2025年大學(xué)大四（材料化學(xué)）功能材料試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。(總共20題，每題2分，每題給出的選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1.以下哪種材料不屬于典型的功能材料？A.半導(dǎo)體材料B.結(jié)構(gòu)鋼C.超導(dǎo)材料D.磁性材料2.功能材料的特性主要取決于其A.化學(xué)成分B.微觀結(jié)構(gòu)C.宏觀形狀D.加工工藝3.形狀記憶合金的形狀記憶效應(yīng)源于其A.特殊的晶體結(jié)構(gòu)B.化學(xué)成分的變化C.加工過程中的殘余應(yīng)力D.溫度的變化4.光導(dǎo)纖維能夠?qū)崿F(xiàn)光信號(hào)的傳輸，主要是利用了其A.光學(xué)折射特性B.光學(xué)反射特性C.光學(xué)全反射特性D.光學(xué)吸收特性5.下列哪種材料常用于制作太陽(yáng)能電池？A.陶瓷材料B.高分子材料C.半導(dǎo)體材料硅D.金屬材料6.壓電材料在受到壓力作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生A.電流B.電壓C.熱量D.磁場(chǎng)7.超導(dǎo)材料在超導(dǎo)態(tài)時(shí)具有A.零電阻和完全抗磁性B.高電阻和磁性C.中等電阻和部分抗磁性D.可變電阻和弱磁性8.智能材料的特點(diǎn)不包括A.具有感知功能B.能自動(dòng)調(diào)節(jié)性能C.不可重復(fù)使用D.具有驅(qū)動(dòng)功能9.下列哪種材料屬于生物功能材料？A.建筑用鋼材B.牙科植入材料C.塑料包裝材料D.汽車輪胎材料10.功能材料的功能特性與以下哪項(xiàng)關(guān)系最為密切？A.材料的顏色B.材料的密度C.材料的晶體結(jié)構(gòu)D.材料的價(jià)格11.形狀記憶合金在實(shí)際應(yīng)用中，利用其形狀記憶效應(yīng)可實(shí)現(xiàn)A.能量?jī)?chǔ)存B.材料的焊接C.制作裝飾品D.自動(dòng)控制閥門的開閉12.光致變色材料在光照下會(huì)發(fā)生A.顏色改變B.溫度升高C.體積膨脹D.化學(xué)分解13.以下哪種功能材料可用于制作傳感器檢測(cè)氣體濃度？A.發(fā)光材料B.氣敏材料C.超導(dǎo)材料D.隔熱材料14.功能材料的研究和開發(fā)主要基于A.傳統(tǒng)材料的改進(jìn)B.新的物理化學(xué)原理C.材料的美觀需求D.降低材料成本15.磁性材料在電子設(shè)備中常用于A.儲(chǔ)存數(shù)據(jù)B.發(fā)熱元件C.導(dǎo)電線路D.裝飾部件16.形狀記憶合金的雙程記憶效應(yīng)是指A.加熱和冷卻都能恢復(fù)原始形狀B.只在加熱時(shí)恢復(fù)形狀C.只在冷卻時(shí)恢復(fù)形狀D.加熱和冷卻都不能恢復(fù)形狀17.下列哪種材料可作為高效的催化劑載體？A.活性炭B.鋁合金C.玻璃D.橡膠18.功能材料的功能多樣性主要體現(xiàn)在A.多種物理性能的綜合B.材料的外觀多樣C.材料的尺寸多樣D.材料的顏色多樣19.光催化材料能夠在光照下促進(jìn)A物質(zhì)的合成反應(yīng)B.物質(zhì)的分解反應(yīng)C.物質(zhì)的相變D.物質(zhì)的吸附20.智能材料系統(tǒng)通常由以下部分組成A.基體材料和添加劑B.傳感器、處理器和執(zhí)行器C.金屬材料和陶瓷材料D.高分子材料和復(fù)合材料第II卷（非選擇題共60分）21.簡(jiǎn)述功能材料與結(jié)構(gòu)材料的區(qū)別（10分）22.舉例說明超導(dǎo)材料在電力輸送方面的潛在優(yōu)勢(shì)（10分）23.闡述形狀記憶合金的工作原理及其在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用（15分）24.閱讀材料：隨著科技的發(fā)展，智能材料在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越來越受到關(guān)注。