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青海2025自考[智能分子工程]分子模拟与计算易错题专练

一、单选题（共10题，每题2分）

1.在分子动力学模拟中，截断半径的选择主要考虑以下哪个因素？

A.计算效率

B.系统的物理尺寸

C.邻近原子相互作用

D.温度控制精度

2.分子力场中，Lennard-Jones势能函数通常用于描述哪种相互作用？

A.静电力

B.离子键

C.范德华力

D.共价键

3.在蒙特卡洛模拟中，Metropolis算法的核心思想是什么？

A.直接采样高概率态

B.通过概率接受或拒绝新状态

C.固定步长迭代

D.无条件更新所有原子位置

4.分子动力学模拟中，温度的控速能力主要依赖什么？

A.系统体积

B.系统粒子数

C.粒子质量

D.力场参数

5.分子对接中，什么指标通常用于评估对接结果的合理性？

A.RMSD值

B.GScore

C.温度系数

D.势能梯度

6.在量子化学计算中，密度泛函理论（DFT）主要解决什么问题？

A.核心电子结构

B.分子振动频率

C.电子密度分布

D.分子几何优化

7.分子动力学模拟中，周期性边界条件的主要作用是什么？

A.减少边界效应

B.增加系统熵

C.降低计算成本

D.增强温度均匀性

8.分子对接中，虚拟筛选的目的是什么？

A.直接确定最优对接构象

B.快速排除低概率候选分子

C.精确计算结合能

D.优化力场参数

9.在分子模拟中，什么是构象采样不足的主要表现？

A.计算时间过长

B.采样分布不均匀

C.温度波动剧烈

D.势能曲线平滑

10.分子动力学模拟中，什么是系综（Ensemble）？

A.系统的能量状态

B.系统的粒子集合

N.系统的宏观参数集合

D.系统的微观运动轨迹

二、多选题（共5题，每题3分）

1.分子动力学模拟中，截断半径过小可能导致哪些问题？

A.忽略长程范德华力

B.过度计算短程排斥力

C.增加系统能量

D.减少边界效应

2.分子对接中，影响对接精度的因素有哪些？

A.接口残基数量

B.范德华力参数

C.拉马克力场（MM+）

D.去溶剂化效应

3.在量子化学计算中，密度泛函理论（DFT）的局限性包括哪些？

A.对金属体系的适用性差

B.需要较密的基组

C.不能准确描述强关联电子

D.计算成本随体系规模线性增长

4.分子动力学模拟中，如何判断系统达到平衡状态？

A.温度波动小于1%

B.势能曲线平滑

C.压力趋于稳定

D.对流运动停止

5.分子模拟中，构象采样方法包括哪些？

A.分子动力学（MD）

B.蒙特卡洛（MC）

C.自洽场（SCF）

D.增量采样（IncrementalSampling）

三、判断题（共10题，每题1分）

1.分子动力学模拟中，时间步长越小，计算结果越精确。（√）

2.蒙特卡洛模拟不需要设定截断半径。（√）

3.分子对接中，GScore越低表示对接构象越合理。（×）

4.密度泛函理论（DFT）可以完全替代实验数据。（×）

5.分子动力学模拟中，周期性边界条件适用于所有体系。（×）

6.虚拟筛选可以完全排除所有无效候选分子。（×）

7.构象采样不足会导致系综平均误差增大。（√）

8.分子对接中，MM+力场比GB/GBSA更精确。（×）

9.分子动力学模拟中，温度控速能力与粒子质量无关。（×）

10.分子模拟中，DFT计算成本随体系规模指数增长。（√）

四、简答题（共5题，每题5分）

1.简述分子动力学模拟中截断半径的选择原则及其影响。

2.解释蒙特卡洛模拟中Metropolis算法的原理及其应用场景。

3.描述分子对接的基本流程及其关键评价指标。

4.比较密度泛函理论（DFT）与实验数据在描述分子性质方面的优缺点。

5.分析分子动力学模拟中系综（Ensemble）的概念及其对结果的影响。

五、计算题（共3题，每题10分）

1.某分子动力学模拟系统包含1000个水分子，采用NVT系综，温度为300K，时间步长为1fs，模拟时间为1ns。假设系统初始构象能量为-1000kcal/mol，末态能量为-980kcal/mol。计算系统能量变化率及平均温度波动（假设温度波动系数为0.05）。

2.某分子对接任务包含10个候选分子，通过虚拟筛选后剩余3个。采用GScore评价对接结果，其中最优构象GScore为-9.5，其他构象分别为-8.0、-7.5。计算最优构象与次优构象的结合能差异（假设1kcal/mol≈4184J/mol）。

3.某量子化学DFT计算采用B3LYP/6-31G(d)基组，计算乙醇分子的振动频率。实验测得乙醇的振动频率为285