杭州師范大學(xué)錢江學(xué)院《固體力學(xué)導(dǎo)論》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁杭州師范大學(xué)錢江學(xué)院《固體力學(xué)導(dǎo)論》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在一個豎直放置的光滑圓管內(nèi)，有一個小球可以在管內(nèi)自由運動，已知圓管半徑為R，小球質(zhì)量為m，重力加速度為g，當(dāng)小球在最高點的速度為√(gR)時，以下關(guān)于小球?qū)A管壓力的說法，正確的是？（）A.壓力為零B.壓力為mgC.壓力為2mgD.壓力為3mg2、在一個勻強磁場中，有一個邊長為L的正方形閉合線圈，線圈中通有電流I，磁感應(yīng)強度為B，以下關(guān)于線圈所受安培力大小的表達(dá)式，正確的是？（）A.0B.BILC.2BILD.√2BIL3、一物體在水平面上做半徑為R的勻速圓周運動，線速度為v，角速度為ω，周期為T，向心加速度為a。則下列關(guān)系式中正確的是？（）A.v=ωRB.a=v^2/RC.T=2π/ωD.以上都正確4、在一個光滑的水平面上，有兩個質(zhì)量相同的小球A和B，分別以速度vA和vB相向運動，發(fā)生正碰，碰撞后兩球的速度分別為vA'和vB'，已知碰撞過程中沒有機械能損失，以下關(guān)于碰撞后兩球速度的表達(dá)式，正確的是？（）A.vA'=vB，vB'=vAB.vA'=-vA，vB'=-vBC.vA'=0，vB'=0D.vA'=（vA+vB）/2，vB'=（vA+vB）/25、對于轉(zhuǎn)動慣量的計算，以下哪種形狀的物體不能用簡單的公式直接計算？（）A.均勻細(xì)直棒繞一端的轉(zhuǎn)動慣量B.均勻圓盤繞中心軸的轉(zhuǎn)動慣量C.空心圓柱體繞中心軸的轉(zhuǎn)動慣量D.形狀不規(guī)則的物體繞某一軸的轉(zhuǎn)動慣量6、一個質(zhì)量為M的楔形物塊放在水平地面上，楔形物塊的斜面是光滑的，在斜面上有一個質(zhì)量為m的小物塊，現(xiàn)對小物塊施加一個平行于斜面向上的力F，使小物塊沿斜面向上做勻加速運動，若楔形物塊始終保持靜止，地面對楔形物塊的摩擦力大小和方向如何？（）A.水平向左，大小為FcosθB.水平向右，大小為FcosθC.水平向左，大小為FsinθD.為零7、一物體從高處自由下落，經(jīng)過A、B兩點的速度分別為vA和vB，A、B兩點間的距離為h，則物體從A點下落到B點所用的時間為多少？（）A.(vB-vA)/gB.(vB^2-vA^2)/2ghC.(vB+vA)/gD.2h/(vB+vA)8、一個物體在力F的作用下沿粗糙斜面向上運動，力F與斜面平行，已知斜面的傾角為θ，物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ，力F的大小為F=mgsinθ+μmgcosθ，若物體從斜面底端運動到頂端的位移為s，力F做功為多少？（）A.mgsinθsB.μmgcosθsC.(mgsinθ+μmgcosθ)sD.(mgsinθ-μmgcosθ)s9、在一個固定的光滑斜面上，有一個質(zhì)量為m的物塊，從斜面頂端由靜止開始下滑。斜面的高度為h，底邊長度為L，重力加速度為g。則物塊滑到底端時的速度大小為多少？（）A.√(2gh)B.√(2ghL^2/(h^2+L^2))C.√(2ghL/(h^2+L^2))D.√(2gL)10、一個質(zhì)量為m的小球從高處自由下落，落到一個豎直放置的輕彈簧上。在小球壓縮彈簧的過程中，小球的加速度最大值出現(xiàn)在何處？（）A.剛接觸彈簧時B.彈簧壓縮量最大時C.合力為零時D.速度最大時11、在一個豎直上拋運動中，物體經(jīng)過拋出點上方h高處時的速度大小為v。則物體從拋出到經(jīng)過h高處所用的時間為多少？（）A.(v-√v2-2gh)/gB.(v+√v2-2gh)/gC.(v-√v2+2gh)/gD.