2025年大学《应用物理学》专业题库—— 高分子物理学研究.docxVIP

2025年大学《应用物理学》专业题库——高分子物理学研究

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题

1.下列哪种聚合物结构属于支链结构？

A.聚乙烯

B.聚苯乙烯

C.聚异丁烯

D.聚丙烯腈

2.聚合物链的末端基团对链的构象统计影响最大，这种效应称为：

A.链段运动

B.内旋转

C.端基效应

D.自由体积

3.聚合物链的均方末端距与特征长度的平方之比定义为：

A.回转半径

B.摩尔体积

C.分子量分布

D.拉伸模量

4.当聚合物链段运动受到玻璃化转变温度（Tg）以下温度的阻碍时，聚合物主要表现出：

A.导电性

B.热塑性

C.粘弹性

D.金属光泽

5.聚合物熔体的粘度随剪切速率的变化关系，描述了其：

A.晶态结构

B.粘弹性

C.非牛顿特性

D.构象熵

6.在聚合物基复合材料中，增强相主要承担：

A.电绝缘作用

B.承受主要载荷

C.提供热膨胀

D.增加导电性

7.聚合物发生玻璃化转变的主要物理原因是：

A.分子链断裂

B.晶体熔融

C.链段运动能力发生突变

D.溶剂分子渗透

8.对于高分子稀溶液，其渗透压π与浓度c的关系（理想状态）为：

A.π=RTC

B.π=RT(1/C)

C.π=-RTC

D.π=RT/C2

9.能够在外力作用下流动变形，且去除外力后能恢复原状的聚合物行为称为：

A.硬化

B.玻璃化

C.黏弹性

D.晶化

10.液晶态聚合物区别于普通液体的主要特征是：

A.密度较低

B.具有各向异性

C.熔点较低

D.易于溶解

二、填空题

1.聚合物链的构象熵是衡量链段自由运动程度的物理量，它与链段的___和链的___有关。

2.聚合物玻璃化转变温度Tg与其分子量M之间存在大致的___关系（如阿伦尼乌斯关系或经验关系）。

3.描述聚合物熔体粘度随时间变化的规律称为___现象，其数学表达式通常用___函数来描述。

4.聚合物大分子链的构象数量级为___，这使得精确计算其结构变得极其困难。

5.对于理想浓溶液，其渗透压π可以用___方程来描述，该方程包含了___参数。

三、简答题

1.简述聚合物链的构象和构象统计的物理意义。

2.解释什么是聚合物的粘弹性？并简述其与普通弹性体、流体的区别。

3.高分子液晶有哪些主要类型？简述其中一种液晶的结构特征。

四、计算题

1.已知某聚合物稀溶液在25℃时的渗透压为0.5atm，溶液浓度为0.1kg/m3。该聚合物的摩尔质量为50kg/kmol。试计算该聚合物溶液的比浓粘度ηsp/c。已知在相同条件下，纯溶剂的粘度为1.00mPa·s，溶液的粘度为1.05mPa·s。（气体常数R=8.314J/(mol·K)）

2.估算一条由1000个乙烯单元组成的线性聚乙烯链（链段长度l≈0.5nm）在25℃时的均方末端距Rh。假设链段运动是独立的，且链段间的相互作用可忽略。（阿伏伽德罗常数NA=6.022x1023mol?1）

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五、论述题

试结合高分子链的构象统计理论，论述高分子量对聚合物熔体粘度的影响机制。

试卷答案

一、选择题

1.C

2.C

3.A

4.C

5.C

6.B

7.C

8.A

9.C

10.B

二、填空题

1.长度；构象数量

2.成长（或指数/幂函数）

3.蠕变；弛豫

4.101??~10111

5.渗透压；浓度

三、简答题

1.解析思路：首先定义构象：指聚合物链在空间中所有原子的相对位置。然后定义构象统计：由于聚合物链很长，链段数量众多，链段间相互作用复杂，无法精确计算单个分子的所有构象，因此需要采用统计平均的方法来描述大量分子的平均构象特征（如均方末端距、回转半径等）。

2.解析思路：首先定义粘弹性：聚合物同时具有弹性和粘性的双重性质，其变形对外力的响应既包括瞬时弹性回复，也包括随时间逐渐变化的粘性流动。然后阐述区别：弹性体变形后能完全恢复原状，无时间依赖性；流体在外力下持续流动变形；粘弹性体则介于两者之间，变形恢复有滞后，且与时间有关。

3.解析思路：首先列举主要类型：近晶态、向列态、球晶态。然后选