北京化工大学固体物理期末试题-2010B

高校物理专业固体物理学期末考试试卷及答案一、选择题（每题2分，共40分）1. 下列哪种材料是典型的固体？A. 水B. 空气C. 玻璃D. 油2. 表征物质导电性质的关键因素是：A. 导热系数B. 形变C. 导电子数D. 电阻率3. 相互作用力程远大于它的大小尺度的物质状态是：A. 液体B. 气体C. 等离子体D. 固体4. 根据原子内部粒子组织排列方式的不同，将固体分为晶体和非晶态，以下哪种属于非晶态？A. 钻石B. 石英C. 玻璃D. 铜5. 材料的抗拉强度指的是：A. 材料在拉伸过程中发生断裂的能力B. 材料的硬度C. 材料的耐磨性D. 材料的延展性（以下为第6题至第40题的选项省略）二、填空题（每题3分，共30分）1. 固体的最基本由原子、分子或离子组成的单位结构叫作_____________。

2. 点阵是固体晶体结构中原子、离子或分子的_____________组成的排列方式。

3. 若一堆物体在某种温度下开始熔化，则该温度即为该物质的_____________点。

4. 固体由于结构的紧密性，其密度通常较_____________。

5. 金属中导电电子为材料的_____________。

6. 非晶态材料的特点是_____________无规律的原子组织结构。

（以下为第7题至第30题的空格省略）三、问答题（共30分）1. 简述固体物理学研究的基本内容和意义。

解答：固体物理学研究的基本内容主要包括固体材料的结构、性质和应用等方面。

它通过研究固体的微观结构和宏观性质，探索物质内部的相互作用和运动规律，从而深入了解固体物质的特性和行为。

固体物理学的研究对于提高材料的功能和性能具有重要意义。

通过深入研究固体的结构和性质，我们可以开发出更好的材料，改善材料的导电、导热、机械强度等性能，为社会发展和工业生产提供重要支持。

同时，固体物理学的研究还能够为其他领域的科学研究提供基础和支撑，如电子学、光学、磁学等。

高校物理专业固体物理学期末考试答案详解物理专业固体物理学期末考试答案详解题一：多晶体和单晶体的区别和联系是什么？答：多晶体和单晶体是固体物质的两种不同形态。

多晶体是由许多晶粒组成的，晶粒之间存在取向差异，呈现出无规则的排列和晶格结构。

而单晶体则具有完美的晶格结构，晶粒排列有序。

多晶体和单晶体在结构和性质上存在一些区别和联系。

首先，在结构上，多晶体由许多晶粒组成，晶粒之间存在取向差异，形成无规则的排列和晶格结构；而单晶体由一个晶粒组成，晶粒之间排列有序且具有完美的晶格结构。

同时，在性质上，多晶体的物理性质通常是各晶粒性质的平均值，具有各向同性；而单晶体的物理性质在晶格各个方向上存在明显差异，具有各向异性。

此外，多晶体与单晶体在制备和应用中也存在差异。

多晶体比较容易制备，其制备成本低，适用于大规模生产；而单晶体的制备比较困难，制备成本高，适用于对晶体结构和性质要求较高的领域，如光电子器件和半导体材料等。

总结起来，多晶体和单晶体在结构、性质以及应用方面存在明显的区别。

多晶体具有无规则排列的结构，各向同性的性质，适用于大规模生产；而单晶体具有有序排列的结构，各向异性的性质，适用于对晶体结构和性质要求较高的领域。

题二：介绍一下福克斯效应和拉曼散射现象。

答：福克斯效应（Focke effect）是固体物理中的一种重要现象，描述了光在晶体中传播时的色散性质。

当光波传播到晶体中时，由于晶体中原子的周期性排列，光波的传播速度因晶体的折射率而发生变化，导致光波的传播方向发生偏折的现象。

福克斯效应的具体表现是，在晶体的X射线或电子束射线入射时，会出现衍射条纹，这些衍射条纹的位置和形状与晶体的结构相关。

