材料物理性能复习题
第一章
1、C v 、C p 和c 的定义。C pm 和C vm 的关系，实际测量得到的是何种量？Cvm 与温度（包括ΘD ）的关系。自由电子对金属热容的贡献。合金热容的计算。
2、哪些相变属于一级相变和二级相变？其热容等的变化有何特点？
3、撒克斯法测量热容的原理。何谓DTA 和DSC ？DTA 测量对标样有何要求？如何根据DTA 曲线及热容变化曲线判断相变的发生及热效应（吸热或放热）？
4、线膨胀系数和体膨胀系数的表达式及两者的关系。证明c b a v αααα++=（采用与教材不同的方法）
5、金属热膨胀的物理本质。热膨胀和热容与温度（包括ΘD ）的关系有何类似之处？为何金属熔点越高其膨胀系数越小？为何化合物和有序固溶体的膨胀系数比固溶体低？奥氏体转变为铁素体时体积的变化及机理。膨胀测量时对标样有何要求？
6、比容的定义（单位重量的体积，为密度的倒数）。奥氏体、珠光体、马氏体和渗碳体的比容相对大小。
7、钢在共析转变时热膨胀曲线的特点及机理。如何根据冷却膨胀曲线计算转变产物的相对量？
8、傅里叶定律和热导率、热量迁移率。导温系数的表达式及物理意义。
9、金属、半导体和绝缘体导热的物理机制。魏德曼－弗兰兹定律。
10、何谓抗热冲击断裂性和抗热冲击损伤性？热应力是如何产生的，与哪些因素有关？提高材料的抗热冲击断裂性可采取哪些措施？
第二章
1、电阻、电阻率、电导率及电阻温度系数的定义及相互关系。
2、电阻的物理意义。为何温度升高、冷塑性变形和形成固溶体使金属的电阻率增加，形成有序固溶体使电阻率下降？马基申定律的表达式及各项意义。为何纯金属的电阻温度系数较其合金大？如何获得电阻温度系数很低的精密电阻合金？
3、对层片状组织，证明教材中的关系式（2.25）和（2.26）。
4、双电桥较单电桥有何优点？用电位差计测量电阻的原理。用电阻分析法测定铝铜合金时效和固溶体的溶解度的原理。
5、何谓本征半导体？其载流子为何？证明关系式J=qnv 和ρ＝E/J （J 和E 分别为电流密度和电场强度）。
6、为何掺杂后半导体的导电性大大增强？为何有电子型和空穴型两种半导体。N 型和P 型半导体中的多子和少子。为何PN 结有单向导电性？
7、温差电势和接触电势的物理本质，热电偶的原理。
8、何谓压电效应？电偶极矩的概念。压电性产生的机理。
9、何谓霍尔效应和霍尔系数？推导出教材中的关系式（2.83）～（2.85）。如何根据霍尔效应判断半导体中载流子是电子还是空穴？
第三章
1、M 、P m 的关系。M 、H 的关系。μ0，μ，χ的概念。B 、H 的关系。磁化曲线
中Mr、Hc的概念。
2、原子的轨道磁矩和自旋磁矩。何种条件下原子对外显示磁矩？物质的抗磁性是如何产生的？物质在外磁场作用下是否都产生抗磁性？在何时物质才成为抗磁体？
3、何谓原子的固有磁矩？物质的顺磁性如何产生的？哪些因素决定金属的顺磁性和抗磁性？列举说明属于抗磁性和顺磁性的物质。铁在不同温度时磁性如何变化？磁化率测量原理。
4、铁磁质的自发磁化的充分必要条件。何时产生反铁磁性？何谓居里温度？磁致伸缩的概念。
5、磁壁的结构。磁畴是如何形成的？技术磁化的三个阶段和机制。Ms的概念。巴克豪森跳跃。哪些磁性参数是组织敏感的？哪些是组织不敏感的？影响μ、Mr和Hc的组织因素有哪些？
6、说出钢铁组织中（残余奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、铁素体）哪些属于顺磁体、弱铁磁体或强铁磁体。
7、用于高频范围的铁磁体如何才能降低铁耗？静态磁性的测量原理－冲击法和抛脱法。
8、测定钢中残余奥氏体的原理。如何用磁性法测量过冷奥氏体的等温转变？
9、对软磁材料和硬磁材料，对其μ、Mr、Hc各有何要求？
第四章
1、光子的能量。
2、光的反射、折射和全反射。光导纤维的原理。
3、光的吸收与透射。材料的发光性能。
4、绝缘体的禁带宽度Eg与透过的光线波长λ的关系。
5、发光材料（半导体、掺杂半导体）所发光的波长与Eg、Ed的关系。磷光与荧光。
第五章
1、弹性模量的物理本质及各向异性。弹性模量与原子结构和温度的关系；铁磁性反常。弹性模量的测试方法。
2、滞弹性现象及其物理本质。滞弹性内耗的产生及定义。Q－1和δ的关系。模量亏损的表达式及其中各项的物理意义。ω、τ的意义及ωτ与Q－1的关系；内耗峰何时发生？滞弹性内耗与频率、振幅的关系。
3、静滞后内耗的机制及其与频率和振幅的关系。
4、体心立方晶体中间隙原子引起的内耗、位错钉扎内耗、晶界内耗产生的机制。各属于何种内耗？内耗的测量方法。
5、用内耗法测量扩散激活能H、扩散系数D及相图中溶质元素固溶极限的原理。
材料物理性能思考题 第一章：材料电学性能 1如何评价材料的导电能力？如何界定超导、导体、半导体和绝缘体材料？ 2 经典导电理论的主要内容是什么？它如何解释欧姆定律？它有哪些局限性？ 3 自由电子近似下的量子导电理论如何看待自由电子的能量和运动行为？ 4 根据自由电子近似下的量子导电理论解释：准连续能级、能级的简并状态、 简并度、能态密度、k空间、等幅平面波和能级密度函数。 5 自由电子近似下的等能面为什么是球面？倒易空间的倒易节点数与不含自旋 的能态数是何关系？为什么自由电子的波矢量是一个倒易矢量？ 6 自由电子在允许能级的分布遵循何种分布规律？何为费米面和费米能级？何 为有效电子？价电子与有效电子有何关系？如何根据价电子浓度确定原子的费米半径？ 7 自由电子的平均能量与温度有何种关系？温度如何影响费米能级？根据自由 电子近似下的量子导电理论，试分析温度如何影响材料的导电性。 8 自由电子近似下的量子导电理论与经典导电理论在欧姆定律的微观解释方面 有何异同点？
