上海师范大学《材料力学（土木工程）》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页上海师范大学《材料力学（土木工程）》

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一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、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。在以下哪种测试方法中，可以较为准确地测定高分子材料的玻璃化转变温度？（）A.热重分析（TGA）B.差示扫描量热法（DSC）C.动态力学分析（DMA）D.红外光谱分析（IR）2、在研究金属材料的再结晶过程中，以下关于再结晶温度和影响因素的描述，正确的是（）A.变形程度越大，再结晶温度越高B.杂质含量增加会提高再结晶温度C.再结晶温度与材料的原始晶粒尺寸无关D.加热速度越快，再结晶温度越低3、在考察材料的生物相容性时，发现一种材料在植入生物体后没有引起明显的免疫反应。以下哪种材料特性是其具有良好生物相容性的主要原因？（）A.表面化学性质B.力学性能C.热性能D.电性能4、在研究一种用于激光焊接的金属材料时，发现焊缝处存在气孔和裂纹等缺陷。以下哪种焊接工艺参数的调整可能有助于减少这些缺陷？（）A.降低焊接速度B.增加激光功率C.优化保护气体流量D.以上都是5、在研究材料的热稳定性时，发现以下哪种测试方法可以有效评估材料在高温下的性能变化？（）A.热重分析B.差示扫描量热法C.热膨胀系数测量D.长期高温服役试验6、在考察一种用于储氢的金属材料时，发现其储氢容量较低。以下哪种方法可以有效地提高储氢容量？（）A.形成合金B.纳米化处理C.引入催化活性位点D.以上都是7、在研究材料的电性能时，介电常数是一个重要的参数。对于陶瓷电容器材料，其介电常数主要取决于什么？（）A.晶体结构B.化学成分C.孔隙率D.烧成温度8、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9、在分析一种用于电磁波屏蔽的材料时，发现其屏蔽效能不足。以下哪种改进方法可能有助于提高屏蔽效能？（）A.增加导电填料含量B.构建多层结构C.提高材料的磁导率D.以上都是10、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11、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12、在电子材料领域，半导体材料的导电性能对器件性能起着关键作用。以下哪种半导体材料的禁带宽度较大？（）A.硅B.锗C.砷化镓D.磷化铟13、金属材料的热处理工艺可以改善其性能，那么不同的热处理工艺对金属材料的组织和性能有哪些影响？（）A.淬火提高硬度、回火消除应力、正火改善组织B.退火降低硬度、淬火增加韧性、回火提高强度C.正火细化晶粒、淬火增加塑性、回火降低脆性D.以上都不是14、材料的热稳定性是指材料在高温下保持性能稳定的能力，那么影响材料热稳定性的主要因素有哪些？（）A.材料的化学成分、晶体结构B.加热速率、保温时间、冷却方式C.材料的制备工艺、微观结构D.以上都是15、一种新型的纳米材料表现出优异的催化性能。以下哪种因素对其催化活性的贡献最大？（）A.高比表面积B.独特的电子结构C.小尺寸效应D.表面缺陷16、在研究材料的热变形行为时，以下哪种测试方法可以测量材料的热膨胀系数？（）A.差示扫描量热法B.热机械分析C.动态热机械分析D.以上都是17、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18、材料的导电性取决于其内部的电子结构和晶体缺陷。对于半导体材料，如硅，在掺入适量的杂质后，其导电性会发生显著变化。以下哪种杂质的掺入可以使硅成为N型半导体？（）A.硼B.磷C.铝D.镓19、在陶瓷材料的烧结助剂选择中，需要考虑多个因素。以下关于烧结助剂作用和选择原则的描述，正确的是（）A.烧结助剂可以降低烧结温度，但会降低陶瓷的性能B.烧结助剂的加入量越多，陶瓷的烧结效果越好C.烧结助剂应与陶瓷材料具有良好的化学相容性D.所有的氧化物都可以作为陶瓷的烧结助剂20、在分析材料的磁滞回线时，发现一种磁性材料的矫顽力较大。这表明该材料（）A.容易磁化B.不容易磁化C.剩磁较大D.磁导率较高二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述复合材料的设计原则和方法，举例说明如何根据具体需求设计复合材料的结构和性能。2、（本题5分）深入探讨材料的压电性能，解释压电效应的原理和逆压电效应，分析影响压电性能的因素以及在传感器和驱动器中的应用。3、（本题5分）材料的表面处理技术对于改善材料性能具有重要意义。阐述常见的材料表面处理方法（如电镀、化学镀和阳极氧化）的原理和应用范围。分析表面处理对材料耐腐蚀性和耐磨性的影响。4、（本题5分）详细阐述在研究陶瓷基复合材料时，增强相的种类和分布对材料性能的影响，以及制备过程中的难点和解决方法。5、（本题5分）详细阐述材料的光学性能，包括折射、反射、吸收等，说明材料光学性能的影响因素和应用。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一圆柱形的镁合金零件，直径为60mm，长度为80cm，承受扭矩为3000N·m，镁合金的剪切模量为40GPa，计算零件的最大切应力。2、（本题5分）一长方体形状的玻璃块，长为15cm，宽为8cm，高为6cm，折射率为1.6，一束光线从一个面垂直入射，从相对面射出，计算光线在玻璃中的传播时间。3、（本题5分）一块三角形的钛板，底边长为7cm，高为5cm，厚度为1mm，钛的密度为4.5g/cm³，计算其质量。4、（本题5分）一块尺寸为10cm×10cm×1cm的压电陶瓷片，压电系数为300×10⁻¹²C/N，施加1000V的电压，计算陶瓷片的伸缩量。5、（本题5分）一块铝板，厚度为2mm，长度为1m，宽度为0.5m，铝的电阻率为2.8×10⁻⁸Ω·m，通过的电流为10A，计算铝板两端的电压。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）分析金属材料的铸造工艺及其对材料组织和性能的影响，包括砂型铸造