山西應(yīng)用科技學(xué)院《彈性力學(xué)及有限元（雙語(yǔ)課）》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)山西應(yīng)用科技學(xué)院《彈性力學(xué)及有限元（雙語(yǔ)課）》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、一個(gè)質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，地球質(zhì)量為M。衛(wèi)星的動(dòng)能為多少？（）A.GMm/2rB.GMm/rC.GMm/4rD.GMm/8r2、一質(zhì)量為m的物體在粗糙水平面上，受到水平拉力F作用，從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知拉力F隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。在0-t0時(shí)間內(nèi)，拉力F的沖量為多少？（）A.圖線(xiàn)與t軸圍成的面積B.1/2Ft0C.Ft0D.無(wú)法確定3、一物體在粗糙水平面上受到水平力F的作用做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其加速度a與力F的關(guān)系圖像如圖所示。則物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多少？（）A.直線(xiàn)的斜率B.直線(xiàn)在縱坐標(biāo)上的截距C.直線(xiàn)在橫坐標(biāo)上的截距D.無(wú)法確定4、在一個(gè)固定的光滑斜面上，有一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，從斜面頂端由靜止開(kāi)始下滑。斜面的高度為h，底邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)，重力加速度為g。則物塊滑到底端時(shí)的速度大小為多少？（）A.√(2gh)B.√(2ghL^2/(h^2+L^2))C.√(2ghL/(h^2+L^2))D.√(2gL)5、在一個(gè)固定的光滑水平橫桿上，套有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的小球，兩球之間用一根輕質(zhì)彈簧相連，兩球在橫桿上以相同的角速度ω繞橫桿中點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以下關(guān)于彈簧彈力大小的表達(dá)式，正確的是？（）A.m1ω^2（r2-r1）B.m2ω^2（r2-r1）C.（m1+m2）ω^2（r2-r1）D.（m1-m2）ω^2（r2-r1）6、在豎直上拋運(yùn)動(dòng)中，物體上升到最高點(diǎn)時(shí)的速度和加速度分別是多少？（）A.速度為零，加速度為零B.速度為零，加速度為gC.速度為g，加速度為零D.速度為g，加速度為g7、一個(gè)質(zhì)量為M的圓盤(pán)，繞通過(guò)圓心且垂直于盤(pán)面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。圓盤(pán)的半徑為R，則圓盤(pán)邊緣處一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)所受的向心力大小為多少？（）A.mω^2RB.Mω^2RC.m(Mω^2R)/MD.mωR^28、在一個(gè)光滑的水平面上，有三個(gè)質(zhì)量均為m的物塊A、B、C，排成一條直線(xiàn)，A、B之間和B、C之間分別用一根輕質(zhì)彈簧連接。現(xiàn)對(duì)A施加一個(gè)水平向右的力F，使三個(gè)物塊一起向右運(yùn)動(dòng)。已知彈簧的勁度系數(shù)均為k，則A、B之間彈簧的伸長(zhǎng)量為多少？（）A.F/2kB.F/3kC.2F/3kD.F/k9、在分析物體之間的相互作用力時(shí)，牛頓第三定律起著重要作用。關(guān)于牛頓第三定律的表述，以下哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反B.作用力和反作用力作用在兩個(gè)不同的物體上C.作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失D.作用力和反作用力一定是同一種性質(zhì)的力，但大小可以不同10、在一個(gè)斜面上，有一個(gè)質(zhì)量為m的物體，斜面的傾角為θ，物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。若物體在斜面上勻速下滑，斜面所受地面的摩擦力方向如何？（）A.水平向左B.水平向右C.不存在摩擦力D.無(wú)法確定11、一輕繩一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在O點(diǎn)，小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在最低點(diǎn)時(shí)，繩子的拉力是多少？（）A.mgB.mg+mv2/rC.mg-mv2/rD.mv2/r。（其中r為圓的半徑，v為小球在最低點(diǎn)的速度）12、在研究理想氣體的狀態(tài)方程時(shí)，以下關(guān)于氣體壓強(qiáng)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.氣體壓強(qiáng)是大量分子對(duì)容器壁碰撞的宏觀(guān)表現(xiàn)B.氣體壓強(qiáng)與氣體分子的平均動(dòng)能和分子密度有關(guān)C.