木材学考试题

北京林业大学20 06 --20 07第二学期考试试卷

一、填空题(每空1分，共20分 )

1、树木的生长是指树木在同化外界物质的过程中，通过细胞分裂和扩大，使树木的体积和重量产生不可逆的增加。树木的生长是高生长_______与_直径生长____________的共同作用结果。

2、导管是绝大多数阔叶树材所具有的中空状轴向输导组织，在横切面上称之为管孔，管孔的组合是指相邻管孔的连接形式，常见的管孔组合有以下几种形式单管孔、____径列复管孔_________、_____管孔链________、管孔团_____________。

3、形成层位于树皮和木质部之间是一列细胞层，其细胞具有反复分生能力，我们将之称为形成层原始细胞，形成层原始细胞分为纺锤形原始细胞与射线形原始细胞，它们是木材轴向细胞与横向细胞的来源。

4、在木材生产和流通中，借助横切面，将板宽面与生长轮之间的夹角在45°～90°的板材，称为

_径切板____________；将板宽面与生长轮之间的夹角在0°～45°的板材，称为___弦切板__________。

5、目前在电子显微镜下观察时，认为组成细胞壁的最小单位是__基本纤丝___________。

6、纹孔是细胞壁上的主要特征，根据纹孔的结构，将纹孔分为__单纹孔___________和具缘纹孔___。

7、在相同的温湿度条件下，由___吸着_________过程达到的木材的平衡含水率低于由____解吸_________过程达到的平衡含水率，这个现象称为吸着滞后（即吸湿滞后）。

8、苯丙烷作为木质素的主体结构单元，共有三种基本结构，分别是_愈疮木基苯丙烷_____________ 、紫丁香基苯丙烷______________ 、_对羟苯基丙烷______________ 。

9、木材中的水分有自由水和结合水两类，其中自由水存在于木材细胞的细胞腔中，结合水存在于木材细胞的细胞壁中。

10、当施加于木材的应力超过木材的弹性限度时，去除外力后，木材仍会残留一个当前不能恢复的变形，木材所表现出的这一性质称为__塑性____________。

1.树木的生长是通过细胞分裂和扩大，使树木的体积增加。树木的这种生长是高生长与直径

生长共同作用的结果，其中高生长是由顶端分生组织完成，直径生长是由形

成层完成。

2.树木的一个年轮由早材和晚材组成,根据早材到晚材的变化有急变和缓变

之分。

3.树木的木质部中，靠近树皮部分含水量高，颜色浅称为边材，中心部分颜色深含

水量少称为心材。

4.导管是绝大多数阔叶树材所具有的中空状轴向输导组织，在横切面上称之为管孔，管孔的

组合有单管孔径列复管孔、管孔链、管孔团等四种形式。

5.木材细胞壁在电镜下观察是分层的，木材细胞壁主要包括初生壁和次生壁

两层。

6.纹孔是木材细胞壁上的主要特征，根据纹孔的结构可将纹孔分为单纹孔和具缘纹

7.木材的主要化学成分包括纤维素、半纤维素和木质素，其中木质素是由苯基丙烷结构单元

通过醚键和碳—碳键连接而成，根据单元的苯基结构上的差别可将苯基丙烷结构单元分成

三类：愈疮木基苯丙烷、紫丁香基苯丙烷、对羟苯基丙

烷。

8.

这三种变形在木材

9.

1、树木的一个年轮由同一年轮的早材和晚材组成。早材到晚材的转变和过渡有_急变________和_缓变________之分。

2、导管是绝大多数阔叶树材所具有的中空状轴向输导组织，在横切面上称之为管孔，根据在一个生长轮内管孔的分布，将阔叶树材分为__环孔材________、散孔材、半环孔材。

3、轴向薄壁组织在阔叶树材中较发达，阔叶树材中根据在橫切面上，轴向薄壁组织与导管连生情况，将其分为离管型与傍管型两大类型。

4、木材细胞壁的主要成分中骨架物质为__纤维素________，基体物质为__半纤维素________，结壳物质为__木质素________。

5、一个木材试样初始含水率为30%，初始体积为1cm3，干燥到绝干后，体积为0.88 cm3，则在此过程中的体积全干缩率为_____12%_______，而体积干缩系数为__=干缩率/含水率差值__________。

