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作业第一章 材料科学发展史 1E 单元作业
1、 请问材料科学与工程学科发展的特点是什么？
评分规则: 各类材料逐步趋向同一。
材料的发展和应用是系统工程。
材料与科学全面融合。
多学科和跨学科交叉研究和应用。
新的思维、方法、发现和理论不断产生。
绿色材料科学技术是必然趋势。
第一章 材料科学发展史 1E 单元测验
1、 摩尔定律：当价格不变时，集成电路可容纳的晶体管数目约每隔（ ）会增加一倍，性能也将提升一倍。
A:12个月
B:18个月
C:24个月
D:36个月
答案: 18个月
2、 传统上，材料科学与工程一级学科有三个二级学科，它们是：（ ）、（ ）和（ ） 。
A:材料物理与化学
B:材料学
C:生物材料
D:材料加工工程
答案: 材料物理与化学;
材料学;
材料加工工程
3、 现代文明的四大支柱是 、能源、信息和生物。
答案: 材料
4、 古代材料经过旧石器时代、 、 青铜器时代和铁器时代。
答案: 新石器时代
作业第二章 材料科学共性 2.2 单元作业
1、 材料科学与工程的共性规律包括？
评分规则: 五个规律：晶体学结构规律2分，材料缺陷与强度2分，材料的相变原理2分，材料的形变与断裂2分，材料的强韧化原理2分
2、 材料科学的共同效应包括哪几个？
评分规则: 界面效应、表面效应、复合效应、形状记忆效应、动态效应、环境效应、纳米效应。每对2题3分
3、 何为纳米材料？
评分规则: 至少一个维度（5分），0.1~100 nm（5分）
4、 谈谈你对材料科学与工程四要素的认识？
评分规则: （组成、成分（5分），结构（5分），制备/加工（5分），性能=性质+效能（5分）。
5、 谈谈材料科学与工程四面体的意义。
评分规则: 四面体的四要素（5分）；核心思想，即学科交叉、科学与技术结合（5分）；系统工程，四个方面缺一不可（5分）；核心方法论，四面体，以性能为主线，（微）结构为核心（5分）。
6、 请自选一种新型材料，然后利用材料科学的正四面体分析这种材料。
评分规则: 四面体的四个要素（5分），四要素的关系，相互影响、彼此关联（5分），主线是性能（5分），核心是结构（5分），具体例子准确（10分）
第二章 材料科学共性 第二章单元测验
1、 下列哪一个不是材料科学与工程的四要素？
A:性能
B:硬度
C:成分
D:结构
答案: 硬度
2、 下列哪一个不是材料科学与工程的四要素？
A:结构
B:制备/加工
C:成分
D:韧性
答案: 韧性
3、 下列哪一个不是材料科学与工程的四要素？
A:结构
B:制备/加工
C:力学性能
D:成分
答案: 力学性能
4、 下列哪一个不是材料科学与工程的四要素？
A:位错
B:制备/加工
C:性能
D:成分
答案: 位错
5、 为何用四面体来联系材料科学与工程的四要素？
A:体现了四要素之间相互联系、互为影响的关系
B:体现了四要素之间相互独立、单线联系的关系
C:无
D:无
答案: 体现了四要素之间相互联系、互为影响的关系
6、 四要素之间的关系，描述正确的是？
A:其中一个要素的变化，只会引起另一个要素的变化
B:其中一个要素的变化，会引起所有其他三个要素的变化
C:彼此独立，互不联系
D:都不是变量
答案: 其中一个要素的变化，会引起所有其他三个要素的变化
7、 用四面体来联系四要素的原因是？
A:四面体代表了最坚固的结构；
B:体现了四要素之间相互联系、互为影响的关系
C:无
D:无
答案: 体现了四要素之间相互联系、互为影响的关系
8、 关于四面体的意义，表述正确的是？
A:四面体体现了材料科学与工程的科学与技术融合、多学科交叉的特点
B:四面体并不是材料学科独有的
C:四面体并不能指导材料学科领域的研究
D:材料研究中并不需要研究四面体中的所有要素
答案: 四面体体现了材料科学与工程的科学与技术融合、多学科交叉的特点
9、 下列哪一个不是材料的共性规律？
A:材料缺陷与强度
B:材料的相变原理
C:材料的腐蚀与防护
D:材料的强韧化原理
答案: 材料的腐蚀与防护
10、 下列哪一个不是材料的共性规律？
A:晶体学结构规律
B:材料的强韧化原理
C:材料的形变与断裂
