中央美術(shù)學(xué)院《材料與能源前沿專題》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁中央美術(shù)學(xué)院

《材料與能源前沿專題》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、對(duì)于一種泡沫材料，其密度較低但具有一定的強(qiáng)度和隔熱性能。以下哪種發(fā)泡方法最有可能制備出這種材料？（）A.化學(xué)發(fā)泡B.物理發(fā)泡C.機(jī)械發(fā)泡D.以上方法均可2、在分析一種用于航天器熱防護(hù)的隔熱材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)其隔熱效果不理想。以下哪種因素最有可能是造成這種情況的原因？（）A.材料的熱導(dǎo)率較高B.隔熱層厚度不足C.材料的熱穩(wěn)定性差D.以上都是3、對(duì)于高分子材料，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）是一個(gè)重要的性能指標(biāo)。已知某種聚合物在較低溫度下呈現(xiàn)脆性，隨著溫度升高逐漸變得柔韌。當(dāng)溫度升高到一定值時(shí)，材料的性能發(fā)生顯著變化，這個(gè)轉(zhuǎn)變溫度通常被稱為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在以下哪種測(cè)試方法中最容易準(zhǔn)確測(cè)定該聚合物的Tg？（）A.熱重分析（TGA）B.差示掃描量熱法（DSC）C.動(dòng)態(tài)力學(xué)分析（DMA）D.紅外光譜分析（IR）4、在研究材料的疲勞裂紋擴(kuò)展時(shí)，Paris公式描述了裂紋擴(kuò)展速率與應(yīng)力強(qiáng)度因子幅的關(guān)系。對(duì)于一種材料，已知其Paris公式中的參數(shù)，當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度因子幅增大時(shí)，裂紋擴(kuò)展速率會(huì)怎樣變化？（）A.增大B.減小C.先增大后減小D.先減小后增大5、對(duì)于一種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，纖維和基體之間的界面結(jié)合強(qiáng)度對(duì)材料性能有重要影響。以下哪種方法可以有效地改善界面結(jié)合強(qiáng)度？（）A.表面處理B.改變纖維長度C.調(diào)整基體成分D.增加纖維含量6、在陶瓷材料的制備過程中，燒結(jié)是一個(gè)關(guān)鍵步驟。以下哪種因素對(duì)于陶瓷材料燒結(jié)過程中的致密化程度影響最大？（）A.燒結(jié)溫度B.燒結(jié)時(shí)間C.粉末顆粒大小D.氣氛控制7、在高分子材料的合成中，自由基聚合是一種常用的方法。以下哪種物質(zhì)通常作為自由基聚合的引發(fā)劑？（）A.偶氮二異丁腈B.苯乙烯C.丁二烯D.氯乙烯8、對(duì)于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，界面結(jié)合強(qiáng)度對(duì)其性能有重要影響。當(dāng)界面結(jié)合強(qiáng)度過高時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致以下哪種結(jié)果？（）A.材料強(qiáng)度增加B.材料韌性下降C.材料耐熱性提高D.材料抗疲勞性能增強(qiáng)9、金屬間化合物具有獨(dú)特的性能和結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于金屬間化合物特點(diǎn)和應(yīng)用的描述，正確的是（）A.金屬間化合物的塑性通常較好B.金屬間化合物的硬度低于純金屬C.金屬間化合物可用于高溫結(jié)構(gòu)材料D.金屬間化合物在常溫下容易加工成型10、一種新型的儲(chǔ)氫材料在實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出了較高的儲(chǔ)氫容量。以下哪種材料體系最有可能具有這種性能？（）A.金屬氫化物B.碳納米管C.金屬有機(jī)框架（MOF）D.以上均有可能11、納米材料由于其特殊的尺寸效應(yīng)，表現(xiàn)出與常規(guī)材料不同的性能。對(duì)于納米金屬材料，以下哪種性能會(huì)顯著提高？（）A.強(qiáng)度B.塑性C.導(dǎo)電性D.熱穩(wěn)定性12、復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組成，其具有優(yōu)異的性能，那么復(fù)合材料的主要優(yōu)點(diǎn)有哪些？（）A.強(qiáng)度高、重量輕B.耐腐蝕、耐高溫C.可設(shè)計(jì)性強(qiáng)D.以上都是13、在陶瓷材料的性能測(cè)試中，抗彎強(qiáng)度是一個(gè)重要指標(biāo)。以下哪種測(cè)試方法常用于測(cè)定陶瓷材料的抗彎強(qiáng)度？（）A.三點(diǎn)彎曲法B.拉伸試驗(yàn)C.壓縮試驗(yàn)D.沖擊試驗(yàn)14、對(duì)于金屬材料，常見的晶體結(jié)構(gòu)有面心立方、體心立方和密排六方，其中哪種結(jié)構(gòu)的金屬具有較高的塑性？（）A.面心立方B.體心立方C.密排六方D.以上三種結(jié)構(gòu)塑性相同15、在研究陶瓷材料的壓電性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)其壓電常數(shù)與晶體的極化方向有關(guān)。以下哪種晶體取向的壓電常數(shù)最大？（）A.方向B.方向C.方向D.