固体物理卷（A ）
第一部分：名词解释（每小题5分，共40分）
1.原胞：在完整晶体中，晶格在空间的三个方向上都具有一定的周期对称性，这样可以取一个以结点为顶点，边长等于这三个方向上的周期的平行六面体作为最小的重复单元，来概括晶格的特征，这样的重复单元称为初基原胞或简称原胞。
2.晶面指数：一个晶面得取向可以由这个晶面上的任意三个不共线的点确定，如果这三个点处在不同的晶轴上，则通过有晶格常量321,,a a a 表示这些点的坐标就能标定它们所决定的晶面，它们具有相同比率的最小整数称为晶面指数
3.布拉格定律：假设入射波从晶体中的平行原子平面作镜面反射，每个平面反射很少一部分辐射，就像一个轻微镀银的镜子一样。在这种类似镜子的镜面反射中，其反射角等于入射角。当来自平行原子平面的反射发生相长干涉时，就得出衍射束。考虑间距为d 的平行晶面，入射辐射线位于纸面平面内。相邻平行晶面反射的射线行程差是2dsinx ，式中从镜面开始量度。当行程差是波长的整数倍时，来自相继平面的辐射就发生了相长干涉。 这就是布拉格定律。布拉格定律用公式表达为：2dsinx=n*λ(d 为平行原子平面的间距，λ为入射波波长，x 为入射光与晶面之夹角) ，布拉格定律的成立条件是波长小于等于2d 。 布拉格定律是晶格周期性的直接结果。
4.简述三维空间的晶系种类及其所包括的晶格类型
三斜1， 单斜2， 正交 4， 四角 2， 立方3， 三角1， 六角1。
5.布里渊区：在固体物理学中，第一布里渊区是动量空间中晶体倒易点阵的原胞。固体的能带理论中，各种电子态按照它们波矢的分类。在波矢空间中取某一倒易阵点为原点，作所有倒易点阵矢量的垂直平分面，这些面波矢空间划分为一系列的区域：其中最靠近原点的一组面所围的闭合区称为第一布里渊区；各布里渊区体积相等，都等于倒易点阵的元胞体积。周期结构中的一切波在
布里渊区界面上产生布喇格反射,对于电子德布罗意波,这一反射可能使电子能量在布里渊区界面上（即倒易点阵矢量的中垂面）产生不连续变化。根据这一特点,1930年L.-N.布里渊首先提出用倒易点阵矢量的中垂面来划分波矢空间的区域，从此被称为布里渊区。
6.惰性气体晶体：惰性气体所形成的晶体是最简单的晶体，其晶态原子的电子分布非常接近于自由态原子的电子分布，在晶体中，这些惰性气体原子尽可能紧密地堆积在一起。惰性气体原子具有闭合电子壳层，电荷分布是对称的。
7.德拜模型：德拜模型是德拜提出的计算固体热容的原子振动模型。1912年，德拜改进了爱因斯坦模型，考虑热容应是原子的各种频率振动贡献的总和，得到了同实验结果符合得很好的固体热容公式。德拜模型把原子排列成晶体点阵的固体看作是一个连续弹性媒质，原子间的作用力遵从胡克定律，组成固体的 n 个原子在三维空间中集体振动的效果相当于3n个不同频率的独立线性振子的集合。
8.费米能等于费米子系统在趋于绝对零度时的化学势；但是在半导体物理和电子学领域中，费米能级则经常被当做电子或空穴化学势的代名词。费米能级的物理意义是，该能级上的一个状态被电子占据的几率是1/2。费米能级在半导体物理中是个很重要的物理参数，只要知道了他的数值，在一定温度下，电子在各量子态上的统计分布就完全确定了。它和温度，半导体材料的导电类型，杂质的含量以及能量零点的选取有关。
9.内聚能：所谓晶体的内聚能，是指在绝对零度下将晶体分解为相距无限远的、静止的中性自由原子所需要的能量。
10.布拉格定律：假设入射波从晶体中的平行原子平面作镜面反射，每个平面反射很少一部分辐射，就像一个轻微镀银的镜子一样。在这种类似镜子的镜面反射中，其反射角等于入射角。当来自平行原子平面的反射发生相长干涉时，就得出衍射束。考虑间距为d的平行晶面，入射辐射线位于纸面平面内。相邻平行晶面反射的射线行程差是2dsinx，式中从镜面开始量度。当行程差是波长的整数倍时，来自相继平面的辐射就发生了相长干涉。这就是布拉格定律。布拉格定律用公式表达为：2dsinx=n*λ(d为平行原子平面的间距，λ为入射波波长，x为入射光与晶面之夹角) ，布拉格定律的成立条件是波长小于等于2d。布拉格定律是晶格周期性的直接结果。
11.布里渊区：在固体物理学中，第一布里渊区是动量空间中晶体倒易点阵的原胞。固体的能带理论中，各种电子态按照它们波矢的分类。在波矢空间中取某一倒易阵点为原点，作所有倒易点阵矢量的垂直平分面，这些面波矢空间划分为一系列的区域：其中最靠近原点的一组面所围的闭合区称为第一布里渊区；各布里渊区体积相等，都等于倒易点阵的元胞体积。周期结构中的一切波在布里渊区界面上产生布喇格反射,对于电子德布罗意波,这一反射可能使电子能量在布里渊区界面上（即倒易点阵矢量的中垂面）产生不连续变化。根据这一特点,1930年L.-N.布里渊首先提出用倒易点阵矢量的中垂面来划分波矢空间的区域，从此被称为布里渊区。
12.离子晶体：由正、负离子或正、负离子集团按一定比例组成的晶体称作离子晶体。离子晶体中正、负离子或离子集团在空间排列上具有交替相间的结构特征，离子间的相互作用以库仑静电作用为主导。
13.金属晶体：晶格结点上排列金属原子-离子时所构成的晶体。金属中的原子-离子按金属键结合，因此金属晶体通常具有很高的导电性和导热性、很好的可塑性和机械强度，对光的反射系数大，呈现金属光泽，在酸中可替代氢形成正离子等特性
14.氢键晶体的定义：在一定条件下一个氢原子同时与两个原子相结合的力。氢键晶体以氢键结合的晶体，结合力主要依靠氢原子与电负性很大而原子半径较小的两个原子结合成X—H…Y 形式。氢键晶体的结合能一般比较低、氢键具有饱和性。
15.德拜模型：德拜模型是德拜提出的计算固体热容的原子振动模型。1912年，德拜改进了爱因斯坦模型，考虑热容应是原子的各种频率振动贡献的总和，得到了同实验结果符合得很好的固体热容公式。德拜模型把原子排列成晶体点阵的固体看作是一个连续弹性媒质，原子间的作用力遵从胡克定律，组成固体的 n个原子在三维空间中集体振动的效果相当于3n个不同频率的独立线性振子的集合。
16.霍尔效应：固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示：参加材料导电过程的不仅有带负电的电子，还有带正电的空穴。
17．能带理论是研究固体中电子运动规律的一种近似理论。固体由原子组成，原子又包括原子实和最外层电子，它们均处于不断的运动状态。为使问题简化，首先假定固体中的原子实固定不动，并按一定规律作周期性排列，然后进一步认为每个电子都是在固定的原子实周期势场及其他电子的平均势场中运动，这就把整个问题简化成单电子问题。能带理论就属这种单电子近似理论，它首先由F.布洛赫和L.-N.布里渊在解决金属的导电性问题时提出。
18.爱因斯坦模型把晶体中的N 个原子视为N 个频率相同的各自独立的三维谐振子,完全不考虑使这些原子在平衡位置附近振动,并使它们结合成晶体的原子间相互作用.正是因为忽略了这种由于原子间相互作用而造成的晶体中原子振动的相干性,导致了爱因斯坦模型晶体热容计算结果与实验结果间的系统误差.