(v+√v2+2gh)/g12、在一個光滑的水平面上，有三個質(zhì)量均為m的物塊A、B、C，排成一條直線，A、B之間和B、C之間分別用一根輕質(zhì)彈簧連接?，F(xiàn)對A施加一個水平向右的力F，使三個物塊一起向右運動。已知彈簧的勁度系數(shù)均為k，則A、B之間彈簧的伸長量為多少？（）A.F/2kB.F/3kC.2F/3kD.F/k13、有一個質(zhì)量為m的物體，放在一個傾角為θ的粗糙斜面上，動摩擦因數(shù)為μ。現(xiàn)用一個平行于斜面向上的力F拉動物體，使其沿斜面勻速上升。已知重力加速度為g，則F的大小為多少？（）A.mgsinθ+μmgcosθB.mgsinθ-μmgcosθC.μmgcosθ-mgsinθD.mgsinθ+μmgcosθ14、一個質(zhì)量為m的小球用長度為L的輕繩懸掛在天花板上，將小球拉至與豎直方向成θ角的位置由靜止釋放，忽略空氣阻力，以下關(guān)于小球運動到最低點時速度大小的表達(dá)式，正確的是？（）A.√(2gL(1-cosθ))B.√(gLsinθ)C.√(gL(1-cosθ))D.√(2gLsinθ)15、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程描述了氣體的狀態(tài)參量之間的關(guān)系。對于一定質(zhì)量的理想氣體，在絕熱過程中，以下哪個量保持不變？（）A.壓強B.體積C.溫度D.內(nèi)能16、一物體從高處自由下落，經(jīng)過最后200m所用的時間為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.360m17、在研究物體的平衡問題時，需要考慮力的合成與分解。一個物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，若其中兩個力的大小和方向已知，以下哪種方法可以確定第三個力的大小和方向？（）A.平行四邊形法則B.三角形法則C.正交分解法D.以上方法均可18、在相對論力學(xué)中，時間和空間的相對性是重要概念。當(dāng)一個觀察者相對于另一個觀察者以高速運動時，以下哪種現(xiàn)象會發(fā)生？（）A.時間膨脹B.長度收縮C.質(zhì)量不變D.同時的相對性消失19、一個質(zhì)量為M的物體放在光滑水平面上，一個質(zhì)量為m的物體以速度v與M發(fā)生完全非彈性碰撞，碰撞后的共同速度是多少？（）A.mv/(M+m)B.Mv/(M+m)C.(M+m)v/MD.(M+m)v/m20、在研究剛體的平面運動時，可以將其分解為平動和轉(zhuǎn)動。對于一個在平面上做不規(guī)則運動的剛體，以下哪種方法可以確定其瞬心的位置？（）A.速度投影法B.加速度投影法C.速度瞬心法D.以上方法都不行21、一物體在豎直方向上做自由落體運動，經(jīng)過時間t下落的高度為h。若重力加速度增大為原來的兩倍，在相同時間內(nèi)，物體下落的高度將變?yōu)槎嗌?？（）A.2hB.4hC.h/2D.h/422、一個質(zhì)量分布均勻的球體，半徑為R，總質(zhì)量為M。對于距離球心為r（r<R）處的質(zhì)點，其受到的萬有引力大小為多少？（假設(shè)引力常量為G）（）A.GMm/r^2B.GMm/R^2C.GMmr/R^3D.GMmR/r^323、一質(zhì)量為m的物體在光滑水平面上受到水平力F的作用，從靜止開始運動。經(jīng)過時間t，力F做功為W。若力F的大小不變，方向改為與原來相反，作用時間仍為t，力F做功為多少？（）A.-WB.WC.2WD.-2W24、在流體力學(xué)的阻力計算中，以下哪個因素不是影響阻力大小的主要因素？（）A.流體的流速B.物體的形狀C.流體的密度D.重力加速度25、在流體的流動形態(tài)中，以下哪個判別準(zhǔn)則不是用來判斷流體是層流還是湍流的？（）A.雷諾數(shù)B.馬赫數(shù)C.管道的粗糙度D.流體的流速26、一個物體從地面以初速度v0豎直向上拋出，忽略空氣阻力，經(jīng)過時間t到達(dá)最高點。已知重力加速度為g，則物體能上升的最大高度為多少？