9 何为能带理论？它与近自由电子近似和紧束缚近似下的量子导电理论有何关 系？ 10 孤立原子相互靠近时，为什么会发生能级分裂和形成能带？禁带的形成规律 是什么？何为材料的能带结构？ 11 在布里渊区的界面附近，费米面和能级密度函数有何变化规律？哪些条件下 会发生禁带重叠或禁带消失现象？试分析禁带的产生原因。 12 在能带理论中，自由电子的能量和运动行为与自由电子近似下有何不同？ 13 自由电子的能态或能量与其运动速度和加速度有何关系？何为电子的有效质 量？其物理本质是什么？ 14 试分析、阐述导体、半导体（本征、掺杂）和绝缘体的能带结构特点。 15 能带论对欧姆定律的微观解释与自由电子近似下的量子导电理论有何异同 点？ 16 解释原胞、基矢、基元和布里渊区的含义
期末复习题 一、填空（20） 1.一长30cm的圆杆，直径4mm，承受5000N的轴向拉力。如直径拉成3.8 mm，且体积保持不变，在此拉力下名义应力值为，名义应变值为。 2.克劳修斯—莫索蒂方程建立了宏观量介电常数与微观量极化率之间的关系。 3．固体材料的热膨胀本质是点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。 4．格波间相互作用力愈强，也就是声子间碰撞几率愈大，相应的平均自由程愈小，热导率也就愈 介电常数一致，虚部表示了电介质中能量损耗的大小。 ．当磁化强度M为负值时，固体表现为抗磁性。8．电子磁矩由电子的轨道磁矩和自旋磁矩组成。 9．无机非金属材料中的载流子主要是电子和离子。 10．广义虎克定律适用于各向异性的非均匀材料。 ?（1-m）2x。11．设某一玻璃的光反射损失为m，如果连续透过x块平板玻璃，则透过部分应为 I 12．对于中心穿透裂纹的大而薄的板，其几何形状因子。 13．设电介质中带电质点的电荷量q，在电场作用下极化后，正电荷与负电荷的位移矢量为l，则此偶极矩为 ql 。 14．裂纹扩展的动力是物体内储存的弹性应变能的降低大于等于由于开裂形成两个新表面所需的表面能。 15.Griffith微裂纹理论认为，断裂并不是两部分晶体同时沿整个界面拉断，而是裂纹扩展的结果。16．考虑散热的影响，材料允许承受的最大温度差可用第二热应力因子表示。 17．当温度不太高时，固体材料中的热导形式主要是声子热导。 18．在应力分量的表示方法中，应力分量σ,τ的下标第一个字母表示方向，第二个字母表示应力作用的方向。 19．电滞回线的存在是判定晶体为铁电体的重要根据。 20．原子磁矩的来源是电子的轨道磁矩、自旋磁矩和原子核的磁矩。而物质的磁性主要由电子的自旋磁矩引起。 21. 按照格里菲斯微裂纹理论，材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量，而是决定于裂纹的大小，即是由最危险的裂纹尺寸或临界裂纹尺寸决定材料的断裂强度。 22.复合体中热膨胀滞后现象产生的原因是由于不同相间或晶粒的不同方向上膨胀系数差别很大，产生很大的内应力，使坯体产生微裂纹。 23.晶体发生塑性变形的方式主要有滑移和孪生。 24.铁电体是具有自发极化且在外电场作用下具有电滞回线的晶体。 25.自发磁化的本质是电子间的静电交换相互作用。 二、名词解释(20) 自发极化：极化并非由外电场所引起，而是由极性晶体内部结构特点所引起，使晶体中的每个晶胞内存在固有电偶极矩，这种极化机制为自发极化。 断裂能：是一种织构敏感参数,起着断裂过程的阻力作用，不仅取决于组分、结构，在很大程度上受到微观缺陷、显微结构的影响。包括热力学表面能、塑性形变能、微裂纹形成能、相变弹性 能等。
东南大学考试卷 考试科目微机系统与接口考试形式闭卷试卷类型 B卷 考试时间长度120分钟共 5 页得分 一、填空或选择填空（35分） 1. 8086/8088段寄存器的功能是_____________, 某一时刻程序最多可以指定访问________个存储段。 A1.用于计算有效地址B1. 用于存放段起始地址及计算物理地址 C1.分段兼容8080/8085指令D1. 方便分段执行各种数据传送操作 A2. 3 B2. 4 C2. 6D2. 64K E2.初始化时程序指定 2．8086/8088系统中复位信号RESET的作用是使_______ A. 处理器总线休眠 B.处理器总线清零 C. 处理器和协处理器工作同步 D. MPU恢复到机器的起始状态并重新启动 3. 在默认情况下, ADD [DI+100], DI指令中目标操作数存放在______寄存器指定的存储段中，指令执行时将完成______ 个总线操作周期。 A1. CS B1. DS C1. ES D1. SS A2. 0 B2. 1 C2. 2 D2. 3 4. 8086/8088CPU用指令ADD对两个8位二进制数进行加法运算后，结果为14H，且标志位CF＝1，OF＝1，SF=0，此结果对应的十进制无符号数应为_____ A. 20 B. –20 C. –236 D.276 5．堆栈是内存中的一个专用区域，其一般存取规则是_________ A.先入先出(FIFO) B.先入后出（FILO） C.按字节顺序访问 D.只能利用PUSH/POP指令读写 6. 在下列指令中，使堆栈指针变化8字节的指令是_____. A. PUSHA B. CALL 4000：0008H C. RET 8 D.SUB SP,8
东 南 大 学 考 试 卷 课程名称 电子电路基础 考试学期 08-09-3 得分 适用专业 测控技术与仪器 考试形式 半开卷 考试时间长度 120分钟 1、单项选择题（共20分，每小题2分） ①在PN 结外加正向电压时，扩散电流 漂移电流，当PN 结外加反向电压时，扩散电流 漂移电流。 A. 小于，大于 B. 大于，小于 C. 大于，大于 D. 小于，小于 ②在三极管放大电路中，下列等式不正确的是（ ）。 A.C B E I I I += B. B C I I β≈ C. CEO CBO I I )1(β+= D. βααβ=+ ③下面的电路符号代表（ ）管。 A.耗尽型PMOS B.耗尽型NMOS C.增强型PMOS D.增强型NMOS ④放大电路如图所示，已知三极管的05=β，则该电路中三极管的工作状态为（ ）。 A. 截止 B. 饱和 C. 放大 D. 无法确定 ⑤放大电路A 、B 的放大倍数相同，但输入电阻、输出电阻不同，用它们对同一个具有内阻的信号源电压进行放大，在负载开路条件下测得A 的输出电压小，这说明A 的（ ）。 A. 输入电阻大 B. 输入电阻小 C. 输出电阻大 D.输出电阻小 ⑥把差分放大电路中的发射极公共电阻改为电流源可以（ ）