通过对这些衍射条纹进行分析和测量，可以确定晶体的晶格常数和晶体结构。

另一方面，拉曼散射现象（Raman scattering）是指光波在与物质相互作用时发生频率或波长的变化。

当光波与物质相互作用时，由于光与物质分子之间的相互作用，光波的能量会改变，从而引起光波的频率或波长发生变化。

北京化工大学第二学期研究生课程：固体物理(2)样题一、简答题1.请导出一维双原子链的色散关系，并讨论在长波极限时光学波和声学波原子的振动特点。

双原子（M>m）一维晶格运动方程：md2x2n+1/dt2=k s(x2n+2-2x2n+1+x2n)Md2x2n+2/dt2=k s(x2n+3+x2n+1-2x2n+2)方程的解是以角频率为ω的简谐振动：x2n+1=Ae i{ωt-q(2n+1)a} x2n=Be i{ωt-q2na}x2n+2=Be i{ωt-q(2n+2)a} x2n+3=Ae i{ωt-q(2n+3)a}由牛顿方程与简谐振动方程得：-mω2A=k s(e iqa+e -iqa)B-2k s A-Mω2B=k s(e iqa+e -iqa)A-2k s A上式可改写为：(2k s-mω2)A-(2k s cosqa)B=0-(2k s cosqa)A+(2k s-Mω2)B=0若A、B有异于零的解，则其行列式必须等于零，即有解条件2k s-mω2-2k s cosqa行列式为0-2k s cosqa 2k s-Mω2得：ω2={(m+M)±[m2+M2+2mMcos(2qa)]1/2}k s/mM说明：频率与波矢之间存在着两种不同的色散关系，即对一维复式格子，可以存在两种独立的格波（对于一维简单晶格，只能存在一种格波）。

两种不同的格波各有自己的色散关系：ω12={(m+M)-[m2+M2+2mMcos(2qa)]1/2}k s/mMω22={(m+M)+[m2+M2+2mMcos(2qa)]1/2}k s/mM声学波与光学波的比较2. 长光学支格波与长声学支格波本质上有何差别? 另外，你认为简单晶格存在强烈的红外吸收吗？《1》长光学支格波的特征是每个原胞内的不同原子作相对振动，振动频率较高，它包含了晶格振动频率较高的振动模式。

长声学支格波的特征是原胞内的不同原子没有相对位移，原胞作整体运动，振动频率较低，它包含了晶格振动频率较低的振动模式，波速是一常数。

宝鸡文理学院试题课程名称 固体物理 适 用 时 间 2010年1月12日 试卷类别 B 适用专业、年级、班06级物理教育1-3班一、简要回答以下问题：(每小题6分，共30分)2、试述离子键、共价键、金属键、范德瓦尔斯和氢键的基本特征。

5、金属自由电子论作了哪些假设？得到了哪些结果？3、什么叫声子？对于一给定的晶体，它是否拥有一定种类和一定数目的声子？1、试述晶态、非晶态、准晶、多晶和单晶的特征性质。

4、周期性边界条件的物理含义是什么？引入这个条件后导致什么结果？如果晶体是无限大，q 的取值将会怎样？二、（20分）利用刚球密堆模型，求证球可能占据的最大体积与总体积之比为 （1）简单立方π / 6；（2 / 6；（3 / 6（4 / 6；（5 / 16。

三、（10分）已知由N 个相同原子组成的一维单原子晶格格波的态密度可表示为2122)(2)(--=ωωπωρmN式中m ω是格波的最高频率。

求证它的振动模总数恰好等于N 。

四、（20分）试证明体心立方格子和面心立方格子互为正倒格子。

五、计算题 （每小题10分，2×10＝20分）用钯靶K α X 射线投射到NaCl 晶体上，测得其一级反射的掠射角为5.9°，已知NaCl晶胞中Na ＋与Cl －的距离为2.82×10-10m ，晶体密度为2.16g/cm 3。

