中国大学计算材料学课后答案(mooc完整答案)
74 min read中国大学计算材料学课后答案(mooc完整答案)
单元测试1
1、中国整答关于计算材料学作用的大学说法，哪些是计算正确的？
A、材料的材料计算模拟与设计能有效缩短研发周期
B、材料的学课计算模拟与设计能有效降低研发成本
C、计算材料学主要包括材料的后答计算模拟和材料的计算设计两方面的内容
D、计算材料学是案m案理论分析和实验观测并列的研究方法
2、计算材料学所说的中国整答计算模拟，是大学指从实验数据出发，通过建立数学模型及数值计算，计算模拟实际过程。材料
3、学课计算材料学所说的后答计算机设计，即直接通过理论模型和计算，案m案预测或设计材料结构与性能。中国整答
计算方法概述
老师，我可以不学那么多计算方法吗？尺度与层次随堂测验
1、下列计算方法中， 哪种方法所对应的研究体系的空间尺度最小 ？
A、基于量子力学的方法
B、基于统计力学的方法
C、基于相变力学的方法
D、基于连续介质力学的方法
阅读：多者异也（中文版）翻译郝刘祥随堂测验
1、根据安德森发表在《科学》杂志上的文章more is different（多着异也）观点来看，安德森认为
A、对于复杂体系来说，大型基本粒子的集合行为可以按照少数粒子性质的简单外推来理解。
B、尺度的变化会引起根本性变化，新尺度上的现象可能服从根本不同的基本规律。
C、量变会引发质变
D、安德森对于还原论的逆命题构建论持肯定的态度。
单元测试2
1、分析一个工字钢梁在集中力的作用下的形变问题，哪种计算方法可行？
A、基于量子力学的方法
B、基于统计力学的方法
C、基于相变力学的方法
D、基于连续介质力学的方法
2、某同学采用第一性原理来计算AlAs的晶体的态密度和能带结构信息，其理论基础应属于
A、量子力学
B、统计力学
C、相变力学
D、连续介质力学
3、观察分析由多个高分子链构成分子体系的三维结构，下面哪种方法可行？
A、基于量子力学的方法
B、基于统计力学的方法
C、基于相变力学的方法
D、基于连续介质力学的方法
4、下列计算方法中， 哪种方法所对应的研究体系的空间尺度最小？
A、基于量子力学的方法
B、基于统计力学的方法
C、基于相变力学的方法
D、基于连续介质力学的方法
5、下列计算方法中，哪种方法所对应的研究体系的时间尺度最长？
A、基于量子力学的方法
B、基于统计力学的方法
C、基于相变力学的方法
D、基于连续介质力学的方法
6、材料的计算其实可以看成是一个“计算机实验”，在这个“计算机实验”中与实体实验的“试样准备”相对应的步骤是
A、构建物理模型
B、结果数据分析
C、建立数学模型
D、构建算法
7、基于统计力学原理的主要计算方法有
A、分子动力学方法
B、蒙特卡罗方法
C、有限元方法
D、第一性原理的方法
8、根据安德森发表在《科学》杂志上的文章more is different（多着异也）观点来看，安德森认为
A、对于复杂体系来说，大型基本粒子的集合行为可以按照少数粒子性质的简单外推来理解。
B、尺度的变化会引起根本性变化，新尺度上的现象可能服从根本不同的基本规律。
C、量变会引发质变
D、安德森对于还原论的逆命题构建论持肯定的态度。
9、下列关于计算材料学中尺度说法， 哪些是正确的？
A、计算材料学所说的尺度仅指空间尺度。
B、计算材料学所说的尺度仅指时间尺度
C、计算材料学所说的尺度既包含时间尺度也包含空间尺度。
D、计算材料学所说的尺度是结构单元所具有的细节水平。
10、关于计算材料学作用的说法，哪些是正确的？
A、材料的计算模拟与设计能有效缩短研发周期
B、材料的计算模拟与设计能有效降低研发成本
C、计算材料学主要包括材料的计算模拟和材料的计算设计两方面的内容。
