北京聯(lián)合大學(xué)《流體力學(xué)D》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《流體力學(xué)D》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______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、在研究梁的彎曲問(wèn)題時(shí)，以下關(guān)于彎矩和剪力的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.彎矩是力對(duì)梁橫截面產(chǎn)生的繞中性軸轉(zhuǎn)動(dòng)的效應(yīng)B.剪力是力在梁橫截面上產(chǎn)生的平行于橫截面的剪切效應(yīng)C.彎矩和剪力的大小和分布與梁的載荷和支撐情況有關(guān)D.梁上某一點(diǎn)的彎矩和剪力總是同時(shí)達(dá)到最大值2、在波動(dòng)光學(xué)中，光的干涉和衍射現(xiàn)象是重要的研究?jī)?nèi)容。對(duì)于兩束相干光發(fā)生干涉，以下哪個(gè)條件是產(chǎn)生明顯干涉條紋的關(guān)鍵？（）A.光的頻率相同B.光的強(qiáng)度相同C.光的傳播方向相同D.光的偏振方向相同3、在剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是一個(gè)重要的物理量。對(duì)于一個(gè)由多個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的剛體，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大？（）A.質(zhì)點(diǎn)向轉(zhuǎn)軸靠近B.質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量減小C.質(zhì)點(diǎn)分布遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸D.轉(zhuǎn)軸位置改變4、一個(gè)質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板放在光滑水平面上，一質(zhì)量為m的小物塊以初速度v0滑上木板。木板與物塊間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，物塊與木板相對(duì)靜止。在這個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為多少？（）A.μmg×v02/2B.μmg×v02/2(M+m)C.μmg×v02/2(M-m)D.μmg×v02/2(M+m)25、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在一個(gè)與水平方向成α角的斜向上拉力F作用下，沿水平地面做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，已知?jiǎng)幽Σ烈驍?shù)為μ，重力加速度為g，以下關(guān)于拉力F大小的表達(dá)式，正確的是？（）A.μmg/（cosα-μsinα）B.μmg/（cosα+μsinα）C.μmg/（sinα-μcosα）D.μmg/（sinα+μcosα）6、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7、在材料的疲勞特性研究中，以下哪個(gè)因素不是影響材料疲勞壽命的關(guān)鍵因素？（）A.材料的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)B.加載的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力C.環(huán)境溫度和濕度D.材料的顏色和外觀8、一質(zhì)量為m的物體從靜止開(kāi)始自由下落，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，重力加速度為g，以下關(guān)于物體下落高度的表達(dá)式，正確的是？（）A.gt^2/2B.2gt^2C.gt^2D.4gt^29、有一個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體，半徑為R，總質(zhì)量為M。在距離球心為r（r<R）的位置處放置一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，已知萬(wàn)有引力常量為G，則質(zhì)點(diǎn)受到球體的萬(wàn)有引力大小為多少？（）A.GMm/r^2B.GMmR^3/r^2C.GMmr/R^3D.GMm/(R^2+r^2)10、在一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一個(gè)帶正電的粒子以初速度v0水平向左拋出。已知電場(chǎng)強(qiáng)度為E，粒子質(zhì)量為m，重力加速度為g。粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是怎樣的？（）A.直線(xiàn)B.拋物線(xiàn)C.圓周D.無(wú)法確定11、對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算，以下哪種形狀的物體不能用簡(jiǎn)單的公式直接計(jì)算？（）A.均勻細(xì)直棒繞一端的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量B.均勻圓盤(pán)繞中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量C.空心圓柱體繞中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量D.形狀不規(guī)則的物體繞某一軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量12、一質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到兩個(gè)相互垂直的水平力F1和F2的作用，F(xiàn)1=2N，F(xiàn)2=3N，以下關(guān)于物體加速度大小的表達(dá)式，正確的是？