求： (1)、X 射线的波长；(2)、阿伏加德罗常数。

宝鸡文理学院试题参考答案与评分标准课程名称 固体物理学 适 用 时 间 2010年1月 12日 试卷类别 B适用专业、年级、班 06物理教育1、2、3班注意事项一、简要回答以下问题（每小题6分，5×6＝30分）1.试述离子键、共价键、金属键、范德瓦尔斯和氢键的基本特征。

解：（1）离子键：无方向性，键能相当强；（2）共价键：饱和性和方向性，其键能也非常强；（3）金属键：有一定的方向性和饱和性，其价电子不定域于2个原子实之间，而是在整个晶体中巡游，处于非定域状态，为所有原子所“共有”；（4）范德瓦尔斯键：依靠瞬时偶极距或固有偶极距而形成，其结合力一般与 成反比函数关系，该键结合能较弱；（5）氢键：依靠氢原子与2个电负性较大而原子半径较小的原子（如O ，F ，N 等）相结合形成的。

北京化工大学2009——2010学年第二学期《物理化学》（下）试卷班级： 姓名： 学号：一、选择题(请将正确答案填入下表中)：1、对于同一强电解质水溶液，随其浓度增加而增加的性质是（ ） A ．稀溶液范围内的κB ．ΛmC ．γ±D ．K cell2、已知两电池： (1) H 2(p Ө) | KOH(0.1mol·kg −1) | O 2(p Ө)(2) H 2(p Ө) | H 2SO 4(0.01mol·kg −1) | O 2(p Ө)则两电池的电动势间的关系正确的是（ ） A ．E 1 < E 2B ． E 1 > E 2C ．E 1 = E 2D ．不能确定3、 用铜电极电解CuCl 2的水溶液，不考虑超电势，则在阳极上发生的反应是（）[ 已知E Ө(Cu 2+/Cu) = 0.34 V ，E Ө(O 2/H 2O) = 1.23 V ，E Ө(Cl 2/Cl -) = 1.36 V ] A ．析出氧气B ．析出氯气C ．析出铜D ．铜电极溶解4、A 和B 之间发生气相反应，温度T 时，测得不同初始压力下的半衰期数据如下：则下列有关反应级数的判断正确的是（ ） A ．A 是1级，B 是2 级 B ．A 是2级，B 是1 级C ．A 是1级，B 是1 级D ．A 是2级，B 是2 级5、如右图所示：反应①和②都是一级反应。

已知反应①的活化能E 1大于反应②的活化能E 2， k 1的指数前因子大于k 2的指数前因子，则下列说法不正确的是（ ） A ．反应控制在高温区有利于生成产物B B ．若反应器中起始只有A ，有21C B k k c c = C ．A 的消耗速率等于B 和C 的生成速率之和D ．反应的表观活化能E a = E 1 + E 26、某反应在一定条件下的平衡转化率为25.3 %，当有催化剂存在时，其转化率为（ ） A ．25.3%B ．>25.3％C ．<25.3％D ．不能确定7、根据光化学定律可知（ ）A ．在整个光化过程中，一个光子只能活化一个原子或分子B ．在光化反应的初级过程中，一个光子活化1mol 原子或分子C ．在光化反应的初级过程中，一个光子活化一个原子或分子D ．在光化反应的初级过程中，一爱因斯坦能量的光子活化一个原子或分子 8、25︒C 时，乙醇水溶液的表面张力 γ 与浓度 c 的关系为：γ / N ·m −1 = 0.072 − 5 × 10−4 c / mol ·dm −3 + 2 × 10−4 (c / mol ·dm −3)2 若乙醇在溶液表面发生正吸附，则浓度 c / mol ·dm -3 应（ ） A ．> 0.5B ．< 0.5C ．> 1.25D ．< 1.259、I 2的振动特征温度Θv = 307 K ，相邻两振动能级上粒子数之比n (v + 1)/n (v ) = 1/2的温度是（ ） A ．306 KB ．443 KC ．760 KD ．556 K10、关于胶体分散系统，下列说法不正确的是（ ）A ．分散相粒子的粒径在1~1000nmB ．容易透过半透膜C ．热力学不稳定系统D ．多相，扩散慢二、填空题(请将正确答案填在横线上)：1、在某电导池（K cell = 13.7 m −1）中注入浓度为15.81 mol ⋅m −3的HAc 溶液，测得其R = 655 Ω。

