材料物理性能测考试A卷
《材料物理性能》期末考试试卷A卷及参考答案A,2019年12月
第 1 页#############材料科学与工程专业 《材料物理性能》期末考试试卷（A) （后附参考答案及评分标准）考试时间：120分钟 考试日期：2019年12月一、单项选择题。
（请将正确答案填入对应题号处，共 20 分，每题 2 分） 1. 关于材料热容的影响因素，下列说法中不正确的是 。
A ．热熔是一个与温度相关的物理量，因此需要用微分来精确定义B ．实验证明，高温下化合物的热容可由柯普定律描述C ．德拜热容模型已经能够精确描述材料热容随温度的变化D ．材料热容与温度的精确关系一般由实验来确定2. 晶格的热传导必须用声子的（1） 近似来解释，此时的声子（2）理想气体， 因为声子之间 （3） 碰撞。
A ．（1）简谐 （2） 是 （3）不发生B ．（1）非简谐 （2）是 （3）发生C ．（1）近自由电子 （2）不是 （3）发生D ．（1）紧束缚 （2）不是 （3）不发生3. 在评价电介质的主要电学性能指标中，属于导电性性能指标的是_________。
A ．介电常数B ．耐电强度C ．损耗因素D ．体电阻率与表面电阻率年级 专业 姓名 学号装订线4. 附图是导体、半导体、绝缘体在热力学温度T = 0 K时的能带结构图。
其中属于绝缘体的能带结构是。
A. (1)B. (2)C. (1)、(3)D. (3)5. 如果(1)锗用锑(五价元素)掺杂，(2)硅用铝(三价元素)掺杂，则获得的半导体分别属于下述类型：。
A．(1)、(2)均为n型半导体B．(1)为n型半导体，(2)为p型半导体C. (1)为p型半导体，(2)为n型半导体D．(1)、(2)均为p型半导体6. 根据电介质的分类，H2O属于。
A．非极性电介质B．极性电介质C．铁电体D．铁磁体7. 对于顺磁体与抗磁体，下面表述正确的是__________。
A．正常顺磁体的磁化率随温度变化而变化，反常顺磁体的磁化率与温度无关B．不论是正常顺磁体，还是反常顺磁体，其磁化率都随温度变化而变化C．正常抗磁体的磁化率随温度变化而变化，反常抗磁体的磁化率与温度无关D．不论是正常抗磁体，还是反常抗磁体，其磁化率都与温度无关8. 下面列举的磁性中属于强磁性的是。
(完整word版)材料物理性能A试卷答案及评分标准
材料物理性能A 试卷答案及评分标准一、是非题（1分×10=10分）1√；2×；3×；4√；5×；6√；7√；8√；9√；10×。
二、名词解释（3分×6=18分，任选6个名词。
注意：请在所选题前打“√”）1、磁后效应：处于外电场为H0的磁性材料，突然受到外磁场的跃迁变化到H1，则磁性材料的磁感应强度并不是立即全部达到稳定值，而是一部分瞬时到达，另一部分缓慢趋近稳定值，这种现象称为磁后效应。
2、塑性形变：是指在超过材料的屈服应力作用下产生形变，外应力移去后不能恢复的形变。
无机材料的塑性形变，远不如金属塑性变形容易。
3、未弛豫模量：测定滞弹性材料的形变时，如果测量时间小于τε、τσ，则由于随时间的形变还没有机会发生，测得的是应力和初始应变的关系，这时的弹性模量叫未驰豫模量。
4、介质损耗：由于导电或交变场中极化弛豫过程在电介质中引起的能量损耗，由电能转变为其他形式的能，统称为介质损耗。
5、光频支振动：光频支振动：格波中频率甚高的振动波，质点间的位相差很大，邻近质点的运动几乎相反时，频率往往在红外光区，称为“光频支振动”。
6、弹性散射：散射前后，光的波长（或光子能量）不发生变化的散射。
7、德拜T3定律：当温度很低时，即T<<θD，c v=1939.7(T/θD)3j.K-1.mol-1，即当T→0 K时，c v∝T3→0。
8、BaTiO3半导体的PTC现象：价控型BaTiO3半导体在晶型转变点附近，电阻率随温度上升发生突变，增大了3~4个数量级的现象。
三、简答题（5分×5=25分，任选5题。
注意：请在所选题前打“√”）1、（1）构成材料元素的离子半径；（2）材料的结构、晶型；（3）材料存在的内应力；（4）同质异构体。
2、（1）透过介质表面镀增透膜；（2）将多次透过的玻璃用折射率与之相近的胶将它们黏起来，以减少空气界面造成的损失。
材料物理性能试题及其答案
即消失，而是先消
失一部分，另一部
分逐渐消失，这
材
考料 试物
科理 目性
能
材
试 学料
卷 类
A
生 班
09
型 级级
1-4
注意：1、答案 一律写在答题 纸；
2、不抄 题，写清题号；
3、考试 结束后交回试 题！
三、名词解释
西安 科技 大学 2011— 2012 学年 第2 学期 考试 试题 （卷）
学院： 材料科 学与工 程学院 班级： 姓名： 学号：
———装 订 线 ———————— 装订线以内不 准作任何标记 ———————— 装 订 线———
