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固体物理考题及答案三

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一、 填空题 （共20分，每空2分）

目的:考核基本知识。

1、金刚石晶体的结合类型是典型的 共价结合 晶体, 它有 6 支格波。

2、晶格常数为a的体心立方晶格，原胞体积为 23a 。

3、晶体的对称性可由 32 点群表征，晶体的排列可分为 14 种布喇菲格子，其中六角密积结构 不是 布喇菲格子。

4、两种不同金属接触后,费米能级高的带 正 电，对导电有贡献的是 费米面附近 的电子。

5、固体能带论的三个基本近似：绝热近似 、_单电子近似_、_周期场近似_。

二、 判断题 （共10分，每小题2分）

目的:考核基本知识。

1、解理面是面指数高的晶面。 （×）

2、面心立方晶格的致密度为61 （ ×）

3、二维自由电子气的能态密度21~EEN 。 （×）

4、晶格振动的能量量子称为声子。 （ √）

5、 长声学波不能导致离子晶体的宏观极化。 （ √）

三、 简答题（共20分，每小题5分）

1、波矢空间与倒格空间（或倒易空间）有何关系? 为什么说波矢空间内的状态点是准连续的?

波矢空间与倒格空间处于统一空间, 倒格空间的基矢分别为, 而波矢空间的基矢分别为, N1、N2、N3分别是沿正格子基矢方向晶体的原胞数目.

倒格空间中一个倒格点对应的体积为

,

波矢空间中一个波矢点对应的体积为

,

即波矢空间中一个波矢点对应的体积, 是倒格空间中一个倒格点对应的体积的1/N. 由于N是晶体的原胞数目，数目巨大，所以一个波矢点对应的体积与一个倒格点对应的体积相比是极其微小的。

也就是说，波矢点在倒格空间看是极其稠密的。因此, 在波矢空间内作求和处理时，可把波矢空间内的状态点看成是准连续的。

2、在甚低温下, 德拜模型为什么与实验相符?

在甚低温下, 不仅光学波得不到激发, 而且声子能量较大的短声学格波也未被激发, 得到激发的只是声子能量较小的长声学格波. 长声学格波即弹性波. 德拜模型只考虑弹性波对热容的贡献. 因此, 321 bbb、、32NN/ / /321bbb、、1N321 aaa、、*321) (bbbNNbNbNb*332211)(在甚低温下, 德拜模型与事实相符, 自然与实验相符.

3、解释导带、满带、价带和带隙

对于导体：电子的最高填充能带为不满带，称该被部分填充的最高能带为导带，在电场中具有被部分填充的能带结构的晶体具有导电性。

对于绝缘体、半导体：称电子占据了一个能带中所有状态的允带为满带；没有任何电子占据（填充）的能带，称为空带；最下面的一个空带称为导带；导带以下的第一个满带，或者最上面的一个满带称为价带；两个能带之间，不允许存在的能级宽度，称为带隙。

4、金属自由电子论与经典理论对金属热电子发射的功函数的微观解释有何不同，为什么？

经典理论认为，金属热电子发射时，需克服的势垒高度即功函数为 W，其中是真空势垒；金属自由电子论认为，金属热电子发射时，需克服的势垒高度即功函数为fEW-，fE是电子气的费米能级。其差别源于经典理论认为，电子是经典粒子，服从玻尔兹曼统计理论，在基态时，电子可以全部处于基态，因此热电子发射时，电子需克服的势垒高度是W。而金属自由电子理论认为，电子是费米粒子，服从费米-狄拉克统计理论，在基态时，电子可以由基态能级填充至fE，因此热电子发射时，电子需克服的势垒高度是fEW-。某金刚石结构晶体，其立方单胞体积为Ω，试求其布里渊区体积。

三、计算题（共20分，每小题10分）

1、已知某晶体两相邻原子间的互作用能可表示成

nmrbrarU)(

求（1）晶体平衡时两原子间的距离；（2）平衡时的二原子间的结合能。

目的:考核对固体结合的掌握。

解：(1)平衡时 010100nmrbnramrru

得 ambnrmn0 mnambnr1)(0 （6分）

(2)平衡时 把r0表示式代入u(r)