D、计算材料学是理论分析和实验观测并列的研究方法
高斯建模初步练习
1、搭建的指定的分子模型， 分子结构式如图
量子力学的方法
单元测试3
1、普朗克假定能量在发射和吸收的时候，不是连续不断的，而是一份一份的，最小能量单位可以从普朗克方程 可以推算出答案。 这里E是单个量子的能量，h称为普朗克常数，是
A、频率
B、波长
C、光速
D、质量
2、C原子若使用双分裂价型基组6-31G，它的基函数有多少个？
A、7
B、8
C、9
D、10
3、C原子若使用极化基组6-31G(d)，它的基函数有多少个？
A、12
B、13
C、14
D、15
4、几何优化做的工作就是寻找能量的 ，而这个值就是分子的稳定的几何形态。
A、极大值
B、极小值
C、平均值
D、中间值
5、势能面上的 对应于连接两个稳定结构的过渡结构。
A、极大值
B、极小值
C、鞍点
D、平均值
6、对于某种金属，无论光的频率有多低，只要光照时间足够长，就能产生光电效应
7、光电效应实验说明光具有波动性
8、密度泛函理论的主要目标就是用电子密度取代波函数做为研究的基本量
9、在量子化学计算中，根据体系的不同，需要选择不同的基组，构成基组的函数越多，基组便越大，计算的精度也越高，同时计算量也会随基组的增大而剧增
10、最小基组是STO-3G，表示每个斯莱特型原子轨道是由三个高斯型函数线性组合获得。
绘制分子、晶体、高分子练习（MS）
1、1. 绘制苯甲酰胺分子
2、绘制分子晶体：尿素
3、建立石英晶体α-quartz
4、高分子聚甲基丙烯酸甲酯
量子力学方法项目专题
单元测试4
1、1. 对于中性分子， 高斯软件中的charge 项应该设定为
A、0
B、1
C、-1
D、任何值由可以
2、C原子若使用弥散型基组6-31+G（d），它的基函数有多少个？
A、18
B、19
C、20
D、21
3、内坐标法就是通过价键的连接关系和——，——，和——来表示原子核的位置的方法
A、键长
B、键角
C、二面角
D、笛卡尔坐标
4、关于波函数的性质，说法正确的是
A、波函数本身是有限的
B、波函数满足归一化条件
C、波函数是单值的
D、波函数是连续的
5、频率计算可以在几何优化之前进行。
6、计算频率时，使用的理论方法和基组应该与几何优化所用的理论方法和基组不同。
7、在量子力学中，全同粒子时彼此不可区分的，当它们之间任意两个交换时，不会造成任何可观察的后果。
分子动力学方法
单元测试5
1、微正则（NVE）系综的平衡系统为孤立系统，与外界
A、既有能量交换也有粒子交换
B、有能量交换无粒子交换
C、既无能量交换也无粒子交换
D、无能量交换有粒子交换
2、正则（NVT）系综的平衡系统为封闭体系，与外界
A、既有热量交换也有粒子交换
B、有能量交换无粒子交换
C、既无能量交换也无粒子交换
D、无能量交换有粒子交换
3、关于截断半径方法说法错误的是
A、适用于分子之间的长程相互作用，如库伦力。
B、截断半径rc应满足2rc < L（L为周期性盒子的长度）
C、截止半径是指原子间的有效作用距离，大于这个距离之后认为原子之间不再有相互作用。
D、计算分子的相互作用时，只计算截断半径以内的粒子相互作用。
4、模拟开始前，需要给每个原子赋予初始速度，初始速度应满足
A、所有原子赋予相同速度
B、任意速度
C、泊松分布
D、该模拟温度下的波尔兹曼分布
5、一般来说，分子动力学直接计算结果是—— 和———。
A、位置坐标和速度
B、扩散系数
C、均方位移
D、粘度
6、分子动力学方法是一种统计学的概率性方法，而蒙特卡罗是一种确定性方法
7、微正则系综（NVE）有确定的粒子数，体积和总能量。
8、巨正则系综经常简写为（NPT）
