中南民族大学《材料科学与工程基础》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页中南民族大学《材料科学与工程基础》

2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、在研究材料的热性能时，比热容是一个重要的参数。对于大多数金属材料，其比热容随温度的升高而怎样变化？（）A.增大B.减小C.先增大后减小D.基本保持不变2、材料的弹性模量反映了材料抵抗弹性变形的能力。对于同一种材料，在不同的加载方式下，弹性模量是否会发生变化？（）A.会变化B.不会变化C.有时会变化，有时不会变化D.取决于加载速度3、对于高分子材料，其玻璃化转变温度（Tg）是一个重要的性能指标。当环境温度从低于Tg升高到高于Tg时，高分子材料的力学性能通常会发生显著变化。以下哪种描述最能准确反映这种变化？（）A.从脆性转变为韧性B.从弹性转变为粘性C.从高硬度转变为低硬度D.从高强度转变为低强度4、材料的热膨胀系数是指材料在温度变化时尺寸的变化率，那么影响材料热膨胀系数的主要因素有哪些？（）A.材料的化学成分、晶体结构B.温度范围、加热速率C.材料的制备工艺、微观结构D.以上都是5、对于半导体材料，其导电性能主要取决于载流子的浓度和迁移率。已知一种新型半导体材料在低温下导电性能较差，但随着温度升高导电性能迅速提高。以下哪种因素最可能是导致这种现象的主要原因？（）A.施主杂质浓度增加B.受主杂质浓度增加C.本征激发增强D.晶格散射减弱6、在研究材料的光学透明性时，以下关于影响材料透明性的因素的描述，错误的是（）A.材料中的杂质和缺陷会降低透明性B.材料的结晶度越高，透明性越好C.光的波长对材料透明性有影响D.材料的表面粗糙度会影响透明性7、对于玻璃材料，其结构特点决定了其性能。以下关于玻璃材料结构的描述，哪一项是正确的？（）A.长程有序，短程无序B.长程无序，短程有序C.长程和短程均有序D.长程和短程均无序8、材料的力学性能测试是评估材料质量和性能的重要手段。在拉伸试验中，以下关于应力-应变曲线的描述，正确的是（）A.弹性阶段材料的应力与应变呈非线性关系B.屈服阶段材料会发生明显的塑性变形C.强化阶段材料的强度逐渐降低D.断裂阶段材料的应力为零9、对于形状记忆合金，在一定条件下可以恢复其原始形状。以下哪种形状记忆合金应用最为广泛？（）A.钛镍合金B.铜基合金C.铁基合金D.以上都不是10、一种新型的纳米材料在实验中表现出了独特的性能。以下哪种测试方法最适合用于表征其纳米尺度的结构和形貌？（）A.扫描电子显微镜（SEM）B.透射电子显微镜（TEM）C.原子力显微镜（AFM）D.X射线衍射（XRD）11、对于一种功能陶瓷材料，需要其具有高介电常数和低介电损耗。以下哪种陶瓷材料最有可能满足这些要求？（）A.钛酸锶陶瓷B.铌酸锂陶瓷C.氧化锌陶瓷D.钽酸锂陶瓷12、研究一种磁性材料，其磁性能在不同温度下有明显变化。当温度升高到居里温度时，磁性材料会发生以下哪种转变？（）A.从铁磁性转变为顺磁性B.从顺磁性转变为抗磁性C.从铁磁性转变为反铁磁性D.磁性消失13、一种陶瓷基复合材料在制备过程中需要控制界面反应。以下哪种方法可以有效抑制界面反应？（）A.涂层处理B.选择合适的增强相C.优化制备工艺参数D.以上都可以14、在考察一种用于光学纤维的玻璃材料时，发现其在传输光信号时存在较大的损耗。以下哪种因素最有可能是导致光损耗的主要原因？（）A.杂质吸收B.瑞利散射C.非线性效应D.以上都是15、在材料的拉伸试验中，真应力和工程应力的计算方法不同。在材料发生颈缩后，真应力（）A.小于工程应力B.等于工程应力C.大于工程应力D.与工程应力无关16、在研究材料的耐磨损性能时，以下哪种磨损机制通常在高载荷和高速度下发生？（）A.粘着磨损B.磨粒磨损C.疲劳磨损D.腐蚀磨损17、在金属的强化机制中，细晶强化是一种有效的方法。通过细化晶粒，可以同时提高金属的强度和塑性。以下哪种工艺可以实现金属的细晶强化？（）A.淬火B.回火C.正火D.变质处理18、在研究材料的疲劳裂纹扩展行为时，发现裂纹扩展速率与应力强度因子之间存在一定的关系。以下哪种关系能够较好地描述这种行为？（）A.线性关系B.抛物线关系C.指数关系D.幂函数关系19、对于高分子材料的老化现象，以下哪种老化方式主要是由于紫外线辐射引起的？（）A.热老化B.光老化C.化学老化D.生物老化20、在研究材料的疲劳寿命预测时，常用的方法有基于应力的方法和基于应变的方法。对于高周疲劳，哪种方法更适用？（）A.基于应力的方法B.基于应变的方法C.两种方法都适用D.两种方法都不适用二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）论述高分子材料的粘弹性表现，解释蠕变和应力松弛现象，分析影响其粘弹性的因素，并举例说明在实际中的应用。2、（本题5分）详细阐述材料的储氢性能，解释储氢的原理和方法，分析影响储氢材料性能的因素，以及在氢能存储和利用中的挑战。3、（本题5分）解释气凝胶材料的结构和性能特点，以及其在保温、吸附等领域的应用优势。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某半导体的施主杂质浓度为10^18个/立方厘米，本征载流子浓度为10^10个/立方厘米，计算多数载流子浓度。2、（本题5分）有一块铸铁件，其抗拉强度为300MPa，承受的拉伸载荷为150kN，计算该铸铁件所需的最小横截面积。3、（本题5分）一块长方形的硅片，长为25cm，宽为15cm，厚度为0.3mm，硅的密度为2.33g/cm³，计算硅片的质量。若要在硅片上制作晶体管，每个晶体管占用面积为0.01mm²，计算可制作的晶体管数量。4、（本题5分）一种陶瓷的导热系数为20瓦/（米·开尔文），厚度为10毫米，两侧温差为200℃，面积为0.01平方米，计算通过该陶瓷的热流量。5、（本题5分）一块复合材料板，纤维方向的强度为500MPa，垂直纤维方向的强度为200MPa，计