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河海大学考研复习试题及答案-粒子物理简介

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1、第17章粒子物理简介一、选择题1. 1945年美国在日本广岛投下的原子弹相当于2万吨TNT火药（约相当于），(1) 参与分裂的铀的原子数为 (A) (B) (C) (D) (2) 该原子弹的质量最小限度约为 (A) 1kg (B) 2kg (C) 3kg (D) 4kg2. 运用各种相互作用所需满足的守恒定律判断以下过程， ; ; ; ； ; ; ; 其中可以发生的过程是： (A) (B) (C) (D) 3. 粒子的自旋，电荷Q1, 奇异数S2, 同时已知该粒子不含有底夸克，它应该由 (A) 粒子由三个奇夸克组成(B) 粒子由两个夸克组成(C) 粒子由两个奇夸克组成和一个下夸克组成(D) 粒子由两个夸克组成和一个奇夸克组成二、填空题1. 高能物理意义最为深远的成果之一就是预言和观测到了物质的产生和湮灭。那么，如果问“你愿意到反星系去旅行吗? ”你的回答将是；一个可能的原因是 2. 已知u夸克带2/3电子电荷大小的正电，d夸克带1/3电子电荷大小的负电。由此推知，质子是由个u夸克和 d夸克结合而成的；中子却是由个u夸克和 d夸克结合组成的 3. 下列各种粒子：尘土颗粒，电子，正

2、电子，氢原子，光子，水分子，中微子，质子，反质子，中子按照标准模型，属于基本粒子的是，等都是复合粒子.4. 一对静止的电子-反电子对湮灭时产生两个光子。已知电子的质量为, 则每个光子的能量为，频率为 .三、计算题1. 按照核力（强相互作用力）的介子理论，核力的较长程部分是通过核子间吞吐p介子而传递的已知p介子质量，试据此估算核力的作用力程.2. 一个静止的正p介子按下式衰变求两衰变产物的动能. 3. 在1kg铀的裂变中，静止质量的损失为0.01kg. 如果我国人口以14亿计，每个人的平均重量约500N, 将1kg铀裂变释放的能量全部用来我国所有人乘电梯作功的话，电梯大约能升多高? 第18章固体物理简介一、选择题1. 从能带观点来看, 金属导电的原因主要是 (A) 有禁带存在(B) 有满带存在(C) 价带形成满带(D) 满带与导带交迭2. 按照能带理论, 绝缘体不导电的主要原因是 (A) 价带与空带之间存在着较宽的禁带(B) 价带是导带(C) 价带是未满带 (D) 满带与导带交迭3. n型半导体中杂质原子所形成的局部能级(也称施主能级)产生于 (A) 满带中(B) 禁带中但靠近于

3、导带底(C) 导带中(D) 禁带中但接近于满带顶4. p型半导体中杂质原子所形成的局部能级(也称受主能级)产生于 (A) 满带中(B) 禁带中但靠近于导带底(C) 导带中(D) 禁带中但接近于满带顶5. 与绝缘体相比较，半导体能带结构的特点是 (A) 导带只能是空带(B) 满带与导带重合 (C) 满带中总是有空穴，导带中总是有电子 (D) 禁带宽度较窄6. 下述说法中，正确的是 (A) 本征半导体是电子与空穴两种载流子同时参予导电，而杂质半导体(n型或p型)只有一种载流子(电子或空穴)参予导电，所以本征半导体导电性能比杂质半导体好 (B) n型半导体的导电性能优于p型半导体，因为n型半导体是负电子导电，p型半导体是正离子导电 (C) n型半导体中杂质原子所形成的局部能级靠近空带(导带)的底部，使局部能级中多余的电子容易被激发跃迁到空带中去，大大提高了半导体导电性能 (D) p型半导体的导电机构完全决定于满带中空穴的运动7. 下图是导体、半导体、绝缘体在热力学温度T = 0K时的能带结构图。其中属于绝缘体的能带结构是 8. 如果(1)锗用锑(五价元素)掺杂，(2)硅用铝(三价元素)掺杂，

4、则分别获得的半导体属于下述类型： (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型半导体二、填空题1. 本征半导体硅的禁带宽度是1.14 eV，它能吸收的辐射的最大波长是_ 2. 若锗用铟(三价元素)掺杂，则成为_型半导体请在所附的能带图中定性画出施主能级或受主能级3. 硫化镉(CdS)晶体的禁带宽度为2.42eV，要使这种晶体产生本征光电导，则入射到晶体上的光的波长不能大于_4. 若在四价元素半导体中掺入三价元素原子，则可构成型半导体，参与导电的载流子多数是。5. 若在四价元素半导体中掺入五价元素原子，则可构成型半导体，参与导电的载流子多数是。6. 纯硅在T = 0K时能吸收的辐射最长的波长是1.09mm，故硅的禁带宽度为 eV。7. 下面两图(a)与(b)中，(a)图是型半导体的能带结构图，(b)图是型半导体的能带结构图。8. 在常温下，_半导体比_半导体具有较强的导电性。9. 绝缘体和半导体的能带结构是类似的，但两者的_宽度不同。第17章粒子物理简介一、填空

5、题1. B, C2. B3. C二、填空题1. 不愿意，在那里将会被湮灭掉.2. 2, 1; 1, 2.3.电子，正电子，光子，中微子；尘土颗粒，氢原子，水分子，质子，反质子，中子.4. 8.210-14J; 1.21020Hz三、计算题1. 解：本题所涉及的能量和动量的不确定值约为，根据不确定关系，位置的不确定值约为就数量级而言，就是核力力程，所以有这个结果也可以由量纲分析得到实验表明，核力与电荷无关因此，在力程的结构式中，除介子质量外，只能出现普适常量由于问题涉及到介子的产生和湮没，有关的普适常量中应包含光速和普朗克常量，它们分别代表相对论效应和量子效应。从量纲结构看，由，和只能构造出一种特征长度，既康普顿波长.2. 解：衰变前粒子静止，其动能为0.据能量守恒定律 j 即 k 由衰变过程动量守恒得 l 由相对论动量动能关系可得 m 联立j m可解得3. 解：据爱因斯坦质能关系，在铀裂变中转换的能量为我国人口总重量为由功能关系得于是，我国人口能上升的高度为第18章固体物理简介一、选择题1. D2. A3. B4. D5. D 6. C7. A8. B二、填空题1. 1.09104 = 1.09103 nm2. p, 答案见图3. 514nm 4. p, 空穴5. n, 电子6. 1.147. n, p8. 杂质，本征9. 禁带12

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