18. 万尼尔函数可用孤立原子波函数来近似的根据是什么? [解答]万尼尔函数可表示为
∑-=
k
R r k r ,R )
,(1
)(n n N
W ααψ.
紧束缚模型适用于原子间距较大的晶体. 在这类晶体中的电子有两大特点: (1) 电子被束缚在原子附近的几率大, 在原
子附近它的行为同在孤立原子的行为相近, 即当r →R n 时, 电子波函数) ,(n R r k -αψ与孤立原子波函数)(n at
R r -α?相
近. (2) 它远离原子的几率很小, 即r 偏离R n 较大时, 2) ,(n R r k -αψ很小. 考虑到r 偏离R n 较大时, 2
)
(n at
R r -α?也很
小, 所以用)(n at
R r -α?来描述) ,(n R r k -αψ是很合适的. 取
) ,(n R r k -αψ=)(k μ)(n at
R r -α
?. 将上式代入万尼尔函数求和中, 再利用万尼尔函数的正交性, 可得
=)(r ,R n W α)(n at
R r -α
?. 也就是说, 万尼尔函数可用孤立原子波函数来近似是由紧束缚电子的性质来决定的.
19. 紧束缚模型电子的能量是正值还是负值? [解答]
紧束缚模型电子在原子附近的几率大, 远离原子的几率很小, 在原子附近它的行为同在孤立原子的行为相近. 因此，紧束缚模型电子的能量与在孤立原子中的能量相近. 孤立原子中电子的能量是一负值, 所以紧束缚模型电子的能量是负值. s 态电子能量(5.60)表达式
∑?--=n
i s s at s s n
e J C E E R k k )(
即是例证. 其中孤立原子中电子的能量at
s
E 是主项, 是一负值, s s J C --和是小量, 也是负值.
20.为什么价电子的浓度越大, 价电子的平均动能就越大? [解答]
由于绝对零度时和常温下电子的平均动能十分相近，我们讨论绝对零度时电子的平均动能与电子浓度的关系. 价电子的浓度越大价电子的平均动能就越大, 这是金属中的价电子遵从费密-狄拉克统计分布的必然结果. 在绝对零度时, 电子不可能都处于最低能级上, 而是在费密球中均匀分布. 由(6.4)式
3/120)3(πn k F =
可知, 价电子的浓度越大费密球的半径就越大,高能量的电子就越多, 价电子的平均动能就越大. 这一点从(6.5)和(6.3)式看得更清楚. 电子的平均动能E 正比与费密能0F E , 而费密能又正比与电子浓度3/2n :
()
3
/22
2
032πn m
E F
η=,
()
3
/22
2
0310353πn m E E F η==.
所以价电子的浓度越大, 价电子的平均动能就越大.
21.在常温下, 两金属接触后, 从一种金属跑到另一种金属的电子, 其能量一定要达到或超过费密能与脱出功之和吗?
[解答]
电子的能量如果达到或超过费密能与脱出功之和, 该电子将成为脱离金属的热发射电子. 在常温下, 两金属接触
后, 从一种金属跑到另一种金属的电子, 其能量通常远低于费密能与脱出功之和. 假设接触前金属1和2的价电子的费密能分别为1F E 和2F E , 且1F E >2F E , 接触平衡后电势分别为1V 和2V . 则两金属接触后, 金属1中能量高于
11eV E F 的电子将跑到金属2中. 由于1V 大于0, 所以在常温下, 两金属接触后, 从金属1跑到金属2的电子, 其能量只小于等于金属1的费密能.
22、解理面是面指数低的晶面还是指数高的晶面？为什么？
[解答]晶体容易沿解理面劈裂，说明平行于解理面的原子层之间的结合力弱，即平行解理面的原子层的间距大. 因为面间距大的晶面族的指数低, 所以解理面是面指数低的晶面.
23、在结晶学中, 晶胞是按晶体的什么特性选取的?
[解答]
在结晶学中, 晶胞选取的原则是既要考虑晶体结构的周期性又要考虑晶体的宏观对称性.
24、如何理解库仑力是原子结合的动力?
[解答]
晶体结合中, 原子间的排斥力是短程力, 在原子吸引靠近的过程中, 把原本分离的原子拉近的动力只能是长程力, 这个长程吸引力就是库仑力. 所以, 库仑力是原子结合的动力.
25、晶体的结合能, 晶体的内能, 原子间的相互作用势能有何区别?
[解答]
自由粒子结合成晶体过程中释放出的能量, 或者把晶体拆散成一个个自由粒子所需要的能量, 称为晶体的结合能.
原子的动能与原子间的相互作用势能之和为晶体的内能.
在0K 时, 原子还存在零点振动能. 但零点振动能与原子间的相互作用势能的绝对值相比小得多. 所以, 在0K 时原子间的相互作用势能的绝对值近似等于晶体的结合能.
26、什么叫简正振动模式？简正振动数目、格波数目或格波振动模式数目是否是一回事？ [解答]
为了使问题既简化又能抓住主要矛盾，在分析讨论晶格振动时，将原子间互作用力的泰勒级数中的非线形项忽略掉的近似称为简谐近似. 在简谐近似下, 由N 个原子构成的晶体的晶格振动, 可等效成3N 个独立的谐振子的振动. 每个谐振子的振动模式称为简正振动模式, 它对应着所有的原子都以该模式的频率做振动, 它是晶格振动模式中最简单最基本的振动方式. 原子的振动, 或者说格波振动通常是这3N 个简正振动模式的线形迭加.
简正振动数目、格波数目或格波振动模式数目是一回事, 这个数目等于晶体中所有原子的自由度数之和, 即等于3N .
27、长光学支格波与长声学支格波本质上有何差别? [解答]
长光学支格波的特征是每个原胞内的不同原子做相对振动, 振动频率较高, 它包含了晶格振动频率最高的振动模式. 长声学支格波的特征是原胞内的不同原子没有相对位移, 原胞做整体运动, 振动频率较低, 它包含了晶格振动频率最低的振动模式, 波速是一常数. 任何晶体都存在声学支格波, 但简单晶格(非复式格子)晶体不存在光学支格波.
28、为什么价电子的浓度越高, 电导率越高?
[解答]
电导σ是金属通流能力的量度. 通流能力取决于单位时间内通过截面积的电子数(参见思考题18). 但并不是所有价电子对导电都有贡献, 对导电有贡献的是费密面附近的电子. 费密球越大, 对导电有贡献的电子数目就越多. 费密球的大小取决于费密半径
3/12)3(πn k F =.
可见电子浓度n 越高, 费密球越大, 对导电有贡献的电子数目就越多, 该金属的电导率就越高.
第二部分：计算（每小题10分，共60分）
1.
晶面指数若考虑指数为（100）和（001）的面，其晶格属于面心立方，且指数指的是惯用立方晶胞，若采用初基轴，这些面得指数是多少？
初级矢量：)(2
1
1y x a +=)(2
1
2z y a +=)(2
1
3x z a +=
。 答案：（100）面垂直于x 轴，相对于初基轴的指数是（101）。（001）相对于初基轴的指数是（011），
2.布里渊区，矩形晶格，一个二维金属在简单矩形原胞a= 2 ?和b=4 ?内含有一个单价原子，（a ）绘出第一布里渊区，并以1-cm 为单位标示其大小。（b ）计算自由电子费米球的半径，单位为1-cm 。（c ）在（a ）中给出的第一布里渊区上绘制自由电子费米球。假设在布里渊区边界上有个小缝隙，另作一示意图，就第一和第二能带示出周期能区图式中自由电子能带的前几个周期。
解： a:
C．
3. 如下图所示，这是由原子排列在正方格子上而构成的一假想的二维晶体，
（1）标出一个原胞；
（2）定义倒格子点阵解释它同布拉格反射的关系；
（3）画出倒格子点阵和第一布里渊区，该区与布拉格反射的关系如何；
（4）叙述并解释布洛赫定理，即在点阵的势场中运动的电子具有行波波函数，该定理必须采用什么边界条件？
解：
（1） 原胞如下图所示，四个角顶上都有原子占据，但属于原胞的仅有一个原子，若设方格长度为a ，则
原胞基矢为：)(1j i a a -=
)(2j i a a +=
（2）设i a （2,1=i ）为正格子的基矢，则由关系式?