（每题3分，共15 分）： 1、费米能： 2、顺磁体： 3、魏得曼-弗兰 兹定律： 4、因瓦效应： 5、弛豫模量： 四、简答题（每 题6分，共30 分）： 1、阐述导体、半 导体和绝缘体的 能带结构特点。 2、简述温度对金 属电阻影响的一 般规律及原因。 3、何谓材料的热 膨胀？其物理本 质是什么？ 4、物质的铁磁性 产生的充要条件 是什么？ 5、内耗法测定 α-Fe中碳的扩散 （迁移）激活能H 的方法和原理。 五、论述题（每 题10分，共10 分）： 1、铁磁性材料的 技术磁化过程分 为哪几个阶段， 请用简图表示， 在图中标出自发
的。 （ ） 10、宏观
上，弹性 模量E代表 材料对弹 性正应变 的抗力； 微观上E表 征原子间 的结合 力。（ ）
1.命题时请尽量采 用计算机录入，手 写稿必须字迹工 整、清晰可辩。审 批由系主任负责； 2.考试科目应与教 学计划保持一致， 不能用简写或别 称。考试性质为“考 试”或“考查”； 3.试卷类型注明 A\B\C\D等字样，考 试地点注明“雁 塔”或“临潼”； 4.试题（卷）内容 不要超出线格范 围，以免影响试题 印制和教师评分。
材料物理性能试题及其答案
西 安 科 技 大 学 2011—2012学 年 第 2 学 期 考 试 试 题（卷）学院：材料科学与工程学院 班级： 姓名： 学号：—2012 学 年 第 2 学 期 考 试 试 题（卷）学院：材料科学与工程学院 班级： 姓名： 学号：材料物理性能 A卷答案一、填空题（每空1分，共25分）：1、电子运动服从量子力学原理周期性势场2、导电性能介电性能3、电子极化原子（离子）极化取向极化4、完全导电性（零电阻）完全抗磁性5、电子轨道磁矩电子自旋磁矩原子核自旋磁矩6、越大越小7、电子导热声子导热声子导热8、示差热分析仪（DTA）、示差扫描热分析（DSC）、热重分析（TG）9、弹性后效降低（减小）10、机械能频率静滞后型内耗二、是非题（每题2分，共20分）：1、√2、×3、×4、√5、×6、√7、×8、×9、× 10、√三、名词解释（每题3分，共15分）：1、费米能：按自由电子近似，电子的等能面在k空间是关于原点对称的球面。
特别有意义的是E=E F的等能面，它被称为费米面，相应的能量成为费米能。
2、顺磁体：原子内部存在永久磁矩，无外磁场，材料无规则的热运动使得材料没有磁性，当外磁场作用，每个原子的磁矩比较规则取向，物质显示弱磁场，这样的磁体称顺磁体。
3、魏得曼-弗兰兹定律：在室温下许多金属的热导率与电导率之比几乎相同，而不随金属的不同而改变。
4、因瓦效应：材料在一定温度范围内所产生的膨胀系数值低于正常规律的膨胀系数值的现象。
5、弛豫模量：教材P200四、简答题（每题6分，共30分）：1、阐述导体、半导体和绝缘体的能带结构特点。
答：①导体中含有未满带，在外场的作用下，未满带上的电子分布发生偏移，从而改变了原来的中心堆成状态，占据不同状态的电子所形成的运动电流不能完全抵消，未抵消的部分就形成了宏观电流；②绝缘体不含未满带，满带中的电子不会受外场的作用而产生偏离平衡态的分布，而一些含有空带的绝缘体，也因为禁带间隙过大，下层满带的电子无法跃迁到空带上来形成可以导电的未满带，所以绝缘体不能导电；③本征半导体的情况和绝缘体类似，区别是其禁带能隙比较小，当受到热激发或外场作用时，满带中的电子比较容易越过能隙，进入上方空的允带，从而使材料具有一定的导电能力；④掺杂半导体则是通过掺入异质元素，从而提供额外的自由电子或者额外的空穴以供下层电子向上跨越，使得跨越禁带的能量变低，电子更加容易进入上层的空带中，从而具有导电能力。
大学材料专业《大学物理(上册)》综合检测试题A卷 含答案
姓名班级学号………密……….…………封…………………线…………………内……..………………不…………………….准…………………答….…………题…大学材料专业《大学物理（上册）》综合检测试题A卷含答案考试须知：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。
3、请仔细阅读各种题目的回答要求，在密封线内答题，否则不予评分。
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、气体分子的最可几速率的物理意义是__________________。
2、一质点作半径为0.1m的圆周运动，其角位置的运动学方程为：，则其切向加速度大小为=__________第1秒末法向加速度的大小为=__________。
3、一个半径为、面密度为的均匀带电圆盘，以角速度绕过圆心且垂直盘面的轴线旋转；今将其放入磁感应强度为的均匀外磁场中，的方向垂直于轴线。