9、对于大分子复杂体系来说，分子力场的方法比量子力学的方法经济的多，是行之有效的方法。
10、Ewald 求和法是常用的短程相互作用计算方法。
分子动力学方法项目专题
单元测试6
1、采用分子动力学进行模拟时，为了消除表面效应或边界效应，经常采用的边界条件为
A、流动边界
B、周期性边界
C、固定边界
D、以上都对
2、在实验《气体在聚合体中扩散的测量》中， 需要进行非成键参数的确定，这个非成键参数的确定，应该包括
A、库仑力
B、键伸缩势能
C、二面角弯曲势能
D、范德华力
3、在正则系综（Canonical ensemble， NVT ）中有确定的
A、粒子数
B、温度
C、压力
D、体积
4、关于三维周期性边界条件说法正确的是
A、周期性边界条件可以减少在边界效应。
B、周期性边界条件是将粒子置于一个空间填充性盒子中，此盒子周围被相同镜像单元所包围。整个体系就变成一个没有边界的系统。
C、在粒子的运动过程中，若有一个或几个粒子跑出模型，则必有一个或几个粒子从相反的界面回到模型中，从而保证该模拟系统的粒子数恒定。
D、计算原子间作用力的时候采取最近镜像方法，这样模型中处于边界处的原子受力就比较全面，从而消除了边界效应。
5、关于系综说法正确的是
A、系综是大量性质和结构完全相同的、处于各种运动状态的、各自独立的系统在一定宏观条件下（约束条件）大集合。
B、系综是假想的概念，并不是真实的客观实体。
C、统计系综里各个系统在同一时刻的状态反映了实际系统在不同微观时刻的面貌(状态)，某物理量在长时间内的平均就等于系综平均
D、系综是用统计方法描述热力学系统的统计规律性时引入的一个基本概念
6、对于大分子复杂体系来说，分子力场的方法比量子力学的方法经济的多，是行之有效的方法。
7、采用分子动力学进行模拟分析，初始体系设置对初始条件具有敏感性，但是如果初始坐标和速度可以从晶体结构中得到，则不需要进行一步进行最小化来弛豫应力。
有限元方法
单元测试7
1、有限元分析中，单个弹簧的弹性系数为k，则该弹簧单元的刚度矩阵为
A、
B、
C、
D、
2、下图为双弹簧系统，该系统的总体刚度矩阵为
A、
B、
C、
D、
3、一根长为L的杆受线性分布的轴向载荷，该分布载荷在节点2处为0，在节点1处为 。请确定节2处的载荷分布。
A、
B、
C、0
D、
4、a.形成每个单元的刚度矩阵 b.由各个单元的刚度矩阵按节点号叠加成整个系统的刚度矩阵 c引入边界条件 d求解方程组。 e将物体划分为有限数量的单元 有限元分析的基本步骤是
A、eabcd
B、eadbc
C、ecabd
D、ecbad
5、有限元分析中，单元数量越多越好
6、节点处的有限元数值解和解析解是相等的
7、有限元法中的“有限”指的是待研究物体的大小必须有限
8、只要单元足够小，有限元数值解和解析解处处相等
9、理论上，有限元分析可由人工完成，但引入计算机可以大大提高效率
10、有限元分析可以模拟原子运动
有限元方法项目专题
单元测试8
1、求解材料中的应力场，不需要填写的材料参数有
A、弹性模量
B、热导率
C、密度
D、泊松比
2、有限元运算报错，可能原因是
A、模型偏离物理实际
B、网格划分太大
C、边界条件不合理
D、以上都是
3、为了减少运算时间，以下做法正确的是
A、网格设置的更小，使模型更贴近实际
B、将模型通通设置为三维，而非更低维度
C、将材料参数设置为常数，而非变量
D、变化较小的部分网格可以小些，其他部分保持不变
4、ANSYS软件采用的是其中哪一种计算方法
A、分子动力学方法
B、蒙特卡洛方法
C、第一性原理从头计算法
D、有限元分析
5、某同学为了对工字梁进行静力学分析，需要对工字梁的几何模型进行网格划分，在 ANSYS软件中， 网格划分应用属于以下哪个模块?