A ．增大差模输入电阻 B ．提高共模增益 C ．提高差模增益 D ．提高共模抑制比 ⑦乙类互补对称功率放大电路（ ） A ．能放大电压信号，但不能放大电流信号 B ．既能放大电压信号，也能放大电流信号 C ．能放大电流信号，但不能放大电压信号 D ．既不能放大电压信号，也不能放大电流信号 ⑧为了减小放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力，应引入（ ）负反馈。 A. 电压串联 B. 电压并联 C. 电流串联 D. 电流并联 ⑨已知变压器二次电压为t U u ωsin 222=V ，负载电阻为R L ，则桥式整流电路流过每只二极管的平均电流为（ ）。 A. L R U 29 .0 B. L R U 2 C. L R U 2 45.0 D. L R U 2 2 ⑩关于三极管高频参数，下列说法中不准确的为（ ）。 A. ββf f T 0= B. βαβf f )1(0+= C. βf f T >> D. βαf f < 2、（15分）放大电路如图所示，已知电容量足够大，Vcc=18V ，R B1=75k Ω，R B2=20k Ω，R E2=1.8k Ω，R E1=200Ω，R C =8.2k Ω，R L =6.2k Ω，R S =600Ω，三极管的β=100，Ω=200'bb r ，U BEQ =0.7V 。试：（1）计算静态工作点（I BQ 、I CQ 、U CEQ ）；（2）画出放大电路的小信号等效电路；（3）计算电压放大倍数A u 、输入电阻R i .和输出电阻R o 。（4）若)mV ( sin 15t u s ω=，求u o 的表达式。
材料物理性能复习思考题汇总 第一章绪论及材料力学性能 一．名词解释与比较 名义应力:材料受力前面积为A,则δ。=F/A,称为名义应力 工程应力：材料受力后面积为A。，则δT =F/A。，称为工程应力 拉伸应变：材料受到垂直于截面积方向大小相等，方向相反并作用在同一条直线上的两个拉伸应力时发生的形变。 剪切应变：材料受到平行于截面积大小相等，方向相反的两个剪切应力时发生的形变。 结构材料：以力学性能为基础，以制造受力构件所用材料 功能材料：具有除力学性能以外的其他物理性能的材料。 晶须：无缺陷的单晶材料 弹性模量：材料发生单位应变时的应力 刚性模量：反映材料抵抗切应变的能力 泊松比：反映材料横向正应变与受力方向线应变的比值。（横向收缩率与轴向收缩率的比值） 形状因子：塑性变形过程中与变形体尺寸，工模具尺寸及变形量相关参数。 平面应变断裂韧性：一个考虑了裂纹尺寸并表征材料特征的常数 弹性蠕变：对于金属这样的实际弹性体，当对它施加一定的应力时，它除了产生一个瞬时应变以外，还会产生一个随时间而变化的附加应变（或称为弛豫应变），这一现象称为弹性蠕变。 蠕变：在恒定的应力δ作用下材料的应变随时间增加而逐渐增大的现象 材料的疲劳：裂纹在使用应力下，随着时间的推移而缓慢扩展。 应力腐蚀理论：在一定环境温度和应力场强度因子作用下，材料中关键裂纹尖端处，裂纹扩展动力与裂纹扩展阻力的比较，构成裂纹开裂和止裂的条件。 滑移系统：滑移面族和滑移方向为滑移系统 相变增韧：利用多晶多相陶瓷中某些相成分在不同温度的相变，从而增韧的效果，统称相变增韧 弥散强化：在基体中渗入具有一定颗粒尺寸的微细粉料，达到增韧效果，这称为弥散增韧 屈服强度：屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力 法向应力：导致材料伸长或缩短的应力 切向应力：引起材料切向畸变的应力 应力集中：受力构件由于外界因素或自身因素导致几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大的现象。
材料物理性能习题与解答
目录 1 材料的力学性能 (2) 2 材料的热学性能 (12) 3 材料的光学性能 (17) 4 材料的电导性能 (20) 5 材料的磁学性能 (29) 6 材料的功能转换性能 (37)
1材料的力学性能 1-1一圆杆的直径为2.5 mm、长度为25cm并受到4500N的轴向拉力，若直径拉细至 2.4mm，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。 解：根据题意可得下表 由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。 1-2一试样长40cm,宽10cm,厚1cm，受到应力为1000N拉力，其氏模量为3.5×109 N/m2，能伸长多少厘米? 解： 拉伸前后圆杆相关参数表 ) ( 0114 .0 10 5.3 10 10 1 40 1000 9 4 0cm E A l F l E l l= ? ? ? ? ? = ? ? = ? = ? = ? - σ ε 10 909 .4 0? 0851 .0 1 = - = ? = A A l l ε 名义应变