北京化工大学2010——2011学年第一学期《物理化学》上册试卷班级：姓名：学号：分数：1、在绝热刚性反应器中发生一个放热反应，该过程：A、ΔU = 0B、ΔH = 0C、ΔS = 0D、ΔG = 02、1 mol单原子分子理想气体，从始态p1= 202.650kPa，T1= 273 K沿着p/V=常数的途径可逆变化到终态为p2=405.300k Pa 则ΔH等于：A、-17.02 kJB、17.02 kJC、-10.21 kJD、10.21 kJ3、下列函数中为强度性质的是：A、SB、(∂U/∂V)SC、(∂G/∂p)TD、C V4、含有非挥发性溶质B的水溶液，在101.325k Pa、270.15 K时开始析出冰，已知水的K f =1.86 K⋅kg⋅mol-1，K b=0.52 K⋅kg⋅mol-1，该溶液的正常沸点是：A、370.84 KB、372.31 KC、376.99 KD、373.99 K5、在一定温度和压力下，对于一个化学反应，能用以判断其反应方向的是：A、Δr G mB、K pC、Δr H mD、Δr G m6、将CaCO3(s)、CaO(s)和CO2(g)以任意比例混合，放入一密闭容器中，一定温度下建立化学平衡，则系统的组分数C、相数P、条件自由度数F分别为：A、3，3，1B、3，2，2C、2，3，0D、2，2，1二、填空题1、某真实气体，其临界参数为p c = 5.043Mpa 、T c =154.59K ，试用右图所示的普遍化压缩因子图求其在200K 、10.086MPa 下的摩尔体积V m = 。

2、某物质的熔化热为 4526 J ⋅mol -1，其液态和固态的蒸气压方程分别为：ln(p l /p θ) = A 1/(T/K) +3.162 ln(p s /p θ) = A 2/(T/K)+5.676 则该物质三相点的温度为 。

3、某气体状态方程为 pV = n (RT + Bp )，始态为p 1、T 1，该气体经绝热真空膨胀后终态压力为p 2，试求该过程的ΔH = 。

大学化学专业《大学物理（二）》期末考试试卷B卷附答案姓名：______ 班级：______ 学号：______考试须知：1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。

2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。

一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、质点p在一直线上运动，其坐标x与时间t有如下关系：(A为常数) (1) 任意时刻ｔ，质点的加速度a =_______； (2) 质点速度为零的时刻t =__________．2、某人站在匀速旋转的圆台中央，两手各握一个哑铃，双臂向两侧平伸与平台一起旋转。

当他把哑铃收到胸前时，人、哑铃和平台组成的系统转动角速度应变_____；转动惯量变_____。

3、一个力F作用在质量为 1.0 kg的质点上，使之沿x轴运动．已知在此力作用下质点的运动学方程为 (SI)．在0到4 s的时间间隔内， (1) 力F的冲量大小I =__________________． (2) 力F对质点所作的功W =________________。

4、设描述微观粒子运动的波函数为，则表示_______________________；须满足的条件是_______________________；其归一化条件是_______________________。

5、一束光线入射到单轴晶体后，成为两束光线，沿着不同方向折射．这样的现象称为双折射现象．其中一束折射光称为寻常光，它______________定律；另一束光线称为非常光，它___________定律。

6、一根长为l，质量为m的均匀细棒在地上竖立着。

如果让竖立着的棒以下端与地面接触处为轴倒下，则上端到达地面时细棒的角加速度应为_____。

7、质量为M的物体A静止于水平面上，它与平面之间的滑动摩擦系数为μ，另一质量为的小球B以沿水平方向向右的速度与物体A发生完全非弹性碰撞．则碰后它们在水平方向滑过的距离L＝__________。