A、前处理模块 （Preprocessor）
B、求解模块（Solution）
C、一般后处理模块（General Postproc ）
D、时间历程后处理（TimeHist Postproc）
6、有限元方法只适用于应力场分析
7、有限元分析中，网格划分越密集越好。
8、有限元分析得出的结果存在一定误差。
考试
期末线上考试
1、某同学采用第一性原理来计算AlAs的晶体的态密度和能带结构信息，其理论基础应属于
A、量子力学
B、统计力学
C、相变力学
D、连续介质力学
2、下列计算方法中，哪种方法所对应的研究体系的时间尺度最长？
A、基于量子力学的方法
B、基于统计力学的方法
C、基于相变力学的方法
D、基于连续介质力学的方法
3、有限元分析的基本步骤是 a.形成每个单元的刚度矩阵 b.由各个单元的刚度矩阵按节点号叠加成整个系统的刚度矩阵 c引入边界条件 d求解方程组。 e将物体划分为有限数量的单元
A、eabcd
B、eadbc
C、ecabd
D、ecbad
4、有限元分析中，单个弹簧的弹性系数为k，则该弹簧单元的刚度矩阵为
A、
B、
C、
D、
5、C原子若使用双分裂价型基组6-31G，它的基函数有？个
A、7
B、8
C、9
D、10
6、几何优化做的工作就是寻找能量的 ，而这个值就是分子的稳定的几何形态。
A、极大值
B、极小值
C、平均值
D、中间值
7、势能面上的 对应于连接两个稳定结构的过渡结构。
A、极大值
B、极小值
C、鞍点
D、平均值
8、普朗克假定能量在发射和吸收的时候，不是连续不断的，而是一份一份的，最小能量单位可以从普朗克方程E=h中可以推算出答案：，其中E是单个量子的能量，h称为普朗克常数，是
A、频率
B、波长
C、光速
D、质量
9、微正则（NVE）系综的平衡系统为孤立系统，与外界
A、既有能量交换也有粒子交换
B、有能量交换无粒子交换
C、既无能量交换也无粒子交换
D、无能量交换有粒子交换
10、分子动力学模拟开始前，需要给每个原子赋予初始速度，初始速度应满足
A、所有原子赋予相同速度
B、任意速度
C、泊松分布
D、该模拟温度下的波尔兹曼分布
11、分子动力学模拟中关于截断半径方法说法错误的是
A、适用于分子之间的长程相互作用，如库伦力
B、截断半径rc应满足2rc < L（L为周期性盒子的长度）
C、截止半径是指原子间的有效作用距离，大于这个距离之后认为原子之间不再有相互作用。
D、计算分子的相互作用时，只计算截断半径以内的粒子相互作用。
12、求解材料中的应力场，不需要填写的材料参数有
A、弹性模量
B、热导率
C、密度
D、泊松比
13、有限元模拟计算为了减少运算时间，以下做法正确的是
A、网格设置的更小，使模型更贴近实际
B、将模型通通设置为三维，而非更低维度
C、将材料参数设置为常数，而非变量。
D、变化较小的部分网格可以小些，其他部分保持不变。
14、有限元运算报错，可能原因是
A、模型偏离物理实际
B、网格划分太大
C、边界条件不合理
D、以上都是
15、正则（NVT）系综的平衡系统为封闭体系，与外界
A、既有热量交换也有粒子交换
B、有能量交换无粒子交换
C、既无能量交换也无粒子交换
D、无能量交换有粒子交换
16、下图为双弹簧系统，该系统的总体刚度矩阵为
A、
B、
C、
D、
17、一根长为L的杆受线性分布的轴向载荷，该分布载荷在节点2处为0，在节点1处为 。请确定节2处的载荷分布。
A、
B、
C、0
D、
18、材料的计算其实可以看成是一个“计算机实验”，在这个“计算机实验”中与实体实验的“试样准备”相对应的步骤是
A、构建物理模型
B、结果数据分析
C、建立数学模型
D、构建算法
19、观察分析由多个高分子链构成分子体系的三维结构，下面哪种方法可行
A、基于量子力学的方法
B、基于统计力学的方法
C、基于相变力学的方法
D、基于连续介质力学的方法
20、下列计算方法中， 哪种方法所对应的研究体系的空间尺度最小 ？
A、基于量子力学的方法
B、基于统计力学的方法
C、基于相变力学的方法
D、基于连续介质力学的方法
21、基于统计力学原理的主要计算方法有
A、分子动力学方法
B、蒙特卡罗方法
C、有限元方法
D、第一性原理的方法
22、关于波函数的性质，说法正确的是
A、波函数本身是有限的
B、波函数满足归一化条件
C、波函数是单值的
D、波函数是连续的
23、关于双分裂价基组，说法正确的是
A、双分裂价基组就是将价层电子的原子轨道用两个基函数来表示。
