2025年文物保護(hù)石質(zhì)文物修復(fù)材料與工藝技術(shù)知識(shí)考察試題及答案解析一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共20分。每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填入括號(hào)內(nèi)）1.下列哪種礦物在石灰?guī)r中含量最高，且對(duì)石質(zhì)文物風(fēng)化速率影響最大？（）A.方解石??B.石英??C.白云石??D.長(zhǎng)石答案：A解析：石灰?guī)r主要成分為方解石（CaCO?），其溶解度隨酸雨pH降低而顯著升高，是風(fēng)化速率的主控礦物。2.采用TEOS（正硅酸乙酯）加固砂巖時(shí)，最常加入的催化劑為（）A.氨水??B.鹽酸??C.草酸??D.乙醇胺答案：D解析：乙醇胺可控制TEOS水解縮聚速率，減少開(kāi)裂，同時(shí)與砂巖表面硅羥基形成氫鍵，提高界面相容性。3.石質(zhì)文物表面出現(xiàn)“鱗片狀”剝落，其風(fēng)化類型屬于（）A.晶體鹽風(fēng)化??B.熱疲勞剝落??C.冰劈作用??D.生物酸蝕答案：A解析：鹽分在孔隙中結(jié)晶產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力>巖石抗拉強(qiáng)度時(shí)，表層呈薄片狀翹起脫落，典型鹽類為Na?SO?·10H?O。4.激光清洗石質(zhì)文物時(shí)，選擇波長(zhǎng)1064nm的主要依據(jù)是（）A.水對(duì)該波長(zhǎng)吸收強(qiáng)??B.黑色結(jié)殼中Fe?O?對(duì)該波長(zhǎng)吸收系數(shù)高??C.石英對(duì)該波長(zhǎng)透明??D.碳酸鹽對(duì)該波長(zhǎng)反射率高答案：B解析：1064nm處于近紅外，F(xiàn)e?O?吸收系數(shù)達(dá)5×10?cm?1，瞬間汽化膨脹而剝離，基體吸收少，熱影響區(qū)可控。5.采用紙漿貼敷法脫鹽時(shí)，紙漿中加入硼酸的主要作用是（）A.抑菌??B.增稠??C.絡(luò)合Ca2???D.調(diào)節(jié)pH至弱堿性答案：A解析：硼酸可抑制嗜鹽菌繁殖，防止紙漿生物降解產(chǎn)生二次有機(jī)酸，維持脫鹽微環(huán)境穩(wěn)定。6.下列哪種改性環(huán)氧樹(shù)脂最適合用于潮濕花崗巖裂隙注漿？（）A.雙酚A型環(huán)氧+聚酰胺??B.雙酚F型環(huán)氧+酮亞胺潛固化劑??C.酚醛環(huán)氧+芳香胺??D.脂環(huán)族環(huán)氧+酸酐答案：B解析：酮亞胺遇水分解生成胺，實(shí)現(xiàn)低溫潮濕固化，且雙酚F型黏度低，可滲入0.1mm微裂隙。7.石質(zhì)文物表面出現(xiàn)“銅綠”痕跡，其來(lái)源最可能是（）A.大氣NOx沉積??B.青銅構(gòu)件電化學(xué)腐蝕淋濾??C.苔蘚代謝產(chǎn)物??D.酸雨與白云石反應(yīng)答案：B解析：Cu2?隨雨水遷移至石基體，與碳酸鹽反應(yīng)生成孔雀石Cu?(CO?)(OH)?，呈翠綠色膜狀。8.采用壓汞法（MIP）測(cè)試石材孔隙結(jié)構(gòu)時(shí)，出現(xiàn)“滯后環(huán)”的主要原因是（）A.汞的壓縮性??B.墨水瓶形孔喉結(jié)構(gòu)??C.汞與礦物反應(yīng)??D.高壓下巖石破裂答案：B解析：墨水瓶孔在退汞時(shí)因喉道毛細(xì)阻力，汞體被截留，形成滯后環(huán)，可據(jù)此區(qū)分連通/封閉孔隙。9.石質(zhì)文物加固后表面出現(xiàn)“眩光”，最可能的原因是（）A.加固劑過(guò)度交聯(lián)??B.加固劑折射率與石英不匹配??C.表面殘留石蠟??D.