??≠==?j i j
i b a j i ,0,2π
所确定的i b （2,1=i ）为基矢的点阵，称为正格子的倒格子， 在倒格子空间，布拉格反射的条件为：反射波矢k 与入射波矢0k 相差一个或者倒格矢h nG ，即00nG k k =- （3）i 与j 是相互垂直的单位矢量，取单位矢量k 垂直于i 和j ，则1a ，2a 和k 构成的体积：2212)()()(a aj ai aj ai k a a =-?-=??=Ω 根据倒格式基矢的定义
)()(22)(2221j i a aj ai a k a b -=-?=Ω?=
π
ππ )()(22)(2212j i a aj ai a
a k
b +=+?=Ω?=πππ
虽然这将是构成二维正方倒格子点阵，下图示出倒格子点阵和第一布里渊区，在布里渊区边界上将发生布拉格反射。
(4)在点阵周期势场中运动的电子波函数是布洛赫波即：
)()(r u e r k r ik k ?=ψ 式中函数)(r u k 具有晶格平移对称性 )()(R r u r u k k +=
式中R 是晶格格矢，这是受晶格周期势场调制的平面波，此即布洛赫定理，布洛赫波的指数部分是平面波，描述了晶体中电子的共有化运动，而周期函数则描述了晶体中电子围绕原子核的运动，因而布洛赫波正是反映晶体中电子运动的特点。
4. 一束动能为1keV 的电子通过一多晶金属箔产生衍射，这种金属具有立方晶体结构，原子间距为1 ?，求
（1）计算电子的波长；
（2）计算第一级衍射极大的布拉格角
解（1）因为电子的波长p
h
=λ及eV m p =22（V 为电子加速电压），所以 39.01000
25.1225.12)
2(2
12
1==
≈
=
V
meV h λ（?）
（2）由布拉格反射条件λθn d =sin 2，对第一级衍射极大，1=n , 又知1=d ?，所以 195.01
239
.02sin =?=
=d
λ
θ，得 ?=18.11θ
5. 分别到处一维，二维和三维金属中自由电子的能态密度。
解：
金属自由电子k E →关系为
m
k k E 2)(2
2η=
一维k E →是抛物线，二维等能线是圆，而三维等能面则是球。 （1） 一维情况。
dE E E +→电子数目相应于一维k 轴在k ±方向)2(dk 范围内的状态如下图，计入电子自旋，一维金属长度为L ，
dk L
dE E g 22
2)(??
=π
由自由电子色散关系，dE mE m
dk 21
)2(-?=η
代入得
21
21
21
22
1
)2()2(222)(---∝=?=
E E m L mE m L E g η
ηππ
（2） 二维情况。
dE E E +→电子数目相应于如图1.1.55二维k 平面上半径k ，宽度为dk 的圆环内的状态数目，设二维金属面积为S
dk k S dE E g ???
=ππ2)
2(2)(2
由自由电子色散关系
kdk m
kdk m dE ππ22222
2?=?=ηη 代入得 常数==?=
2
222)2(2)(ηηπππSm
m S E g （3） 三维情况
dE E E +→电子数目相应于如图1.1.56三维k 平面上半径k ，宽度为dk 的球壳内的状态数目，考虑电子自旋，对体积为V 三维金属
dk k V
dE E g ???
=23
4)
2(2)(ππ
由色散关系，
dE mE m
dk 21
)2(-?=η
与色散关系一起代入上式
21
21
23
2
2
1
23)2(4)2(24)2(2)(E E m V mE m mE V dE E g ∝?=????=-η
ηηπππ
6． 在金属的自由电子模型中，假定传导电子可近似的看作是自由电子气，其中最重要的参数是电子密度n 及两次碰撞之间的时间τ，试导出金属电导率的
表达式：m
ne τσ2=，估计铜中电子的弛豫时间τ，铜的电导率cm ?Ω?6-107.1，
铜的原子密度为323105.8-?cm 。
解：对于自由电子，动量p 和波矢k 的关系为：k p η=
在外力F 作用下的运动方程为：dt
dk dt dp F η==
即由于外力作用，所有电子的k 值在平行于力F 的方向上由所增加。但是，电子又通过碰撞回复到他们原来的状态而平衡态，如果碰撞的弛豫时间为τ，则波矢k 的平衡位移k δ为：F k η
τ
δ=
相应地，速度变化为：F m
k m m
P
v τδδδ==
=
η 若外加电场为ε，则作用在每个电子上的力为：εe F -=
由此引起的电流密度为：σεετ
δ==-=m
ne v ne j 2 由此得电导率σ为：m
ne τ
σ2=
对于铜，若认为每个原子贡献一个导电电子，因此，322105.8-?=cm n
由此得铜电子弛豫时间：14
2
2105.2-?===
ρ
στne m ne m （s ）.
7.考虑每格点具有一个质量为m 的原子的二维平方晶格，仅计及最近；邻原子之间的相互作用，力度常数为β，设声子色散关系曲线是：
??
?
??=
)2sin(4qa m q βω 求：在长波极限下，求声子态密度）（ωD ，即单位频率间隔ωd 中的点阵振动的模式数，
解：(1)在长波极限下，0→q ，有
aq m
qa m β
βω≈
??? ??=
)2sin(4，（1） 式中q ∝ω，是弹性色散关系，设二维晶格的面积为S ，则声子态密度）（ωD 为：
qdq S D ππω2)2(2
=
）（，即ω
πωd dq
q
S D 2=
）（， 由式（1）a
m
q ?=
β
ω即
a m
dq
d ?=β
ω
故模式密度 β
πω
β
β
ωπ
ωπω221
22a Sm a
m
a
m
S
d dq q S D =???==）
（ 8. 铜是单价金属，其密度为3/8000m kg ，原子量为64. 试计算绝对温度时电子的费米能；
解：铜是面心立方晶体，设晶格常数为a,一个晶胞中有4个铜原子，故铜密度
3
644a
N ?=
ρ，0N 是阿伏伽德罗常数，则晶格常数a
m N a 10
3
103
1076.310644-=?=???
? ?
???=ρ=3.76 ? 设铜晶体体积为V ，包含有N 个铜原子，每一个铜原子贡献一个电子，则共有N
个传导电子，设费米球半径为F k ,有N k V F =??33
3422ππ）（， 即31
23
12)3(3n V N k F ππ=??? ?
?
=
电子浓度V
N
n =
,对于面心立方晶体??? ??==34a V N n
故a V N k F 3
123
1
2)12(3ππ=??? ??
=
绝对零度下的费米能级
eV J m
k E F
F 5.610042.12182
2=?==-η
9.若把银看成具有球形费米面的单价金属，计算以下各量， （1）费米能和费米温度 （2）费米球半径
（3）在室温及低温时电子的平均自由程
银的密度=,/5.103cm g 原子量=107.87，电导率=cm ?Ω?-61061.1（在295K ），和电阻率=cm ?Ω?-610038.0（在20K ）.
解：银的电子浓度=
32323/1086.510022.687
.1075
.10cm ?=??