D:材料的环境作用原理
答案: 材料的环境作用原理
11、 下列哪一个不是材料的共性规律？
A:材料的失效与预防
B:材料的强韧化原理
C:材料的形变与断裂
D:晶体学结构规律
答案: 材料的失效与预防
12、 下列哪一个不是材料的共性规律？
A:材料的强韧化原理
B:材料的计算与仿真
C:材料的形变与断裂
D:晶体学结构规律
答案: 材料的计算与仿真
13、 以下哪个不是材料的共同效应？
A:界面效应
B:复合效应
C:环境效应
D:腐蚀效应
答案: 腐蚀效应
14、 以下哪个不是材料的共同效应？
A:界面效应
B:仿生效应
C:环境效应
D:复合效应
答案: 仿生效应
15、 下列哪个不是材料的纳米效应？
A:小尺寸效应
B:表面效应
C:疏水效应
D:量子效应
答案: 疏水效应
16、 下列哪个不是材料的纳米效应？
A:量子效应
B:耐蚀效应
C:小尺寸效应
D:界面效应
答案: 耐蚀效应
17、 金刚石、石墨、碳纳米管和石墨烯具有不同的性能。它们的关系是？
A:结构相同、组成不同
B:组成相同、结构不同
C:组成相同、结构相同
D:组成不同、结构不同
答案: 组成相同、结构不同
18、 材料的界面效应包括：
A:分割效应
B:不连续效应
C:体积效应
D:功能效应
答案: 分割效应;
不连续效应;
功能效应
19、 关于四面体的意义，表述正确的是？
A:体现了材料科学与工程学科的核心思想。
B:反映了材料科学与工程研究的系统工程的特点。
C:不是材料科学与工程学科所独有的。
D:体现了材料科学与工程的核心方法论
答案: 体现了材料科学与工程学科的核心思想。;
反映了材料科学与工程研究的系统工程的特点。;
体现了材料科学与工程的核心方法论
20、 材料的失效大都是由量变到质变的动态过程。
A:正确
B:错误
答案: 正确
21、 材料的性能等同于材料的效能。
A:正确
B:错误
答案: 错误
作业第三章 材料研究基本方法 3E：单元作业
1、 如图是电影中“泰坦尼克号”断裂并沉没的瞬间。可以查阅资料，从材料学（核心研究方法）的角度解释”泰坦尼克号“沉没的可能原因。
评分规则: 由于当时炼钢技术比较落后（制备，5分），炼出的钢中含有过量的硫化物（组成，5分），虽然强度比普通钢强，但韧性大大削弱，脆性较大，塑性较差（性能，5分）。泰坦尼克号当时航行在大西洋，水温在−40℃~0℃（条件，5分），钢的力学行为由韧性变成脆性（性能，5分），在受到冰山撞击后，发生脆性断裂（性能，5分），导致灾难性的泰坦尼克号沉没。环境因素（低温、撞击）和船体材料的致命缺陷（硫过量、脆性）导致了泰坦尼克号海难的发生。
2、 如图是2001年9月121日美国世贸大楼坍塌的瞬间，即著名的“911事件”。可以查阅资料，从材料学（核心研究方法）的角度解释911事件美国世贸大楼坍塌的可能原因。
评分规则: 美国世贸大厦是钢筋混凝土结构（组成、结构，5分），这种结构结合了钢筋和混凝土的优点，抗拉和抗压性能很好（性能，5分）。但是钢筋混凝土不耐热，加热后钢筋混凝土经会变软，承压能力下降（性能，5分）。当飞机撞击大楼后，钢筋混凝土还可承压，大厦并不马上倒塌（不是主要原因，5分）。撞击引起的大火，加热使钢筋混凝土软化，无法承受建筑物的压力（主要原因，5分）。上边的倒塌，和倒塌时的势能，致使下边的建筑也相应的倒塌了（主要原因，5分）。于是整座建筑就灰飞烟灭了。
3、 请举例说明类比与移植法的应用。
评分规则: 只举一例即可，本题无标准答案，由评分人判断定分。
4、 请举例说明原型启发与仿生法的应用。
评分规则: 只举一例即可，本题无标准答案，由评分人判断定分。
5、 请举例说明归纳与演绎法的应用。
评分规则: 只举一例即可，本题无标准答案，由评分人判断定分。
6、 请举例说明数学与模型法的应用。
评分规则: 只举一例即可，本题无标准答案，由评分人判断定分。
第三章 材料研究基本方法 3T：单元测验
1、 下列哪一个不是科学研究的共性方法？
A:归纳与演绎
B:分析与综合
C:类比与移植
D:计算与模拟
答案: 计算与模拟
2、 下列哪一个不是科学研究的共性方法？
A:原型启发与仿生
B:假说与理论
C:系统与优化
D:加工与制造
答案: 加工与制造
3、 为什么说四面体是材料科学与工程学科的核心方法论？