微生物膜覆蓋答案：B解析：TEOS衍生物折射率1.42，石英1.54，差值大導(dǎo)致漫反射減少，產(chǎn)生鏡面反射眩光，可通過(guò)引入納米TiO?散射劑消除。10.下列哪種生物被膜對(duì)石灰?guī)r溶蝕速率貢獻(xiàn)最大？（）A.藍(lán)藻??B.硫桿菌??C.地衣真菌??D.硝化菌答案：B解析：硫桿菌氧化硫生成硫酸，pH可降至1.5，遠(yuǎn)強(qiáng)于碳酸或有機(jī)酸，溶蝕速率提高2~3個(gè)數(shù)量級(jí)。11.采用納米Ca(OH)?漿液加固壁畫(huà)地仗層時(shí)，其晶粒尺寸宜控制在（）A.50–100nm??B.200–500nm??C.1–5μm??D.10–50μm答案：A解析：粒徑<100nm可深入10μm微裂隙，且高比表面積促進(jìn)碳化生成方解石，形成同質(zhì)鍵合。12.石質(zhì)文物表面憎水劑首選的接觸角閾值應(yīng)≥（）A.60°??B.90°??C.110°??D.130°答案：C解析：接觸角≥110°可形成“荷葉效應(yīng)”，減少水膜滯留，同時(shí)保持透氣，常用氟硅烷/硅氧烷復(fù)合體系。13.采用紅外熱成像檢測(cè)石窟淺層裂隙時(shí)，最佳激發(fā)熱源為（）A.鹵素?zé)暨B續(xù)加熱??B.氙燈脈沖加熱??C.太陽(yáng)能自然升溫??D.熱風(fēng)槍答案：B解析：脈沖氙燈可產(chǎn)生高功率短脈沖（<20ms），熱波穿透深度2–5cm，裂隙處熱阻差異產(chǎn)生明顯溫度梯度。14.石質(zhì)文物表面出現(xiàn)“糖霜狀”析出物，經(jīng)XRD鑒定為T(mén)henardite（Na?SO?），其相變臨界濕度為（）A.32%RH??B.52%RH??C.71%RH??D.85%RH答案：C解析：Thenardite?Mirabilite相變點(diǎn)71%RH，體積膨脹312%，循環(huán)相變導(dǎo)致粉化。15.采用微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀（MICP）修復(fù)砂巖時(shí)，最常用脲酶菌為（）A.Bacillussubtilis??B.Sporosarcinapasteurii??C.Pseudomonasaeruginosa??D.Shewanellaoneidensis答案：B解析：S.pasteurii脲酶活性高（>10mMurea/min），生成CO?2?速率快，CaCO?產(chǎn)率>90%，生物膜穩(wěn)定。16.石質(zhì)文物加固后，其毛細(xì)吸水系數(shù)（WAC）下降率應(yīng)控制在（）A.≥90%??B.70–80%??C.50–60%??D.30–40%答案：B解析：過(guò)度下降（>90%）阻礙水汽擴(kuò)散，引發(fā)鹽積聚；70–80%可兼顧防水與透氣，符合EN1609標(biāo)準(zhǔn)。17.采用微噴丸（50–100μm玻璃珠）清洗大理石時(shí)，表面粗糙度Ra增加量需<（）A.0.1μm??B.0.5μm??C.1.0μm??D.2.0μm答案：B解析：大理石拋光面Ra≈0.2μm，控制增加量<0.5μm可避免微觀鋒刃，減少后續(xù)積塵與生物附著。18.石質(zhì)文物表面出現(xiàn)“黃水”痕跡，其鐵源最可能來(lái)自（）A.大氣PM?.???B.內(nèi)部黃鐵礦氧化??C.游客汗液??D.酸雨溶解鋼筋答案：B解析：黃鐵礦FeS?氧化生成FeSO?·7H?O，隨水遷移至表面，進(jìn)一步氧化為FeOOH，呈棕黃色流掛。19.采用環(huán)氧/石灰基復(fù)合灌漿料修復(fù)石窟大裂隙時(shí)，其28d線性收縮率應(yīng)<（）A.0.01%??B.0.05%??C.0.10%??D.0.20%答案：A解析：石灰基微膨脹（0.02%）抵消環(huán)氧收縮（0.3%），復(fù)合后收縮率可降至<0.01%，避免二次開(kāi)裂。20.