在距盘心为处取一宽度为的圆环，则该带电圆环相当的电流为________，该电流所受磁力矩的大小为________ ，圆________盘所受合力矩的大小为________。
4、静电场中有一质子(带电荷) 沿图示路径从a点经c点移动到b点时，电场力作功J．则当质子从b点沿另一路径回到a点过程中，电场力作功A＝___________；若设a点电势为零，则b点电势＝_________。
5、刚体绕定轴转动时，刚体的角加速度与它所受的合外力矩成______，与刚体本身的转动惯量成反比。
（填“正比”或“反比”）。
6、一质点在OXY平面内运动,其运动方程为,则质点在任意时刻的速度表达式为________；加速度表达式为________。
7、真空中有一半径为R均匀带正电的细圆环，其电荷线密度为λ，则电荷在圆心处产生的电场强度的大小为____。
8、两根相互平行的“无限长”均匀带正电直线1、2，相距为d，其电荷线密度分别为和如图所示，则场强等于零的点与直线1的距离a为_____________ 。
材料物理性能(A卷)答案
一、填空题(共20小题,每小题1分,共20分)1. 导体材料、绝缘材料；2. 剩余电阻，极低温度；3. 下降，升高；4. 极化强度，偶极矩；5. 透过，吸收；6. 三次方规律，常数24.9 J/(mol·k )；7. 位移，旋转；8. 电子轨道磁矩、电子自旋磁矩；9. 离子半径、结构、晶型和非晶态；10. V Tm-V0/V0=C、越小二、选择题(共10小题,每小题2分,共20分)。
1.B；2.B；3.A；4.A；5.B；6.C；7.C；8.D；9.A；10. A三、简答题(共20分)1. 答：导体能带特点是存在未满价带，或者满价带与导带相接或重合，有令电子定向移动的空间，导电性能好。
（2分）半导体的能带由满价带与空导带组成，价带与导带间存在一定宽度的禁带，在受到光、热、电等外激发时价带电子可跃迁至导带从而导电，导电性有一定的局限性；对于杂质半导体而言其杂质能级处于价带与导带之间，电子或空穴的跃迁相对容易实现，其实用性好于本征半导体。
（2分）绝缘体能带由满价带与空导带组成，且价带与导带之间存在能隙较宽的禁带（通常大于0.5ev），电子跃迁所需能量大，载流子数目少，不易导电。
（2分）2. 答：金属固溶体形成K状态时电阻率反常升高，在进行冷加工后，电阻率下降。
（2份）原因在于金属固溶体形成K状态时存在溶质原子的偏聚区域，其成分与基体不同，短程有序；偏聚区域尺寸小至几个纳米，与电子波的波长相当，能够强烈的散射电子，导致电阻率反常增大。
（2分）3. 答：自发磁化的物理本质在于磁矩的定向排列，形成磁畴，显现磁性。
（3分）充要条件是原子具有未填满电子的壳层；相邻原子核间距R与参与交换的电子层半径r之比R/r>3，即交换积分A>0。
（3分）4.答：红宝石常常被用作激光发射器工作（激活）介质（2分），由于其具备了粒子数反转的能级结构条件（2分）。
四、计算题(共40分)。
1.解：根据马西森定律ρ=ρT+ρ’且ρT=αT （5分）则有ρ1=αT1+ ρ’ ρ2=αT2+ ρ’ρ1-ρ2=α(T1-T2) α=1.35×10-11 1/o C （5分）得ρ’=ρ1-αT1=9.96×10-7Ω · m （5分）2. 解：已知I=I0e-αx （5分）则0.1= e-0.42x （3分）得x=5.48cm （2分）3. 解：由魏德曼-弗兰兹定律知k/σ=L0T （2分）则k=L0Tσ=L0T/ρ （5分）且ρT=ρ0(1+αT)=1.32×10-5Ω · m（5分）代入得k=1.25w/(m· k) （3分）。
材料物理性能试题及其答案
西 安 科 技 大 学 2011—2012学 年 第 2 学 期 考 试 试 题（卷）学院：材料科学与工程学院 班级： 姓名： 学号：———装 订 线————————装 订 线 以 内 不 准 作 任 何 标 记————————装 订 线———西 安 科 技 大 学 2011—2012 学 年 第 2 学 期 考 试 试 题（卷）学院：材料科学与工程学院 班级： 姓名： 学号：———装 订 线————————装 订 线 以 内 不 准 作 任 何 标 记————————装 订 线———材料物理性能 A卷答案一、填空题（每空1分，共25分）：1、电子运动服从量子力学原理周期性势场2、导电性能介电性能3、电子极化原子（离子）极化取向极化4、完全导电性（零电阻）完全抗磁性5、电子轨道磁矩电子自旋磁矩原子核自旋磁矩6、越大越小7、电子导热声子导热声子导热8、示差热分析仪（DTA）、示差扫描热分析（DSC）、热重分析（TG）9、弹性后效降低（减小）10、机械能频率静滞后型内耗二、是非题（每题2分，共20分）：1、√2、×3、×4、√5、×6、√7、×8、×9、×10、√三、名词解释（每题3分，共15分）：1、费米能：按自由电子近似，电子的等能面在k空间是关于原点对称的球面。