（1）费米能F E 和费米温度F T
eV J n m
E F 46.510747.8)3(21922
=?==-πη
K k E T B F F 451034.610
617.846
.5?=?==
- （2）费米球半径F k
)(102.11086.5832832183
1223
1-?=???
????=??? ???=cm n k F ππππ
（3）费米速度)/(1038.1101.9102.11005.18
35834s cm m k v F ?=????===-η （4）金属自由电子论 m ne τρσ21
==，则21ne
m
?=ρτ
在295K ，)(1077.31061.1142
6s ne
m --?=??=
τ )(102.51077.31038.16148cm u F ---
?=???==τλ= 520? 同理20K 下
)(10596.112s -?=τ
)(102.210596.11038.14128cm u F ---
?=???==τλ=4102.2?? 10.六角空间晶格。六角空间晶格的初基平移矢量可以取为：
()
y x a a a ∧
∧
+??
? ??=22/321
1 ()y x a a a ∧
∧
+??
? ??-=22/321
2 z c a
∧
=3
（a ）证明原胞的体积为c a 22
1)2/3( （b ）证明倒格子得初基平移矢量为：
()y x a a b ∧
∧
+??
? ??=/23/221
1ππ
()y x a a b ∧
∧
+??
? ??-=/23/2212ππ ()z c b ∧
=/23π
因此，正格子就是它本身的倒格子，但轴经过了转动。 （c ）描述并绘出六角空间晶格的第一布里渊区。 解（a ）
c a c
a a
a a a a a 232132100021321
021
321
=-=?? (b)
)31(
20
02132
1
3422
321321y x z
y x
a c
a a c a a a a a a
b ∧
∧
∧
∧
∧
+=-=???=πππ
同理可以得到2b ，3b
c.六位向量在倒易空间如下图如实线所示，虚线是实线的中垂线，它们组成的六边形就是第一布里渊区。
11. 液3He 。3He 原子具有自旋的
2
1
，是费米子。在绝对零度附近3He 的密度为3081.0-gcm ，试计算费米能级F E 和费米温度F T .
解：一个3He 质量是g 24-1001.5?，erg F 16107-?≈εK T F 5≈
2013年高考文综 (大纲卷) 一、单项选择题本大题共11小题每题4分共44分 1示意某跨国公司的制造企业和研发中心在中国的分布。读图11—2题。 1.该公司在中国多地投资建制造企业主要是为了 A.扩大市场份额 B.分散投资风险 C. 建立营销网络 D.利用廉价原料 2.该公司研发中心选址考虑的首要因素是 A.交通 B.人才 C.市场 D.资金 在太行山南段东麓相邻的两条间歇性河流上分别建有甲、乙水库体相等。2009年雨季912万立方米3—4题。 3.甲、乙两水库上游流域 A.河流以地下水补给为主 B.自然植被为针阔叶混交林 C.降水集中于7、8月份 D.位于半干旱地区 4.2009年雨季甲水库无入库水量是因为其流域 A.几乎没有降水 B.植被截留降水 C.降水大量下渗 D.人工拦截径流 自20世纪90年代初 们每年8月底到海南岛种西瓜5—6题。 5.温州瓜农选择在海南岛种植西瓜是因为海南岛 A.西瓜品种优 B.种植成本低 C.种植利润高 D.市场需求大 6.温州瓜农每年5—8月离开海南岛主要原因是此时间 A.温州正值农忙季节 B.海南岛不宜种植西瓜 C.瓜地休耕以恢复肥力 D.海南岛西瓜竞争力弱 赤潮是某些浮游生物爆发性繁殖引起水色异常和水质恶化的现象。赤潮的出现和人类活动排放的污染物有关。据此完成7—9题。 7.引发赤潮的污染物主要为 A.重金属盐 B.氮、磷营养物 C.固体废弃物 D.泄漏的石油 8.赤潮爆发的海域一般 A.水温偏高、风力偏大 B.水温偏低、风力偏大 C.水温偏高、风力偏小 D.水温偏低、风力偏小 9.赤潮多发的海域位于 A.赤道附近 B.大洋中部 C.中、低纬近海 D.高纬近海 某种生物的种密度指单位面积该种生物的个体数 量。图2为北美洲部分地区某种动物的种密度等值线 图。据此完成10—11题。 10.H、K、Q、R四地中该种动物的种密度可能相等 的两地是 A.H、R B.Q、R C.Q、H D.H、K 11.该种动物的种密度与年均温的空间分布是正相关 的地区是 A.Q、R之间 B.N、M之间
一、名词解释 1.晶态--晶态固体材料中的原子有规律的周期性排列，或称为长程有序。 2.非晶态--非晶态固体材料中的原子不是长程有序地排列，但在几个原子的范围内保持着有序性，或称为短程有序。 3.准晶--准晶态是介于晶态和非晶态之间的固体材料，其特点是原子有序排列，但不具有平移周期性。 4.单晶--整块晶体内原子排列的规律完全一致的晶体称为单晶体。 5.多晶--由许多取向不同的单晶体颗粒无规则堆积而成的固体材料。 6.理想晶体（完整晶体）--内在结构完全规则的固体，由全同的结构单元在空间无限重复排列而构成。 7.空间点阵（布喇菲点阵）--晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点子在空间有规则地做周期性无限重复排列，这些点子的总体称为空间点阵。 8.节点（阵点）--空间点阵的点子代表着晶体结构中的相同位置，称为节点（阵点）。 9.点阵常数（晶格常数）--惯用元胞棱边的长度。 10.晶面指数—描写布喇菲点阵中晶面方位的一组互质整数。 11.配位数—晶体中和某一原子相邻的原子数。 12.致密度—晶胞内原子所占的体积和晶胞体积之比。 13.原子的电负性—原子得失价电子能力的度量；电负性＝常数（电离能＋亲和能） 14.肖特基缺陷—晶体内格点原子扩散到表面，体内留下空位。 15.费仑克尔缺陷--晶体内格点原子扩散到间隙位置，形成空位－填隙原子对。 16.色心--晶体内能够吸收可见光的点缺陷。 17.F心--离子晶体中一个负离子空位，束缚一个电子形成的点缺陷。 18.V心--离子晶体中一个正离子空位，束缚一个空穴形成的点缺陷。 19.近邻近似--在晶格振动中，只考虑最近邻的原子间的相互作用。 20.Einsten模型--在晶格振动中，假设所有原子独立地以相同频率ωE振动。 21.Debye模型--在晶格振动中，假设晶体为各向同性连续弹性媒质,晶体中只有3支声学波，且ω=vq 。 22.德拜频率ωD──Debye模型中g(ω)的最高频率。 23.爱因斯坦频率ωE──Einsten模型中g(ω)的最可几频率。 24.电子密度分布--温度T时，能量E附近单位能量间隔的电子数。 25.接触电势差--任意两种不同的物质A、B接触时产生电荷转移，并分别在A和B上产生电势V A、V B，这种电势称为接触电势，其差称为接触电势差。 25.BLoch电子费米气--把质量视为有效质量→ m，除碰撞外相互间无互作用，遵守费米分布的 Bloch电子的集合称为BLoch电子费米气。 26.惯用元胞（单胞）：既能反映晶格周期性，又能反映其对称性的结构单元。 27.简谐近似：晶体中粒子相互作用势能泰勒展开式中只取到二阶项的近似。 28.杜隆-伯替定律：高温下固体比热为常数。 29.晶体的对称性：经过某种对称操作后晶体能自身重合的性质。
2013年理科综合新课标卷1 1.关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是（） A．一种tRNA可以携带多种氨基酸 B．DNA聚合酶是在细胞核中合成的 C．反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基 D．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成 2．关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是（） A．两者前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同B．两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA分子数目相同C．两者后期染色体行为和数目不同，DNA分子数目相同 D．两者后期染色体行为和数目相同，DNA分子数目不同 3．关于植物细胞主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是（） A．吸收不同矿质元素离子的速率都相同 B．低温不影响矿质元素离子的吸收速率 C．主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中 D．叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质元素离子 4．示意图甲、乙、丙、丁为某实验动物感染HIV后的情况（）
A．从图甲可以看出，HIV感染过程中存在逆转录现象 B．从图乙可以看出，HIV侵入后机体能产生体液免疫 C．从图丙可以推测，HIV可能对实验药物a敏感 D．从图丁可以看出，HIV对试验药物b敏感 5．某农场面积为140hm2，农场丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了很好的生存条件，鼠大量繁殖吸引鹰来捕食，某研究小组采用标志重捕法来研究黑线姬鼠的种群密度，第一次捕获100只，标记后全部放掉，第二次捕获280只，发现其中有两只带有标记，下列叙述错误的是（）A．鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度
