【成都理工】材料物理性能期末复习题

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。

大学《材料物理性能》复习核心知识点、习题库及期末考试试题答案解析目录《材料物理性能》习题库（填空、判断、选择、简答计算题） (1)《材料物理性能》复习核心知识点 (15)清华大学《材料物理性能》期末考试试题及答案解析 (25)上海交通大学《材料物理性能》期末考试试题 (31)《材料物理性能》习题库（填空、判断、选择、简答计算题）一、填空1．相对无序的固溶体合金，有序化后，固溶体合金的电阻率将。

2．马基申定则指出，金属材料的电阻来源于两个部分，其中一个部分对应于声子散射与电子散射，此部分是与温度的金属基本电阻，另一部分来源于与化学缺陷和物理缺陷而与温度的残余电阻。

3．某材料的能带结构是允带内的能级未被填满，则该材料属于。

4．离子晶体的导电性主要是离子电导，离子电导可分为两大类，其中第一类源于离子点阵中基本离子的运动，称为或，第二类是结合力比较弱的离子运动造成的，这些离子主要是，因而称为。

在低温下，离子晶体的电导主要由决定。

5．绝缘体又叫电介质，按其内部正负电荷的分布状况又可分为，，与。

6．半导体的导电性随温度变化的规律与金属，。

在讨论时要考虑两种散射机制，即与。

7．超导体的三个基本特性包括、与。

金属的电阻8．在弹性范围内，单向拉应力会使金属的电阻率；单向压应力会使率。

9．某合金是等轴晶粒组成的两相机械混合物，并且两相的电导率相近。

其中一相电导率为σ1，所占体积分数为φ，另一相电导率为σ2，则该合金的电导率σ = 。

10．用双臂电桥法测定金属电阻率时，测量精度不仅与电阻的测量有关，还与试样的的测量精度有关，因而必须考虑的影响所造成的误差。

11．适合测量绝缘体电阻的方法是。

12．适合测量半导体电阻的方法是。

13．原子磁矩包括、与三个部分。

14．材料的顺磁性来源于。

15．抗磁体和顺磁体都属于弱磁体，可以使用测量磁化率。

16．随着温度的增加，铁磁体的饱和磁化强度。

17．弹性的铁磁性反常是由于铁磁体中的存在引起所造成的。

大连理工大学课程名称：材料物理性能试卷： A授课院（系）：材料学院考试日期：2010年6月24日试卷共 4 页一二三四总分标准分30 30 20 20 / / / / / / 100 得分一、名词解释（每题3分，共30分）1、有效电子2、能级密度3、费米能级4、静态弹性模量5、电子有效质量6、格波7、晶格热振动的简谐近似8、铁磁质9、退磁能10、磁弹性能二、判断以下命题真伪(每题2分，共30分)（认为命题正确的划√；认为错误的划×）1、根据量子导电理论，只有自由电子近似下材料中所有的价电子才能全部参与导电。

（）2、根据导电的能带理论，在k空间，电子的等能面形状会发生畸变。

（）3、由量子导电理论的紧束缚近似，材料的能带交叠有可能会使其禁带消失。

（）4、量子导电理论中的自由电子近似认为，自由电子的运动行为是一种等幅平面波。

（）5、热膨胀是晶格简谐热振动叠加的结果。

（）6、k 空间中的倒易结点数与晶体中自由电子包含自旋的能态数相同。

（）7、实测的材料等压热容曲线只能反映原子热振动的热容和自由电子对热容的贡献。

（）8、在由N个单胞原子数为P的原胞组成的晶体中，有3PN种格波。

（）9、构成某种材料的原子，若其原子（或本征）磁矩为零，则该材料在被磁化时的抗磁磁化率为零。

（）10、温度对顺磁质的磁化率没有影响。

（）11、纯铁在770℃的磁性转变是由其结构转变引起的。

（）12、磁畴壁的迁移过程是通过原子扩散完成的。

（）13、滞弹性是一种与时间有关的弹性行为。

（）14、阻尼共振型内耗的弛豫时间与温度有关。

（）15、静滞后型内耗的弛豫时间与加载频率有关。

（）三、简略分析并回答以下问题（每题4分，共20分）1、试分析为什么温度变化会对材料的导电性产生影响。

2、简述材料热膨胀为什么必须用原子热振动的非简谐近似理论解释？3、如图，请选择()a 和()b 哪一个是n 型掺杂半导体的能带结构示意图，并解释为什么半导体的导电性对温度特别敏感？4、简述交变磁场作用下，交变频率对铁磁质磁滞回线形状的影响规律和原因。

