上海理工大學(xué)《神奇的仿生智能材料》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)上海理工大學(xué)

《神奇的仿生智能材料》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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、在研究金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，發(fā)現(xiàn)其原子在空間呈規(guī)則排列。以下哪種晶體結(jié)構(gòu)具有良好的塑性和韌性？（）A.體心立方晶格B.面心立方晶格C.密排六方晶格D.簡(jiǎn)單立方晶格2、一種新型的磁性液體在磁場(chǎng)作用下表現(xiàn)出獨(dú)特的性質(zhì)。以下哪種應(yīng)用最有可能利用其這種特性？（）A.密封B.減震C.潤(rùn)滑D.傳感器3、對(duì)于一種陶瓷基復(fù)合材料，要改善其韌性，以下哪種增強(qiáng)相的引入通常是有效的？（）A.連續(xù)纖維B.顆粒C.晶須D.短纖維4、在研究金屬的疲勞性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)某種表面處理后，疲勞壽命顯著提高。以下哪種表面處理方法最有可能產(chǎn)生這種效果？（）A.電鍍B.噴丸強(qiáng)化C.化學(xué)蝕刻D.陽(yáng)極氧化5、材料的導(dǎo)熱性能對(duì)于熱管理和散熱應(yīng)用非常重要。以下關(guān)于材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素的描述，錯(cuò)誤的是（）A.材料的晶體結(jié)構(gòu)對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)有顯著影響B(tài).材料中的雜質(zhì)會(huì)降低導(dǎo)熱系數(shù)C.溫度升高，材料的導(dǎo)熱系數(shù)總是增大D.孔隙率增加，材料的導(dǎo)熱系數(shù)減小6、對(duì)于一種用于傳感器的壓電材料，要提高其靈敏度，以下哪種方法最為有效？（）A.選擇具有更高壓電系數(shù)的材料B.優(yōu)化晶體取向C.減小材料的尺寸D.以上都是7、在研究材料的阻尼性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)以下哪種材料通常具有較高的阻尼能力？（）A.金屬材料B.陶瓷材料C.高分子材料D.復(fù)合材料8、在分析材料的電磁屏蔽性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)以下哪種材料的屏蔽效果通常較好？（）A.導(dǎo)電性好的金屬B.磁性材料C.高分子聚合物D.陶瓷材料9、在分析材料的熱導(dǎo)率時(shí)，發(fā)現(xiàn)以下哪種晶體結(jié)構(gòu)的材料熱導(dǎo)率通常較高？（）A.面心立方B.體心立方C.密排六方D.簡(jiǎn)單立方10、對(duì)于一種新型的超導(dǎo)材料，要提高其臨界電流密度，以下哪種方法可能有效？（）A.引入缺陷B.降低溫度C.增加磁場(chǎng)強(qiáng)度D.減小樣品尺寸11、在分析材料的磁滯回線時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種磁性材料的矯頑力較大。這表明該材料（）A.容易磁化B.不容易磁化C.剩磁較大D.磁導(dǎo)率較高12、在材料的疲勞裂紋擴(kuò)展過(guò)程中，裂紋擴(kuò)展速率與應(yīng)力強(qiáng)度因子幅之間的關(guān)系通常用（）A.Paris公式描述B.Hall-Petch公式描述C.牛頓定律描述D.胡克定律描述13、在研究材料的磨損性能時(shí)，磨粒磨損、粘著磨損和疲勞磨損是常見(jiàn)的磨損形式。對(duì)于在重載、高速條件下工作的機(jī)械零件，主要的磨損形式是什么？（）A.磨粒磨損B.粘著磨損C.疲勞磨損D.以上三種磨損形式同時(shí)存在14、一種高分子材料在溶液中表現(xiàn)出良好的溶解性。以下哪種分子結(jié)構(gòu)特征最有可能是導(dǎo)致其溶解性好的原因？（）A.分子鏈規(guī)整B.分子鏈柔性好C.分子間作用力小D.以上均有可能15、對(duì)于一種耐磨涂層材料，要提高其與基體的結(jié)合強(qiáng)度，以下哪種方法較為有效？（）A.增加涂層厚度B.進(jìn)行預(yù)處理C.優(yōu)化涂層成分D.以上都可以16、在研究金屬的塑性變形過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)對(duì)變形起到了關(guān)鍵作用。以下哪種因素會(huì)對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙？（）A.溶質(zhì)原子B.第二相粒子C.晶界D.以上均會(huì)17、在分析材料的電性能時(shí)，發(fā)現(xiàn)以下哪種材料的電阻率隨溫度變化最顯著？（）A.金屬B.半導(dǎo)體C.絕緣體D.超導(dǎo)體18、在高分子材料的溶解過(guò)程中，溶劑的選擇非常重要。以下關(guān)于溶劑選擇原則的描述，錯(cuò)誤的是（）A.溶劑的極性應(yīng)與高分子材料的極性相似B.溶劑的溶解度參數(shù)應(yīng)與高分子材料接近C.溶劑的揮發(fā)性對(duì)溶解過(guò)程沒(méi)有影響D.