《木材学》试 卷 答 案.docx

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《木材学》试卷答案

2003西南林学院本科教育试题

《木材学》

一、名词解释（每题3分，共15分）

1、生长轮

答：

形成层在每一个生长季节里向内分生的一层次生木质部，称为生长轮。

2、早材/晚材

答：

生长周期早期所形成的木材，腔大壁薄，色浅松软，为早材。

生长周期晚期所形成的木材，腔小壁厚，色深致密，为晚材。

3、纹孔

答：

纹孔是木材细胞壁加厚时，在初生壁上产生次生壁中未被增厚的部分，即次生壁上的凹陷。

4、纤维素

答：

纤维素是由脱水吡喃葡萄糖单元相互联结而成的直链大分子化合物，是不溶于水的均一聚糖。

5、纤维饱和点

答：

木材内的自由水蒸发殆尽而吸着水仍处于饱和状态时，则称它的含水状态是纤维饱和点。

二、填空题（每题1分，共15分）

1、径切面是通过髓心与_木射线_平行锯切的平面。

2、弦切面是沿树干长轴方向与树干半径相垂直的平面。

3、胞间层和初生壁合起来，统称为复合胞间层。

4、管胞壁上纹孔的排列形式有单列，对列和互列三种类型。

5、纤维素每个葡萄糖基之间的连结为1，4—β—甙键连结。

6、木质素有三种结构单元，分别为紫丁香基丙烷，愈疮木基丙烷和对羟苯基丙烷。

7、木材中的水分有三种状态存在着：

化学水，自由水和吸着水。

8、木材顺纹抗压强度试件尺寸为_20*20*30mm_。

三、选择题（在下列备选答案中选择1-4个正确答案，多选或少选均不得分，每题1.5分，共21分）

1、一个年轮内靠近树皮方向一侧的是[D]

A.边材B.心材C.早材D.晚材

2、构成微纤丝结晶区的化学成分是[A]

A.纤维素B.半纤维素C.木素D.少量成分

3、下列细胞中，具单纹孔的是[C]

A.管胞B.射线管胞C.韧型纤维D.纤维状管胞

4、在显微镜下观察木射线的宽度,最好在[A、D]

A.横切面B.纵切面C.径切面D.弦切面

5、由直立射线细胞和横卧射线细胞共同组成的木射线称为[B]

A.同型射线B.异型射线C.聚合射线D.纺锤形射线

6、赋于木材顺纹抗拉强度的化学成分是[A]

A.纤维素B.半纤维素C.木素D.少量成分

7、测定木材横纹抗压强度得到的值是[B]

A.破坏极限强度B.比例极限强度C.弹性模量D.许用应力

8、以下可以作曲木弯曲成形的理论依据的是[C]。

A.纤维素两相结构理论B.纤维素结晶结构理论

C.木素热塑化理论D.纤维素的吸湿性

9、绝干木材置于空气中将会[D]

A.吸水B.吸湿C.解吸D.均可能发生

10、.不同树种的木材呈现不同的气味主要取决于木材中的[D]