（）A.5m/s^2B.√13m/s^2C.√5m/s^2D.13m/s^213、一個(gè)人站在體重秤上，從靜止開(kāi)始迅速下蹲，在下蹲過(guò)程中，體重秤的示數(shù)如何變化？（）A.先變小后變大B.先變大后變小C.一直變大D.一直變小14、一個(gè)物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)的速度分別為v1、v2，A、B兩點(diǎn)的距離為h，以下關(guān)于物體經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)所用時(shí)間的表達(dá)式，正確的是？（）A.（v2-v1）/gB.（v2^2-v1^2）/（2gh）C.2h/（v2+v1）D.（v2-v1）/（2g）15、一質(zhì)量為m的帶電粒子在電場(chǎng)中從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，電場(chǎng)力做功為W，以下關(guān)于粒子末速度大小的表達(dá)式，正確的是？（）A.√(2W/m)B.√(W/m)C.2√(W/m)D.4√(W/m)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）分析在一個(gè)物塊在有彈簧和摩擦力的水平面上運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題中，如何通過(guò)能量守恒和牛頓定律來(lái)確定物塊的最終位置？2、（本題5分）探討在研究復(fù)合材料的損傷容限設(shè)計(jì)時(shí)，如何確定材料的損傷起始和擴(kuò)展準(zhǔn)則，以及如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)的安全性評(píng)估？3、（本題5分）論述在研究結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)與健康監(jiān)測(cè)技術(shù)時(shí)，如何利用傳感器網(wǎng)絡(luò)和信號(hào)處理方法來(lái)識(shí)別結(jié)構(gòu)的損傷位置和程度？4、（本題5分）在彈性力學(xué)中，請(qǐng)說(shuō)明應(yīng)力主平面和主應(yīng)力的概念，并解釋如何確定應(yīng)力主平面和主應(yīng)力的大小和方向。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)分析摩擦學(xué)中的摩擦系數(shù)測(cè)定、潤(rùn)滑機(jī)制和磨損過(guò)程，研究摩擦、潤(rùn)滑和磨損之間的關(guān)系，結(jié)合機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際情況，闡述摩擦學(xué)在減少能量損失和提高機(jī)械壽命方面的應(yīng)用。2、（本題5分）全面論述材料的疲勞和斷裂力學(xué)，包括疲勞破壞的機(jī)理、疲勞壽命的預(yù)測(cè)方法和斷裂力學(xué)中的應(yīng)力強(qiáng)度因子、裂紋擴(kuò)展等概念。分析在循環(huán)載荷作用下材料的失效行為，探討如何通過(guò)材料設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化來(lái)提高抗疲勞和抗斷裂性能。3、（本題5分）詳細(xì)論述牛頓運(yùn)動(dòng)定律在解決實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用，包括分析物體的受力情況、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變以及如何運(yùn)用定律來(lái)計(jì)算加速度、速度和位移等物理量。舉例說(shuō)明在不同場(chǎng)景下，如機(jī)械運(yùn)動(dòng)、天體運(yùn)動(dòng)等，牛頓運(yùn)動(dòng)定律的具體應(yīng)用，并探討其局限性和適用條件。4、（本題5分）全面論述非慣性系中的力學(xué)問(wèn)題，解釋?xiě)T性力的概念和性質(zhì)，推導(dǎo)平動(dòng)非慣性系和轉(zhuǎn)動(dòng)非慣性系中的動(dòng)力學(xué)方程。分析在非慣性系中物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和受力情況，探討慣性力在日常生活和工程中的實(shí)例，如離心力、科里奧利力等。5、（本題5分）全面論述剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，包括轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的概念、計(jì)算方法及其影響因素。分析剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角加速度、角速度、力矩等物理量之間的關(guān)系，舉例說(shuō)明在實(shí)際生活和工程中的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象及相關(guān)計(jì)算。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一個(gè)粗糙水平面上，有一個(gè)質(zhì)量為8kg的物體，受到一個(gè)水平向右的推力，大小為50N，動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，若物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)8m，求所用時(shí)間和此時(shí)的速度。2、（本題10分）一個(gè)半徑為3.5m的半圓形光滑軌道固定在豎直平面內(nèi)，一質(zhì)量為2.5kg的小球從軌道的頂端由靜止下滑，求小球經(jīng)過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力。3