u(r0)=－mnnmnmambnbambna)()(=－mnmnmnmnnmmnbamnabnm)()( （4分）

2、平面正三角形晶格，相邻原子间距是a。试求正格子基矢和倒格子基矢，并画出第一布里渊区。

目的：考核对布里渊区的理解。

解：正格子基矢

kajaiaaiaa321232 （4分）

倒格子基矢

iaaaaaabjaiaaaaaab2332.22332.2321132321321 （6分）

第一布里渊区由1b，-1b，2b，-2b，1b+ 2b，-1b-2b的垂直平分面所夹的区域，平面图中由正六边形所围成。

3、计算由N个质量为m，间距为a的相同原子组成的一维单原子链的色散关系，说明存在截止频率max的意义。

原子的运动方程：

有解的条件给出设解：)(11 )2(

naqtinqnnnnAeuuuuum （5分）

2sin421qam

212221224222)(mNmNddqNag

因为 数一维单原子连的自由度dgm0)(

所以，有一最高振动频率限制，又称截止频率m，表示只有频率在0~m之间的格波才能在晶体中传播，晶体好像一个低通滤波器。 （5分）

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物理选修3-3热学 固体、液体、气体 练习题含答案

物理选修3-3热学 固体、液体、气体 练习题含答案

固体+液体+气体

!"如图所示!两端开口的弯折玻璃管竖直放置!左管有一段高为

$

!的水银柱!中

间一段水银柱

$

'将管内空气分为两段!右管有一段高为

=的水银柱!三段水

银柱均静止!则右管内水银柱的高度

=为$

󰀡󰀡%

#"$

!3$

'$"$

'1$

!

%"$

!3$'

'&"$

'1$!

'

'"$

!%下列说法中正确的是

"

#"同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现

$"从微观角度看!气体的压强仅取决于分子的平均动能

%"液体具有流动性!说明液体分子间作用力比固体分子间作用力小

&"物体的内能只与物体的体积有关

$

'%如图所示!一定质量的理想气体从状态

%先后经过等压+等容和等温过程完成一个循环!

%+

&+

8状态参量如图所示!气体在状态

%的温度为

'-W!求(

$气体在状态

&的温度

C

&'

%气体从

%󰀧&󰀧8状态变化过程中与外界交换的总热量

4"

("如图所示为内径均匀的

X形管!其内部盛有水银!右端封闭空气柱长

!'

的轻质活塞封闭一段长

!)

"当环境温度

"

!*'-W时!两侧水银面的高度差为

'

环境温度变为

"

'时!两侧水银面的高度相等

"已知大气压强

7

)*-0

$

!%温度

"

'的数值'

$

'%左端活塞移动的距离"+"如图所示!用轻质活塞在气缸内封闭一定质量理想气体!活塞与气缸壁间摩擦忽略不计!开始时

活塞距气缸底高度

$

!*)"0)/"给气缸加热!活塞缓慢上升到距离气缸底

$

'*)"2)/处!同时缸内

气体吸收

4*+0)L的热量

"已知活塞横截面积

H*0")M!)1(/'!大气压强

7

)*!")M!)0HB"求(

$

!%缸内气体对活塞所做的功

N'

$

'%此过程中缸内气体增加的内能

#G"

0"如图所示!导热材料制成的截面积相等!长度均为

+0

%+

&通过带有阀门的管道连接

*

初始时阀门关闭!厚度不计的光滑活塞

8位于

&内左侧!在

%内充满压强

7

%*'"2M!)0HB的

理想气体!

&内充满压强

7

&*!"+M!)0HB的理想气体!忽略连接气缸的管道体积!室温不变

"现

打开阀门!求(

$

!%平衡后活塞向右移动的距离和

物理3-4考题及答案

物理3-4考题及答案

第三次周考物理试题

1． 关于振动和波的关系，下列说法正确的是（ ）

A．有机械波必有机械振动 B．有机械振动必能产生机械波 C．离波源远的质点振动周期长

D．波源停振时，介质中各质点的振动立即停止

答案：A

2． 下列说法不正确的是（ ）

A．检验工件平整度的操作中，如图 1 所示，上面为标准件，下面为待检测工件，通过干涉条纹可推断：P 为凹处，Q 为凸处

B．图 2 为光线通过小圆盘得到的衍射图样

C．图 3 的原理和光导纤维传送光信号的原理一样

D．图 4 的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样

答案：D

3． 图甲为一列简谐横波在 t＝0.1s

时刻的波形图，P 是平衡位置在 x＝1cm 处的质点，Q是平衡位置在 x＝4cm 处的质点，图乙为质点 Q 的振动图象。则（ ）

A．波的传播速度为 20 m/s

B．波的传播方向沿 x 轴负方向

C．t＝0.4s 时刻，质点 P 的速度大小最大，方向 y 轴正方向 D．t＝0.7s 时刻，质点 Q 的速度大小最大，方向 y 轴负方向

答案：D

4．如图甲为一列简谐横波在t＝0时的波的图象，图乙为该波中x＝2 m处质点P的振动图象，下列说法正确的是( )