特别有意义的是E=E F的等能面，它被称为费米面，相应的能量成为费米能。
2、顺磁体：原子内部存在永久磁矩，无外磁场，材料无规则的热运动使得材料没有磁性，当外磁场作用，每个原子的磁矩比较规则取向，物质显示弱磁场，这样的磁体称顺磁体。
3、魏得曼-弗兰兹定律：在室温下许多金属的热导率与电导率之比几乎相同，而不随金属的不同而改变。
4、因瓦效应：材料在一定温度范围内所产生的膨胀系数值低于正常规律的膨胀系数值的现象。
5、弛豫模量：教材P200四、简答题（每题6分，共30分）：1、阐述导体、半导体和绝缘体的能带结构特点。
材料物理性能测试题A卷
材料物理性能测试题A卷一、填空题（每空1分，共30分）：1、利用热膨胀曲线确定组织转变临界点通常采取的两种方法是：、2、列举三种你所知道的热分析方法：、、3、磁各向异性一般包括、、等。
4、热电效应包括效应、效应、效应，半导体制冷利用的是效应。
5、产生非线性光学现象的三个条件是、、。
6、激光材料由和组成，前者的主要作用是为后者提供一个合适的晶格场。
7、压电功能材料一般利用压电材料的功能、功能、功能、功能或功能。
8、拉伸时弹性比功的计算式为，从该式看，提高弹性比功的途径有二：或，作为减振或储能元件，应具有弹性比功。
9、粘着磨损的形貌特征是，磨粒磨损的形貌特征是。
10、材料在恒变形的条件下，随着时间的延长，弹性应力逐渐的现象称为应力松弛，材料抵抗应力松弛的能力称为。
二、是非题（每题1分，共10分）：1、导温系数反映的是温度变化过程中材料各部分温度趋于一致的能力。
（）2、只有在高温且材料透明、半透明时，才有必要考虑光子热导的贡献。
（）3、原子磁距不为零的必要条件是存在未排满的电子层。
（）4、量子自由电子理论和能带理论均认为电子随能量的分布服从FD分布。
（）5、由于晶格热振动的加剧，金属和半导体的电阻率均随温度的升高而增大。
（）6、直流电位差计法和四点探针法测量电阻率均可以消除接触电阻的影响。
（）7、由于严格的对应关系，材料的发射光谱等于其吸收光谱。
（）8、凡是铁电体一定同时具备压电效应和热释电效应。
（）9、硬度数值的物理意义取决于所采用的硬度实验方法。
（）10、对于高温力学性能，所谓温度高低仅具有相对的意义。
（）三、单项选择（每题2分，共20分）：1、关于材料热容的影响因素，下列说法中不正确的是（）A 热容是一个与温度相关的物理量，因此需要用微分来精确定义。
B 实验证明，高温下化合物的热容可由柯普定律描述。
C 德拜热容模型已经能够精确描述材料热容随温度的变化。
D材料热容与温度的精确关系一般由实验来确定。
2021年大学材料科学专业《大学物理(上册)》能力检测试题A卷 含答案
姓名班级学号………密……….…………封…………………线…………………内……..………………不…………………….准…………………答….…………题…2021年大学材料科学专业《大学物理（上册）》能力检测试题A卷含答案考试须知：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。
3、请仔细阅读各种题目的回答要求，在密封线内答题，否则不予评分。
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、质量为m的物体和一个轻弹簧组成弹簧振子，其固有振动周期为T．当它作振幅为A的自由简谐振动时，其振动能量E＝__________。
2、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 _______________。
3、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_____。
4、已知质点的运动方程为，式中r的单位为m，t的单位为s。
则质点的运动轨迹方程，由t=0到t=2s内质点的位移矢量______m。
5、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_____。
6、反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为：（）。
①②③④试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的．将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处。