A.纤维素B.半纤维素C.木素D.内含物

11、具有正常轴向松脂道的树种有[A、B、C]。

A.松属B.云杉属C.油杉属D.铁杉属

12、针叶材中具有较多的轴向薄壁组织的是[A、B、D]。

A.柏科B.杉科C.红豆杉科D.罗汉松科

13、纤维素分子右端葡萄糖基上具有潜在还原性的碳原子是[A]。



A.第一个B.第二个C.第三个D.第六个

14、昆明地区木材平衡含水率为13%，考虑到吸湿滞后，则生产家具的板材含水率应干至[D]。

A.17%B.15%C.13%D.11%

四、是非题：

（正确者在括号中打“√”，错误者打“×”，共9题，9分）

1、[×]针叶树材木素中主要是紫丁香基苯丙烷。

2、[×]木材的基本密度是绝干材重量与气干材的体积之比。

3、[√]在细胞壁各层中，木素总含量主要分布在次生壁中。

4、[√]在木材主要化学成分中，半纤维素的吸湿性比纤维素大。

5、[×]木材的吸湿平衡含水率高于解吸平衡含水率。

6、[×]年轮明显度是指一个年轮内早材至晚材转变程度的明显与否。

7、[×]薄壁细胞胞壁上纹孔均为单纹孔，而厚壁细胞胞壁均为具缘纹孔。

8、[×]针叶树材木射线均为单列木射线，在宏观下宽度为极细。

9、[√]木材密度越大，其干缩变形大。

五、画图题（共1题，5分）

1、画出导管壁上穿孔类型图。

六、简答题（每题5分，共15分）

1、纤维素和半纤维素的主要异同点？

答：

相同点：

（1）半纤维素和纤维素两者同属于多聚糖，

（2）同是甙键连接的，（3）皆可酯化或醚化，在适当的条件下可以水解，在碱性条件下可以降解。

不同点：

（1）纤维素是由单一糖基构成的高聚物，半纤维素是由两种或两种以上的糖基构成。

（2）纤维素是线形高聚糖，半纤维素是线形的带有各种短侧链的多聚糖。

（3）纤维素具有结晶区和非结晶区结构，形成纤丝存在于细胞壁，为骨架物质，半纤维素为基质物质，包围在纤维素纤丝外面，在外界条件影响下，半纤维素要比纤维素容易起化学反应。

（4）半纤维素的吸湿性和润胀度均比纤维素高。

2、什么是木材的“吸着滞后”现象。

答：

在木材被水浸透的情况下，纤维素和木素的羟基几乎完全为吸着水所满足，当木材干燥时，一部分羟基自由释放，但由于干缩作用，这些羟基便靠拢的很近，有许多羟基仍相互吸引而满足，这部分相互吸引而满足的羟基不能再自由的吸附水分，吸附量便降低了。

因此，吸附和退吸等温线会形成一个回线，其含水率差称为“滞后，这种现象称为“吸着滞后”。

3、说明影响木材力学性质的因素主要有哪些。

答：

影响木材力学性质的因素主要有：

密度：

木材的强度与刚性随着木材密度的增大而增大。

含水率：

在纤维饱和点以上，当含水率改变时，木材的强度几乎无变化。

在纤维饱和点以下，随着含水率的升高木材的强度降低。

温度：

木材温度升高，强度即随之降低，湿材降低的程度大于干材。

温度在20—160℃之间强度均匀降低，温度>160℃强度降低的速度加大。

载荷作用时间：

在载荷的长期作用下木材的强度会逐渐降低，所施加的载荷越大木材能经受的时间越短。

纹理：

斜纹理对木材顺纹抗拉强度影响最大，斜率1/25强度变会明显下降。

对顺纹抗压强度影响较小，斜率不超过1/10强度下降的程度不十分明显，斜率对横纹剪切强度的影响可以忽略不计。

七、论述题（每题10分，共20分）

1、针叶材和阔叶材在微观构造上有什么区别?