A．波速为8 m/s

B．波沿x轴负方向传播

C．t＝0.5 s，P点的动能最大

D．t＝0到t＝2.5 s，P点振动路程为1.8 cm

解析：由波动图象读出波长λ＝4 m，由振动图象读出周期T＝1 s，则波速v＝λT＝4 m/s，故A项错误；由振动图象上t＝0时刻读出P点的速度方向沿y轴正方向，则由波动图象根据“上下坡”法判断出波沿x轴正方向传播，故B项错误；t＝0.5 s＝T2，P点到达平衡位置，速度最大，动能最大，故C项正确；t＝2.5 s＝2.5T，P点振动路程为s＝2.5×4A＝2 cm，故D项错误．

答案：C

5．如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形，当R点在t＝0时的振动状态传到S点时，PR范围内(含P、R)有一些质点正在向y轴负方向运动，这些质点的x坐标取值范围是( )

(必考题)高中物理选修三第二章《气体,固体和液体》检测卷(答案解析)

(必考题)高中物理选修三第二章《气体,固体和液体》检测卷(答案解析)

一、选择题

1．(0分)[ID：130052]如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V-T图象．由图象可知( )

A．pA>pB B．pC

C．pA>pC D．pC>pB

2．(0分)[ID：130047]下列说法不正确的是（ ）

A．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低这与液体的种类和毛细管的材质有关

B．脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液

C．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面化的蜂蜡呈椭圆形说明蜂蜡是晶体

D．在空间站完全失重的环境下水滴能收缩成标准的球形是由于液体表面张力的作用

3．(0分)[ID：130045]对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（ ）

A．增大压强，气体内能增大

B．压强减小，降低温度，气体分子间的平均距离一定减小

C．保持体积不变，降低温度，气体分子单位时间内碰撞器壁单位面积的次数可能增大

D．降低温度，减小体积，气体分子单位时间内碰撞器壁单位面积的次数可能增大

4．(0分)[ID：130040]一定质量的理想气体，其起始状态和终了状态分别与图中的A点和B点 相对应，它们的压强相等，则下列过程中可能的是（ ）

A．先保持体积不变增大压强，后保持温度不变减小体积

B．先保持温度不变增大压强，后保持体积不变升高温度

C．先保持温度不变减小压强，后保持体积不变升高温度

D．先保持体积不变减小压强，后保持温度不变减小体积

5．(0分)[ID：130037]如图所示，带有活塞的气缸中封闭一定质量的气体（不计气体的分子势能以及气缸和活塞间的摩擦）。将一个半导体NTC热敏电阻R（随着温度的升高热敏电阻阻值减小）置于气缸中，热敏电阻R与气缸外的电源E和电流表组成闭合电路，气缸和活塞与外界无热交换。现保持活塞位置不变，当发现电流表的读数增大时，下列说法正确的是（ ）

A．气体的密度增大

B．气体的压强不变

C．气体分子的平均动能增大

广东海洋大学大学物理3考题及其答案

广东海洋大学大学物理3考题及其答案

广东海洋大学2010——2011 学年第 二 学期

《大学物理III》课程试卷

课程号： √ 考试 √ A卷 √ 闭卷

□ 考查 B卷 □ 开卷

题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 阅卷教师

各题分数 30 20 10 40 100

实得分数

一、选择题（每小题３分，共３0分）

1、有一质点在平面上运动，运动方程为jtitr2343，则该质点作（ ）

A 曲线运动； B 匀速直线运动 ；

C 匀变速直线运动 ； D 变加速直线运动。

2、对于一个质点系，系统的内力可以改变系统的（ ）

A 总动量； B 总动能； C 总角动量； D 总质量

3、 0.5mol的氧气，处于温度为T的平衡态，则内能为（ ）

RTDRTCRTBRTA45,5.0,25,23

4、麦克斯韦速率分布中最概然速率Vp的概念，下面表述正确的是（ ）

A 是气体分子中大部分分子所具有的速率。

B 是气体分子速率的最大值。

C 是麦克斯韦速率分布函数的最大值。

D 速率大小与最概然速率相近的气体分子的相对数量最大。

5、两个点电荷相距一定的距离，如果在这两个点电荷连线的中垂线上的电场强度为0，那么这两个点电荷的带电情况是（ ）

A 电量相同，电性相同； B 电量相同，电性不同；

C 电量不同，电性相同； D 电量不同，电性不同。

6、稳恒磁场中,若闭合回路L上满足LldB0,则一定有（ ）

A 回路L上每处的磁感强度均为零。 GDOU-B-11-302

班级：

姓名：

学号：

试题共

6

页

加白纸

2

张

密

封

线

2 B 回路L上每处的磁感强度均与积分路径垂直。

C 这个磁场是保守场。