B．该农场黑线姬鼠的种群密度约为100只/hm2 C．黑线姬鼠种群数量下降说明农场群落的丰富度下降 D．植物→鼠→鹰这条食物链，第三营养级含能量少 6．若用玉米为实验材料，验证孟德尔分离定律，下列因素对得出正确实验结论，影响最小的是（） A．所选实验材料是否为纯合子 B．所选相对性状的显隐性是否易于区分 C．所选相对性状是否受一对等位基因控制 D．是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法 29（11分） 某油料作物种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪的含量变化，某研究小组将种子置于温度、水分（蒸馏水）、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，定期检查萌发种子（含幼苗）的脂肪含量和干重，结果表明：脂肪含量逐渐减少，到第11d时减少了90%，干重变化如图所示。 回答下列问题： （1）为了观察胚乳中的脂肪，，常用染液对种子胚乳切片染色，然后再显微镜下观察，可见色的脂肪微粒。 （2）实验过程中，导致种子干重增加的主要元素是 （填“C”、“N”或“O”）。 （3）实验第11d如果使萌发种子的干重（含幼苗）增加，必须提供的条件是 和。 30（10分） 胰岛素可使骨骼肌细胞和脂肪细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加，已知这些细胞膜上的载体转运葡萄糖的过程不消耗ATP。回答下列问题：（1）胰岛素从胰岛B细胞释放到细胞外的运输方式是，葡萄糖
2013年普通高等学校招生全国统一考试（大纲全国卷） 文科综合试题 第Ⅰ卷 一、选择题：共35小题，每小题4分，共140分，在每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 图1示意某跨国公司的制造企业和研发中心在中国的 分布。读图1，完成1～2题。 1.该公司在中国多地投资建制造企业主要是为了 A.扩大市场份额 B.分散投资风险 C.建立营销网络 D.利用廉价原料 2.该公司研发中心选址考虑的首要因素是 A.交通 B.人才 C.市场 D.资金 在太行山南段东麓相邻的两条间歇性河流上分别建有 甲、乙水库，它们的汇水面积大体相等。2009年雨季，乙 水库入库水量912万立方米，甲水库却几乎没有入库水量。据此完成3～4题。 3.甲、乙两水库上游流域 A.河流以地下水补给为主 B.自然植被为针阔叶混交林 C.降水集中于7、8月份 D.位于半干旱地区 4.2009年雨季，甲水库无入库水量是因为其流域 A.几乎没有降水 B.植被截留降水 C.降水大量下渗 D.人工拦截径流 自20世纪90年代初，浙江温州的一些瓜农到海南岛承包土地，种植西瓜，产品销往全国各地。他们每年8月底到海南岛种西瓜，次年五月中旬返回温州。据此完成5～6题。 5.温州瓜农选择在海南岛种植西瓜，是因为海南岛 A.西瓜品种优 B.种植成本低 C.种植利润高 D.市场需求大 6.温州瓜农每年5—8月离开海南岛，主要原因是此时间 A.温州正值农忙季节 B.海南岛不宜种植西瓜 C.瓜地休耕以恢复肥力 D.海南岛西瓜竞争力弱 赤潮是某些浮游生物暴发性繁殖引起水色异常和水质恶化的现象。赤潮的出现和人类活动排放的污染物有关。据此完成7～9题。 7.引发赤潮的污染物主要为 A.重金属盐 B.氮、磷营养物 C.固体废弃物 D.泄漏的石油 8.赤潮爆发的海域一般 A.水温偏高、风力偏大 B.水温偏低、风力偏大 C.水温偏高、风力偏小 D.水温偏低、风力偏小 9.赤潮多发的海域位于 A.赤道附近 B.大洋中部 C.中、低纬近海 D.高纬近海 某种生物的种密度指单位面积该种生物的个体数量。图 2为北美洲部分地区某种动物的种密度等值线图。据此完成 10～11题。 10.H、K、Q、R四地中，该种动物的种密度可能相等 的两地是 A.H、R B.Q、R C.Q、H D.H、K
一、填空 1.固体按其微结构的有序程度可分为 _______、_______和准晶体。 2.组成粒子在空间中周期性排列，具有长程有序的固体称为 _______；组成粒子在空间中的分布完全无序或仅仅具有短程有序的固体称为 _________。 3.在晶体结构中，所有原子完全等价的晶格称为 ______________；而晶体结构中，存在两种或两种以上不等价的原子或离子的晶格称为 ____________。 4晶体结构的最大配位数是____；具有最大配位数的晶体结构包括 ______________晶体结构和 ______________晶体结构。 5.简单立方结构原子的配位数为 ______；体心立方结构原子的配位数为 ______。6．NaCl 结构中存在 _____个不等价原子，因此它是 _______晶格，它是由氯离子和钠离子各自构成的 ______________格子套构而成的。 7.金刚石结构中存在 ______个不等价原子，因此它是 _________晶格，由两个_____________结构的布拉维格子沿空间对角线位移1/4 的长度套构而成，晶胞中有 _____个碳原子。 8. 以结晶学元胞（单胞）的基矢为坐标轴来表示的晶面指数称为________指数。 9. 满足 a i b j 2 ij 2 ,当i j时 关系的 b1,b 2, b 3为基矢，由0，当 i （ i, j 1,2,3) j时 K h h b h b h构b成的点阵，称为 _______。 1 1 2 2 3 10.晶格常数为 a 的一维单原子链，倒格子基矢的大小为 ________。 11.晶格常数为 a 的面心立方点阵初基元胞的体积为 _______；其第一布里渊区的体积为 _______。 12.晶格常数为 a 的体心立方点阵初基元胞的体积为 _______；其第一布里渊区的体积为 _______。 13.晶格常数为 a 的简立方晶格的 (010)面间距为 ________ 14.体心立方的倒点阵是 ________________点阵，面心立方的倒点阵是 ________________点阵，简单立方的倒点阵是________________。 15.一个二维正方晶格的第一布里渊区形状是 ________________。 16.若简单立方晶格的晶格常数由 a 增大为 2a，则第一布里渊区的体积变为原来的 ___________倍。
固体物理练习题 1.晶体结构中，面心立方的配位数为 12 。 2.空间点阵学说认为 晶体内部微观结构可以看成是由一些相同的点子在三维空间作周期性无限分布 。 3.最常见的两种原胞是 固体物理学原胞、结晶学原胞 。 4.声子是 格波的能量量子 ，其能量为 ?ωq ，准动量为 ?q 。 5.倒格子基矢与正格子基矢满足 正交归一关系 。 6.玻恩-卡曼边界条件表明描述有限晶体振动状态的波矢只能取 分立的值 ， 即只能取 Na 的整数倍。 7.晶体的点缺陷类型有 热缺陷、填隙原子、杂质原子、色心 。 8.索末菲的量子自由电子气模型的四个基本假设是 自由电子近似、独立电子近似、无碰撞假设、自由电子费米气体假设 。 9.根据爱因斯坦模型，当T→0时，晶格热容量以 指数 的形式趋于零。 10.晶体结合类型有 离子结合、共价结合、金属结合、分子结合、氢键结合 。 11.在绝对零度时，自由电子基态的平均能量为 0F 5 3E 。 12.金属电子的 B m ,23nk C V = 。 13.按照惯例，面心立方原胞的基矢为 ???? ?????+=+=+=)(2)(2) (2321j i a a k i a a k j a a ，体心立方原胞基矢为 ???? ?????-+=+-=++-=)(2)(2) (2321k j i a a k j i a a k j i a a 。 14 .对晶格常数为a 的简单立方晶体,与正格矢k a j a i a R ???22++=正交的倒格子晶面族的面
指数为 122 , 其面间距为 a 32π 。 15.根据晶胞基矢之间的夹角、长度关系可将晶体分为 7大晶系 ，对应的只有14种 布拉伐格子。 16.按几何构型分类，晶体缺陷可分为 点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷、微缺陷 。 17. 由同种原子组成的二维密排晶体，每个原子周围有 6 个最近邻原子。 18.低温下金属的总摩尔定容热容为 3m ,bT T C V +=γ 。 19. 中子非弹性散射 是确定晶格振动谱最有效的实验方法。 1.固体呈现宏观弹性的微观本质是什么？ 原子间存在相互作用力。 2.简述倒格子的性质。 P29~30 3. 根据量子理论简述电子对比热的贡献，写出表达式，并说明为什么在高温时可以不考虑电子对比热的贡献而在低温时必须考虑？ 4.线缺陷对晶体的性质有何影响？举例说明。 P169 5.简述基本术语基元、格点、布拉菲格子。 基元：P9组成晶体的最小基本单元，整个晶体可以看成是基元的周期性重复排列构成。 格点：P9将基元抽象成一个代表点，该代表点位于各基元中等价的位置。 布拉菲格子：格点在空间周期性重复排列所构成的阵列。 6.为什么许多金属为密积结构?