1-3一材料在室温时的氏模量为3.5×108 N/m 2,泊松比为0.35，计算其剪切模量和体积模量。 解：根据 可知： 1-4试证明应力-应变曲线下的面积正比于拉伸试样所做的功。 证： 1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。 解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。则有 当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。 解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程： Voigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程： )21(3)1(2μμ-=+=B G E ) (130)(103.1)35.01(2105.3)1(288MPa Pa E G ≈?=+?=+=μ剪切模量) (390)(109.3) 7.01(3105.3)21(388 MPa Pa E B ≈?=-?=-=μ体积模量. ,.,1 1 2 1 212 12 1 2 1 21 S W VS d V ld A Fdl W W S W V Fdl V l dl A F d S l l l l l l ∝====∝= ===???? ? ?亦即做功或者： 亦即面积εεεεεεεσεσεσ)(2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =?+?=+=上限弹性模量) (1.323)84 05.038095.0()(1 12211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量). 1()()(0)0() 1)(()1()(10 //0 ----= = ∞=-∞=-=e e e E t t t στεσεεεσεττ；；则有：其蠕变曲线方程为：. /)0()(;0)();0()0((0)e (t)-t/e στσσσσσστ==∞==则有：：其应力松弛曲线方程为
第二章材料的热学性能 热容：热容是分子或原子热运动的能量随温度而变化的物理量，其定义是物体温度升高1K所需要增加的能量。 不同温度下，物体的热容不一定相同，所以在温度T时物体的热容为： 物理意义：吸收的热量用来使点阵振动能量升高，改变点阵运动状态，或者还有可能产生对外做功；或加剧电子运动。 晶态固体热容的经验定律： 一是元素的热容定律—杜隆-珀替定律：恒压下元素的原子热容为25J/（K?mol）； 二是化合物的热容定律—奈曼-柯普定律：化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。 热差分析：是在程序控制温度下，将被测材料与参比物在相同条件下加热或冷却，测量试样与参比物之间温差(ΔT)随温度(T)时间(t)的变化关系。 参比物要求：应为热惰性物质，即在整个测试的温度范围内它本身不发生分解、相变、破坏，也不与被测物质产生化学反应同时参比物的比热容，热传导系数等应尽量与试样接近。 第三章材料的光学性能 四、选择吸收：同一物质对各种波长的光吸收程度不一样，有的波长的光吸收系数可以非常大，而对另一波长 的吸收系数又可以非常小。 均匀吸收：介质在可见光范围对各种波长的吸收程度相同。 金属材料、半导体、电介质产生吸收峰的原因 （1）金属对光能吸收很强烈，这是因为金属的价电子 处于未满带，吸收光子后即呈激发态，用不着跃迁到导 带即能发生碰撞而发热。（2）半导体的禁带比较窄， 吸收可见光的能量就足以跃迁。（3）电介质的禁带宽， 可见光的能量不足以使它跃迁，所以可见光区没有吸收 峰。紫外光区能量高于禁带宽度，可以使电介质发生跃 迁，从而出现吸收峰。电介质在红外区也有一个吸收峰， 这是因为离子的弹性振动与光子辐射发生谐振消耗能量所致。 第六章材料的磁学性能 一、固有磁矩产生的原因 原子固有磁矩由电子的轨道磁矩和电子的自旋磁矩构成，电子绕原子核运动，产生轨道磁矩；电子的自旋也产生自旋磁矩。当电子层的各个轨道电子都排满时，其电子磁矩相互抵消，这个电子层的磁矩总和为零。原子中如果有未被填满的电子壳层，其电子的自旋磁矩未被抵消(方向相反的电子自旋磁矩可以互相抵消)，原子就具有“永久磁矩”。 二、抗磁性与顺磁性 抗磁性：轨道运动的电子在外磁场作用下产生附加的且与外磁场反向的磁矩。 产生原因：外加磁场作用下电子绕核运动所感应的附加磁矩造成的。 顺磁性：材科的顺磁性来源于原子的固有磁矩。 产生原因：因为存在未填满的电子层，原子存在固有磁矩，当加上外磁场 时，为了降低静磁能，原子磁矩要转向外磁场方向，结果使总磁矩不为零而表 现出磁性。 三、强顺磁性：过渡族金属在高温都属于顺磁体，这些金属的顺磁性主要是由 于3d, 4d, 5d电子壳层未填满，而d和f态电子未抵消的磁矩形成晶体离子 构架的固有磁矩，因此产生强烈的顺磁性。 四、磁化曲线、磁滞回线
一、填空题（20分，每空1分） 1．双极型三极管是 控制器件，当其工作在放大区时发射结需要加 偏置，集电结需要加 偏置。场效应管是 控制器件。 2． 在有源滤波器中，运算放大器工作在 区；在滞回比较器中，运算放大器工 作在 区。 3． 在三极管多级放大电路中，已知A u1＝20，A u2＝－10，A u3＝1，则可知其接法分别为： A u1是 放大器，A u2是 放大器，A u3是 放大器。 4． 在双端输入、单端输出的差动放大电路中，发射极R e 公共电阻对 信号的 放大作用无影响，对 信号具有抑制作用。差动放大器的共模抑制比K CMR ＝ 。 5． 设某一阶有源滤波电路的电压放大倍数为 2001200 f j A += ，则此滤波器为 滤波器，其通带放大倍数为 ，截止频率为 。 6． 如图所示的功率放大电路处于 类工作状态；其静态损耗为 ；电路的 最大输出功率为 ；每个晶体管的管耗为最大输出功率的 倍。 二、基本题：（每题5分，共25分） 1．如图所示电路中D 为理想元件，已知u i = 5sin ωt V ，试对应u i 画出u o 的波形图。 2．测得电路中NPN 型硅管的各级电位如图所示。试分析管子的工作状态（截止、饱和、放 大）。 