6、_横向振动_

__________ 、扭转振动

和______________。

7、木材中的水分可以分为___自由水___________和__胞壁水_____________两类。

8、弹性常数包括有__弹性模量__________ 、剪切弹性模量_____________ 、__泊松比___________ 。

二、判断并改正（对的在括号内打“√”；错的打“×”并改正；每题3分，共15分）

2.幼龄材是次生人工林快速生长树株中严重影响木材品质的部分。幼龄材，是树株生长最初年份形成的木材，为高度一定的圆锥形，只限于成熟树干下方中心部位。（×）

3.具缘纹孔是木材中厚壁细胞上存在的纹孔类型。在针叶树材与阔叶树材中具缘纹孔的结构都一样没有差别。（×）

4.在弦×是径切面切面，射线薄壁细胞和早材轴向管胞相交叉区域的纹孔式称交叉场纹孔，交叉场纹孔可分为5种类型：窗格状、松木型、冷杉型×是云杉、杉木型和柏木型。（×）

5.木材是一种黏弹性材料，在长久的外力作用下，会呈现出明显的蠕变行为。如木梁，在夏季，往往变形会大一些，这是因为夏季环境中温度较高，湿度较大。（√）

1.在树木直径生长过程中，生成的木质部的量要小于韧皮部。（×）

2.幼龄材不是指幼小的树，而是未成熟的木质部，它属于初生木质部。（×）次生木质部

3.红松、落叶松、云杉、臭松，这些树种中都有正常的树脂道。（×）

4.木材具有一定的导电能力主要是因为在木材中具有一定的自由离子。（√）

5.有些木材具有很好的声学性质，因此在乐器行业木材应用广泛例如云杉、泡桐等都是很好

的共鸣板，为了提高稳定性木材需改性处理，甲醛化处理就是一种很好的方法。（√）

6.针叶树材的木射线，主要为射线薄壁细胞组成，但在某些针叶树材中木射线由射线薄壁细

胞和射线管胞共同组成，其中射线管胞为厚壁细胞。射线管胞内壁形态在木材鉴别和分类

上有重要意义，射线管胞内壁有锯齿状加厚的松属树种我们称软松×是硬松，射线管胞内

壁平滑的松属树种我们称硬松×是软松。（×）

7.并非所有的针叶树材都有正常树脂道。但在红松、落叶松、鱼鳞云杉、华山松这些树种中

都有正常的树脂道。（√）

8.木材的导电性是由离子的移动引起的，木材含水率在0～20％的范围内，影响导电机理的

主要因子是木材中离子的迁移率×是离子的数量。（×）

9.木材或木制品中的水分含量通常用含水率来表示，根据基准的不同分为绝对含水率和相对

含水率两种。木材工业中一般采用的是相对含水率×是绝对含水率。（√）

10.在木材构造上我们区分针叶树材与阔叶树材通常是根据导管的有无，除此之外用摩尔氏反

应从一定程度上来说也可以鉴别针叶树材与阔叶树材，其原因是针叶树材与阔叶树材中纤

维素与半纤维素的含量不同×是木质素组成结构单元不同。（×）

三、选择题（在每题所给的选项中选出正确的答案填入括号中,正确选项1个1分,共15分）

1、木质材料有很多优点，例易于加工，强重比高，有良好的声学性质以及（ a、 c ）等。

a.可吸收紫外线，反射红外线

b.木材的性质各向异性

c.木材在破坏前有预兆

d. 干缩湿胀性

e.可燃烧性

2、木材的学名是使用了植物的学名，即采用了双名法(二名法、双命名法）。双名法是由瑞典植物分类学家林奈创立的，下面的木材名称中，哪些是木材的学名（ a、d ）。

a. P. massoniana Lam

b. b.红松

c.Pine

d.Pinus koraiensis Sieb. et Zucc.

3、下列树木中的组织哪个是次生分生组织（）。

a.髓

b.木质部

c.顶端分生组织

d.形成层

4、阔叶树材中的木纤维是两端尖削，呈纺锤形，腔小壁厚的细胞。下列哪些细胞是木纤维。（） a.纤维状管胞 b.环管管胞 c.导管状管胞 d.韧性纤维

5、下列哪些薄壁组织类型属于傍管类薄壁组织（）

a.轮界状

b.翼状

c.星散状

d.环管状

6、木材和木制品中的水分含量通常用含水率来表示。木材工业中一般采用（d.绝对含水率

），即水分质量占据（c. 木材绝干质量）的百分率。 a.相对含水率 b.湿木材质量 c. 木材绝干质量 d.绝对含水率

7、纤维素是木材细胞壁的骨架物质，它是一种天然高分子化合物，纤维素具有结晶结构，结晶结构的基本单元为晶胞，天然纤维素的结晶体称为纤维素Ι，纤维素Ι的晶胞是由（）个纤维二糖构成的。 a. 2 b. 8 c. 4 d. 1

