河南师范大学《固体物理》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页河南师范大学《固体物理》

2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在分析材料的电磁屏蔽性能时，发现以下哪种材料的屏蔽效果通常较好？（）A.导电性好的金属B.磁性材料C.高分子聚合物D.陶瓷材料2、在研究超导材料时，发现其在低温下电阻突然降为零。以下哪种理论可以较好地解释超导现象？（）A.能带理论B.自由电子气模型C.库珀对理论D.价键理论3、陶瓷材料的热压烧结是一种在高温和压力同时作用下的烧结方法。与普通烧结相比，热压烧结的优点是什么？（）A.烧结温度低、烧结时间短、致密度高B.烧结温度高、烧结时间长、致密度低C.烧结温度和时间与普通烧结相同，但致密度高D.烧结温度低、烧结时间长、致密度低4、在研究陶瓷材料的电学性能时，发现一种陶瓷具有较高的介电常数。以下哪种陶瓷材料最有可能具有这种特性？（）A.氧化铝陶瓷B.钛酸钡陶瓷C.氮化硅陶瓷D.碳化硅陶瓷5、研究材料的力学性能时，发现材料在拉伸过程中会经历不同阶段。当材料开始产生明显塑性变形时，对应的应力被称为（）A.屈服强度B.抗拉强度C.弹性极限D.断裂强度6、在金属材料的疲劳试验中，疲劳极限是指材料在无限次循环应力作用下不发生疲劳破坏的（）A.最大应力B.最小应力C.平均应力D.应力幅7、一种新型的储能材料在充放电过程中表现出高容量和长循环寿命。以下哪种储能机制最有可能是其高性能的原因？（）A.锂离子嵌入脱出B.双电层电容C.法拉第准电容D.以上均有可能8、在研究材料的热膨胀性能时，发现以下哪种晶体结构的材料热膨胀系数较小？（）A.简单立方B.体心立方C.面心立方D.密排六方9、一种高分子共混材料的性能不理想。为了改善其性能，可以通过以下哪种方法？（）A.调整共混比例B.加入相容剂C.改变加工工艺D.以上都可以10、在研究材料的磨损性能时，磨损量是衡量磨损程度的重要指标。对于在润滑条件下工作的滑动轴承，其磨损量主要取决于什么？（）A.润滑剂的种类B.载荷大小C.轴的转速D.以上因素均有关11、研究一种用于电子封装的高分子材料，需要其具有低的热膨胀系数和高的导热性能。以下哪种高分子材料的改性方法最有可能同时满足这两个要求？（）A.填充金属颗粒B.引入交联结构C.共混其他高分子D.增加分子量12、对于一种光学材料，需要其在特定波长范围内具有高透明度和低折射率。以下哪种材料最有可能满足这些要求？（）A.玻璃B.晶体C.塑料D.陶瓷13、在材料的加工过程中，铸造是一种常用的方法。对于铝合金的铸造，为了提高铸件的质量，通常需要控制哪些工艺参数？（）A.浇注温度、铸型温度、冷却速度B.浇注速度、铸型材料、熔炼温度C.铸型湿度、熔炼时间、冷却方式D.浇注压力、铸型结构、化学成分14、陶瓷材料的断裂韧性通常较低，那么提高陶瓷材料断裂韧性的方法有哪些？（）A.纤维增韧、晶须增韧、相变增韧B.表面处理、化学强化、热处理C.控制晶粒尺寸、优化烧结工艺D.以上都是15、陶瓷材料具有高强度、高硬度和耐高温等优良性能，但同时也存在脆性大的缺点。为了提高陶瓷材料的韧性，以下哪种方法是可行的？（）A.增加陶瓷的孔隙率B.引入玻璃相C.细化晶粒D.降低烧成温度16、在考察一种用于建筑结构的钢材时，发现其在寒冷环境下容易发生脆性断裂。以下哪种措施可以提高钢材的低温韧性？（）A.降低含碳量B.加入微量合金元素C.进行调质处理D.以上都是17、在纤维增强复合材料中，纤维与基体之间的界面结合强度对材料性能有重要影响。界面结合强度过高可能会导致（）A.材料韧性增加B.材料强度降低C.材料脆性增加D.材料疲劳性能提高18、一种复合材料由基体和增强相组成，若要提高其在高温下的性能，应优先考虑以下哪种措施？（）A.更换基体材料B.增加增强相的含量C.优化界面结合D.改变制备工艺19、在分析材料的光催化性能时，发现一种材料能够有效地分解水产生氢气。以下哪种材料特性对其光催化效率的影响最大？（）A.能带结构B.表面形貌C.晶体结构D.化学成分20、在考察材料的超导转变温度时，发现一种材料的超导转变温度受到压力的影响。一般来说，增加压力会使超导转变温度（）A.升高B.降低C.不变D.先升高后降低21、对于高分子材料，其玻璃化转变温度是一个重要的性能指标。当一种聚合物的玻璃化转变温度升高时，通常意味着其（）A.耐热性提高B.柔韧性增强C.加工性能变好D.结晶度降低22、在陶瓷材料的制备过程中，需要控制烧结工艺以获得理想的性能。如果要制备具有高密度和高强度的陶瓷制品，以下哪种烧结方法可能最为合适？（）A.常压烧结B.热压烧结C.放电等离子烧结D.反应烧结23、对于纳米材料，由于其尺寸效应，表现出与常规材料不同的性能。纳米材料的比表面积通常（）A.小于常规材料B.等于常规材料C.大于常规材料D.与材料尺寸无关24、在研究超导材料时，临界温度是一个关键参数。以下哪种超导材料具有较高的临界温度？（）A.低温超导材料B.高温超导材料C.常规超导材料D.以上都不对25、复合材料的力学性能通常优于单一材料，那么复合材料力学性能的主要特点有哪些？（）A.高强度、高刚度、低密度B.良好的韧性、抗疲劳性、耐腐蚀性C.可设计性强、性能各向异性D.以上都是二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细论述磁性材料的磁畴结构和磁化过程，解释磁滞现象产生的原因，并说明如何提高磁性材料的磁性能。2、（本题5分）阐述材料的疲劳裂纹扩展规律，分析影响疲劳裂纹扩展速率的主要因素，并说明如何通过材料设计来提高抗疲劳裂纹扩展能力。3、（本题5分）论述半导体材料的导电机制，解释本征半导体和杂质半导体的区别，分析影响半导体材料导电性能的因素及应用。4、（本题5分）详细阐述在研究陶瓷材料的烧结过程中，影响烧结速率和烧结质量的主要因素，以及促进烧结的方法。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某种磁性材料的饱和磁化强度为1000emu/cm³，样品的体积为2cm³，计算样品达到饱和磁化时的磁矩。2、（本题5分）某种聚合物的玻璃化转变温度为80℃，在20℃时的储能模量为5GPa，损耗模量为0.5GPa，计算其损耗因子。3、（本题5分）某金属材料的屈服强度为300兆帕，拉伸试样的原始横截面积为200平方毫米，拉伸至屈服时的载荷为60000牛顿，计算此时试样的应变。4、（本题5分）某种聚合物的分子量分布如下：分子量为10000的占10%，分子量为20000的占30%，分子量为30000的占40%，分子量为40000的占20%，计算该聚合物的数均分子量和重均分子量。5、（本题5分）一种纳米材料的颗粒直径为50nm，密度为8g/cm³。若要制备100g该纳米材料，计算所需颗粒的数量。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分