隨機(jī)方向16、對(duì)于一種用于太陽能電池的半導(dǎo)體材料，要提高其光電轉(zhuǎn)換效率，以下哪種方法可能最為有效？（）A.優(yōu)化晶體結(jié)構(gòu)B.摻雜雜質(zhì)元素C.制備納米結(jié)構(gòu)D.增加材料厚度17、復(fù)合材料由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組成，具有優(yōu)異的綜合性能。對(duì)于碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，以下關(guān)于其性能特點(diǎn)的描述，正確的是？（）A.強(qiáng)度高、模量高、耐腐蝕性好B.強(qiáng)度低、模量低、耐腐蝕性差C.強(qiáng)度高、模量低、耐腐蝕性好D.強(qiáng)度低、模量高、耐腐蝕性差18、材料的聲學(xué)性能包括吸音、隔音等，那么影響材料聲學(xué)性能的主要因素有哪些？（）A.材料的密度、孔隙率、彈性模量B.材料的厚度、形狀、表面狀態(tài)C.聲波的頻率、波長、入射角度D.以上都是19、在研究一種用于量子計(jì)算的超導(dǎo)材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)其相干時(shí)間較短。以下哪種方法可能有助于延長相干時(shí)間？（）A.提高材料純度B.優(yōu)化制備條件C.降低工作溫度D.以上都是20、對(duì)于一種用于防彈衣的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，要提高其防彈性能，以下哪種措施最為重要？（）A.增加纖維的強(qiáng)度B.提高纖維的含量C.優(yōu)化纖維的排列方式D.改善基體的性能21、材料的熱膨脹系數(shù)是指材料在溫度變化時(shí)尺寸的變化率，那么影響材料熱膨脹系數(shù)的主要因素有哪些？（）A.材料的化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)B.溫度范圍、加熱速率C.材料的制備工藝、微觀結(jié)構(gòu)D.以上都是22、玻璃是一種常見的無機(jī)非金屬材料，具有多種性能特點(diǎn)。以下關(guān)于玻璃的結(jié)構(gòu)和性能的描述，正確的是（）A.玻璃是一種晶體材料，具有固定的熔點(diǎn)B.玻璃的強(qiáng)度主要取決于其化學(xué)組成C.玻璃的熱穩(wěn)定性差，容易因溫度變化而破裂D.玻璃的導(dǎo)電性良好，可用于制造電子器件23、對(duì)于一種超導(dǎo)材料，要提高其臨界電流密度，以下哪種途徑較為可行？（）A.優(yōu)化晶體結(jié)構(gòu)B.降低工作溫度C.增加磁場(chǎng)強(qiáng)度D.改變制備方法24、在考察高分子材料的老化性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)暴露在陽光下的材料性能下降較快。以下哪種因素是導(dǎo)致光老化的主要原因？（）A.紫外線輻射B.溫度升高C.氧氣作用D.濕度影響25、在材料的疲勞性能研究中，疲勞極限是衡量材料抗疲勞能力的重要指標(biāo)。對(duì)于一種鋁合金材料，經(jīng)過多次循環(huán)加載實(shí)驗(yàn)，確定其疲勞極限為200MPa。如果實(shí)際工作應(yīng)力為150MPa，且應(yīng)力比為0.2，預(yù)計(jì)其疲勞壽命大約是多少？（）A.10^5次B.10^6次C.10^7次D.10^8次二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋材料的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的調(diào)控方法，分析影響超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的因素。2、（本題5分）解釋金屬基超導(dǎo)材料的性能特點(diǎn)和研究進(jìn)展，探討其在強(qiáng)磁場(chǎng)應(yīng)用中的前景。3、（本題5分）闡述復(fù)合材料的疲勞性能特點(diǎn)和影響因素，分析與單一材料疲勞性能的差異，并討論如何提高復(fù)合材料的疲勞壽命。4、（本題5分）解釋半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電機(jī)制，說明本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體的區(qū)別，以及如何通過摻雜來調(diào)控半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)圓錐形的鉛合金零件，底面直徑為10mm，高為20mm，鉛合金的密度為11.3g/cm3，計(jì)算零件的質(zhì)量。若要對(duì)其進(jìn)行電鍍處理，鍍層厚度為0.05mm，計(jì)算所需電鍍時(shí)間（假設(shè)電鍍速率為0.02mm/min）。2、（本題5分）某陶瓷材料的介電損耗正切值為0.05，在頻率為1000赫茲的電場(chǎng)作用下，相對(duì)介電常數(shù)為100，計(jì)算其介電損耗。3、（本題5分）某種磁性材料的飽和磁化強(qiáng)度為2T，磁疇的平均體積為5×10?1?m3，計(jì)算一個(gè)磁疇的磁矩。4、（本題5分）一鋁合金試樣，原始直徑為8mm，經(jīng)拉伸試驗(yàn)后直徑變?yōu)?mm，標(biāo)距原為40mm，拉伸后變?yōu)?0mm，計(jì)算其真應(yīng)變和工程應(yīng)變。5、（本題5分）有一金屬塊，質(zhì)量為5kg，體積為2000cm3，計(jì)算該金屬的比強(qiáng)度。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）