8、木材中的水分有两种，在针叶树材中自由水的移动途径主要是管胞和纹孔，影响针叶树材中自由水移动的主要是（d.纹孔闭塞）。阔叶树材中自由水的主要移动途径是导管、穿孔以及环管管胞和导管状管胞等，影响阔叶树材中自由水移动的主要是（b.侵填体和树胶）。

a. 导管上纹孔数量

b.侵填体和树胶

c. 木纤维大小

d.纹孔闭塞

e.管胞的大小

9、一个木材试样初始含水率为30%，初始体积为2cm3，干燥到绝干后，体积为1.80 cm3，则在此过程中的体积全干缩率为（）。 a.10% b.7％ c.11％ d.33.3%

1.做为建筑材料木材有很多优点，下面哪些选项不属于这些优点（）。

a.强重比高

b. 具有干缩湿胀性

c. 良好的声学性质

d. 易于加工

e.可以做燃料

f.具

有美丽的花纹和光泽 g.可吸收紫外线

2.下面的木材名称中，哪个是木材的学名（）。

a.松木

b.华山松

c.Ginkgo bioloba L.

d.松属

3.树木是由树冠、树干、树根三大部分组成。树干在其中起输导、储存和支撑功能，（边材）

把树根吸收的水分和矿物营养输送至树冠，再把树冠制造出的有机营养通过（树木的韧皮部）输送至树木全体。边材向上，韧皮部向下

a.早材

b.边材

c.树皮的韧皮部

d.心材

4.树木的一个年轮由同一年轮的早材和晚材组成。松属木材的硬松类往往早材至晚材为急变，

如( 马尾松)；而软松类，如( 红松)，往往早材到晚材为缓变。

a. 红松

b. 侧柏

c. 云杉

d.马尾松

5.针叶树材径切面上，早材（）与（）的交叉区域的纹孔称之为交叉场纹孔，交叉

场纹孔对为半具缘纹孔对，有窗格状、柏木型、松木型、云杉型、杉木型等五种类型。

a. 射线薄壁细胞

b.导管

c. 轴向薄壁细胞

d.管胞

6.纤维素是木材细胞壁的骨架物质，它是一种天然高分子化合物，纤维素具有结晶结构，结

晶结构的基本单元为晶胞，天然纤维素的结晶体称为纤维素Ι，纤维素Ι的晶胞是由（2 ）个纤维二糖构成的。

a. 4

b. 1

c. 2

d. 8

7.半纤维素是一种不均一的聚糖，由两种或两种以上的糖基组成，它的命名有一定的规则，

若有一半纤维素中C糖基为主链，支链B糖基多于支链A糖基，那么此半纤维素的名称为（）。

a.聚C糖B糖A糖

b.聚B糖C糖A糖

c. 聚C糖A糖B糖

d. 聚A糖B糖C 糖

8.木材中的水分有两种，在针叶树材中自由水的移动途径主要是管胞和（纹孔），阔叶树

材中自由水的主要移动途径是（导管）、穿孔以及环管管胞和导管状管胞等。

a. 导管

b.侵填体

c. 木纤维

d.纹孔

9.一块试材从湿重量为15克干燥到绝干时的12克，相应的体积从6cm3变化为5.4cm3。请问：

干燥前此试材的含水率为(25%注意除的是绝干时的重量！！！)，此试材的体积全干干缩率为( 10% )。

a.20%

b.25％

c.30％

d.10%

e.11.1%

f.9%

四、名词解释：（每个2分，共20分）

生长轮：通过形成层的活动，在一个生长周期中所产生的次生木质部，在横切面上呈现一个围绕髓心的完整轮状结构，称为生长轮或生长层。

晚材：温带和寒带的树种，通常生长季节晚期所形成的木材，由于细胞分裂慢，所形成的细胞腔小壁厚，材质较致密，材色深，称为晚材。

急变：一个年轮内早材至晚材的转变和过渡有急有缓。急剧变化者为急变。

胞间道：是分泌细胞环绕而成的狭长细胞间隙，在针叶材中称为树脂道，在阔叶材中称为树胶道。它是木材中的一种组织。

环孔材：指在一个生长轮内，早材管孔比晚材管孔大得多，并沿生长轮呈环状排成一至数列.