下列哪種評(píng)估方法可直接測(cè)定加固劑滲透深度？（）A.超聲波速??B.鉆芯熒光顯微??C.表面回彈??D.電阻率答案：B解析：鉆芯經(jīng)RhodamineB染色后，在熒光顯微鏡下可清晰區(qū)分加固區(qū)與未加固區(qū)，精度±0.5mm。二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，多選、少選、錯(cuò)選均不得分）21.關(guān)于石質(zhì)文物風(fēng)化深度超聲檢測(cè)，下列說(shuō)法正確的有（）A.縱波速度<2000m/s表明嚴(yán)重風(fēng)化??B.橫波對(duì)裂隙敏感度高于縱波??C.表面耦合劑宜用水玻璃??D.頻率越高，穿透深度越淺??E.溫度每升高10℃，波速下降約2%答案：ABDE解析：水玻璃耦合后硬化，難以清除，禁用；其余均正確。22.下列哪些措施可降低TEOS加固后表面開(kāi)裂？（）A.加入PDMS柔性鏈段??B.預(yù)濕基體至5%含水率??C.采用兩步法：先低濃度后高濃度??D.添加納米SiO?顆粒??E.升溫至60℃加速固化答案：ABCD解析：高溫加速蒸發(fā)，收縮應(yīng)力增大，易開(kāi)裂；其余均可降低脆性。23.關(guān)于石灰?guī)r生物被膜代謝產(chǎn)酸，下列哪些酸對(duì)溶蝕起主導(dǎo)作用？（）A.草酸??B.檸檬酸??C.硫酸??D.硝酸??E.葡萄糖酸答案：ACD解析：地衣分泌草酸，硫桿菌產(chǎn)硫酸，硝化菌產(chǎn)硝酸；檸檬酸與葡萄糖酸貢獻(xiàn)<5%。24.下列哪些屬于石質(zhì)文物“最小干預(yù)”原則的直接體現(xiàn)？（）A.可識(shí)別修補(bǔ)??B.可再處理性??C.使用同材質(zhì)填料??D.保留歷史包漿??E.全面封護(hù)答案：ABCD解析：全面封護(hù)違背可再處理性，屬過(guò)度干預(yù)。25.采用水蒸氣吸附法測(cè)定石材孔隙分形維數(shù)時(shí)，需滿足（）A.樣品真空干燥至恒重??B.相對(duì)濕度范圍5–95%RH??C.溫度波動(dòng)±0.1℃??D.吸附平衡時(shí)間≥24h??E.使用BET方程計(jì)算比表面積答案：ABCD解析：BET僅適用于P/P?=0.05–0.35，分形維數(shù)需用Frenkel–Halsey–Hill模型。26.下列哪些現(xiàn)象表明石質(zhì)文物已發(fā)生“堿–硅反應(yīng)”（ASR）？（）A.凝膠狀析出物??B.地圖狀裂紋??C.表面泛堿??D.局部鼓脹??E.硬度增加答案：ABD解析：ASR生成吸水性凝膠，體積膨脹，導(dǎo)致地圖裂與鼓脹；硬度下降而非增加。27.關(guān)于石質(zhì)文物表面激光清洗閾值，下列說(shuō)法正確的有（）A.石灰?guī)r燒蝕閾值約1.2J/cm2??B.黑色結(jié)殼清洗閾值0.3J/cm2??C.重復(fù)頻率越高，熱累積越大??D.短脈沖（ns）比長(zhǎng)脈沖（μs）更易控制??E.波長(zhǎng)532nm比1064nm更易損傷大理石答案：ABCD解析：532nm被方解石吸收更強(qiáng)，但熱影響區(qū)淺，損傷反而?。黄溆嗾_。28.下列哪些材料可用于石質(zhì)文物“犧牲”層臨時(shí)保護(hù)？（）A.殼聚糖??B.聚乙烯醇縮丁醛??C.石灰水??D.明膠??E.羥丙基纖維素答案：ACDE解析：PVB成膜不可逆，不可作為犧牲層；其余均可水洗去除。29.采用電化學(xué)阻抗譜（EIS）評(píng)估加固效果時(shí)，Nyquist圖中哪些參數(shù)可反映孔隙率變化？（）A.溶液電阻Rs??B.電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct??C.常相位角元件CPE??D.低頻擴(kuò)散尾??E.高頻電容弧半徑答案：CE解析：CPE指數(shù)n與表面粗糙度相關(guān)，弧半徑與Rct正比于致密程度；Rs僅反映電解液。