2013年普通高等学校招生全国统一考试 理综物理部分 （全国2-甲卷） 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14.一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小。能正确描述F与a之间的关系的图像是 15.如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面上。若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F2＞0）.由此可求出 A．物块的质量 B.斜面的倾角 C.物块与斜面间的最大静摩擦力 C.物块对斜面的正压力 16.如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d（d＞L ）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动，t=0是导线框的的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列v-t图像中，可能正确描述上述过程的是 17.空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直横截面。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。不计重力，该磁
场的磁感应强度大小为 A. B. C. D. 18.如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a，b和c分别位于边长为的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为 A. B. C. D. 19.在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是 A. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系 B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 C.法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，或出现感应电流 D.楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应 电流的磁通量的变化 20.目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是 A.卫星的动能逐渐减小 B.由于地球引力做正功，引力势能一定减小 C.由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变 D.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 21.公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v c 时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处， A.路面外侧高内侧低 B.车速只要低于v c，车辆便会向内侧滑动 C.车速虽然高于v c，但只要不超出某一高度限度，车辆便不会向外侧滑动 D.当路面结冰时，与未结冰时相比，v c的值变小 三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33 题~第40题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题（共129分） 22.（8分）某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示。向左推小球，使弹黄压缩一段距离后由静止释放:小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。 回答下列问题： (1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得E k，至少需要测量下列物理量中的(填正确答案标号)。 A.小球的质量m B.小球抛出点到落地点的水平距离s
2013年高考理综化学全国卷大纲版 一、选择题：本题共13小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 7、反应X(g)＋Y(g)2Z(g)＜0，达到平衡时，下列说法正确的是 A.减小容器体积，平衡向右移动 B.加入催化剂，Z的产率增大 C.增大c(X)，X的转化率增大 D.降低温度，Y的转化率增大 8、下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是 A.体积相等时密度相等 B.原子数相等时具有的中子数相等 C.体积相等时具有的电子数相等 D.质量相等时具有的质子数相等 9、电解法处理酸性含铬废水（主要含有Cr2O72－）时，以铁板作阴、阳极，处理过程中存在反 应Cr2O72＋6Fe2＋＋14H＋2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋以Cr(OH)3形式除去，下列说法不正确的是 A.阳极反应为Fe－2e－Fe2＋ B.电解过程中溶液pH不会变化 C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成 D.电路中每转移12 mol电子，最多有1 mol Cr2O72－被还原 10、下列操作不能达到目的的是 11、能正确表示下列反应的离子方程式是 A.用过量氨水吸收工业尾气中的SO2：2NH3·H20＋SO22NH4＋＋SO32－＋H2O B.氯化钠与浓硫酸混合加热：H2SO4＋2Cl－SO2↑＋Cl2↑＋H2O C.磁性氧化铁溶于稀硝酸：3Fe2＋＋4H＋＋NO3－3Fe3＋＋NO↑＋3H2O D.明矾溶液中滴入B a(O H)2溶液使SO42－恰好完全沉淀： 2Ba2＋＋3OH－＋Al3＋＋2SO42－2B a SO4↓＋Al(OH)3↓ 12、右图表示溶液中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是 A.两条曲线间任意点均有c(H＋)×c(OH－)＝Kw B.M区域内任意点均有c(H＋)＜c(OH－) C.图中T1＜T2 D.XZ线上任意点均有pH＝7 13、某单官能团有机化合物，只含碳、氢、氧三种元素，相对分子质量为58，完全燃烧时产 生等物质的量的CO2和H2O。它可能的结构共有（不考虑立体异构）
填空题 1、根据固体材料中原子排列的方式可以将固体材料分为晶体、非晶体 和准晶体。 2、晶体结构=点阵+ 基元。 3、晶体的比热包括晶格比热和电子比热。 4、结晶学中，属于立方晶系的布拉维晶胞有简单立方、体心立方 和面心立方三种。 5、密堆结构有两种：六方密堆积和立方密堆积。 6、原子电负性在一个周期内由左到右不断升高，周期表由上到下，负电性逐渐降低。 7、限定波矢q的取值范围在第一布里渊区 8、金属的未满能带叫价带或导带。 1、人们利用X射线衍射测定晶体结构。 3、晶体的热学性质，如比热、热膨胀和热传导等就与晶格振动密切有关。 4、声子是一种准粒子，不具有通常意义下的动量，常把?q称为声子 的准动量。 5、根据晶体缺陷在空间延伸的线度晶体缺陷可分为点缺陷~线缺陷、面缺陷和体缺陷。 6、V心是F心的反型体。 1、晶体的基本结构单元称为基元。 2、面心立方晶胞的晶格常数为a，其倒格子原胞的体积等于32 3/a3。 3、布拉维空间点阵共有14 种，归为7种晶系。 5、一维双原子链的色散关系中频率较低的一支叫声学支（声频支），它很像单原子链中的声学支，；频率较高的一支则叫光学支（光频支）。 6、面缺陷有堆垛层错、小角晶界和晶粒间界三种主要形式。 8、一般情况下晶体电子的近似质量是张量，自由电子的惯性质量是标量。 9、对复式晶格，格波可分为声学波和光学波。
1、体心立方结构的第一布里渊区是菱形十二面 体。 2、已知某晶体的基矢取为1a 、2a 、3a ，某一晶面在三个基矢上的截距分别 为3，2，-1，则该晶面的晶面指数为()623 3、倒格矢体现了晶面的面间距 和 法向。 8、晶体中的载流子是 电子 和 空穴 。 2、正格子原胞体积Ω与倒格子原胞体积*Ω之积为 ()3 2π 3、金刚石晶体的基元含有 2 个原子，其晶胞含有 8 个碳原 子。 6、准晶是介于周期性晶体 和非晶玻璃之间的一种新的固体物质形态。 8、晶格振动的简化模型主要有爱因斯坦模型和德拜模型。 1、面心立方结构的第一布里渊区是 十四面 体。 2、代表基元中的几何点称为格点。 4、布里渊区的边界由倒格矢 的垂直平分面构成。 5、由于碱金属电离能低和卤素原子 亲和能高，这两种原子很容易形成离子 键。 6、声子和光子一样，是 玻色 子；声子的数目和 温度 密切相关。 7、在CH 4分子中，C 原子的 2s 和 2p 轨道组合成新的4个 sp 3 杂化轨道。 9、能量愈低的能带愈 窄 ，能量愈高的能带愈 宽。 10、三维简立方结构晶格点阵的基失ai a =1，aj a =2，ak a =3，原胞体积 为3a ，对应的倒格子基矢为i a b π21=，j a b π22=，，，k a b π23=。 3、元素周期表中第IV 族元素C 、Si 、Ge 、Sn 的晶体是 共价 晶体的典型 代表。 5、热缺陷有两种形式即 肖特基 缺陷和 弗兰克尔 缺陷。 6、立方晶系的[hkl]晶向与(hkl)晶面 垂直。 7、由于原子的s 态能级和p 态能级相距较近时 1 个s 电子和 3个p 电子 的轨道混合，形成一种sp 3杂化轨道。
