江南大學(xué)《計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)中的應(yīng)用》2021-2022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20個(gè)小題，每小題1分，共20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、在研究金屬間化合物的性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)其通常具有較高的熔點(diǎn)和硬度，但塑性較差。以下哪種因素是導(dǎo)致其塑性差的主要原因？（）A.復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)B.原子間結(jié)合力強(qiáng)C.存在大量的位錯(cuò)D.成分不均勻2、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。在以下哪種測試方法中最容易準(zhǔn)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(dòng)態(tài)力學(xué)分析（DMA）D.紅外光譜分析（IR）3、材料的磁性能包括磁化強(qiáng)度、矯頑力等參數(shù)。對(duì)于軟磁材料和硬磁材料，以下關(guān)于其磁性能的描述，正確的是？（）A.軟磁材料矯頑力高，磁化強(qiáng)度低B.軟磁材料矯頑力低，磁化強(qiáng)度高C.硬磁材料矯頑力低，磁化強(qiáng)度高D.硬磁材料矯頑力高，磁化強(qiáng)度低4、在研究超導(dǎo)材料的應(yīng)用時(shí)，以下哪個(gè)領(lǐng)域是超導(dǎo)材料最有前景的應(yīng)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(jié)構(gòu)時(shí)，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(guān)于這兩種晶格結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(diǎn)高于面心立方晶格6、一種新型的超導(dǎo)材料在低溫下能夠?qū)崿F(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(jié)構(gòu)B.引入缺陷C.增加超導(dǎo)層厚度D.改變磁場方向7、在分析材料的聲學(xué)性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種材料具有良好的隔音效果。以下哪種因素對(duì)其隔音性能的貢獻(xiàn)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(jié)構(gòu)D.材料的表面粗糙度8、在研究金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，面心立方晶格的原子配位數(shù)為12，致密度為0.74。對(duì)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(shí)，磨損量是衡量磨損程度的重要指標(biāo)。對(duì)于在潤滑條件下工作的滑動(dòng)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(zhuǎn)速D.以上因素均有關(guān)10、在研究材料的電學(xué)性能時(shí)，電導(dǎo)率是一個(gè)重要的參數(shù)。以下關(guān)于電導(dǎo)率的影響因素的描述，錯(cuò)誤的是（）A.溫度升高，金屬的電導(dǎo)率通常降低B.雜質(zhì)的存在會(huì)提高金屬的電導(dǎo)率C.晶體缺陷會(huì)降低材料的電導(dǎo)率D.材料的電導(dǎo)率與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)11、在研究材料的光學(xué)性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種材料對(duì)特定波長的光具有很強(qiáng)的吸收。以下哪種結(jié)構(gòu)特征可能是導(dǎo)致這種吸收的原因？（）A.晶格缺陷B.微晶結(jié)構(gòu)C.有序排列D.無序結(jié)構(gòu)12、在研究高分子材料的結(jié)晶行為時(shí)，發(fā)現(xiàn)結(jié)晶溫度對(duì)晶體結(jié)構(gòu)和性能有重要影響。一般來說，較高的結(jié)晶溫度會(huì)導(dǎo)致（）A.晶體完善程度提高B.晶體尺寸增大C.結(jié)晶速度加快D.結(jié)晶度降低13、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14、陶瓷材料通常具有高硬度、耐高溫等特點(diǎn)，那么陶瓷材料的主要化學(xué)鍵類型是什么？（）A.金屬鍵B.離子鍵和共價(jià)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(jié)構(gòu)16、研究一種新型復(fù)合材料，其由纖維增強(qiáng)體和基體組成。在承受拉伸載荷時(shí)，以下哪種情況最能有效地發(fā)揮纖維增強(qiáng)體的作用？（）A.纖維與基體的結(jié)合強(qiáng)度適中B.纖維的長度較短C.纖維的體積分?jǐn)?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(guān)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(jié)構(gòu)無關(guān)18、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19、對(duì)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(xué)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(shí)，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(jī)制對(duì)其阻尼性能的貢獻(xiàn)最大？（）A.位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)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(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)分析納米材料的特性（如表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)），以及這些特性在材料性能改進(jìn)中的應(yīng)用。2、（本題5分）解釋材料的電性能與材料的能帶結(jié)構(gòu)的關(guān)系。分析導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體的能帶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并舉例說明在電子器件中的應(yīng)用。3、（本題5分）論述材料聲學(xué)性能中吸聲效果的影響因素，分析多孔結(jié)構(gòu)材料吸聲的原理和在聲學(xué)工程中的應(yīng)用。4、（本題5分）深入探討材料的光電性能，包括光電轉(zhuǎn)換效率、光響應(yīng)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(yīng)用。5、（本題5分）闡述高溫結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)材料的特點(diǎn)和應(yīng)用場景。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)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(duì)波長為500nm的光發(fā)生全反射，計(jì)算入射角至少應(yīng)為多少度。2、（本題5分）某種高分子材料的玻璃化轉(zhuǎn)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(jì)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(jì)算產(chǎn)生的電壓。4、（本題5分）某種磁性材料的飽和磁化強(qiáng)度為500emu/cm3，在200Oe的磁場下，計(jì)算磁化強(qiáng)度。5、（本題5分）一塊厚度為2mm的鋁板，熱擴(kuò)散系數(shù)為8×10??m2/s，初始溫度為30°C，一側(cè)面突然加熱到150°C，計(jì)算5s后距離加熱面1mm處的溫度。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）全面論述材料的電學(xué)性能中的介電損耗，分析介電損耗的產(chǎn)生機(jī)制和影響因素，