30.下列哪些屬于石質(zhì)文物“數(shù)字孿生”構(gòu)建的必要數(shù)據(jù)？（）A.毫米級(jí)三維激光點(diǎn)云??B.0.1mm分辨率紋理影像??C.巖礦薄片偏光顯微圖??D.歷年環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)??E.游客數(shù)量統(tǒng)計(jì)答案：ABCD解析：游客數(shù)量屬管理數(shù)據(jù)，非結(jié)構(gòu)孿生必需。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）31.石質(zhì)文物表面出現(xiàn)“銅綠”可用EDTA二鈉鹽溶液安全去除，無(wú)需后續(xù)中和。（）答案：×解析：EDTA為弱酸性，殘留Cu-EDTA絡(luò)合物可光解再生Cu2?，需用CaCO?懸濁液中和并封閉。32.采用冰醋酸清洗大理石表面灰華時(shí)，濃度越高越能快速去除且不損傷基體。（）答案：×解析：>5%醋酸可與方解石反應(yīng)，產(chǎn)生溶蝕坑；宜選1%醋酸+緩沖體系，時(shí)間<5min。33.石質(zhì)文物加固后，其毛細(xì)上升高度下降，說(shuō)明憎水效果良好。（）答案：√解析：毛細(xì)上升高度與接觸角成反比，下降>50%即表明有效憎水。34.微生物礦化修復(fù)后，表面形成的CaCO?晶型以方解石為主時(shí)，耐酸蝕能力最強(qiáng)。（）答案：√解析：方解石晶格能>文石>球霰石，在pH=4醋酸中溶解速率最低。35.石質(zhì)文物表面出現(xiàn)“鐵銹”流掛，可用草酸溶液清洗，無(wú)需后續(xù)鈍化。（）答案：×解析：草酸去除后Fe2?仍可再生，需用3%磷酸+1%單寧酸鈍化，生成穩(wěn)定FePO?保護(hù)層。36.采用微波加熱干燥石材，可顯著縮短干燥時(shí)間且不會(huì)引起微裂隙。（）答案：×解析：微波內(nèi)部加熱產(chǎn)生蒸汽壓，當(dāng)>巖石抗拉強(qiáng)度時(shí)，可引發(fā)微裂隙；需控功率<2W/cm3。37.石質(zhì)文物表面“光澤度”增加，一定意味著加固劑過(guò)度交聯(lián)。（）答案：×解析：也可能為清洗后原有拋光面暴露，需結(jié)合接觸角、SEM綜合判斷。38.石質(zhì)文物灌漿材料若28d抗壓強(qiáng)度>基體強(qiáng)度2倍，則屬于安全冗余設(shè)計(jì)。（）答案：×解析：強(qiáng)度過(guò)高導(dǎo)致應(yīng)力集中，宜控制為基體0.8–1.2倍，匹配彈性模量。39.采用納米TiO?光催化膜可抑制石質(zhì)文物表面生物生長(zhǎng)，但需屏蔽UV-A以防基體老化。（）答案：√解析：TiO?在UV-A下產(chǎn)生活性氧，可殺菌，但長(zhǎng)期照射有機(jī)基體易老化，需共摻雜Fe-N降低帶隙至可見(jiàn)光。40.石質(zhì)文物“水蒸氣擴(kuò)散阻力系數(shù)μ”越大，說(shuō)明材料透氣性能越好。（）答案：×解析：μ越大，透氣越差；μ=1為空氣，>20即視為幾乎不透汽。四、填空題（每空1分，共20分）41.石質(zhì)文物常見(jiàn)鹽類“Na?SO?·10H?O”中文名稱為_(kāi)_______，其相變體積膨脹率為_(kāi)_______%。答案：芒硝，31242.采用TEOS加固時(shí)，其水解反應(yīng)方程式為：Si(OC?H?)?+4H?O→Si(OH)?+4C?H?OH，生成的Si(OH)?經(jīng)________反應(yīng)形成三維網(wǎng)絡(luò)，副產(chǎn)物________需及時(shí)排出。答案：縮聚，乙醇43.石質(zhì)文物表面“黑色結(jié)殼”主要元素組成為C、O、Si、Al、Fe，其中Fe以________形式存在，具有________磁性。