3． 已知BJT 管子两个电极的电流如图所示。求另一电极的电流，说明管子的类型（NPN 或PNP ）并在圆圈中画出管子。 4．如图所示电路中，反馈元件R 7构成级间负反馈，其组态为 ； 其作用是使输入电阻 、放大电路的通频带变 。 三、如图所示电路中，β＝100，Ω='100b b r ，试计算：(15分) 1．放大电路的静态工作点；（6分） 2．画出放大电路的微变等效电路；（3分） 3．求电压放大倍数A u 、输入电阻R i 和输出电阻R o ；（6分） 四、判断如图所示电路中引入了何种反馈，并在深度负反馈条件下计算闭环放大倍数。 （9分） 五、电路如图所示。试用相位条件判断下面的电路能否振荡，将不能振荡的电路加以改正。 （6分） 六、用理想运放组成的电压比较器如图所示。已知稳压管的正向导通压降U D =0.7V ，U Z = 5V 。 1．试求比较器的电压传输特性； 2．若u i =6sin ωt V ，U R 为方波如图所示，试画出u o 的波形。 （10分） 七、理想运放电路如图所示，设电位器动臂到地的电阻为KR W ，0≤K ≤1。试求该电路电压 增益的调节范围。 (10分) 八、一串联型稳压电路如图所示。已知误差放大器的A u >>1，稳压管的U z ＝6V ，负载R L ＝20Ω。 1．试标出误差放大器的同相、反相端； 2．说明电路由哪几部分组成？ 3．求U o 的调整范围； （10分） 参考答案 一、 1．电流、正向、反向；电压。 2．线性、非线性。
1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。 解： 由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。 1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。 解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。则有 当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。 解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程： V oigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程： ) (2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =?+?=+=上限弹性模量 ) (1.323)84 05.038095.0()(112211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量 ). 1()()(0)0() 1)(()1()(1 //0 ----= = ∞=-∞=-=e E E e e E t t t στεσεεεσετ τ ；；则有：其蠕变曲线方程为：. /)0()(;0)();0()0((0)e (t)-t/e στσσσσσστ ==∞==则有：：其应力松弛曲线方程为1.0 1.0 0816.04.25 .2ln ln ln 2 2 001====A A l l T ε真应变)(91710 909.44500 60MPa A F =?==-σ名义应力0851 .0100 =-=?=A A l l ε名义应变)(99510 524.445006MPa A F T =?==-σ真应力
材料物理性能考试重点、复习题
精品资料 1.格波：在晶格中存在着角频率为ω的平面波，是晶格中的所有原子以相同频率振动而 形成的波，或某一个原子在平衡附近的振动以波的形式在晶体中传播形成的波 2.色散关系：频率和波矢的关系 3.声子：晶格振动中的独立简谐振子的能量量子 4.热容：是分子或原子热运动的能量随温度而变化的物理量，其定义是物体温度升高1K 所需要增加的能量。 5.两个关于晶体热容的经验定律：一是元素的热容定律----杜隆-珀替定律：恒压下元素的 原子热容为25J/(K*mol);另一个是化合物的热容定律-----奈曼-柯普定律：化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。 6.热膨胀：物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀 7.固体材料热膨胀机理：材料的热膨胀是由于原子间距增大的结果，而原子间距是指晶 格结点上原子振动的平衡位置间的距离。材料温度一定时，原子虽然振动，但它平衡位置保持不变，材料就不会因温度升高而发生膨胀；而温度升高时，会导致原子间距增大。 8.温度对热导率的影响：在温度不太高时，材料中主要以声子热导为主,决定热导率的因 素有材料的热容C、声子的平均速度V和声子的平均自由程L,其中v通常可以看作常数,只有在温度较高时,介质的弹性模量下降导致V减小。材料声子热容C在低温下与温度T3成正比。声子平均自由程V随温度的变化类似于气体分子运动中的情况，随温度升高而降低。实验表明在低温下L值的变化不大，其上限为晶粒的线度，下限为晶格间距。在极低温度时，声子平均自由程接近或达到其上限值—晶粒的直径；声子的热容C则与T3成正比；在此范围内光子热导可以忽略不计，因此晶体的热导率与温度的三次方成正比例关系。在较低温度时，声子的平均自由程L随温度升高而减小，声子的热容C仍与T3成正比，光子热导仍然极小，可以忽略不计，此时与L相比C对声子热导率的影响更大,因此在此范围内热导率仍然随温度升高而增大,但变化率减小。 在较高温度下，声子的平均自由程L随温度升高继续减小,而声子热容C趋近于常数,材料的热导率由L随温度升高而减小决定。