A:围绕着四面体中的四要素，并考虑其相互联系，开展材料研究
B:针对四面体中的一个要素，开展材料的研究工作
C:无
D:无
答案: 围绕着四面体中的四要素，并考虑其相互联系，开展材料研究
4、 关于四面体是材料研究的核心方法论，以下论述正确的是？
A:四面体是材料学科独有的方法论
B:四面体方法论并不适合所有的材料研究工作
C:无
D:无
答案: 四面体是材料学科独有的方法论
5、 荷叶具有疏水的性能，开发人工疏水材料的过程是？
A:从荷叶的性能出发，研究其微观结构，再考虑成分和制备/加工的因素，进行开发。
B:从荷叶的性能出发，注重成分与其接近即可进行开发
C:无
D:无
答案: 从荷叶的性能出发，研究其微观结构，再考虑成分和制备/加工的因素，进行开发。
6、 开展金属零部件的选材与工艺制定的正确过程是？
A: 首先分析零部件的成分，以及制备加工的工艺，进行实验，从而满足选材和工艺制定
B:首先分析零部件的服役条件，进而分析其性能要求，配合成分、制备/加工、微观结构的考虑，进行实验，从而实现选材和工艺制定。
C:无
D:无
答案: 首先分析零部件的服役条件，进而分析其性能要求，配合成分、制备/加工、微观结构的考虑，进行实验，从而实现选材和工艺制定。
7、 下列哪一项不是科学理论的基本特征？
A:内容上客观真理性
B:结构上的逻辑完备性
C:功能上的科学预见性
D:表达上不能用数学公式
答案: 表达上不能用数学公式
8、 皮肤拉链缝合技术是哪种科学研究共性方法的典型案例？
A:移植法
B:归纳法
C:模型法
D:分析法
答案: 移植法
9、 在08年北京奥运会上，美国运动员菲尔普斯获得8块游泳金牌。其“鲨鱼皮”泳衣的设计制造是依据科学研究的哪一项共性方法？
A:演绎法
B:仿生法
C:模型法
D:系统法
答案: 仿生法
10、 下列哪几个是科学研究选题的基本原则？
A:科学性
B:创新性
C:复杂性
D:可能性
答案: 科学性;
创新性;
可能性
11、 下列哪几个是科学研究选题的基本原则？
A:创造性
B:经济性
C:简单性
D:可能性
答案: 创造性;
经济性;
可能性
12、 下列哪几个是科学研究的基本类型？
A:基础研究
B:应用研究
C:开发（发展）研究
D:产品生产
答案: 基础研究;
应用研究;
开发（发展）研究
13、 马克思说过：一种科学只有在成功地运用（ ）时，才能达到真正完善的地步。
答案: 数学
14、 （ ） 研究 是寻求客观事物的发展规律、原理、规则等的研究。
答案: 基础
15、 （ ）研究是直接解决生产和改造客观世界的实际科学技术问题的研究。
答案: 应用
作业第四章 材料结构设计与系统分析 4E：单元作业
1、 判断题：新材料研究在本质上就是新的宏观与微观结构的研究开发。
评分规则: 答案：√
2、 判断题：对于分形树状纤维填充的复合材料，纤维的分叉角越大，纤维拔出的力越小。
评分规则: 答案：X
3、 判断题：高分子材料一般都是导体材料。
评分规则: 答案：×
4、 选择题：不稳态会自发转变为稳态的原因是（）（a）不稳态自由能低，稳态自由能高；（b）不稳态自由能高，稳态自由能低。
评分规则: 答案：b
5、 选择题：下列哪一项不属于自组织现象（）（a）自调整；（b）自修复；（c）自诊断；（d）自增强。
评分规则: 答案：d
6、 论述题：请从热力学角度简单解释稳定态，非稳态以及亚稳态三者之间的区别。
评分规则: 稳定态指体系的自由能处于最小值状态，可以稳定存在（3分）；非稳态指体系的自由能处于极大值状态，极不稳定（3分）；亚稳态指体系的自由能处于局部极小值状态，具有一定的稳定性，但在一定条件下可以转到稳定态（4分）。
7、 判断题：仿贝壳的层状材料可以同时具有高强度和高韧性。
评分规则: 答案：√
8、 判断题：热力学决定了途径，动力学决定了方向。
评分规则: 答案：X
9、 判断题：某个化学或物理过程的快慢或难易程度由其自由能位垒所决定。
评分规则: 答案：√
10、 判断题：一般静态情况下高分子结晶形成的折叠链片晶的速度比形成伸直链晶体的速度要慢。
评分规则: 答案：X
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