相同溫度下，氣體分子數(shù)越多，壓強(qiáng)越大D.氣體壓強(qiáng)只與溫度有關(guān)，與體積無(wú)關(guān)13、一物體從高處自由下落，經(jīng)過(guò)最后200m所用的時(shí)間為4s，重力加速度為10m/s^2，則物體下落的總高度為多少？（）A.245mB.280mC.320mD.360m14、有一輕質(zhì)杠桿，動(dòng)力臂為L(zhǎng)1，阻力臂為L(zhǎng)2，動(dòng)力為F1，阻力為F2。當(dāng)杠桿平衡時(shí)，下列關(guān)系式正確的是？（）A.F1L1=F2L2B.F1/L1=F2/L2C.F1L2=F2L1D.F1/L2=F2/L115、一理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程到達(dá)狀態(tài)B，然后經(jīng)過(guò)等壓過(guò)程回到狀態(tài)A，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。在此循環(huán)中，氣體的凈功為多少？（）A.正B.負(fù)C.零D.無(wú)法確定二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）論述在一個(gè)帶電粒子在非均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題中，如何根據(jù)磁場(chǎng)的分布來(lái)確定粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和受力變化？2、（本題5分）闡述在一個(gè)衛(wèi)星在變軌過(guò)程中，如何分析發(fā)動(dòng)機(jī)做功、速度變化和軌道參數(shù)的改變？3、（本題5分）在相對(duì)論中，請(qǐng)解釋同時(shí)的相對(duì)性的概念，并舉例說(shuō)明其對(duì)時(shí)空觀(guān)念的影響。4、（本題5分）分析在研究結(jié)構(gòu)的疲勞裂紋監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)時(shí)，如何運(yùn)用無(wú)損檢測(cè)方法和傳感器技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)裂紋的萌生和擴(kuò)展？三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)論述混沌力學(xué)中的基本概念和特征，如混沌現(xiàn)象、蝴蝶效應(yīng)，解釋混沌系統(tǒng)的確定性和隨機(jī)性，分析混沌力學(xué)在天氣預(yù)報(bào)、電路系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用，探討識(shí)別混沌系統(tǒng)和控制混沌的方法，并舉例說(shuō)明如何通過(guò)數(shù)值模擬研究混沌行為。2、（本題5分）深入探討熱力學(xué)中的卡諾循環(huán)和熱機(jī)效率，包括卡諾循環(huán)的組成和工作過(guò)程。解釋卡諾定理和卡諾循環(huán)效率的計(jì)算方法。分析實(shí)際熱機(jī)與卡諾熱機(jī)的差距和提高熱機(jī)效率的途徑。通過(guò)火力發(fā)電、內(nèi)燃機(jī)等實(shí)際熱機(jī)系統(tǒng)，探討卡諾循環(huán)和熱機(jī)效率在能源利用中的意義和挑戰(zhàn)。3、（本題5分）詳細(xì)分析波動(dòng)光學(xué)中的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象的原理和應(yīng)用，探討光波的疊加、波前的改變以及光的偏振特性，通過(guò)具體的光學(xué)實(shí)驗(yàn)和器件，如楊氏雙縫干涉、衍射光柵、偏振片等，闡述波動(dòng)光學(xué)在光學(xué)測(cè)量、通信和顯示技術(shù)中的應(yīng)用。4、（本題5分）全面分析流體力學(xué)中的湍流現(xiàn)象，包括湍流的產(chǎn)生機(jī)制、特征和數(shù)學(xué)描述。以管道中的高速流動(dòng)、大氣中的亂流、海洋中的漩渦為例，說(shuō)明湍流對(duì)流體運(yùn)動(dòng)和傳熱傳質(zhì)的影響。探討湍流模型（如雷諾平均模型、大渦模擬）的發(fā)展和應(yīng)用，以及在工程計(jì)算和科學(xué)研究中處理湍流問(wèn)題的方法和挑戰(zhàn)。5、（本題5分）詳細(xì)論述三相交流電路，包括三相電源的連接方式（星形、三角形），三相負(fù)載的連接方式和相電壓、線(xiàn)電壓、相電流、線(xiàn)電流的關(guān)系。分析三相電路的功率計(jì)算和平衡、不平衡負(fù)載的處理，探討三相交流電路在工業(yè)供電中的應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一輕質(zhì)桿長(zhǎng)為1m，一端固定一個(gè)質(zhì)量為1kg的小球，另一端可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)小球在最高點(diǎn)的速度為2m/s時(shí)，求桿對(duì)小球的作用力是拉力還是支持力，大小是多少？2、（本題10分）一個(gè)質(zhì)量為5kg的物體，在水平方向受到一個(gè)大小為20N的拉力，與地面的摩擦系數(shù)為0.3，若物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，求經(jīng)過(guò)5s后的速度和位移。3、（本題10分）有一質(zhì)量為1.8kg的物體在一個(gè)豎直放置的光