(1) 变化的磁场一定伴随有电场；__________________(2) 磁感线是无头无尾的；________________________(3) 电荷总伴随有电场．__________________________7、均匀细棒质量为，长度为，则对于通过棒的一端与棒垂直的轴的转动惯量为_____，对于通过棒的中点与棒垂直的轴的转动惯量_____。
2021年大学材料科学专业《大学物理(一)》能力测试试卷A卷 含答案
姓名班级学号 ………密……….…………封…………………线…………………内……..………………不……………………. 准…………………答…. …………题…2021年大学材料科学专业《大学物理（一）》能力测试试卷A 卷 含答案 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。
3、请仔细阅读各种题目的回答要求，在密封线内答题，否则不予评分。
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、如图所示，轴沿水平方向，轴竖直向下，在时刻将质量为的质点由a 处静止释放，让它自由下落，则在任意时刻，质点所受的对点的力矩＝________ ；在任意时刻，质点对原点的角动量=_____________。
2、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___________。
3、一质点在OXY 平面内运动,其运动方程为,则质点在任意时刻的速度表达式为________；加速度表达式为________。
4、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 =__________． 5、两根相互平行的“无限长”均匀带正电直线1、2，相距为d ，其电荷线密度分别为和如图所示，则场强等于零的点与直线1的距离a 为_____________ 。
6、图示曲线为处于同一温度T 时氦（原子量4）、氖（原子量20）和氩（原子量40）三种气体分子的速率分布曲线。
其中曲线（a ）是________气分子的速率分布曲线；曲线（c ）是________气分子的速率分布曲线。
7、一平面余弦波沿Ox 轴正方向传播，波动表达式为 ，则x = -处质点的振动方程是_____；若以x =处为新的坐标轴原点，且此坐标轴指向与波的传播方向相反，则对此新的坐标轴，该波的波动表达式是_________________________。
2021年大学材料科学专业《大学物理(上册)》能力测试试题A卷 含答案
姓名班级学号 ………密……….…………封…………………线…………………内……..………………不……………………. 准…………………答….…………题…2021年大学材料科学专业《大学物理（上册）》能力测试试题A 卷 含答案考试须知：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。
3、请仔细阅读各种题目的回答要求，在密封线内答题，否则不予评分。
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、四根辐条的金属轮子在均匀磁场中转动，转轴与平行，轮子和辐条都是导体，辐条长为R ，轮子转速为n ，则轮子中心O 与轮边缘b 之间的感应电动势为______________，电势最高点是在______________处。
2、静电场中有一质子(带电荷) 沿图示路径从a 点经c 点移动到b 点时，电场力作功J ．则当质子从b 点沿另一路径回到a 点过程中，电场力作功A ＝___________；若设a 点电势为零，则b 点电势＝_________。
3、一条无限长直导线载有10A 的电流．在离它 0.5m 远的地方它产生的磁感强度B 为____________。
一条长直载流导线，在离它1cm 处产生的磁感强度是T ，它所载的电流为____________。
4、反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为：（ ）。
①②③④试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的．将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处。
(1) 变化的磁场一定伴随有电场；__________________ (2) 磁感线是无头无尾的；________________________ (3) 电荷总伴随有电场．__________________________5、已知质点的运动方程为，式中r 的单位为m ，t 的单位为s 。
则质点的运动轨迹方程，由t=0到t=2s 内质点的位移矢量______m 。