侵填体：在一些阔叶树材的心材和边材导管中，有一种原生质体的长出物，来源于邻近的射线或轴向薄壁细胞，通过导管管壁的纹孔挤入胞腔，形成囊状构造，局部或全部将导管堵塞。常有光泽。平衡含水率：当木材在一定的相对湿度和温度的空气中，吸收水分和散失水分的速度相等，即吸湿速度等于解吸速度，这时的含水率称为木材的平衡含水率。

导温系数：在非稳态下，温度在木材中均衡传播的能力，是固体温度变化速度的指标，常以a表示。热扩散率（导温系数）：在非稳态下，温度在木材中均衡传播的能力，是固体温度变化速度的指标，常以a表示。

基本密度：木材在绝干时重量最小，饱和时体积最大，两者的数值稳定,基本密度不随含水率变化而变化。与其它密度相比数值最小，测定结果较为准确，是最能反映该树种材性特征的密度指标，应用广泛。

容许应力：指木构件在使用或荷载条件下，能长期安全地承受的最大应力。计算和实际使用中要对木材的测定强度适当打折扣，即除以安全系数。

边材树种：树干的中心和外围既无材色差别，含水量又相等，这样的树种称为边材树种.

木射线：在木材横切面上有颜色较浅的，从髓心向树皮呈辐射状排列的细胞构成的组织，来源于形成层中的射线原始细胞。

纹孔：木材细胞壁次生壁的凹穴状。在木材的细胞壁加厚时，即产生次生壁时，加厚不均匀，遗留若干空隙，这些初生壁未被次生壁增厚的部分，即为纹孔。

结晶区：在基本纤丝内，纤维素分子链基本平行排列的部分，称为结晶区；在结晶区内，x射线衍射图反映是高度结晶的。

熟材树种：一部分树种,树干中心部分与外围部分的材色无区别，但含水量不同，中心水分较少的部分可称为熟材；具有熟材的树种。

实质密度: 即木材物质或胞壁物质的比重，不包括木材的胞腔等空隙。范围：1.46～1.56，平均为

1.50。

介电常数:表明木材在交变电场下介质极化和储存电能能力的量。

松弛：指在恒定温度和形变保持不变的情况下,木材内部的应力随时间延长而逐渐衰减的现象。

五、问答题：（共30分）

1.木材的密度与木材中水分的含量有密切的关系，因此对应着木材的不同水分状态，木材密度可分

为哪几种？影响木材密度的其它因素还有哪些？（8分）

1.答：对应着木材的不同水分状态，木材密度可以分为生材密度、气干密度、绝干密度和基本密度。

木材密度的影响因素除了含水率以外，还包括树种、抽提物含量、立地条件和树龄等。在同一棵树上，不同部位的木材密度也有较大的差异。

2.画出木材的典型蠕变曲线并分析之？（8分）

OA----加载后的瞬间弹性变形; AB----蠕变过程，（t0→t1）t↗→ε↗; BC1 ----卸载后的瞬间弹性回复，BC1==OA; C1D----蠕变回复过程，t↗→ε缓慢回复 ; 故蠕变AB包括两个组分：弹性的组分C1C2——弹性后效变形; 剩余永久变形C2C3=DE——塑性变形.木材蠕变曲线变化表现的正是木材的黏弹性质。

3.请举出至少三个例子，说明木材介电性质在木材工业中的应用。（6分）

答：交流介电式水分仪；木材及木制品的高频热固化胶合工艺；高频干燥技术。

4.什么是木材的干缩湿胀，木材的干缩湿胀有何特点，为什么会有这种特点？（8分）

干缩湿胀：在绝干状态和纤维饱和点含水率范围内，由于水分进出木材细胞壁的非结晶领域，引起

的非结晶领域的收缩(shrinkage)或湿胀(swelling)，导致细胞壁尺寸变化，最终木材整体尺寸变化

的现象。各向异性，各向异性的原因：1、纵向和横向：细胞壁壁层的构造决定。2、径向和弦向：(1) 木射线的作用; (2) 早材和晚材的相互作用; (3) 细胞径面壁上纹孔多，扰乱了微纤丝的排列，纤丝角增大； (4) 单位尺寸的径面壁上胞间层物质和胞壁物质相对于弦面壁上的要少。