答：

针叶树材与阔叶树材微观构造的主要差异

组织或分子

针叶树材

阔叶树材

导管

不具有

有

管胞

纤维状管胞

韧型纤维

管胞是主要分子，不具韧型纤维。

管胞横切面的形状，一般是四边形、六边形。

早材和晚材的差异，一般比较大。

具有管胞（环管管胞、导管状管胞）的树种不多。

纤维状管胞或韧型纤维是主要分子。

该细胞的横切面形状不规则，早材和晚材之间的差异不大。

射线组织

具射线管胞。

组成射线的细胞都是横卧细胞，多数是单列。

不具有射线管胞。

组成射线的细胞也有仅是横卧的，一般是横卧和直立，与方型细胞一起组成的较多。

射线仅为单列的树种少，而出现颇多的为多列射线，有的还具有聚合或复合射线。

轴向薄壁组织

其排列类型为星散分布，或最多2—3个相连

丰富，其排列类型多种多样

胞间道

仅松科某些属具有树脂道（轴向或横向），其分布多为星散，或为短切线状（创伤树脂道）

某些树种具有轴向和水平两种树胶道。

轴向胞间道的排列有同心圆状、星散状或短切线状。

细胞中的矿物质

仅少数树种细胞含有草酸钙结晶。

不含二氧化矽。

在不少树种细胞中含有草酸钙结晶，其结晶形状是多样的。

在不少热带树种细胞中含有二氧化矽。

乳汁管乳汁迹

不具有

少数树种具有

2、解释木材干缩湿胀各向异性及其形成原因。

答：

表现：

（1）纵向收缩小0.1—0.3%

（2）径向收缩大3—6%（3）弦向收缩更大6—12%。

原因：

横向大于纵向：

水分进入时横向距离变大。

弦向大于径向：

（1）射线组织的影响：

由于木射线在径向的抑制作用，径向的干缩率和湿胀率较弦向的小。

（2）早、晚材差异的影响：

由于晚材的干缩与湿胀比早材大，所以晚材弦向的胀缩促使早材的胀缩加大，因为早、晚材是并列的，所以相互有抑制作用，在径向早、晚材是串联的，因此相互没有牵制。

（3）微纤丝倾角差的影响：

由于纤维在径面上有较多纹孔存在，致使微纤丝的排列不如弦面上的纤丝接近于平行纤维的长度，所以弦向的干缩率和湿胀率大于径向的。

（4）细胞壁的量，尤其是胞间层的量的影响：

由于木材弦向单位尺寸中含的胞间层物质和胞壁物质比径向单位尺寸中的含量大，所以干缩率和湿胀率弦向比径向大。

木材的吸湿速度与解吸速度达到平衡时的含水率，称为平衡含水率。

2004西南林学院本科教育试题

《木材学》

一、名词解释（每题3分，共15分）

1、管孔

答：

导管分子在横切面上呈圆孔状，称为管孔。

2、环孔材

答：

在一个年轮内早、晚材管孔直径大小有显著差异，早材硕大，晚材细小，且早材管孔通常沿年轮线呈环状排列，称为环孔材。

3、平衡含水率

答：

置于一定温度与一定湿度的环境中的木材，当木材表面层的蒸汽压与外部的蒸汽压相等时，湿度达到相对平衡，此平衡状态下的木材含水率即为平衡含水率。

4、初生壁/次生壁

答：

在细胞分生过程中，从分裂到细胞增大最初形成的胞壁，称为初生壁。

在初生壁的内侧由附着生长而形成的胞壁，称为次生壁。

5、木材的应力松弛

答：

使木材这类粘弹性材料产生一定的变形，在时间推移中能维持此状态，就必须使产生此变形的应力随时间而逐渐减小，这种现象称为应力松弛。

二、填空题（每题1分，共15分）

1、根据管孔式的不同可以将木材分为环孔材，散孔材和半环孔材。

2、细胞次生壁中_S2__层最厚，对某些木材物理性质有决定性影响。

3、轴向管胞上的纹孔都是__具缘__纹孔。

3、在针叶树材中，正常的树脂道仅存在于松科的云杉属，黄杉属，银杉属，松属，落叶松属和油杉属。

4、同形木射线全由_横卧_细胞组成。

5、交叉场纹孔的类型主要有窗格状，云杉型，柏型，杉型和松型。

6、纤维素的简单分子式为_（C6H10O5）n_。

7、木材力学强度从纹理方向来看有顺纹强度和_横纹_强度。

三、选择题（在下列备选答案中选择1-4个正确答案，多选或少选均不得分，每题1.5分，共21分）

1、构成木材的纵生细胞有[A、B、C、D]。

A.管胞B.导管

C.木纤维D.射线薄壁细胞

2、下列树种中，具单列木射线的是[D]

A水曲柳B.栎木C.香樟D.冷杉

3、木材纹理是指木材中轴向细胞的[C]

A.尺寸大小B.均匀程度C.排列方向D.纹孔类型

4、针叶材中具有较多的轴向薄壁组织的是[B、C、D]。

A.红豆杉科B.杉科C.柏科D.罗汉松科

5、以下属于细胞壁上的特征有[A、B、C、D]。

A.纹孔B.螺纹加厚C.锯齿状加厚D.侵填体

6、下列细胞壁各层中最厚的层是[D]

A.复合胞间层B.次生壁C.S1层D.S2层

7、针叶树材木质素的结构单元主要有[B]