大学材料专业《大学物理(上册)》综合检测试卷A卷 附答案
姓名班级学号………密……….…………封…………………线…………………内……..………………不…………………….准…………………答….…………题…大学材料专业《大学物理（上册）》综合检测试卷A卷附答案考试须知：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。
3、请仔细阅读各种题目的回答要求，在密封线内答题，否则不予评分。
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）1、一质点在OXY平面内运动,其运动方程为,则质点在任意时刻的速度表达式为________；加速度表达式为________。
2、花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动，开始时两臂伸开，转动惯量为，角速度为；然后将两手臂合拢，使其转动惯量变为，则转动角速度变为_______。
3、已知质点的运动方程为，式中r的单位为m，t的单位为s。
则质点的运动轨迹方程，由t=0到t=2s内质点的位移矢量______m。
4、如图所示，一束自然光入射到折射率分别为n1和n2的两种介质的交界面上，发生反射和折射．已知反射光是完全偏振光，那么折射角r的值为_______________________。
5、一质点作半径为0.1m的圆周运动，其运动方程为：（SI），则其切向加速度为＝_____________。
6、一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度_____。
7、动方程当t=常数时的物理意义是_____________________。
8、一长直导线旁有一长为，宽为的矩形线圈，线圈与导线共面，如图所示. 长直导线通有稳恒电流，则距长直导线为处的点的磁感应强度为___________；线圈与导线的互感系数为___________。
9、四根辐条的金属轮子在均匀磁场中转动，转轴与平行，轮子和辐条都是导体，辐条长为R，轮子转速为n，则轮子中心O与轮边缘b之间的感应电动势为______________，电势最高点是在______________处。
《材料物理化学性能》试题(A)
2008-2009-1《材料物理化学性能》试题（A）一、名词解释（每题3分，共12分）1．介质损耗2．声频支振动3．压电效应4．滞弹性二、填空（15分）1．广义虎克定律适用于的材料。
2．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。
3．对于中心穿透裂纹的大而薄的板，其几何形状因子Y= 。
4．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。
5．裂纹扩展的动力是物体内储存的的。
6．考虑散热的影响，材料允许承受的最大温度差可用热应力因子表示。
7．当温度不太高时，固体材料中的热导形式主要是。
8．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，第二个字母表示的方向。
9．克劳修斯—莫索蒂方程建立了宏观量与微观量之间的关系。
10．对于抗磁性材料，其磁化强度为值。
11．是判定铁电体的依据。
12．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引起。
三、问答题：（33分）1．说明图中三条应力-应变曲线的特点，并举例说明其对应的材料。
（6分）。
2．如果要减少由多块玻璃组成的透镜系统的光反射损失，通常可以采取什么方法？为什么？（6分）3．阐述大多数晶态固体的热容随温度的变化规律。
（5分）4．怎样用实验方法区分电子电导和离子电导？（4分）5．说明铁氧体与铁磁体的异同点。
（6分）6．简述K I和K IC的区别。
（6分）四、论述题（每题10分，共20分）1．论述大多数无机非金属材料在常温下不能产生塑性形变的原因。
（10分）2.用固体能带理论说明什么是导体、半导体、绝缘体，并预以图示。
（10分）五、计算题（每题10分，共20分）Array 1．一Al2O3晶体圆柱，直径3mm，受轴向拉力F，如临界抗剪强度τc＝130MPa，求沿图中所示之一固定滑移系统产生滑移时，所需之必要的拉力值。
同时计算在滑移面上的法向应力。
（8分）2．一透明Al2O3板厚度为1mm，用以测定光的吸收系数。
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第一份一、填空题（每空1分，共30分）：1、利用热膨胀曲线确定组织转变临界点通常采取的两种方法是：、2、列举三种你所知道的热分析方法：、、3、磁各向异性一般包括、、等。
