2025年大学大四（材料化学）功能材料试题及答案

2025年大学大四（材料化学）功能材料试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共20题，每题2分，每题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的)1.以下哪种材料不属于典型的功能材料？A.半导体材料B.结构钢C.超导材料D.磁性材料2.功能材料的特性主要取决于其A.化学成分B.微观结构C.宏观形状D.加工工艺3.形状记忆合金的形状记忆效应源于其A.特殊的晶体结构B.化学成分的变化C.加工过程中的残余应力D.温度的变化4.光导纤维能够实现光信号的传输，主要是利用了其A.光学折射特性B.光学反射特性C.光学全反射特性D.光学吸收特性5.下列哪种材料常用于制作太阳能电池？A.陶瓷材料B.高分子材料C.半导体材料硅D.金属材料6.压电材料在受到压力作用时会产生A.电流B.电压C.热量D.磁场7.超导材料在超导态时具有A.零电阻和完全抗磁性B.高电阻和磁性C.中等电阻和部分抗磁性D.可变电阻和弱磁性8.智能材料的特点不包括A.具有感知功能B.能自动调节性能C.不可重复使用D.具有驱动功能9.下列哪种材料属于生物功能材料？A.建筑用钢材B.牙科植入材料C.塑料包装材料D.汽车轮胎材料10.功能材料的功能特性与以下哪项关系最为密切？A.材料的颜色B.材料的密度C.材料的晶体结构D.材料的价格11.形状记忆合金在实际应用中，利用其形状记忆效应可实现A.能量储存B.材料的焊接C.制作装饰品D.自动控制阀门的开闭12.光致变色材料在光照下会发生A.颜色改变B.温度升高C.体积膨胀D.化学分解13.以下哪种功能材料可用于制作传感器检测气体浓度？A.发光材料B.气敏材料C.超导材料D.隔热材料14.功能材料的研究和开发主要基于A.传统材料的改进B.新的物理化学原理C.材料的美观需求D.降低材料成本15.磁性材料在电子设备中常用于A.储存数据B.发热元件C.导电线路D.装饰部件16.形状记忆合金的双程记忆效应是指A.加热和冷却都能恢复原始形状B.只在加热时恢复形状C.只在冷却时恢复形状D.加热和冷却都不能恢复形状17.下列哪种材料可作为高效的催化剂载体？A.活性炭B.铝合金C.玻璃D.橡胶18.功能材料的功能多样性主要体现在A.多种物理性能的综合B.材料的外观多样C.材料的尺寸多样D.材料的颜色多样19.光催化材料能够在光照下促进A物质的合成反应B.物质的分解反应C.物质的相变D.物质的吸附20.智能材料系统通常由以下部分组成A.基体材料和添加剂B.传感器、处理器和执行器C.金属材料和陶瓷材料D.高分子材料和复合材料第II卷（非选择题共60分）21.简述功能材料与结构材料的区别（10分）22.举例说明超导材料在电力输送方面的潜在优势（10分）23.阐述形状记忆合金的工作原理及其在航空航天领域的应用（15分）24.阅读材料：随着科技的发展，智能材料在建筑领域的应用越来越受到关注。智能材料可以根据环境的变化自动调节建筑的性能，如温度、湿度等。例如，一些智能玻璃能够根据光照强度自动调节透明度，从而实现节能和舒适的室内环境。请分析智能材料在建筑领域应用的前景和面临的挑战（15分）25.阅读材料：在能源领域，高效的储能材料是解决能源存储和利用问题的关键。新型的锂离子电池材料不断涌现，其性能不断提升，能量密度逐渐增大。请结合材料化学知识，谈谈如何进一步提高锂离子电池材料的性能，以满足未来能源存储的需求（10分）答案：1.B2.B3.A4.C5.C6.B7.A8.C9.B10.C11.D12.A13.B14.B15.A16.A17.A18.A19.B20.B21.功能材料主要关注材料的物理、化学、生物等功能特性，用于实现特定的功能，如导电、超导、发光、传感等。结构材料则侧重于材料的力学性能，如强度、硬度、韧性等，用于承受载荷和构建结构。功能材料的性能取决于其微观结构和化学成分，结构材料的性能主要与材料的宏观组织有关。22.超导材料在电力输送方面具有巨大潜在优势。由于其零电阻特性，电流通过时不会产生热损耗，可大大提高输电效率，减少能源浪费。例如，采用超导电缆输电，能在相同输电容量下大幅降低输电线路的截面积，减少材料消耗和占地面积。还可降低输电过程中的电压降，提高电力系统的稳定性和可靠性。23.形状记忆合金的工作原理基于其特殊的晶体结构。在一定温度下，合金具有一种晶体结构，施加外力使其变形后，当温度升高到相变温度以上时，合金会恢复到原始形状。在航空航天领域，可用于制作卫星天线，在发射前将天线折叠起来，进入太空后，通过加热使其恢复到展开状态。还可用于制作飞机发动机的叶片，利用其形状记忆效应来调整叶片的形状，提高发动机性能。24.前景：智能材料在建筑领域应用前景广阔。能实现建筑的智能化控制，自动调节环境参数，提高居住舒适度，同时可大幅节能。例如智能玻璃可根据光照自动调节，减少室内温度波动，降低空调能耗。还能增强建筑的安全性和适应性，如根据地震等灾害自动调整结构。挑战：智能材料成本较高，限制了大规模应用。材料的稳定性和耐久性有待提高，长期使用可能出现性能衰减。与建筑系统的兼容性也需进一步优化，确保各部分协同工作。25.要进一步提高锂离子电池材料性能，可从多方面入手。一方面，研究新型电极材料，如开发具有更高比容量的正极材料，像富锂锰基氧化物等，