答案：Fe?O?，鐵44.采用壓汞法測(cè)試時(shí)，進(jìn)汞壓力與孔徑關(guān)系符合________方程，若壓力從0.1MPa升至200MPa，對(duì)應(yīng)測(cè)試孔徑范圍約為_(kāi)_______nm。答案：Washburn，7.5–1500045.石質(zhì)文物“堿–硅反應(yīng)”中，活性SiO?與________離子反應(yīng)生成________凝膠，導(dǎo)致體積膨脹。答案：Na?/K?，N(K)-Si46.激光清洗閾值常用單位________，其定義為_(kāi)_______。答案：J/cm2，使污染物剛好剝離的最小能量密度47.石質(zhì)文物表面“銅綠”主要礦物為_(kāi)_______和________。答案：孔雀石，藍(lán)銅礦48.采用微生物礦化修復(fù)時(shí)，脲酶菌分解尿素產(chǎn)生________和________，前者與Ca2?結(jié)合生成CaCO?。答案：CO?2?，NH??49.石質(zhì)文物加固后，其“毛細(xì)吸水系數(shù)”單位________，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試時(shí)間________h。答案：kg/(m2·h?·?)，2450.石質(zhì)文物“數(shù)字孿生”中，點(diǎn)云精度需優(yōu)于________mm，紋理分辨率需≥________dpi。答案：0.5，300五、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）51.簡(jiǎn)述石質(zhì)文物“鹽風(fēng)化”機(jī)理，并給出兩種現(xiàn)場(chǎng)快速診斷方法及原理。答案：鹽風(fēng)化是指可溶性鹽在巖石孔隙中溶解-結(jié)晶循環(huán)，產(chǎn)生結(jié)晶壓（>30MPa），導(dǎo)致表面粉化、鱗片剝落。其機(jī)理包括：1.過(guò)飽和結(jié)晶壓：鹽溶液蒸發(fā)濃縮，晶體生長(zhǎng)壓力作用于孔壁；2.水合膨脹：無(wú)水芒硝→芒硝，體積膨脹312%；3.熱膨脹系數(shù)差異：鹽與礦物熱膨脹系數(shù)不同，溫度循環(huán)產(chǎn)生疲勞?？焖僭\斷：①便攜式XRF現(xiàn)場(chǎng)掃描，Na、S、Cl元素異常富集區(qū)即鹽富集區(qū)；②紅外熱成像黎明前拍攝，鹽區(qū)因含水率高，發(fā)射率大，呈現(xiàn)低溫異常帶，分辨率±0.1℃。52.說(shuō)明納米Ca(OH)?漿液加固石灰?guī)r的“同質(zhì)鍵合”原理，并指出其兩大技術(shù)瓶頸及解決思路。答案：納米Ca(OH)?粒徑50–100nm，可滲入微裂隙，與空氣中CO?反應(yīng)生成方解石，晶格常數(shù)a=4.99?，與石灰?guī)r基體完全一致，形成外延生長(zhǎng)，界面無(wú)應(yīng)力，稱“同質(zhì)鍵合”。瓶頸1：碳化深度淺（<5mm），解決：加入5%甲酸鈣作為CO?載體，形成Ca(HCO?)?中間體，擴(kuò)散深度提高至15mm；瓶頸2：漿液穩(wěn)定性差，易團(tuán)聚，解決：采用PVP空間位阻分散劑，Zeta電位>+30mV，儲(chǔ)存期>6個(gè)月。53.激光清洗石質(zhì)文物時(shí)，如何確定“基體損傷閾值”？給出實(shí)驗(yàn)流程與安全系數(shù)設(shè)定。答案：流程：①選取隱蔽區(qū)，劃分5×5cm網(wǎng)格；②采用1064nmns脈沖激光，固定頻率10Hz，光斑直徑2mm；③能量密度從0.1J/cm2逐級(jí)遞增，每級(jí)10個(gè)脈沖；④清洗后24h，用共聚焦顯微鏡測(cè)量表面粗糙度Ra，當(dāng)Ra增加>10%，記為損傷閾值；⑤重復(fù)5次取平均值。安全系數(shù)：損傷閾值×0.5作為工作閾值，若