溶劑應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性19、在材料的腐蝕與防護(hù)研究中，電化學(xué)腐蝕是一種常見(jiàn)的腐蝕形式。以下哪種環(huán)境因素會(huì)加速金屬的電化學(xué)腐蝕？（）A.干燥的空氣B.無(wú)氧的溶液C.酸性溶液D.高純度的水20、材料的熱性能對(duì)于其在不同環(huán)境下的應(yīng)用至關(guān)重要。熱膨脹系數(shù)是描述材料熱膨脹特性的重要參數(shù)。以下關(guān)于熱膨脹系數(shù)的說(shuō)法，正確的是（）A.所有材料的熱膨脹系數(shù)都隨溫度升高而增大B.熱膨脹系數(shù)越大，材料在溫度變化時(shí)的尺寸穩(wěn)定性越好C.金屬材料的熱膨脹系數(shù)通常大于陶瓷材料D.熱膨脹系數(shù)與材料的晶體結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)21、在金屬的塑性變形過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生位錯(cuò)等缺陷。隨著變形程度的增加，位錯(cuò)密度也會(huì)增加。下列關(guān)于位錯(cuò)對(duì)金屬性能影響的描述，錯(cuò)誤的是（）A.位錯(cuò)密度增加會(huì)提高金屬的強(qiáng)度B.位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)是金屬塑性變形的主要機(jī)制C.位錯(cuò)會(huì)降低金屬的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性D.位錯(cuò)密度越高，金屬的韌性越好22、一種新型的電致變色材料在電場(chǎng)作用下能夠?qū)崿F(xiàn)顏色的可逆變化。以下哪種材料類別最有可能具有這種性能？（）A.過(guò)渡金屬氧化物B.有機(jī)聚合物C.無(wú)機(jī)化合物D.以上均有可能23、陶瓷材料通常具有高強(qiáng)度、高硬度和耐高溫的特性。在陶瓷材料的制備過(guò)程中，燒結(jié)是一個(gè)關(guān)鍵步驟。下列關(guān)于陶瓷材料燒結(jié)過(guò)程的描述，正確的是（）A.燒結(jié)過(guò)程中，顆粒之間通過(guò)物質(zhì)遷移實(shí)現(xiàn)致密化B.提高燒結(jié)溫度總是能提高陶瓷材料的性能C.延長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間對(duì)陶瓷材料的性能沒(méi)有影響D.燒結(jié)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)24、在考察一種用于光學(xué)纖維的玻璃材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)其在傳輸光信號(hào)時(shí)存在較大的損耗。以下哪種因素最有可能是導(dǎo)致光損耗的主要原因？（）A.雜質(zhì)吸收B.瑞利散射C.非線性效應(yīng)D.以上都是25、在研究材料的表面改性時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種處理方法能夠顯著提高材料的表面硬度和耐磨性。以下哪種表面處理方法最有可能實(shí)現(xiàn)這一效果？（）A.離子注入B.化學(xué)鍍C.陽(yáng)極氧化D.激光表面處理二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）論述功能材料的定義和分類，如形狀記憶材料、智能材料和生物醫(yī)用材料等，分析其性能特點(diǎn)和應(yīng)用需求，并探討功能材料的發(fā)展趨勢(shì)。2、（本題5分）論述梯度光學(xué)材料的設(shè)計(jì)原理和性能優(yōu)勢(shì)，探討其在光學(xué)器件中的應(yīng)用可能性。3、（本題5分）論述金屬材料的塑性變形機(jī)制，分析影響金屬塑性的因素，以及如何通過(guò)工藝手段提高金屬的塑性。4、（本題5分）解釋材料的自修復(fù)性能，分析自修復(fù)材料的類型和自修復(fù)機(jī)制。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一鈦合金零件，原始尺寸為長(zhǎng)50mm，寬30mm，高20mm，經(jīng)過(guò)加工后，長(zhǎng)、寬、高分別減少了2mm、1mm、0.5mm。已知鈦合金的密度為4.5g/cm3，計(jì)算加工過(guò)程中材料的去除量。2、（本題5分）某種陶瓷材料的介電常數(shù)為50，在一個(gè)面積為0.02平方米，厚度為5毫米的陶瓷片上加1000伏特的電壓，計(jì)算電位移。3、（本題5分）有一環(huán)形的磁性材料，內(nèi)半徑為3cm，外半徑為5cm，高度為2cm，磁性材料的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.5T，計(jì)算磁環(huán)的磁通量。4、（本題5分）有一鎳鉻合金絲，長(zhǎng)度為4m，電阻為20Ω，電阻率為1.1×10??Ω·m，計(jì)算其橫截面積。5、（本題5分）有一復(fù)合材料，由體積分?jǐn)?shù)為30%的纖維和70%的基體組成，纖維的彈性模量為500GPa，基體的彈性模量為100GPa，計(jì)算該復(fù)合材料的彈性模量。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）詳細(xì)論述金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制（