A、紫丁香基丙烷B、愈疮木基丙烷C、邻羟基丙烷D、对羟基丙烷

8、组成半纤维素的糖基有[A、B、C、D]。

A.D-葡萄糖B.D-半乳糖C.D-木糖D.D-甘露糖

9、木材纤维素分子链的聚合度大约为[C]。

A.200-500B.3000-5000C.7000-10000D.1000000

10、我国木材气干平衡含水率范围约为[C]

A.4-8%B.8-10%C.10-16%D.16-20%

11、木素的热塑化温度在针叶材为[B]。

A.120-125℃B.170-175℃C.250-255℃D.320-325℃

12、同一块木材，其数值最大的密度为[A]

A.生材密度B.基本密度C.绝干密度D.气干密度

13、与木材密度无关的热学性质是[A、D]

A.比热B.导热系数C.导温系数D.纵向热膨胀系数

14、静曲强度的国际单位是[D]

A.J/m2B.J/m3C.g/cm3D.N/m2

四、是非题：

（正确者在括号中打“√”，错误者打“×”，共9题，9分）

1、[×]阔叶树材木素中主要是紫丁香基苯丙烷单元。

2、[×]木材的气干材密度是指木材经自然干燥，含水率达到30%左右时的木材密度。

3、[×]在细胞壁各层中，木素总含量主要分布在次生壁S1层中。

4、[√]并非所有的阔叶树材都具有导管。

5、[√]木材的吸湿平衡含水率低于解吸平衡含水率。

6、[×]年轮明显度是指一个年轮内早材至晚材转变程度的明显与否。

7、[×]薄壁细胞胞壁上纹孔均为单纹孔，而厚壁细胞胞壁上纹孔均为具缘纹孔。

8、[×]针叶树材木射线均为单列木射线，在宏观下宽度为极细。

9、[×]木材密度越大，其干缩变形越小。

五、画图题（共1题，5分）

1、画出针叶树材交叉场纹孔类型图。

六、简答题（每题5分，共15分）

1、木材有哪些优缺点?

答：

木材的优点：

（1）易于加工

（2）木材的某些强度与重量的比值较一般金属的比值高（质轻而强度高）（3）气干木材是良好的热绝缘和电绝缘材料。

（4）木材有吸收能量的作用（5）木材是弹性—塑性体，在损坏时有一定的预警（6）木材具有天然的美丽花纹，光泽和颜色，能起到特殊的装饰作用。

木材的缺点：

（1）木材会发生各向异性的干缩湿胀

（2）木材容易腐朽和虫蛀（3）木材用作沿海水工建筑材料或木船等，常为海生钻孔动物所侵害。

（4）木材易于燃烧（5）木材的变异性很大（6）木材有许多不可避免的天然缺陷。

2、试述管胞和木纤维的壁层结构理论。

答：

组成木材的细胞中，针叶树材的管胞占绝大部分，阔叶树材是木纤维占大部分。

这些细胞壁的壁层结构对木材各种性质具有很大影响。

管胞和木纤维的细胞壁都包括初生壁和次生壁的S1、S2、S3层，其中S2层的厚度约占整个壁厚的70%以上，为胞壁中最厚的一层，成为细胞壁的主体。

管胞和木纤维的初生壁中的微纤丝排列基本呈无定向的网孔状结构，其表面的微纤丝排列的主方向与细胞略成直角。

次生壁S1层与S3层缓倾斜，S1层与细胞轴成50—70度角，S3层成60—90度角，S2层陡倾斜，与细胞轴成10—30度角，基本平行。

3、简述纤维素的化学结构特点。

答：

（1）纤维素大分子仅由一种糖基即葡萄糖基组成，糖基之间以1，4—β甙键连接。

（2）纤维素链的重复单元是纤维素二糖基，长度为1.03nm，每一个葡萄糖基与相邻的葡萄糖基依次偏转180度。

（3）除两端的葡萄糖基外，中间的每个葡萄糖基具有三个游离的羟基，分别位于C2、C3、C6位置上，纤维素的分子式可以表示为：

[C6H7O2（OH）3]n，第2、3碳原子上的羟基为仲醇羟基，第6碳原子上的羟基为伯醇羟基。

（4）纤维素大分子右端的葡萄糖末端基上的羟基具有潜在的还原性，被称为隐性醛基，左端的葡萄糖末端基是非还原性的，由于纤维素的每一个分子链只有一端具有还原性，所以纤维素分子具有极性和方向性。

（5）除了具有还原性的末端基在一定的条件下氧环式和开链式结构能互相转换外，其余每个葡萄糖基均为氧环式椅式，具有较高的稳定性。

七、论述题（每题10分，共20分）

1、针叶材和阔叶材在微观构造上有什么区别?