材料物理性能试题2014.5.一、阐述下列概念(每题6分，共30分)(1)电介质的极化在外电场作用下，电介质的表面上出现束缚电荷的现象叫做电介质极化。

(2)声子声子就是''晶格振动的简正模能量量子。

"英文是phonon(3)软磁材料和硬磁材料硬磁材料是指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种铁氧体材料，也称为永磁材料或恒磁材料。

软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。

(4)晶体的特征(1)晶体拥有整齐规则的几何外形，即晶体的自范性。

(2)晶体拥有固定的熔点，在熔化过程中，温度始终保持不变。

(3)晶体有各向异性的特点。

(4)晶体可以使X光发生有规律的衍射。

宏观上能否产生X光衍射现象，是实验上判定某物质是不是晶体的主要方法。

[1](5)晶体相对应的晶面角相等，称为晶面角守恒。

[2](5)画出体心立方晶体结构，原胞，并写出基矢体心立方结构(右)M W ■其体积为；配位原胞（右）晶胞基矢a \ R I并且&£■』；芭■我，其惯用原胞基矢由从一顶点指向另外三个体心点的矢量构成，二、解答题（共70分）1.影响无机非金属材料（晶体）导热率的因素有哪些？（10分）%1晶体中热量传递速度很迟缓，因为晶格热振动并非线性的，格波间有着一定的耦合作用，？^子间会产生碰撞，使声子的平均自由程减小。

格波间相互作用愈强，也即声子间碰撞几率愈大，相应的平均自由程愈小，热导率也就愈低。

因此，声子间碰撞引起的散射是晶体中热阻的主要来源。

%1晶体中的各种缺陷、杂质以及晶界都会引起格波的散射，等效于声子平均自由程的减小，从而降低X.O %1平均自由程还与声子的振动频率V有关。

振动V不同，波长不同。

波长长的格波易绕过缺陷，使自由程加大，散射小，因此热导率入大。

%1平均自由程1还与温度T有关。

温度升高，振动能量加大，振动频率v加快，声子间的碰撞增多，故平均自由1减小。

但其减小有一定的限度，在高温下，最小的平均自由程等于几个晶格间距；反之，在低温时，最长的平均自由程长达晶粒的尺度。

材料物理性能习题与解答吴其胜盐城工学院材料工程学院2007，3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，其杨氏模量为3.5×109 N/m 2，能伸长多少厘米?解：拉伸前后圆杆相关参数表体积V/mm 3 直径d/mm 圆面积S/mm 2 拉伸前 1227.2 2.5 4.909 拉伸后1227.22.44.524 1cm 10cm40cmLoad Load)(0114.0105.310101401000940000cm E A l F l El l =⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=⋅=⋅=∆-σε0816.04.25.2ln ln ln 22001====A A l l T ε真应变)(91710909.4450060MPa A F =⨯==-σ名义应力0851.0100=-=∆=A A l lε名义应变)(99510524.445006MPa A F T =⨯==-σ真应力1-3一材料在室温时的杨氏模量为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。

材料物理期末试题及答案一、选择题（共10题，每题2分，共20分）1. 下列哪个不是材料物理研究的基本要素？a. 温度b. 压力c. 物质结构d. 电荷答案：d. 电荷2. 材料的导热性与下列哪个因素有关？a. 密度b. 热容量c. 电导率d. 绝热性答案：c. 电导率3. 下列哪个是增加材料强度的有效手段？a. 提高温度b. 加大外力c. 加入合适的合金元素d. 增大材料密度答案：c. 加入合适的合金元素4. 金属材料的塑性是由于其内部存在的哪种排列？a. 杂质原子b. 晶体缺陷c. 微观组织d. 金属键答案：b. 晶体缺陷5. 以下哪种材料常用于制作磁存储介质？a. 铜b. 钢c. 铁氧体d. 铝答案：c. 铁氧体6. 原子之间存在的相互作用力决定了材料的哪些性质？a. 导电性b. 热传导性c. 强度d. 硬度答案：a. 导电性7. 材料的断裂韧性受哪些因素影响？a. 温度b. 湿度c. 应力d. 物质组成答案：c. 应力8. 下列哪个不是凝聚态物质中的宏观性质？a. 密度b. 信息量c. 电阻率d. 抗拉强度答案：b. 信息量9. 材料的磁性是由材料内部的什么结构决定的？a. 离子排列b. 运动速度c. 磁矩排列d. 核外电子数答案：c. 磁矩排列10. 下列哪个不是半导体材料的特点？a. 电阻率介于导体和绝缘体之间b. 导电性与温度呈负相关c. 可以通过掺杂改变导电性质d. 仅有一种导电性答案：d. 仅有一种导电性二、简答题（共5题，每题10分，共50分）1. 简述材料物理的研究范围和重要性。