4、热电效应包括效应、效应、效应，半导体制冷利用的是效应。
5、产生非线性光学现象的三个条件是、、。
6、激光材料由和组成，前者的主要作用是为后者提供一个合适的晶格场。
7、压电功能材料一般利用压电材料的功能、功能、功能、功能或功能。
8、拉伸时弹性比功的计算式为，从该式看，提高弹性比功的途径有二：或，作为减振或储能元件，应具有弹性比功。
9、粘着磨损的形貌特征是，磨粒磨损的形貌特征是。
10、材料在恒变形的条件下，随着时间的延长，弹性应力逐渐的现象称为应力松弛，材料抵抗应力松弛的能力称为。
二、是非题（每题1分，共10分）：1、导温系数反映的是温度变化过程中材料各部分温度趋于一致的能力。
（）2、只有在高温且材料透明、半透明时，才有必要考虑光子热导的贡献。
（）3、原子磁距不为零的必要条件是存在未排满的电子层。
（）4、量子自由电子理论和能带理论均认为电子随能量的分布服从FD分布。
（）5、由于晶格热振动的加剧，金属和半导体的电阻率均随温度的升高而增大。
（）6、直流电位差计法和四点探针法测量电阻率均可以消除接触电阻的影响。
（）7、由于严格的对应关系，材料的发射光谱等于其吸收光谱。
（）8、凡是铁电体一定同时具备压电效应和热释电效应。
（）9、硬度数值的物理意义取决于所采用的硬度实验方法。
（）10、对于高温力学性能，所谓温度高低仅具有相对的意义。
（）三、单项选择（每题2分，共20分）：1、关于材料热容的影响因素，下列说法中不正确的是（）A 热容是一个与温度相关的物理量，因此需要用微分来精确定义。
B 实验证明，高温下化合物的热容可由柯普定律描述。
C 德拜热容模型已经能够精确描述材料热容随温度的变化。
D材料热容与温度的精确关系一般由实验来确定。
2、关于热膨胀，下列说法中不正确的是（）A 各向同性材料的体膨胀系数是线膨胀系数的三倍。
B 各向异性材料的体膨胀系数等于三个晶轴方向热膨胀系数的加和。
C 热膨胀的微观机理是由于温度升高，点缺陷密度增高引起晶格膨胀。
D 由于本质相同，热膨胀与热容随温度变化的趋势相同。
3、下面列举的磁性中属于强磁性的是（）A 顺磁性B 亚铁磁性 C反铁磁性 D抗磁性4、关于影响材料铁磁性的因素，下列说法中正确的是（）C 冷塑性变形使得C H μ和均升高。
D 冷塑性变形使得C H μ和均降低。
5、下面哪种效应不属于半导体敏感效应。
（ ）A 磁敏效应B 热敏效应C 巴克豪森效应D 压敏效应6、关于影响材料导电性的因素，下列说法中正确的是 （ ）A 由于晶格振动加剧散射增大，金属和半导体电阻率均随温度上升而升高。
B 冷塑性变形对金属电阻率的影响没有一定规律。
C “热塑性变形＋退火态的电阻率”的电阻率高于“热塑性变形＋淬火态”D 一般情况下，固溶体的电阻率高于组元的电阻率。
7、下面哪种器件利用了压电材料的热释电功能 （ ）A 电控光闸B 红外探测器C 铁电显示器件D 晶体振荡器8、下关于铁磁性和铁电性，下面说法中不正确的是 （ ）A 都以存在畴结构为必要条件B 都存在矫顽场C 都以存在畴结构为充分条件D 都存在居里点9、下列硬度实验方法中不属于静载压入法的是 （ ）A 布氏硬度B 肖氏硬度C 洛氏硬度D 显微硬度10、关于高温蠕变性能，下列说法中不正确的是 （ ）A 蠕变发生的机理与应力水平无关。
B 粗化晶粒是提高钢持久强度的途径之一。
C 松弛稳定性可以评价材料的高温预紧能力。
D 蠕变的热激活能与材料的化学成分有关。
四、简答题（每题6分，共30分）：1、以杜隆－珀替定律为例，简要回答热容模型的推导步骤。
2、直接交换作用是如何解释自发磁化现象3、什么是霍耳效应，简要回答其在电学性能中的应用。
4、如何理解反射系数和折射率的关系？5、以BaTiO 3晶体为例，简要说明热运动引起的自发极化。
五、论述题（每题10分，共10分）：铁磁性材料的技术磁化过程分为哪几个阶段，请用简图表示并用文字简单说明各阶段的含义，指出如何从该图求得自发磁化强度。
答案：一、 填空题（每空1分，共30分）：1、拐点法、切点法2、DTA 、DSC 、TG3、应力各向异性、形状各向异性、磁晶各向异性4、赛贝克效应、汤姆逊效应、帕尔帖效应、帕尔帖效应5、入射光为强光、对称性要求、位相匹配6、基质、激活离子7、压电、热释电、铁电、电致伸缩、电光8、22e e E σα=、提高e σ、降低E 、较高的9、机件表面有大小不等的结疤、摩擦面上有擦伤或犁皱沟槽10、降低、松弛稳定性二、是非题（每题1分，共10分）：1、√2、√3、√4、√5、×6、√7、×8、√9、√ 10、√三、单项选择（每题2分，共20分）：1、C2、C3、B4、A5、C6、D7、B8、C9、B 10、A四、简答题（每题6分，共30分）：1、以杜隆－珀替定律为例，简要回答热容模型的推导步骤。