智能材料可以根據(jù)環(huán)境的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)建筑的性能，如溫度、濕度等。例如，一些智能玻璃能夠根據(jù)光照強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)透明度，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能和舒適的室內(nèi)環(huán)境。請(qǐng)分析智能材料在建筑領(lǐng)域應(yīng)用的前景和面臨的挑戰(zhàn)（15分）25.閱讀材料：在能源領(lǐng)域，高效的儲(chǔ)能材料是解決能源存儲(chǔ)和利用問題的關(guān)鍵。新型的鋰離子電池材料不斷涌現(xiàn)，其性能不斷提升，能量密度逐漸增大。請(qǐng)結(jié)合材料化學(xué)知識(shí)，談?wù)勅绾芜M(jìn)一步提高鋰離子電池材料的性能，以滿足未來能源存儲(chǔ)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.功能材料主要關(guān)注材料的物理、化學(xué)、生物等功能特性，用于實(shí)現(xiàn)特定的功能，如導(dǎo)電、超導(dǎo)、發(fā)光、傳感等。結(jié)構(gòu)材料則側(cè)重于材料的力學(xué)性能，如強(qiáng)度、硬度、韌性等，用于承受載荷和構(gòu)建結(jié)構(gòu)。功能材料的性能取決于其微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分，結(jié)構(gòu)材料的性能主要與材料的宏觀組織有關(guān)。22.超導(dǎo)材料在電力輸送方面具有巨大潛在優(yōu)勢(shì)。由于其零電阻特性，電流通過時(shí)不會(huì)產(chǎn)生熱損耗，可大大提高輸電效率，減少能源浪費(fèi)。例如，采用超導(dǎo)電纜輸電，能在相同輸電容量下大幅降低輸電線路的截面積，減少材料消耗和占地面積。還可降低輸電過程中的電壓降，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。23.形狀記憶合金的工作原理基于其特殊的晶體結(jié)構(gòu)。在一定溫度下，合金具有一種晶體結(jié)構(gòu)，施加外力使其變形后，當(dāng)溫度升高到相變溫度以上時(shí)，合金會(huì)恢復(fù)到原始形狀。在航空航天領(lǐng)域，可用于制作衛(wèi)星天線，在發(fā)射前將天線折疊起來，進(jìn)入太空后，通過加熱使其恢復(fù)到展開狀態(tài)。還可用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片，利用其形狀記憶效應(yīng)來調(diào)整葉片的形狀，提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。24.前景：智能材料在建筑領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。能實(shí)現(xiàn)建筑的智能化控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)，提高居住舒適度，同時(shí)可大幅節(jié)能。例如智能玻璃可根據(jù)光照自動(dòng)調(diào)節(jié)，減少室內(nèi)溫度波動(dòng)，降低空調(diào)能耗。還能增強(qiáng)建筑的安全性和適應(yīng)性，如根據(jù)地震等災(zāi)害自動(dòng)調(diào)整結(jié)構(gòu)。挑戰(zhàn)：智能材料成本較高，限制了大規(guī)模應(yīng)用。材料的穩(wěn)定性和耐久性有待提高，長(zhǎng)期使用可能出現(xiàn)性能衰減。與建筑系統(tǒng)的兼容性也需進(jìn)一步優(yōu)化，確保各部分協(xié)同工作。25.要進(jìn)一步提高鋰離子電池材料性能，可從多方面入手。一方面，研究新型電極材料，如開發(fā)具有更高比容量的正極材料，像富鋰錳基氧化物等，