答案：材料物理是关于材料性质和行为的科学研究领域，主要研究材料的物理性质、结构和特性，并探索其与材料制备、改性、加工以及性能表现之间的相互关系。

材料物理的研究范围包括材料结构的微观和宏观描述、材料内部的相互作用和传输现象、材料的力学性能和热学性能等方面。

材料物理研究的重要性在于可以深入了解材料的性质和行为，为新材料的开发和优化提供科学依据，推动材料科学和工程的发展。

第一套一、名词解释（每题4分，共12分）低温脆性疲劳条带韧性二、填空题(每空1分，共30分)1、按照两接触面运动方式的不同，可以将摩擦分为和，按照摩擦表面的接触状态分为摩擦、摩擦、摩擦、摩擦、其中摩擦通常严禁出现。

2、材料的韧性温度储备通常用符号表示，取值在温度范围，对于相同的材料而言，韧性温度储备越大，材料的工作温度就越（高、低），材料就越（安全，不安全）。

对于承受冲击载荷作用的重要机件，韧性温度储备取（上限，下限）。

3、材料的缺口越深、越尖锐，材料的缺口敏感性就越（大、小），材料的缺口敏感度就越（大、小），材料的对缺口就越（敏感、不敏感）。

低碳钢的拉伸断口由、、三个区域组成，该宏观断口通常被称为状断口。

5、按照应力高低和断裂寿命对疲劳分类，则N>105,称为周疲劳，又称为疲劳；N 为102～105，称为周疲劳，又称为疲劳。

我们通常所称的疲劳指疲劳。

6、温度升高使铁磁性的饱和磁化强度，使剩余磁感应强度，使矫顽力。

7、根据材料被磁化后对磁场所产生的影响，可将材料分为、、3类。

三、问答题（共20分）1、衡量弹性的高低用什么指标，为什么提高材料的弹性极限能够改善弹性。

2、某种断裂的微观断口上观察到河流装花样，能否认定该断裂一定属于脆性断裂，为什么？如何根据河流状花样寻找裂纹的源头。

（4分）3、说明KI 和KIC的异同。

对比KIC和KC的区别，说明KI和KIC中的I的含义。

4、简述影响金属导电性的因素。

（6分）四、分析题（共30分）1、比较布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度测试原理及压痕特征。

并在以上方法中选择适合测量下列材料硬度的方法和标尺：渗碳层的硬度分布，淬火钢，灰口铸铁，氮化层的硬度，高速钢刀具，退火的20钢。

（12分）2、什么是金属材料的塑性？对于下列材材料的塑性： (1)40CrNiMo调质钢试样，(2)20Cr渗碳淬火钢试样，(3)W18Cr4v钢淬火回火试样，(4)灰铸铁试样，分别选用哪种试险机（液压万能材料试验机、扭转试验机），采用何种试验方法测量。

成都理工大学2012—2013学年第二学期 《大学物理II 》（上）期末考试试题大 题 一 二 三 总 成 绩得 分一. 选择题（每小题3分，共36分）1. 某质点的运动方程为 j i t t r 5)432(3+-+=（SI ），则该质点作（A ）匀加速直线运动 （B ）匀加速曲线运动 （C ）变加速直线运动 （D ）变加速曲线运动（ ）2. 人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动，地球在椭圆的一个焦点上，则卫星对地球的 （ ） （A ）动量不守恒，动能守恒 （B ）动量守恒，动能不守恒 （C ）角动量守恒，动能不守恒 （D ）角动量不守恒，动能守恒3. 质量为m 的物体自空中落下，它除受重力外，还受到一个与速度平方成正比的阻力的作用，比例系数为常数k 。

该下落物体的最后速度将是 （A ）k mg （B ）kg2 （C ）gk （D ）gk （ A ） 4．如图所示，假设物体沿着竖直面上圆弧形轨道由静止下滑，轨道是光滑的，在从A 至C 的下滑过程中，下面哪个说法是正确的？ （ ） （A ）它的加速度大小不变，方向永远指向圆心 （B ）它的速率均匀增加（C ）它的合外力大小变化，方向永远指向圆心 （D ）轨道支持力的大小不断增加5．一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O 转动，如右图，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，子弹射入圆盘并且留在盘内，则子弹射MOmm入后的瞬间，圆盘的角速度ω （ ） (A ) 增大 (B ) 不变 (C ) 减小 (D ) 不能确定6．设有一“无限大”均匀带正电荷的平面。