2、直接交换作用是如何解释自发磁化现象的？3、什么是霍耳效应，简要回答其在电学性能中的应用。
霍耳效应是指，如果外加磁场方向与导体中电流方向垂直，则在与磁场和电流二者垂直的方向上出现横向电势差V AB ，这一现象称之为霍耳效应。
（2分）霍耳效应可以用来确定：测量载流子类型：因为V AB 的正负的正负与载流子的正负有关。
（1分） 测量载流子浓度：依据公式为1,AB IB V b nq b=⋅为导体在磁场方向的线度。
（1分） 测量迁移率： 依据公式为H H H EJ J nqv nq E k k k Eμμμσ===⇒=⋅=（1分） 研究半导体：因为半导体的载流子浓度小于金属电子的浓度且容易受温度、杂质的影响，所以霍耳系数是研究半导体的重要方法之一。
（1分）4、如何理解反射系数和折射率的关系？反射系数：对于任一入射的线偏振光，入射光的电场分量可以分解为平行于入射面的P 分量和垂直于入射面的S 分量。
在折射和反射过程中，p 和s 两个分量的振动是相互独立的 。
为了说明反射和折射各占多少比例，通过引入反射系数R 的概念。
（2分）定义R ＝W r /W i ，W 为能流密度，根据波动理论，有：5、以BaTiO3晶体为例，简要说明热运动引起的自发极化。
BaTiO3立方体晶胞中，Ba 原子位于顶点位置，O 原子占据6个面心位置，Ti 位于体心位置。
氧八面体空腔体积大于钛离子体积，给钛离子位移的余地。
（2分）较高温度时，钛离子热振动能较大，难于在偏离中心的某一个位置上固定下22212r r i W A W A v Wi W W Wi A A v ，因此。
由前述，、、、分别为介质密度，振幅，角频率，波速。
（1分）r w r w ^骣÷ç÷===+ç÷ç÷桫222222212121211sin ()tan ()2sin ()tan ()11r r W i r i r R i Wi i r i r W n n n Wi n n n 计算结果表明：＝＋，很小时该式简化为：，即介质之间的折射率差别越大，反射越严重，这意味着在光学系统中，当折射率增大时，反射损失变大。
（3分）轾--犏=犏++臌骣骣--鼢珑鼢==珑鼢鼢珑++桫桫120cos 0180A A A A 2ex ex 解释自发磁化的理论：海森堡直接交换作用（1分）多原子情况下，外层和次外层电子可以交换位置，带给体系附加的交换能E -2As s -2S （2分） ：交换能积分常数 s ：自旋动量矩矢量； ：自旋动量矩矢量； s:动量矩矢量的模若,当 时E 最小，即自旋磁矩反平行排列（1.5分） 若f f f =?<=00ex 0,当 时E 最小，即自旋磁矩平行排列，产生自发磁化（1.5分） f >=132323333V V A V V V E E C kT kT E N kT RT E RT C R 推导步骤：（1）把每个原子看成谐振子，计算其平均能量 （1分）（2）计算单位摩尔原子的总能量（1分）（3）根据热容定义求得（1分）T 以杜隆－伯替定律为例：（1）（1分）（2）（1分）（3）（1分）T T e e 骣¶÷ç=÷ç÷ç桫¶=鬃===骣骣抖鼢珑===鼢珑鼢珑桫桫抖来，接近六个氧离子的几率相等，晶体保持高的对称性，自发极化为零。
（2分）较低温度时，钛离子热振动能降低，因热涨落，热振动能特别低的离子占很大比例，其能量不足以克服氧离子电场作用，有可能偏离平衡位置向某一个氧离子靠近，偶极矩间的相互作用使偏离平衡位置的离子在新平衡位置上固定下来，并使这一氧离子出现强烈极化，发生自发极化，使晶体顺着该方向延长，晶胞发生轻微畸变，由立方变为四方晶体。
（2分）五、论述题（每题10分，共10分）：铁磁性材料的技术磁化过程分为哪几个阶段，请用简图表示并用文字简单说明各阶段的含义，指出如何从该图求得自发磁化强度。
(1)(2)(3)可逆壁移阶段：OA部分，磁场减少到零时B沿原曲线减小到零，不出现剩磁。
（2分）不可逆壁移阶段：AB部分， B随磁场而急剧增加，磁场减小到零将出现剩磁，即出现磁滞效应。
巴克豪森的研究表明，该过程是由畴壁的跳跃性不可逆移动引起的。
移动的结果是易磁化方向与外磁场夹角大的磁畴消失。
（3分）磁矩转动阶段：BC部分，畴壁已经消失，磁体成为一个单畴体，但它的磁化强度方向SM外，也即易磁化方向与外磁场方向不一致，因此随H发生可逆转动。
可逆的原因：壁移的结果使得已经择优取向。
（3分）巴克豪森效应Barkhausen效应SS SMM B H M外外外获取的方法：磁距转动阶段完成后，B只随H直线变化，将直线变化部分外推到H＝0的情形，截距即为，依据：＝＋（2分）。