一、名词解释 1.晶态--晶态固体材料中原子有规律周期性排列，或称为长程有序。 2.非晶态--非晶态固体材料中原子不是长程有序地排列，但在几种原子范畴内保持着有序性，或称为短程有序。 3.准晶--准晶态是介于晶态和非晶态之间固体材料，其特点是原子有序排列，但不具备平移周期性。 4.单晶--整块晶体内原子排列规律完全一致晶体称为单晶体。 5.多晶--由许多取向不同单晶体颗粒无规则堆积而成固体材料。 6.抱负晶体（完整晶体）--内在构造完全规则固体，由全同构造单元在空间无限重复排列而构成。 7.空间点阵（布喇菲点阵）--晶体内部构造可以概括为是由某些相似点子在空间有规则地做周期性无限重复排列，这些点子总体称为空间点阵。 8.节点（阵点）--空间点阵点子代表着晶体构造中相似位置，称为节点（阵点）。 9.点阵常数（晶格常数）--惯用元胞棱边长度。 10.晶面指数—描写布喇菲点阵中晶面方位一组互质整数。 11.配位数—晶体中和某一原子相邻原子数。 12.致密度—晶胞内原子所占体积和晶胞体积之比。 13.原子电负性—原子得失价电子能力度量；电负性＝常数（电离能＋亲和能） 14.肖特基缺陷—晶体内格点原子扩散到表面，体内留下空位。 15.费仑克尔缺陷--晶体内格点原子扩散到间隙位置，形成空位－填隙原子对。 16.色心--晶体内可以吸取可见光点缺陷。 17.F心--离子晶体中一种负离子空位，束缚一种电子形成点缺陷。 18.V心--离子晶体中一种正离子空位，束缚一种空穴形成点缺陷。 19.近邻近似--在晶格振动中，只考虑近来邻原子间互相作用。 20.Einsten模型--在晶格振动中，假设所有原子独立地以相似频率 E振动。 21.Debye模型--在晶格振动中，假设晶体为各向同性持续弹性媒质,晶体中只有3支声学波，且
理科综合能力测试试卷 第1页（共38页） 理科综合能力测试试卷 第2页（共38页） 绝密★启用前 2013年普通高等学校招生全国统一考试（全国新课标卷1） 理科综合能力测试 使用地区：陕西、山西、河南、河北、湖南、湖北、江西 注意事项： 1. 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第Ⅰ卷1至6页，第二卷7至18页。 2. 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。 3. 全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。 4. 考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H —1 C —12 N —14 O —16 Mg —24 S —32 K —39 Mn —55 第Ⅰ卷(选择题 共126分) 一、选择题：本题共13小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是 符合题目要求的。 1. 关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是 （ ） A. 一种tRNA 可以携带多种氨基酸 B. DNA 聚合酶是在细胞核内合成的 C. 反密码子是位于mRNA 上相邻的三个碱基 D. 线粒体中的DNA 能控制某些蛋白质的合成 2. 关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述，正确的是 （ ） A. 两者前期染色体数目相同，染色体行为和DNA 分子数目不同 B. 两者中期染色体数目不同，染色体行为和DNA 分子数目相同 C. 两者后期染色体数目和染色体行为不同，DNA 分子数目相同 D. 两者末期染色体数目和染色体行为相同，DNA 分子数目不同 3. 关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是 （ ） A. 吸收不同矿质元素离子的速率都相同 B. 低温不影响矿质元素离子的吸收速率 C. 主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中 D. 叶肉细胞不能以主动运输方式吸收矿质元素离子 4. 示意图甲、乙、丙、丁为某实验动物感染HIV 后的情况 甲 乙 丙 丁 下列叙述错误的是 （ ） A. 从图甲可以看出，HIV 感染过程中存在逆转录现象 B. 从图乙可以看出，HIV 侵入后机体能产生体液免疫 C. 从图丙可以推测，HIV 可能对实验药物a 敏感 D. 从图丁可以看出，HIV 对试验药物b 敏感 5. 某农场面积为2140hm ，农场丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了很好的生存条件，鼠大量繁殖吸引鹰来捕食。某研究小组采用标志重捕法调查该农场黑线姬鼠的种群密度，第一次捕获100只，标记后全部放掉，第二次捕获280只，发现其中有两只带有标记。下列叙述错误．． 的是 （ ） A. 鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度 B. 该农场黑线姬鼠的种群密度约为2100/hm 只 C. 黑线姬鼠种群数量下降说明该农场群落的丰富度下降 D. 植物→鼠→鹰这条食物链中，第三营养级含能量最少 6. 若用玉米为实验材料验证孟德尔分离定律，下列因素对得出正确实验结论影响最小的（ ） A. 所选实验材料是否为纯合子 B. 所选相对性状的显隐性是否易于区分 C. 所选相对性状是否受一对等位基因控制 D. 是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法 7. 化学无处不在，下列与化学有关的说法不正确的是 （ ） ------------- 在 --------------------此 -------------------- 卷--------------------上 -------------------- 答-------------------- 题--------------------无 -------------------- 效---------------- 姓名________________ 准考证号_____________
2013年普通高等学校招生全国统一考试 英语（全国卷大纲版） 听力（每题1.5分，满分30分） 第一节 1. What does the man want to do? A. Take photos. B. Buy a camera. C. Help the woman. 2. What are the speakers talking about? A. A noisy night. B. Their life in town. C. A place of living. 3. Where is the man now? A. On his way. B. In a restaurant. C. At home 4. What will Celia do? A. Find a player. B. Watch a game. C. Play basketball. 5. What day is it when the conversation takes place? A. Saturday. B. Sunday. C. Monday. 第二节 听第6段材料，回答6、7题。 6. What is Sara going to do? A. Buy John a gift. B. Give John a surprise. C. Invite John to France. 7. What does the man think of Sara’s plan? A. Funny. B. Exciting. C. Strange. 听第7段材料，回答第8、9题。 8. Why does Diana say sorry to peter? A. She has to give up her travel pan. B. She wants to visit another city. C. She needs to put off her test. 9. What does Diana want Peter to do? A. Help her with her study. B. Take a book to her friend. C.T eacha geography lesson. 听第8段材料，回答第10至12题。 10. Why does the man call the woman? A. To tell her about her new job. B. To ask about her job program. C. To plan a meeting with her. 11. Who needs a new flat? A. Alex. B. Andrea. C. Miranda. 12. Where is the woman now? A. In Baltimore. B. In New York. C. In Avon. 听第9段材料，回答第13至16题。 13. What does Jan consider most important when he judges a restaurant? A. Where the restaurant is. B. Whether the prices are low. C. How well the food is prepared.