（）A.v0t-1/2gt^2B.v0^2/2gC.v0t+1/2gt^2D.v0t27、一個物塊在粗糙水平面上受到水平向右的拉力F作用，拉力F的大小隨時間t變化的圖像如圖所示，已知物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，物塊在0-t0時間內(nèi)的位移為多少？（圖像為一個從0開始，先線性增大到F0然后保持不變的折線）（）A.F0t0/2-μmgt0B.F0t0/2-μmgt0^2/2C.F0t0-μmgt0D.F0t0-μmgt0^228、一質(zhì)點在x-y平面內(nèi)運動，其運動方程為x=3t，y=4t^2，其中x和y的單位為m，t的單位為s。則在t=2s時，質(zhì)點的加速度大小為多少？（）A.8m/s^2B.6m/s^2C.4m/s^2D.2m/s^229、一物體從高處自由下落，經(jīng)過時間t落地，下落的高度為h，重力加速度為g，則h等于多少？（）A.1/2gt2B.gt2C.2gt2D.1/2gt30、在一個光滑的水平面上，兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體通過一根輕繩相連，在水平拉力F的作用下一起做勻加速直線運動，加速度為a，以下關(guān)于繩子拉力大小的表達(dá)式，正確的是？（）A.m1aB.m2aC.Fm1/（m1+m2）D.Fm2/（m1+m2）二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面分析連續(xù)介質(zhì)力學(xué)中的流體運動方程，包括歐拉方程和納維-斯托克斯方程的推導(dǎo)和應(yīng)用。以管道流動、繞流問題、湍流現(xiàn)象為例，說明流體運動方程在描述流體運動和分析流體力學(xué)問題中的重要性。探討在數(shù)值模擬和實驗研究中，如何求解流體運動方程以及處理邊界條件和初始條件，以及流體運動方程的簡化和近似方法。2、（本題5分）全面論述爆炸力學(xué)中的爆炸波傳播和爆炸載荷作用下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，包括爆炸壓力的計算和結(jié)構(gòu)的動態(tài)破壞模式。分析在防護(hù)工程、軍工領(lǐng)域的應(yīng)用和安全設(shè)計。3、（本題5分）深入探討細(xì)長壓桿的穩(wěn)定性問題，解釋臨界壓力和臨界載荷的概念。分析影響壓桿穩(wěn)定性的因素，如桿的長度、截面形狀、約束條件等，通過具體的壓桿實例計算臨界壓力并討論提高穩(wěn)定性的措施。4、（本題5分）詳細(xì)分析水動力學(xué)中的明渠非恒定流和洪水演進(jìn)模擬，研究明渠中水流流量和水位隨時間變化的規(guī)律。探討洪水演進(jìn)的數(shù)學(xué)模型和數(shù)值解法，分析非恒定流在水利工程中的應(yīng)用，如洪水預(yù)報和河道整治。5、（本題5分）詳細(xì)論述相對論力學(xué)中的時空觀，解釋時間膨脹和長度收縮現(xiàn)象以及其與光速不變原理的關(guān)系。以高速運動的粒子實驗、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的相對論修正為例，說明相對論時空觀對我們?nèi)粘Ｉ詈涂茖W(xué)研究的影響。討論相對論時空觀在宇宙學(xué)、高能物理和相對論天體物理中的應(yīng)用和挑戰(zhàn)。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在熱力學(xué)中，請解釋理想氣體的多方過程，并說明多方指數(shù)的物理意義，舉例說明不同多方過程中氣體狀態(tài)參數(shù)的變化。2、（本題5分）分析在一個物體在非勻強電場中運動的情景下，如何通過電場線的分布和帶電粒子的初速度來判斷粒子的運動趨勢和最終位置？3、（本題5分）在波動光學(xué)中，請解釋光的雙折射現(xiàn)象的產(chǎn)生原因和特點，舉例說明雙折射在光學(xué)材料和器件中的應(yīng)用。4、（本題5分）論述在研究材料的殘余應(yīng)力測量