1、针叶树材与阔叶树材的组成细胞有哪些？比较针叶树材中的主要细胞与阔叶树材中的主要细胞的不同。

答：阔叶树材（1.5分）：

厚壁细胞：导管分子，木材纤维(韧性纤维、纤维状管胞)，导管状管胞、环管管胞。

薄壁细胞：轴向木薄壁细胞，木射线薄壁细胞，轴向泌胶细胞，树胶道泌胶细胞。

针叶树材（1.5分）：

厚壁细胞：轴向管胞，射线管胞

薄壁细胞：轴向薄壁细胞，木射线薄壁细胞，轴向泌脂细胞，横向泌脂细胞

针叶树材主要细胞为管胞，其壁厚，是一种锐端细胞（两头为尖锲或钝锲形），形体长，胞壁上有具缘纹孔。其功能为机械支撑与输导。

阔叶树材主要细胞为木纤维与导管。导管分子之间穿孔连通，纹孔多，是具缘纹孔，功能是输导作用。木纤维包括韧性纤维与纤维状管胞，细长而壁厚的锐端细胞，韧性纤维具单纹孔；纤维状管胞具小具缘纹孔。功能为机械支撑。（2分）

1、心材是如何形成的？（6分）

答：（1）心材是由边材转变而来的，是树木生长过程中的一种正常现象。对不同的树种，转变时间有早有晚，边材有宽有窄。

（2）在边材转变为心材时，发生了许多变化，如：A.生活细胞失去作用，变为死细胞；B. 细胞中沉积树脂、色素、矿物质等；C.阔叶树材导管中可能形成侵填体；D.针叶树材产生纹孔闭塞； E. 水分输导系统阻塞，细胞中水分变化，水分减少；F. 材质变硬、密度增大，渗透性降低，耐久性提高。

2、画出木材细胞的壁层构造模式图。（5分）

3、何谓木材的吸湿滞后，木材发生吸湿滞后的原因是什么？（7分）

答：(1)现象(sorption hysteresis)：在一定的大气条件下，在相同的温湿度条件下，由吸着过程达到的木材的平衡含水率低于由解吸过程达到的平衡含水率，这个现象称为吸着滞后现象。吸着达到的平衡含水率与解吸达到的平衡含水率之间的比值称为滞后率，通常用A/D表示。滞后率受树种、温度等因素的影响。产生木材吸收滞后的原因是在木材干燥时，细胞壁内微纤丝间及基本微丝间的间隙缩小，氢键的结合增多，部分羟基相互饱和而不能完全恢复活性；水分排出后部分空隙被空气占据，妨碍了木材对水分的吸收；木材的塑性造成缩小的间隙不能完全恢复

4、什么是木材的纤维饱和点？木材的纤维饱和点有何意义？（5分）

答：木材中不包含自由水，且吸着水达到最大状态时的含水状态，叫木材的纤维饱和点。木材的纤维饱和点是木材各类性质的转折点，它具有非常重要理论意义和实用价值。

尺寸：当含水率降低到纤维饱和点以下时，随着水分进出木材，木材会发生干缩湿胀。在纤维饱和点以上时，水份的蒸发和吸收不会导致木材外形尺寸的变化，。

强度：木材的力学强度，在纤维饱和点以上时，含水率的增减只是胞腔中的自由水的变更，强度近于一常数。含水率低于纤维饱和点时，当含水率减小，因细胞壁吸着水的蒸发，强度就增加。导电性：在纤维饱和点以上时，含水率的增减对木材导电性影响相对不大。从纤维饱和点到最大含水率电导率仅增加几十倍。在纤维饱和点以下时，绝干材的导电率为最小，随吸着水的增加而增加，至纤维饱和点时要增加几百万倍。

五、论述题

1、在木材干燥过程中，自由水主要通过哪些途径移动？木材构造方面的哪些因素可能显著增大自由

水的移动阻力？请分别对针叶树材和阔叶树材，对上述两个问题做一分析？（15分）

答：针叶树材：轴向管胞，纹孔；纹孔闭塞等。阔叶树材：导管，穿孔，纹孔；侵填体、树胶等。

2、影响木材力学性质的因素有哪些，它们对木材的力学性质有何影响。（10分）

答：木材密度（2分）；含水率（2分）；木材构造: （2分）（晚材率与年轮宽度、木射线、其它如胞壁厚度与纤丝角等）；纹理方向（1分）；温度（1分）；木材缺陷（1分）；长期荷载的影响（1分）。

答对要点的，给5分。回答详细的，可酌情加1─2分。