2013年全国统一高考物理试卷（新课标Ⅱ） 一、选择题：本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～ 5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分． 1．（6分）一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a 表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小。能正确描述F与a之间的关系的图象是（） A．B． C．D． 2．（6分）如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2．由此可求出（） A．物块的质量 B．斜面的倾角 C．物块与斜面间的最大静摩擦力 D．物块对斜面的正压力 3．（6分）如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框； 在导线框右侧有一宽度为d（d＞L）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动。t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列v ﹣t图象中，可能正确描述上述过程的是（）
A．B．C．D． 4．（6分）空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直横截面。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°．不计重力，该磁场的磁感应强度大小为（） A．B．C．D． 5．（6分）如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为（） A．B．C．D． 6．（6分）在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是（） A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应解释了电和磁之间存在联系B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流 D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 7．（6分）目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的
固体物理学期末考试卷 一. 填空题（共30分，每题3分） 1．固体结合的四种基本形式为：、、 、。 2．共价结合有两个基本特征是: 和。 3．结合能是 指： 。 4．晶体中的表示原子的平衡位置，晶格振动是 指在格点附近的振动。 5．作简谐振动的格波的能量量子称为，若电子从晶格获得 q能量，称为，若电子给晶格 q能量，称为。 6. Bloch定理的适用范围（三个近似）是指：、 、。 7．图１为固体的能带结构示意图，请指出图(a)为， 图(b)为，图(c)为。 图１ 8．晶体缺陷按范围分类可分为、、 。 9．点缺陷对材料性能的影响主要为：、 、、
。 10. 扩散是物质内部由于热运动而导致原子或分子迁移的过程，扩散从微观上讲,实际上是。 二．简答题（共10分，每题5分） 1．在研究晶格振动问题中，爱因斯坦模型和德拜模型的物理思想是什么？ 2．在能带理论中，近自由电子近似模型和紧束缚近似模型的物理思想是什么？ 三．计算题（共60分，每题10分） 1. 证明: 体心立方晶格的倒格子是面心立方; 面心立方晶格的倒格子是体心立方。 2．证明：倒格子矢量垂直于密勒指数为的晶面系。 3．证明两种一价离子（如NaCl）组成的一维晶格的马德隆常数为： α= 2ln2 4. 设三维晶格的光学振动在q＝0附近的长波极限有 求证：频率分布函数为 5．设晶体中每个振子的零点振动能为，试用德拜模型求晶体的零点振动能。 6. 电子周期场的势能函数为
其中a＝4b，ω为常数 (1) 试画出此势能曲线，并求其平均值。 (2) 用近自由电子近似模型求出晶体的第一个及第二个带隙宽度。
2013年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试物理试题（新课标卷1） 二、选择题。本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题 目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14. 右图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据.伽利略可以得出的结论是 A.物体具有惯性 B.斜面倾角一定时，加速度与质量无关 C.物体运动的距离与时间的平方成正比 D.物体运动的加速度与重力加速度成正比 15.如图，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、 c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷.已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量) A.k 错误！未找到引用源。3q R 2 B. k 10q 9R 2错误！未找到引用源。 C. k Q +q R 2错误！未找到引用源。 D. k 9Q +q 9R 2错误！未找到引用源。 16.一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d ，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方d 2错误！未找到引用源。处的P 点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回。若将下极板向上平移错误！未找到引用源。d 3，则从P 点开始下落的相同粒子将 A.打到下极板上 B.在下极板处返回变 C.在距上极板错误！未找到引用源。d 2处返回 D.在距上极板2 5错误！未找到引用源。d 处返回 17.如图.在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab 、ac 和MN ，其中ab 、ac 在a 点接触，构成“V ”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使MN 向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN 始终与∠bac 的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i 与时间t 的关系图线.可能正确 的是 18.如图，半径为R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸 面向外，一电荷量为q （q >0）,质量为m 的粒子沿平行于直径ab 的方向射入磁场区域，射入点与ab 的距离为R 2错误！未找到引用源。，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为（不计重力） A ．错误！未找到引用源。qBR 2m B ．错误！未找到引用源。qBR m C ．错误！未找到引用源。3qBR 2m D ．错误！未找到引用源。2qBR m
2013年普通高等学校夏季招生全国统一考试数学理工农医类 (大纲全国卷) 一、选择题：本大题共12小题，每小题5分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的． 1．(2013大纲全国，理1)设集合A ＝{1,2,3}，B ＝{4,5}，M ＝{x |x ＝a ＋b ，a ∈A ，b ∈B }，则M 中元素的个数为( )． A ．3 B ．4 C ．5 D ．6 2．(2013大纲全国，理 2)3 ＝( )． A ．－8 B ．8 C ．－8i D ．8i 3．(2013大纲全国，理3)已知向量m ＝(λ＋1,1)，n ＝(λ＋2,2)，若(m ＋n )⊥(m －n )，则λ＝( )． A ．－4 B ．－3 C ．－2 D ．－1 4．(2013大纲全国，理4)已知函数f (x )的定义域为(－1,0)，则函数f (2x ＋1)的定义域为( )． A ．(－1,1) B ．11,2??-- ?? ? C ．(－1,0) D ．1,12?? ? ?? 5．(2013大纲全国，理5)函数f (x )＝21log 1x ? ?+ ??? (x ＞0)的反函数f －1 (x )＝( )． A ．121x -(x ＞0) B ．121x -(x≠0) C ．2x －1(x ∈R) D ．2x －1(x ＞0) 6．(2013大纲全国，理6)已知数列{a n }满足3a n ＋1＋a n ＝0，a 2＝4 3 -，则{a n }的前10项和等于( )． A ．－6(1－3－10) B ．1 9(1－310) C ．3(1－3－10) D ．3(1＋3－10) 7．(2013大纲全国，理7)(1＋x )8 (1＋y )4 的展开式中x 2y 2 的系数是( )． A ．56 B ．84 C ．112 D ．168 8．(2013大纲全国，理8)椭圆C ：2 2=143 x y +的左、右顶点分别为A 1，A 2，点P 在C 上且直线PA 2斜率的 取值范围是[－2，－1]，那么直线PA 1斜率的取值范围是( )． A ．13,24????? ? B ．33,84?????? C ．1,12?????? D ．3,14?? ???? 9．(2013大纲全国，理9)若函数f (x )＝x 2 ＋ax ＋ 1x 在1,2?? +∞ ??? 是增函数，则a 的取值范围是( )． A ．[－1,0] B ．[－1，＋∞) C ．[0,3] D ．[3，＋∞) 10．(2013大纲全国，理10)已知正四棱柱ABCD －A 1B 1C 1D 1中，AA 1＝2AB ，则CD 与平面BDC 1所成角的正弦值等于( )． A ．23 B ．3 C ．3 D ．1 3 11．(2013大纲全国，理11)已知抛物线C ：y 2 ＝8x 与点M (－2,2)，过C 的焦点且斜率为k 的直线与C 交 于A ，B 两点．若0MA MB ?= ，则k ＝( )． A ．1 2 B ． C D ．2 12．(2013大纲全国，理12)已知函数f (x )＝cos x sin 2x ，下列结论中错误的是( )． A ．y ＝f(x)的图像关于点(π，0)中心对称 B ．y ＝f(x)的图像关于直线 π = 2x 对称 C ．f(x) 的最大值为 D ．f(x)既是奇函数，又是周期函数