北京化工大学2009—2010学年第二学期《固体物理学》期末考试试卷班级：____________ 姓名：______________ 学号：____________ 分数：_________一、简答题（每小题5分，共40分）1．写出面心立方结构的基矢并证明其倒格子为体心立方。

)(21k j a a += )(22k i a a += )(23j i a a += )(2)(2321k j i a a a b ++-=Ω⨯=ππ )(22k j i a b +-=π )(21k j i ab -+=π 所以面心立方结构的倒格子为体心立方2．具有体心立方结构的某元素晶体，给出其多晶样品的X 射线衍射谱中衍射角最小的三个衍射峰相应的面指数。

衍射面指数为（110）（200）（211），面指数为（110）（100）（211） 3．晶体的结合类型有哪些？离子性结合，共价结合，金属性结合，范德瓦耳斯结合，氢键结合4．何为声子？其特点如何？声子是格波的能量量子，并不是真实的粒子。

当晶格与其他粒子发生相互作用时，可以吸收或发射一个声子。

5．晶体中位错有几种类型？各有什么特点。

刃型位错，螺型位错。

刃型位错的位错线同滑移方向垂直，螺型位错的位错线同滑移方向平行。

6．若晶体中有N 个原胞，每个能带可以填充的电子数是多少？并说明理由。

每个能带可以填充的电子数是2N 个。

每个k 占据波矢空间的体积为该空间一个原胞内的状态为 考虑自旋后为2N 。

N V V =Ω=Ω333)2()2()2(*πππV N N b N b N b N 33332211)2()2(*1)11(1ππ=Ω=Ω=⨯⋅7．说明爱因斯坦模型和德拜模型在处理晶格热容问题上的差异。

爱因斯坦模型假定晶格中原子的振动是相互独立的，3N 个振子的频率都是相同的。

德拜模型则考虑了振动频率的分布，并采用宏观弹性力学的处理方法，给出了频率与波数的关系。

8．说明德哈斯-范阿尔芬效应的物理机制。

大学化学专业《大学物理（二）》期末考试试卷B卷附答案姓名：______ 班级：______ 学号：______考试须知：1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。

2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。

一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、一根长为l，质量为m的均匀细棒在地上竖立着。

如果让竖立着的棒以下端与地面接触处为轴倒下，则上端到达地面时细棒的角加速度应为_____。

2、某人站在匀速旋转的圆台中央，两手各握一个哑铃，双臂向两侧平伸与平台一起旋转。

当他把哑铃收到胸前时，人、哑铃和平台组成的系统转动角速度应变_____；转动惯量变_____。

3、一个质点的运动方程为（SI），则在由0至4s的时间间隔内，质点的位移大小为___________，在由0到4s的时间间用内质点走过的路程为___________。

4、一质量为0.2kg的弹簧振子, 周期为2s,此振动系统的劲度系数k为_______ N/m。

5、若静电场的某个区域电势等于恒量，则该区域的电场强度为_______________，若电势随空间坐标作线性变化，则该区域的电场强度分布为 _______________。

6、一弹簧振子系统具有1.OJ的振动能量，0.10m的振幅和1.0m／s的最大速率，则弹簧的倔强系数为_______，振子的振动频率为_______。

7、图示为三种不同的磁介质的B~H关系曲线，其中虚线表示的是的关系．说明a、b、c各代表哪一类磁介质的B~H关系曲线：a代表__________________________的B~H关系曲线b代表__________________________的B~H关系曲线c代表__________________________的B~H关系曲线8、长为、质量为的均质杆可绕通过杆一端的水平光滑固定轴转动，转动惯量为，开始时杆竖直下垂，如图所示。

现有一质量为的子弹以水平速度射入杆上点，并嵌在杆中. ，则子弹射入后瞬间杆的角速度___________。