宏观的逆过程是不可能发生的，这一比喻形象生动，受到与会代表赞赏，“狗蚤回跳”，也成为了热力学第二定律教学案例的一个典故.

二、体现人文价值，培养学生节能环保方面的正确价值观和社会责任感

如果说科学的第一要义是求真，那么人文的第一要义是求善. 通过热力学第二定律的学习，使学生理性地认识到能量是一切物质运动的源泉，是一切生命活动的基础. 能量在数量上虽然守恒，但其转移和转化是具有方向性的，人们的一切生产、生命活动中，都在把机械能、电能、核能、生物能……概而言之一句话，把千古积累的和正在接收到的太阳能，最终转化为内能，把有序度大的能量变成无序度大的能量，即能量耗散. 随着能量的耗散，能量从高品质转化为低品质，虽然能量不会减少但能源却越来越少. 化石能源不但资源有限，而且对环境造成很大的破坏.

学生只有通过对于能量耗散和环境破坏原因的深刻理解，才能逐渐自觉树立节能环保的责任意识，并转化成自觉行动和良好习惯. 你今天开车烧掉了10升汽油，地球的资源就减少了10升. 全世界的人合起来，就是一个庞大的数字. 反过来同样是一个巨大的数字，若每一个人日常生活中节约一点，那么对全球能源应用的意义同样重大. 从另一个角度看，还应该开发新能源，如太阳能，你使用太阳能热水器洗一个澡，单纯地从成本核算看，可能并不比电热器省，或者说也完全可以负担得起，但从节能环保的角度看，却完全是两码事. 因此从人文教育的角度审视，通过本块内容的学习，应该使学生们从小就被要求养成的一些良好习惯，诸如随手关灯的习惯，尽量少开空调的习惯，节约一张纸的习惯等等，提升到理性的高度.

三、挖掘人文意蕴，在学习热力学第二定律过程中领略物理美

在奥地利物理学家玻耳兹曼的墓碑上，镌刻着这样的碑文：

S=KlnW

这正是定量表示熵S和微观态数W之间关系的玻耳兹曼公式，其中K就是著名的玻耳兹曼常数. 这个公式闪烁着物理大师的创造和发现的智慧之美，而这块雕刻着公式的墓碑更闪烁着后人尊重科学尊重大师的人文之美.

我们学习过的物理定律和定理，一般都有法定的严密的逻辑表达形式，可是学生会发现，教材中热力学第二定律有好几种表达. 德国物理学家克劳修斯在1850年指出：热量不可以自发地从低温物体传到高温物体；英国物理学家开尔文于1851年在分析了热机及其他涉及做功的热学过程后指出：不可能从单一热源吸热，使之完全变成功，而不产生其他影响；从微观的角度也可以这样表达：一切自然过程总是沿着分子运动无序性增大的方向进行；还有一种比较专业的表达：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少，所以把热力学第二定律又叫做熵增加原理；在气体对真空膨胀的过程中又表述为“气体向真空的膨胀是不可逆的”：甚至在化学里被表述为“自发的化学过程总是朝着释放热量或无序程度增加的方向进行”等等.

物理学的理论体系呈现高度的和谐美、统一美和简洁美. 上述几种表述和谐统一互通，最终以熵增原理简洁而完美地表达，正是物理美的体现. 正如宋代诗人苏轼描绘庐山诗中所云：“横看成岭侧成峰，远近高低各不同. ”热力学第二定律如同一座雄伟秀美的山川，多角度的表述，正是其丰富而深刻的内涵和物理学家们为认识客观世界而付出的创造性劳动的体现.

四、拓展人文视角，注重与相关学科的交叉综合

在生物学中，生物进化过程意味着从低级向高级，从无序到有序. 而热力学第二定律指出自然过程从有序到无序. 二者是否矛盾？

其实，根据耗散结构理论，有机体作为一个开放的耗散结构，它的产生既要靠外界不断提供物质和能量，还必须要向这个开放系统提供“负熵流”，也就是输入系统的熵必须小于输出的熵，系统有净熵输出. 对于动物来说，生命攸关的低熵物质有两类：低熵高能的食物（如碳水化合物）和低熵低能的净液态水，排出的高熵物质如二氧化碳、水汽、尿、汗和其他排泄物. 如图1，正是有机体作为开放系统自身熵的不断减少，导致生物体从无序向有序的进化. 热力学第二定律和生物进化论，同属19世纪科学上最伟大的发现，得到很好的统一.

在高中化学中，其教学进度先于物理就出现了“焓变”和“熵变”的概念. 用焓变的正负、大小来描述化学反应中物质的能量状态改变情况. 如果能量状态降低，则焓变就能够自发地进行化学反应，其焓变值越大，就标志释放的热量越多，反应进行得越彻底；用熵变的正负、大小来描述化学反应前后物质的无序程度，如果无序程度增大则熵变,就能够自发地进行化学反应，熵变越大，越有利于反应自发进行. 在2009年浙江省高考自选模块的调测卷中，有一个其中选项为“一杯30℃的水放在空气中，温度慢慢降到10℃，这杯水的熵增加”的选择题，许多物理老师想当然地认为自发的热传递过程熵必定增加，这完全符合热力学定律，错误地选取了这个选项，而学生却多能从化学的角度出发，认为这杯水的温度降低，分子热运动的有序度变好，所以它的熵是减少的. 这里从物理的角度讲，是没有注意到“孤立系统”的前提，应该是这杯水的熵减少，环境空气的熵增加，这杯水和环境空气组成的孤立系统的熵增加.