中国矿业大学《有机材料结构与性能》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《有机材料结构与性能》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、一种新型的电致变色材料在电场作用下能够实现颜色的可逆变化。以下哪种材料类别最有可能具有这种性能？（）A.过渡金属氧化物B.有机聚合物C.无机化合物D.以上均有可能2、在材料的微观结构分析中，电子显微镜能够提供高分辨率的图像。以下哪种电子显微镜适用于观察材料的表面形貌？（）A.透射电子显微镜（TEM）B.扫描电子显微镜（SEM）C.扫描隧道显微镜（STM）D.原子力显微镜（AFM）3、在高分子材料的合成过程中，聚合方法的选择对材料性能有重要影响。以下关于聚合方法的描述，正确的是（）A.自由基聚合反应速度快，但产物分子量分布宽B.离子聚合只能用于合成小分子化合物C.逐步聚合产物的分子量随反应时间线性增加D.所有聚合方法都可以得到高纯度的高分子材料4、在分析材料的摩擦磨损性能时，发现一种材料在特定的摩擦条件下表现出良好的耐磨性。以下哪种因素对其耐磨性的贡献最大？（）A.材料的硬度B.表面粗糙度C.润滑条件D.摩擦副的材料5、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6、在研究一种用于汽车发动机的耐热合金时，发现其在长期高温工作环境下容易发生组织老化。以下哪种组织变化最有可能是导致老化的主要原因？（）A.碳化物析出B.晶粒长大C.相转变D.孔洞形成7、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8、在材料的表面处理技术中，电镀能够改善材料的表面性能。以下哪种金属通常被用于电镀以提高材料的耐腐蚀性？（）A.锌B.铜C.铝D.银9、在材料的疲劳裂纹扩展过程中，裂纹扩展速率与应力强度因子幅之间的关系通常用（）A.Paris公式描述B.Hall-Petch公式描述C.牛顿定律描述D.胡克定律描述10、对于非晶态材料，其结构特点决定了其性能。以下关于非晶态材料结构的描述，哪一项是正确的？（）A.不存在长程有序和短程有序B.存在短程有序但不存在长程有序C.存在长程有序但不存在短程有序D.长程有序和短程有序都存在，但程度较低11、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）12、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13、高分子材料在现代工业和生活中有着广泛的应用。对于高分子材料的分子量分布，以下说法正确的是（）A.分子量分布越宽，高分子材料的性能越稳定B.分子量分布对高分子材料的加工性能没有影响C.窄分子量分布的高分子材料通常具有更好的力学性能D.分子量分布只影响高分子材料的溶解性14、高分子材料的老化是指材料在使用过程中性能逐渐下降的现象，那么高分子材料老化的主要原因有哪些？（）A.光氧化、热氧化、化学腐蚀B.机械应力、辐射、微生物作用C.湿度、温度、氧气D.以上都是15、一种高分子材料在溶液中表现出良好的溶解性。以下哪种分子结构特征最有可能是导致其溶解性好的原因？（）A.分子链规整B.分子链柔性好C.分子间作用力小D.以上均有可能16、对于一种光学晶体材料，要提高其光学均匀性，以下哪种方法可能有效？（）A.优化生长工艺B.进行退火处理C.控制杂质含量D.以上都有可能17、复合材料的增强相可以是纤维、颗粒等，那么增强相对复合材料性能的主要影响是什么？（）A.提高强度和刚度B.改善耐热性和耐腐蚀性C.增加韧性和抗疲劳性D.以上都是18、在研究一种用于量子计算的超导材料时，发现其相干时间较短。以下哪种方法可能有助于延长相干时间？（）A.提高材料纯度B.优化制备条件C.降低工作温度D.以上都是19、在考察材料的耐腐蚀性时，发现一种合金在酸性溶液中的腐蚀速率明显低于在碱性溶液中的腐蚀速率。以下哪种因素最有可能导致这种差异？（）A.溶液的pH值B.溶液中的离子浓度C.合金的化学成分D.腐蚀产物的性质20、对于一种功能陶瓷材料，如压电陶瓷，其具有将机械能转化为电能的特性。以下哪种晶体结构特征是压电陶瓷能够实现这种功能的关键？（）A.非中心对称结构B.密堆积结构C.层状结构D.立方结构二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释什么是材料的超塑性，分析其产生的条件和机制，并说明在材料加工中的应用。2、（本题5分）论述金属间化合物的结构和性能特点，探讨其在高温结构材料中的应用前景。3、（本题5分）详细解释压电材料的压电效应，介绍常见的压电材料及其在传感器、驱动器等领域的应用。4、（本题5分）阐述材料的防辐射材料的分类（如金属、陶瓷和高分子）和防护机制。分析防辐射材料的性能要求和研究进展，并举例说明在核工业和医疗领域的应用。5、（本题5分）论述材料的耐辐射性能，解释辐射损伤的机理，以及如何提高材料的耐辐射性能。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一圆柱形的铜棒，直径为20mm，长度为1m，铜的电阻率为1.7×10⁻⁸Ω·m，计算该铜棒的电阻。2、（本题5分）一钛合金零件，原始尺寸为长50mm，宽30mm，高20mm，经过加工后，长、宽、高分别减少了2mm、1mm、0.5mm。已知钛合金的密度为4.5g/cm³，计算加工过程中材料的去除量。3、（本题5分）某种聚合物的玻璃化转变温度为80℃，从25℃升温到120℃，升温速率为5℃/分钟，计算达到玻璃化转变温度所需的时间。4、（本题5分）有一圆锥形的聚氯乙烯零件，底面直径为10厘米，高为15厘米，聚氯乙烯的密度为1.4克/立方厘米，求零件的质量。5、（本题5分）某种陶瓷材料的硬度为800HV，压痕对角线长度为0.3毫米，计算试验力。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详细论述材料光学非线性现象在全光通信和光计算中的应用潜力和限制因素，以及光学非线性材料的发展方向。2、（本题10分）深入探讨