2、解释木材干缩湿胀各向异性的形成原因。

2005西南林学院本科教育试题

《木材学》

一、名词解释（每题3分，共15分）

1、胞间道

答：

胞间道是分泌细胞围绕而成的长形细胞间隙。

贮藏树脂的叫树脂道，贮藏树胶的叫树胶道。

2、同形射线/异形射线

答：

射线组织的个体射线全部由横卧细胞组成，称为同形射线。

射线组织的个体射线全部或部分由直立或方形细胞组成，称为异形射线。

3、应压木/应拉木

答：

在树干断面上如果髓心偏向一侧，偏心部分的年轮特别宽，在解剖构造和材性上与正常材有显著的差异，这部分木材称之为应力木。

在针叶树材中产生于倾斜树干或枝桠的下侧，即在受压的一侧产生应压木，在阔叶树材中产生于倾斜树干或枝桠的上侧，即在受拉的一侧产生应拉木。

4、半纤维素

答：

凡水解时能分离出木糖、半乳糖等的植物细胞壁的组成部分便称之为半纤维素。

5、木材的蠕变

答：

在恒定的应力下，木材的应变随时间增长而增大的现象称为蠕变。

二、填空题（每题1分，共15分）

1、径切面是通过髓心与_木射线_平行锯切的平面。

2、木材细胞壁上的特征主要有纹孔，螺纹加厚，锯齿状加厚，径列（横）条和分隔，瘤层和侵填体。

3、异形木射线由_横卧_细胞和直立细胞组成。

4、纤维素大分子的葡萄糖基上包含__3__个醇羟基。

5、纤维饱和点含水率约为30%。

6、针叶树材木质素中主要是愈疮木基丙烷单元，阔叶树材木质素中主要是紫丁香基丙烷单元。

7、木材中的水分有三种状态存在着：

化学水，自由水和吸着水。

8、纤丝之间微纤丝之间的_间隙_称为微毛细管系统。

9、木材顺纹抗压强度试件尺寸为_20*20*30mm_。

三、选择题（在下列备选答案中选择1-4个正确答案，多选或少选均不得分，每题1.5分，共21分）

1、以下属于木材学的研究范畴的有[A、C]。

A.木材解剖学B.高分子化学

C.木材物理学D.人造板

2、在显微镜下观察木射线的宽度,最好在[A、D]

A.横切面B.纵切面C.径切面D.弦切面

3、管孔的内含物有[A、B、D]。

A.树脂B.树胶C.侵填体D.色素

4、井字区纹孔是指下述哪两类细胞间交叉区域的纹孔[B]

A.早材管胞与射线管胞B.早材管胞与射线薄壁细胞

C.晚材管胞与射线管胞D.导管分子与射线薄壁细胞

5、聚合度对纤维素的机械强度有明显影响，聚合度在[C]时，强度随聚合度的增加而提高。

A、大于1000B、700至1000C、200至700D、200以下

6、阔叶树材木质素的结构单元主要有[A、B]

A、紫丁香基丙烷B、愈疮木基丙烷C、对羟基丙烷D、邻羟基丙烷

7、下列木材中含水程度最高者为[A]

A.湿材B.生材C.气干材D.窑干材

8、与木材密度无关的热学性质是[A、D]

A.比热B.导热系数C.导温系数D.纵向热膨胀系数

9、木材导湿动力有[A、B、C]。

A.含水率梯度B.蒸汽压力C.毛细管张力D.纤维素分子间力

10、大毛细管系统包括[A、B、C、D]。

A.细胞腔B.细胞间隙C.纹孔腔D.纹孔膜上的小孔

11、绝干木材置于空气中将会[D]