随着温度升高,声子的平均自由程逐渐趋近于其最小值,声子热容为常数,光子平均自由程有所增大,故此光子热导逐步提高,因此高温下热导率随温度升高而增大。一般来说,对于晶体材料，在常用温度范围内，热导率随温度的上升为下降。 9.影响热导率的因素:1）温度的影响，一般来说，晶体材料在常用温度范围内，热导率随 温度的上升而下降。2）显微结构的影响。3）化学组成的影响。4）复合材料的热导率 10.热稳定性：是指材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力，所以又称为抗热震性。 11.常用热分析方法：1）普通热分析法2）差热分析3）差示扫描量热法4）热重法 12.光折射：当光依次通过两种不同介质时，光的行进方向要发生改变，这种现象称为折 射 13.光的散射：材料中如果有光学性能不均匀的结构，例如含有透明小粒子、光性能不同 的晶界相、气孔或其他夹杂物，都会引起一部分光束偏离原来的传播方向而向四面八方散开来，这种现象称为光的散射。 14.吸收：光通过物质传播时，会引起物质的价电子跃迁或使原子振动，从而使光能的一 部分转变为热能，导致光能的衰减的现象 15.弹性散射：光的波长（或光子能量）在散射前后不发生变化的，称为弹性散射 16.按照瑞利定律，微小粒子对波长的散射不如短波有效，在可见光的短波侧λ=400nm 处，紫光的散射强度要比长波侧λ=720nm出红光的散射强度大约大10倍 17.色散：材料的折射率随入射光的频率的减小（或波长的增加）而减小的性质，称为材仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
材料物理性能复习题 第一章 1、C v 、C p 和c 的定义。C pm 和C vm 的关系，实际测量得到的是何种量？Cvm 与温度（包括ΘD ）的关系。自由电子对金属热容的贡献。合金热容的计算。 2、哪些相变属于一级相变和二级相变？其热容等的变化有何特点？ 3、撒克斯法测量热容的原理。何谓DTA 和DSC ？DTA 测量对标样有何要求？如何根据DTA 曲线及热容变化曲线判断相变的发生及热效应（吸热或放热）？ 4、线膨胀系数和体膨胀系数的表达式及两者的关系。证明c b a v αααα++=（采用与教材不同的方法） 5、金属热膨胀的物理本质。热膨胀和热容与温度（包括ΘD ）的关系有何类似之处？为何金属熔点越高其膨胀系数越小？为何化合物和有序固溶体的膨胀系数比固溶体低？奥氏体转变为铁素体时体积的变化及机理。膨胀测量时对标样有何要求？ 6、比容的定义（单位重量的体积，为密度的倒数）。奥氏体、珠光体、马氏体和渗碳体的比容相对大小。 7、钢在共析转变时热膨胀曲线的特点及机理。如何根据冷却膨胀曲线计算转变产物的相对量？ 8、傅里叶定律和热导率、热量迁移率。导温系数的表达式及物理意义。 9、金属、半导体和绝缘体导热的物理机制。魏德曼－弗兰兹定律。 10、何谓抗热冲击断裂性和抗热冲击损伤性？热应力是如何产生的，与哪些因素有关？提高材料的抗热冲击断裂性可采取哪些措施？ 第二章 1、电阻、电阻率、电导率及电阻温度系数的定义及相互关系。 2、电阻的物理意义。为何温度升高、冷塑性变形和形成固溶体使金属的电阻率增加，形成有序固溶体使电阻率下降？马基申定律的表达式及各项意义。为何纯金属的电阻温度系数较其合金大？如何获得电阻温度系数很低的精密电阻合金？ 3、对层片状组织，证明教材中的关系式（2.25）和（2.26）。 4、双电桥较单电桥有何优点？用电位差计测量电阻的原理。用电阻分析法测定铝铜合金时效和固溶体的溶解度的原理。 5、何谓本征半导体？其载流子为何？证明关系式J=qnv 和ρ＝E/J （J 和E 分别为电流密度和电场强度）。 6、为何掺杂后半导体的导电性大大增强？为何有电子型和空穴型两种半导体。N 型和P 型半导体中的多子和少子。为何PN 结有单向导电性？ 7、温差电势和接触电势的物理本质，热电偶的原理。 8、何谓压电效应？电偶极矩的概念。压电性产生的机理。 9、何谓霍尔效应和霍尔系数？推导出教材中的关系式（2.83）～（2.85）。如何根据霍尔效应判断半导体中载流子是电子还是空穴？ 第三章 1、M 、P m 的关系。M 、H 的关系。μ0，μ，χ的概念。B 、H 的关系。磁化曲线
Solve the following problems. (100 points) 1、( 6 points) Find U ab in the circuit in Figure 1. Figure 1 a b 2、( 8 points) Find u o and i o in the circuit in Figure 2. u o Figure 2 - 3、( 6 points) In the circuit of Figure 3, readings of voltmeter ○V1，○V2 and ○ V3 are 10V , 18V and 6V , respectively. Please determinate the reading of the voltmeter ○V . a Figure 3 4、( 8 points) The resonant or tuner circuit of a radio is portrayed in Figure 4, where u s1 represents a broadcast signal, given that R =10Ω，L =200μH , U s1rms =1.5mV ，f 1=1008kHz. If the circuit is resonant with signal u s1, please determinate: (1) the value of C ; (2) the quality factor Q of the circuit; (3) the current I rms ; (4) the voltage U c rms .