取X 轴垂直带电平面，坐标原点在带电平面上，则其周围空间各点的电场强度E随距离平面的位置坐标x 变化的关系曲线为（规定场强方向沿X 轴正向为正、反之为负）。

（ ）（A（（D（7．如图所示，两个同心的均匀带电球面内球面半径为R 1、带点量Q 1, 外球面半径为R 2、带点量Q 2，。

2012——2013（2）大学物理1（下）期末考试知识点复习热学部分 1、气体动理论理想气体压强公式和温度公式；麦氏速率分布函数和速率分布曲线的物理意义；三种速率的物理意义及计算方法；能量按自由度均分原理和理想气体的内能；平均碰撞频率和平均自由程。

1)理想气体物态方程RT M m RT pV '==ν，nkT p =,p RTM ρ=2）压强公式：k 32εn p =，2t 12mv ε=，2t 1322mv kTε==统计假设xyz N V N V N n ===d d ；0===z y x v v v ，222231v v v v ===zy x例题：若理想气体的体积为V ，压强为p ，温度为T ，一个分子的质量为m ，k 为玻尔兹曼常量，R 为普适气体常量，则该理想气体的分子数为：(A) pV / m ．(B)pV / (kT)． (C) pV / (RT)．(D) pV / (mT)．［］ 3）温度的统计意义：21322t mv kTε==，源于：2{,}3t p n p nkT ε⇐==能量均分定理：kTi2=ε；理想气体内能：22V i i E RT C T pV νν===要求：典型分子的自由度及内能与mol 热量： 自由度： 单：i=3，刚双 i=5，，刚三 i=6；R i C V 2=，R i R C C V P 22+=+=例题：温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε和平均平动动能w有如下关系：(A) ε和w 都相等．(B) ε相等，而w 不相等．(C) w 相等，而ε不相等．(D) ε和w 都不相等． ［］1有一瓶质量为M 的氢气(视作刚性双原子分子的理想气体)，温度为T ，则氢分子的平均平动动能为____________，氢分子的平均动能为______________，该瓶氢气的内能为____________________．4)速率分布函数：Sf N Nd d )(d ==v v （深刻理解其意义!!）kTmv ev kT m v f 222/3224)(-⎪⎭⎫ ⎝⎛=ππ--------注意曲线的特征-------区分在相同m 、不同T 时的两条曲线； -------区分在相同T 、不同m 时的两条曲线。

大学材料专业《大学物理（二）》期末考试试卷附答案姓名：______ 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、在热力学中，“作功”和“传递热量”有着本质的区别，“作功”是通过__________来完成的; “传递热量”是通过___________来完成的。

2、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、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。

5、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_____。

6、一质点作半径为R的匀速圆周运动，在此过程中质点的切向加速度的方向______，法向加速度的大小______。

（填“改变”或“不变”）7、如图，在双缝干涉实验中，若把一厚度为e、折射率为n的薄云母片覆盖在缝上，中央明条纹将向__________移动；覆盖云母片后，两束相干光至原中央明纹O处的光程差为_________________。

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材料物理性能习题与解答材料的热学性能2-1 计算室温(298K)及高温（1273K)时莫来石瓷的摩尔热容值，并请和按杜龙—伯蒂规律计算的结果比较.（1） 当T=298K ，Cp=a+bT+cT -2=87.55+14。

96*10-3＊298—26.68*105/2982=87.55+4。

46—30。

04=61。

97 ＊4.18J/mol 。

K（2） 当T=1273K ，Cp=a+bT+cT —2=87.55+14。

96*10—3*1293-26.68＊105/12732=87。

55+19。

34-1.65=105。

24＊4.18J/mol.K=438.9 J/mol 。

K据杜隆-珀替定律：(3Al 2O 3。

2SiO 4）Cp=21＊24.94=523.74 J/mol 。

K2-2 康宁1723玻璃(硅酸铝玻璃）具有下列性能参数：λ=0。

021J/（cm.s.℃）； α=4.6*10-6/℃；σp=7.0Kg/mm 2。

E=6700Kg/mm 2,μ=0。

25.求第一及第二热冲击断裂抵抗因子。

第一冲击断裂抵抗因子：E R f αμσ)1(-= =66610*8.9*6700*10*6.475.0*10*8.9*7-=170℃ 第二冲击断裂抵抗因子：ER f αμλσ)1(-='=170＊0.021=3。

57 J/(cm 。

s)2—6 NaCl 和KCl 具有相同的晶体结构，它们在低温下的Debye 温度θD 分别为310K 和230K ，KCl 在5K 的定容摩尔热容为3.8＊10—2J/（K.mol),试计算NaCl 在5K 和KCl 在2K 的定容摩尔热容。