A.吸水B.吸湿C.解吸D.均可能发生

12、昆明地区木材平衡含水率为13%，考虑到吸湿滞后，则生产家具的板材含水率应干至[D]。

A.17%B.15%C.13%D.11%

13、下列木材强度指标中,不随含水率变化的是[D]

A.顺压强度B.顺剪强度C.静曲强度D.冲击韧性

14、冲击韧性的国际单位是[A]

A.J/m2B.PaC.g/cm3D.N

四、是非题：

（正确者在括号中打“√”，错误者打“×”，共9题，9分）

1、[×]针叶树材木素中主要是紫丁香基苯丙烷和愈疮木基丙烷。

2、[√]木材的气干材密度是指木材经自然干燥，含水率达到15%左右时的木材密度。

3、[×]在细胞壁各层中，木素总含量主要分布在复合胞间层中。

4、[√]在组成木材的细胞中，针叶树材是管胞占绝大部分，阔叶树材是木纤维占绝大部分。

5、[√]木材的吸湿平衡含水率低于解吸平衡含水率。

6、[×]年轮明显度是指一个年轮内早材至晚材转变程度的明显与否。

7、[×]薄壁细胞胞壁上纹孔均为单纹孔，而厚壁细胞胞壁上纹孔均为具缘纹孔。

8、[√]一般来说，阔叶树材中半纤维素较多，木质素较少，针叶树材中半纤维素较少，木质素较多。

9、[√]聚合射线亦称为伪射线。

五、画图题（共1题，5分）

1、画出针叶树材交叉场纹孔类型图。

六、简答题（每题5分，共15分）

1.木材有哪些优缺点?

2．纤维素和半纤维素的主要异同点？

3．说明影响木材力学性质的主要因素。

七、论述题（每题10分，共20分）

1、针叶材和阔叶材在微观构造上有什么区别?

2、论述木材抽提物对木材材性和加工利用的影响。

答：

（1）抽提物对木材颜色的影响：

色素的存在可使木材呈现各种色调，有些色素能吸收太阳光中的紫外线，可增加木材表面抗光化降解作用。

（2）抽提物饿木材气味、滋味的影响：

从木材中逸出的挥发性物质不同而使木材具有不同的气味，未挥发的成分具有不同的滋味。

具有香味的木材可用来气熏物品或制成工艺美术品。

（3）抽提物对木材强度的影响：

含树脂和树胶较多的热带木材其耐磨性较高。

抽提物对木材强度的影响随作用力的方向有变异。

顺纹抗压、抗弯强度和和冲击强度随着木材抽提物含量的增加而增加。

（4）抽提物对木材渗透性的影响：

抽提物的存在可使木材的渗透性降低，心材的渗透性小于边材，是因为心材所具有的抽提物高于边材。

（5）抽提物对胶合性能的影响：

a抽提物可使木材表面污染：

大量抽提物沉积于木材表面，增加了木材表面的污染程度，从而降低界面间的胶合强度。

憎水性抽提物降低木材表面润湿性，破坏木材表面反应场所，不利于木材—胶粘剂的界面胶结。

抽提物的氧化有增加木材表面酸性的趋势，促使木材表面降解，降低表面强度。

b抽提物使胶粘剂固化不良：

抽提物移向木材表面，可干扰木材—胶粘剂界面形成，阻止材面润湿使胶合强度变低，改变胶粘剂的特性。

（6）抽提物对涂饰性能的影响：

抽提物会是漆膜变色，漆膜早期变坏，妨碍漆膜固化。

（7）抽提物对木材接枝聚合作用的影响：

某些酚类抽提物具有阻聚作用。

（8）抽提物对木材表面耐候性的影响：

木材表面的抽提物能促进木材对紫外光的吸收，加速木材表面的光化降解作用。

（9）抽提物对木材加工工具的影响：

木材中多酚类抽提物含量高者在木材加工过程中易使切削刀具磨损。

（10）抽提物对木材声学性能的影响：

抽提物部分被分解或去除，有助于改善木材的声学性能。

（11）抽提物对工人健康的影响：

某些木材抽提物含有毒性的化学成分。

（12）抽提物对木材利用的一些不利影响：

某些抽提物会延缓水泥的凝结时间降低固化强度，用气味浓厚的木材制造的包装箱不宜装茶叶和食品。