江南大學《計算機在材料科學中的應用》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《計算機在材料科學中的應用》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在研究金屬間化合物的性能時，發(fā)現(xiàn)其通常具有較高的熔點和硬度，但塑性較差。以下哪種因素是導致其塑性差的主要原因？（）A.復雜的晶體結構B.原子間結合力強C.存在大量的位錯D.成分不均勻2、對于高分子材料，其玻璃化轉變溫度（Tg）是一個重要的性能指標。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。當溫度升高到一定值時，材料的性能發(fā)生顯著變化，這個轉變溫度通常被稱為玻璃化轉變溫度。在以下哪種測試方法中最容易準確測定該聚合物的Tg？（）A.熱重分析（TGA）B.差示掃描量熱法（DSC）C.動態(tài)力學分析（DMA）D.紅外光譜分析（IR）3、材料的磁性能包括磁化強度、矯頑力等參數(shù)。對于軟磁材料和硬磁材料，以下關于其磁性能的描述，正確的是？（）A.軟磁材料矯頑力高，磁化強度低B.軟磁材料矯頑力低，磁化強度高C.硬磁材料矯頑力低，磁化強度高D.硬磁材料矯頑力高，磁化強度低4、在研究超導材料的應用時，以下哪個領域是超導材料最有前景的應用方向之一？（）A.電力傳輸B.航空航天C.醫(yī)療器械D.汽車制造5、在研究金屬材料的晶體結構時，面心立方晶格的原子配位數(shù)是12，而體心立方晶格的原子配位數(shù)是8。以下關于這兩種晶格結構特點的描述，正確的是（）A.面心立方晶格的致密度高于體心立方晶格B.體心立方晶格的塑性優(yōu)于面心立方晶格C.面心立方晶格的硬度大于體心立方晶格D.體心立方晶格的熔點高于面心立方晶格6、一種新型的超導材料在低溫下能夠實現(xiàn)零電阻，但臨界電流密度較低。為了提高其臨界電流密度，以下哪種方法可能最為有效？（）A.優(yōu)化晶體結構B.引入缺陷C.增加超導層厚度D.改變磁場方向7、在分析材料的聲學性能時，發(fā)現(xiàn)一種材料具有良好的隔音效果。以下哪種因素對其隔音性能的貢獻最大？（）A.材料的密度B.材料的彈性模量C.材料的內(nèi)部孔隙結構D.材料的表面粗糙度8、在研究金屬材料的晶體結構時，面心立方晶格的原子配位數(shù)為12，致密度為0.74。對于體心立方晶格，其原子配位數(shù)和致密度分別是多少？（）A.8和0.68B.12和0.74C.6和0.58D.4和0.349、在研究材料的磨損性能時，磨損量是衡量磨損程度的重要指標。對于在潤滑條件下工作的滑動軸承，其磨損量主要取決于什么？（）A.潤滑劑的種類B.載荷大小C.軸的轉速D.以上因素均有關10、在研究材料的電學性能時，電導率是一個重要的參數(shù)。以下關于電導率的影響因素的描述，錯誤的是（）A.溫度升高，金屬的電導率通常降低B.雜質(zhì)的存在會提高金屬的電導率C.晶體缺陷會降低材料的電導率D.材料的電導率與晶體結構有關11、在研究材料的光學性能時，發(fā)現(xiàn)一種材料對特定波長的光具有很強的吸收。以下哪種結構特征可能是導致這種吸收的原因？（）A.晶格缺陷B.微晶結構C.有序排列D.無序結構12、在研究高分子材料的結晶行為時，發(fā)現(xiàn)結晶溫度對晶體結構和性能有重要影響。一般來說，較高的結晶溫度會導致（）A.晶體完善程度提高B.晶體尺寸增大C.結晶速度加快D.結晶度降低13、對于一種用于太陽能電池的半導體材料，要提高其光電轉換效率，以下哪種方法可能最為有效？（）A.優(yōu)化晶體結構B.摻雜雜質(zhì)元素C.制備納米結構D.增加材料厚度14、陶瓷材料通常具有高硬度、耐高溫等特點，那么陶瓷材料的主要化學鍵類型是什么？（）A.金屬鍵B.離子鍵和共價鍵C.分子鍵D.氫鍵15、一種聚合物在加工過程中出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象。以下哪種方法可以減少這種現(xiàn)象的發(fā)生？（）A.降低加工溫度B.提高加工速度C.增加潤滑劑D.調(diào)整模具結構16、研究一種新型復合材料，其由纖維增強體和基體組成。在承受拉伸載荷時，以下哪種情況最能有效地發(fā)揮纖維增強體的作用？（）A.纖維與基體的結合強度適中B.纖維的長度較短C.纖維的體積分數(shù)較低D.纖維的彈性模量低于基體17、在材料的失效分析中，斷裂是一種常見的失效形式。以下關于斷裂類型和特征的描述，正確的是（）A.脆性斷裂通常伴隨著較大的塑性變形B.韌性斷裂的斷口呈現(xiàn)出河流花樣C.疲勞斷裂的斷口具有明顯的疲勞輝紋D.環(huán)境斷裂與材料的內(nèi)部結構無關18、一種新型的儲氫材料在實驗中表現(xiàn)出了較高的儲氫容量。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.金屬有機框架（MOF）D.以上均有可能19、對于一種生物醫(yī)用材料，需要其具有良好的生物相容性和力學性能。以下哪種材料最有可能滿足這些要求？（）A.鈦合金B(yǎng).不銹鋼C.鈷鉻合金D.聚乙烯20、在考察材料的阻尼性能時，發(fā)現(xiàn)一種材料具有較高的阻尼系數(shù)。以下哪種微觀機制對其阻尼性能的貢獻最大？（）A.位錯運動B.晶界滑移C.分子鏈內(nèi)摩擦D.界面摩擦二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細分析納米材料的特性（如表面效應、量子尺寸效應），以及這些特性在材料性能改進中的應用。2、（本題5分）解釋材料的電性能與材料的能帶結構的關系。分析導體、半導體和絕緣體的能帶結構特點，并舉例說明在電子器件中的應用。3、（本題5分）論述材料聲學性能中吸聲效果的影響因素，分析多孔結構材料吸聲的原理和在聲學工程中的應用。4、（本題5分）深入探討材料的光電性能，包括光電轉換效率、光響應特性等，分析影響光電性能的因素，以及在太陽能電池和光電探測器中的應用。5、（本題5分）闡述高溫結構材料在高溫下抗氧化和抗蠕變的性能要求，分析常見高溫結構材料的特點和應用場景。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一塊玻璃的折射率為1.5，要使其對波長為500nm的光發(fā)生全反射，計算入射角至少應為多少度。2、（本題5分）某種高分子材料的玻璃化轉變溫度為80℃，比熱容在玻璃態(tài)為1.8J/(g·K)，在橡膠態(tài)為2.5J/(g·K)?，F(xiàn)有100g該材料從20℃加熱到120℃，計算所需的熱量。3、（本題5分）一塊面積為120cm2的壓電陶瓷片，壓電系數(shù)為350pC/N，受到壓力為60N，計算產(chǎn)生的電壓。4、（本題5分）某種磁性材料的飽和磁化強度為500emu/cm3，在200Oe的磁場下，計算磁化強度。5、（本題5分）一塊厚度為2mm的鋁板，熱擴散系數(shù)為8×10??m2/s，初始溫度為30°C，一側面突然加熱到150°C，計算5s后距離加熱面1mm處的溫度。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）全面論述材料的電學性能中的介電損耗，分析介電損耗的產(chǎn)生機制和影響因素，