B、为了提高量子化学计算精度，需要加大基组的规模，即增加基组中基函数的数量，增大基组规模的一个方法是分裂原子轨道，即使用多于一个基函数来表示一个原子轨道
C、双分裂价基组6-31G 所代表的基组，非价电子轨道用一个基函数表示，这个基函数由 6 个高斯型函数线性组合而成，每个价层电子轨道则会被劈裂成两个基函数，分别由 3 个和 1 个高斯型函数线性组合而成。
D、双分裂价基组能够比 STO-3G 基组更好地描述体系波函数，同时计算量也比最小基组更小。
24、在正则系综（Canonical ensemble， NVT ）中有确定的
A、粒子数
B、体积
C、压力
D、温度
25、关于三维周期性边界条件说法正确的是
A、周期性边界条件可以减少在边界效应。
B、周期性边界条件是将粒子置于一个空间填充性盒子中，此盒子周围被相同镜像单元所包围。整个体系就变成一个没有边界的系统。
C、在粒子的运动过程中，若有一个或几个粒子跑出模型，则必有一个或几个粒子从相反的界面回到模型中，从而保证该模拟系统的粒子数恒定。
D、计算原子间作用力的时候采取最近镜像方法，这样模型中处于边界处的原子受力就比较全面，从而消除了边界效应。
26、关于极化型基组说法正确的是
A、极化基组就是在劈裂价键基组的基础上添加更高能级原子轨道所对应的基函数，如在第一周期的氢原子上添加 p 轨道波函数，在第二周期的碳原子上添加 d 轨道波函数，在过渡金属原子上添加 f 轨道波函数等等
B、跟双分裂价基组相比较，极化基组增加了描述高阶角动量的基函数。
C、极化基组能够比双分裂价键基组更好地描述体系。
D、极化基组比双分裂价基组的计算成本要低。
27、关于势能面说法正确的是
A、势能面表达的是分子势能与几何结构之间的关系。
B、势能面是把分子势能表示为其几何结构的函数。
C、双原子分子中，势函数仅是核间距的函数
D、从几何上看，势函数 是由个（对非线性分子来说）或 个（对线性分子来说）坐标张成的空间中的一个超曲面，
28、关于系综说法正确的是
A、系综是大量性质和结构完全相同的、处于各种运动状态的、各自独立的系统在一定宏观条件下（约束条件）大集合。
B、系综是假想的概念，并不是真实的客观实体。
C、统计系综里各个系统在同一时刻的状态反映了实际系统在不同微观时刻的面貌(状态)，某物理量在长时间内的平均就等于系综平均
D、系综是用统计方法描述热力学系统的统计规律性时引入的一个基本概念
29、下列关于计算材料学中尺度说法， 哪些是正确的？
A、计算材料学所说的尺度仅指空间尺度。
B、计算材料学所说的尺度仅指时间尺度
C、计算材料学所说的尺度既包含时间尺度也包含空间尺度。
D、计算材料学所说的尺度是结构单元所具有的细节水平。
30、关于量子力学的重要假设，下列说法中哪些是正确的？
A、根据量子力学理论，知道了一个粒子的所有信息（它的波函数），就能知道在一个简单的测试粒子位置的实验中确切的预测粒子的精确位置。
B、微观粒子的任意一个给定的力学量L，总可以用相应的一个算符L来表示，其中算符L的本征值谱就是实验上观测到的力学量L的全部可能取值。
C、如果 和 分别表示微观体系的两个可能的状态，则由这两个波函数线性组合所得到的波函数 所描写的也是这个体系的一个可能的状态。
D、在量子力学中，全同粒子时彼此不可区分的，当它们之间任意两个交换时，不会造成任何可观察的后果。
31、在量子力学中，描述体系的任何力学量如能量、角动量等都是可测量或可观测的，它们都可以用一个线性厄米算符来表示。
32、密度泛函理论的主要目标就是用电子密度取代波函数做为研究的基本量
33、分子动力学方法是一种统计学的概率性方法，而蒙特卡罗是一种确定性方法
34、有限元分析中，单元数量越多越好
35、有限元分析可以模拟原子运动
36、有限元法中的“有限”指的是待研究物体的大小必须有限
37、有限元分析中，网格划分越密集越好。
38、有限元方法只适用于应力场分析。
39、在量子化学计算中，根据体系的不同，需要选择不同的基组，构成基组的函数越多，基组便越大，计算的精度也越高，同时计算量也会随基组的增大而剧增。
40、全同粒子既可以是基本粒子，也可以是由基本粒子构成的复合粒子，只要这些粒子指内禀属性（质量、电荷、自旋等）完全相同即可。
41、光电效应实验说明光具有波动性。
42、Ewald 求和法是常用的短程相互作用计算方法。
43、对于大分子复杂体系来说，分子力场的方法比量子力学的方法经济的多，是行之有效的方法。
44、COMSOL新建空模型后，第一步要为模型选择维度。
45、最小基组是STO-3G，表示每个斯莱特型原子轨道是由三个高斯型函数线性组合获得。