操作系统第二章练习题 一、选择题 1、用户在一次计算过程中，或者一次事务处理中，要求计算机完成所做的工作的集合，这是指（C）。 A．进程 B．程序 C．作业 D．系统调用 2、下面（D）不属于操作系统提供给用户的接口。 A．命令接口 B．程序接口 C．图形接口 D．I/O接口 3、作业的组成不包括下面哪项（B）。 A．程序 B．进程 C．数据 D．作业控制说明书 4、用户可以通过（D）方式由用户接触作业运行情况来进行操作。A．脱机 B．自动控制 C．在线处理
D．联机处理 5、系统调用是（D）。 A．一条计算器指令 B．中断子程序 C．用户子程序 D．提供编程人员的接口 6、系统调用的目的是（C）。 A．请求系统服务 B．终止系统服务 C．申请系统资源 D．释放系统资源 7、用户要在程序一级获得程序帮助，必须通过（D）。A．进程调度 B．作业调度 C．键盘命令 D．系统调用 8、系统调用是由操作系统提供的内部调用，它（B）。A．直接通过键盘交互方式使用 B．通过用户程序间接使用 C．是命令接口中的命令使用 D．与系统命令一样 9、作业在系统中存在与否的唯一标志是（C）。
A．源程序 B．作业说明书 C．作业控制快 D．目的程序 10、在操作系统中，JCB是指（A）。 A．作业控制块 B．进程控制块 C．文件控制块 D．程序控制块 11、操作系统中的作业管理是一种（A）。 A．宏观的高级管理 B．宏观的低级管理 C．系统刚开始加电 D．初始化引导完成 12、作业调度算法常考因素之一是使系统有最高的吞吐率，为此应（D）。 A．不让处理机空闲 B．不使系统过于复杂 C．使各类用户满意 D．能够处理尽可能多的作业 13、作业调度的关键在于（B）。 A．选择恰当的进程管理程序
课后习题 第一章 1.德拜热容的成功之处是什么？ 答：德拜热容的成功之处是在低温下，德拜热容理论很好的描述了晶体热容，CV.M∝T的三次方 2.何为德拜温度？有什么物理意义？ 答：HD=hνMAX/k 德拜温度是反映晶体点阵内原子间结合力的一个物理量 德拜温度反映了原子间结合力，德拜温度越高，原子间结合力越强 3.试用双原子模型说明固体热膨胀的物理本质 答：如图，U1（T1）、U2（T2）、U3(T3）为不同温度时的能量，当原子热振动通过平衡位置r0时，全部能量转化为动能，偏离平衡位置时，动能又逐渐转化为势能；到达振幅最大值时动能降为零，势能打到最大。由势能曲线的不对称可以看到，随温度升高，势能由U1(T1）、U2（T2）向U3（T3）变化，振幅增加，振动中心就由r0'，r0''向r0'''右移，导致双原子间距增大，产生热膨胀
第二章 1.300K1×10-6Ω·m4000K时电阻率增加5% 由于晶格缺陷和杂质引起的电阻率。 解：按题意:p(300k) = 10∧-6 则: p(400k) = (10∧-6)* (1+0.05) ----(1) 在400K温度下马西森法则成立，则: p(400k) = p(镍400k) + p(杂400k) ----(2) 又: p(镍400k) = p(镍300k) * [1+ α* 100] ----(3) 其中参数: α为镍的温度系数约= 0.007 ; p(镍 300k)(室温) = 7*10∧-6 Ω.cm) 将(1)和(3)代入(2)可算出杂质引起的电阻率p(杂400k)。 2.为什么金属的电阻因温度升高而增大，而半导体的电阻却因温度的升高而减小？ 对金属材料，尽管温度对有效电子数和电子平均速率几乎没有影响，然而温度升高会使离子振动加剧，热振动振幅加大，原子的无序度增加，周期势场的涨落也加大。这些因素都使电子运动的自由称减小，散射几率增加而导致电阻率增大 而对半导体当温度升高时，满带中有少量电子有可能被激发
μυσρ22/1e n m **==材料物理性能复习题 一． 概念题 压电体：某些电介质施加机械力而引起它们内部正负电荷中心相对位移，产生极化，从而导致介质两端表面内出现符 号相反的束缚电荷。在一定应力范围内，机械力与电荷呈线性可逆关系这类物质 导体：在外电场的作用下，大量共有化电子很易获得能量，集体定向流动形成电流的物体 半导体：能带结构的满带与空带之间也是禁带，但是禁带很窄，导电性能介于导体和半导体之间的物体 绝缘体：在外电场的作用下，共有化电子很难接受外电场的能量，难以导通电流的物体 热电效应：当材料存在电位差时会产生电流，存在温度差时会产生热流的这种现象 电光效应：铁电体的极化能随E 而改变，因而晶体的折射率也将随E 改变，这种由外电场引起晶体折射率的变化 一般吸收：在光学材料中，石英对所有可见光几乎都透明的，在紫外波段也有很好的透光性能，且吸收系数不变的这 种现象 选择吸收: 对于波长范围为3.5—5.0μm 的红外光却是不透明的，且吸收系数随波长剧烈变化的这种现象 发光效率：发光体把受激发时吸收的能量转换为光能的能力 受激辐射：当一个能量满足hv =E 2-E 1的光子趋近高能级E 2的原子时，入射的光子诱导高能级原子发射一个和自己性 质完全相同的光子的过程 二、 简答题 (1) 电介质导电的概念、详细类别、来源。 概念：并不是所有的电介质都是理想的绝缘体，在外电场作用下，介质中都会有一个很小的电流 类别：一类是源于晶体点阵中基本离子的运动，称为离子固有电导或本征电导，这种电导是热缺陷形成的，即是由离子自身随着热运动的加剧而离开晶格点阵形成。另一类是源于结合力较弱的杂质离子的运动造成的，称为杂质电导 来源（导电方式）：电子与空穴（电子电导）；移动额正负离子电导（离子电导）。对于离子电导，必须需要指出的是：在较低场强下，存在离子电导；在高场强下，呈现电子电导。 (2) 正常情况下，为什么金属的电导率随着温度的升高而降低(电阻升高)。 金属材料随温度升高，离子热振动的振幅增大，电子就愈易受到散射，可认为μ与温度成正比，则ρ也与温度成正比。 (3) 为什么金属化合物的导电性要低于单一金属，请基于电离势能方面的差异进行简要说明。 （1）晶体点阵畸变；（2）杂质对理想晶体的破坏；（3）影响了能带结构，移动费米面及电子能态密度和有效电导电子数；（4）影响了弹性常数。过渡金属与贵金属两组元固溶时：电阻异常高，原因它们的价电子可以转移到过渡金属的尚未被填满的d-或f-壳层中，从而使有效电导的电子数目减少。原子键合的方式发生了变化，其中至少一部分由金属键变为共价键获离子键，使导电电子减少。 (4) 简述本证硅的导电机理。 导电机理：在热、光等外界条件的影响下，满带上的价电子获得足够的能量，跃过禁带跃迁至空带而成为自由电子，同时在满带中留下电子空穴，自由电子和电子空穴在外加电场的作用下定向移动形成电流。 (5) 简述硅中掺杂硼的导电机理（要有示意图） 在本征半导体中，掺入3价元素的杂质（硼，铝，镓，铟），就可以使晶体中空穴浓度大 大增加。因为3价元素的原子只有3个价电子，当它顶替晶格中的一个4价元素原子， 并与周围的4个硅（或锗）原子组成4个共价键时，缺少一个价电子，形成一个空位。 因为，3价元素形成的空位能级非常靠近价带顶的能量，在价电子共有化运动中，相邻的 原子上的价电子就很容易来填补这个空位（较跃迁至禁带以上的空带容易的多），从而产 生一个空穴。所以每一个三价杂质元素的原子都能接受一个价电子，而在价带中产生一 个空穴。 (6) 简述硅中掺杂砷的导电机理（要有示意图） 本征半导体中掺入5价元素（磷，砷，锑）就可使晶体中的自由电子的浓度极大地增 加。因为5价元素的原子有5个价电子，当它顶替晶格中的一个4价元素的原子时， 余下了1个价电子变成多余的，此电子的能级非常靠近导带底，非常容易进入导带成 为自由电子，因而导带中的自由电子较本征半导体显著增多，导电性能大幅度提高。 (7) 简述介质损耗的几种形式及造成这几种损耗的原因。 介质损耗形式：
学习中心： 院校学号： 姓名 课程名称：模拟电子技术基础 1 东 北 大 学 继 续 教 育 学 院 模拟电子技术基础 试 卷（作业考核 线上2） A 卷（共 6 页） ⒈ N 型半导体是在本征半导体中加入下面物质后形成的。 答（ D ） A 、电子 B 、空穴 C 、三价元素 D 、五价元素 2．其它条件不变，若放大器输入端电阻减小应引入 答（ D ） A 、电压负反馈 B 、电流负反馈 C 、串联负反馈 D 、并联负反馈 3．正弦波振荡电路利用正反馈产生振荡的条件是 答（ B ） A 、 B 、 C 、 4．在OCL 功率放大电路中输入信号为正弦电压，输出波形如图1所示，说明电路中出现的失真是 答（ C ） A 、饱和 B 、截止 C 、交越 5．在放大电路中，为了稳定静态工作点，可以引入 答（ A ） A 、直流负反馈 B 、交流负反馈 C 、交流正反馈 D 、直流正反馈 6．当PN 结加正向电压时，其空间电荷区 答（ A ） A 、变宽 B 、变窄 C 、基本不变 7．对于基本共射放大电路的特点，其错误的结论是 答（ A ） A 、输出电压与输入电压相位相同 B 、输入电阻，输出电阻适中 C 、电压放大倍数大于1 D 、电流放大倍数大于1 8．在放大电路中测得一只三极管三个电极的电位分别为 2.8V 、3.5V 、6V ，则这只三极管属于 A 、硅PNP 型 B 、硅NPN 型 C 、锗PNP 型 D 、锗NPN 型 答（ B ） 9．场效应管与双极型晶体管相比，具有 答（ A ） A 、更大的输入电阻 B 、更小的输入电阻 C 、相同的输入电阻 1-=F A &&1=F A &&1|1|>>+F A &&
东南大学微机系统与接口11-12-3期中考试试卷-答案 “微机系统与接口”测验 2012.4 学号姓名成绩 一、填空（40分)：（除第7题外，每空1分） 1、微型计算机由___CPU_、__存储器_、__I/O口___和____系统总线__构成。 其中__系统总线_____是各部分之间传送数据、地址和控制信息的传输通道。 2、8086CPU一个总线周期至少包括____4__个时钟，是否需要插入等待状态， 是在___T3___时刻测量___ READY __引脚的电平。 3、8086/8088CPU由 BIU 和 EU 两个单元组成，其中，通用寄 存器属于 EU 单元，20位物理地址的形成在 BIU 单元。 4、8086/8088CPU的地址线有 20 根，可以寻址 1M字节的存储空间。地 址线和数据线、状态线是分时复用的，用 ALE 信号作为地址 的锁存信号。 5、8086/8088 系统中，设当前的 DS=2000H, SS=1000H, BX=300H, BP=500H, SP=100AH, 则指令MOV AX, [BP+100H]中源操作数的物理地址为 10600H,10601H ，指令 PUSH [BX+100H]的目的操作数物理地址为 11008H,11009H ，源操作数的物理地址为 20400H,20401H ，执行后SP的值为 10008H 。 6、8086CPU进行有符号数运算：7158H＋5289H，试问运算后下列各标志位为： SF=__1___ OF=___1__ ZF=_____0 AF=_1____ PF=___1__ CF=___1__ （每空0.5分） 7、下列数据段所占用的内存情况如下： DATA SEGMENT DA1 DQ 1234H, 5678H ； 16 个字节 DA2 DW 3 DUP (5H, 678H, 2 DUP(?)) ； 24 个字节 DA3 DB ‘HAPPY NEW YEAR!’,0DH,0AH ； 17 个字节 DATA ENDS 8、指出下列指令中源操作数的寻址方式： MOV CX，DISP[BX] 带偏移量的基址寻址 PUSH DS 寄存器寻址 MOV AX，6[BP+SI] 带偏移量的基址加变址寻址 LODSB 隐含寻址（串操作指令寻址） IN AL, DX 间接端口寻址 9、若下列指令为非法指令，试写出合适的指令串代替之。 OUT 2F0H, AL MOV DX,2F9H OUT DX,AL MOV ES, 2000H MOV AX, 2000H MOV ES,AX ROR BH, 3 MOV CL,3 ROR BH,CL 1 / 4