徐州工程學(xué)院《計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)雙語》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…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)徐州工程學(xué)院

《計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)雙語》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、在相對(duì)論力學(xué)中，以下關(guān)于時(shí)間膨脹和長(zhǎng)度收縮的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢，即時(shí)間膨脹B.運(yùn)動(dòng)的物體在運(yùn)動(dòng)方向上長(zhǎng)度會(huì)收縮C.時(shí)間膨脹和長(zhǎng)度收縮效應(yīng)只有在物體接近光速時(shí)才明顯D.時(shí)間膨脹和長(zhǎng)度收縮是相對(duì)的，取決于觀察者的參考系2、在一個(gè)豎直放置的光滑圓環(huán)軌道內(nèi)，有一個(gè)小球在軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，已知圓環(huán)的半徑為R，小球經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)的速度為v，要使小球能通過最高點(diǎn)，v至少為多少？（）A.√gRB.√2gRC.√3gRD.√5gR3、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在一個(gè)與水平方向成θ角的拉力F作用下，沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則拉力F的大小為多少？（）A.μmg/(cosθ-μsinθ)B.μmg/(cosθ+μsinθ)C.μmg/(sinθ-μcosθ)D.μmg/(sinθ+μcosθ)4、一個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體，半徑為R，總質(zhì)量為M。對(duì)于距離球心為r（r<R）處的質(zhì)點(diǎn)，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^35、一個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其線速度為v，半徑為r，角速度為ω。下列關(guān)系式中正確的是？（）A.v=ωrB.ω=vrC.v=r/ωD.r=vω6、有一個(gè)質(zhì)量為m的物體，放在一個(gè)傾角為θ的粗糙斜面上，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)用一個(gè)平行于斜面向上的力F拉動(dòng)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+μmgcosθ7、一輕桿一端固定一個(gè)小球，繞另一端在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)時(shí)，小球的速度至少為多少才能使桿對(duì)小球的作用力為零？（）A.grB.gr2C.r/gD.r2/g。（其中g(shù)為重力加速度，r為桿長(zhǎng)）8、一物體在水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為v0，加速度為a，經(jīng)過時(shí)間t后的速度是多少？（）A.v0+atB.v0-atC.v0t+1/2at2D.v0t-1/2at29、在研究梁的彎曲問題時(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10、在圓周運(yùn)動(dòng)中，線速度、角速度和周期等概念是重要的物理量。關(guān)于它們之間的關(guān)系，以下哪一個(gè)表述是不正確的？（）A.v=ωr，其中v是線速度，ω是角速度，r是半徑B.ω=2π/T，其中T是周期C.線速度的大小與角速度成正比，與半徑成反比D.周期越小，角速度越大11、一質(zhì)量為m的物體在水平拉力F作用下沿粗糙水平面運(yùn)動(dòng)，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，拉力F隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，以下關(guān)于物體在0-t0時(shí)間內(nèi)位移大小的表達(dá)式，正確的是？（圖像自行想象）（）A.（F0-μmg）t0^2/2mB.（F0-μmg）t0^2/2C.（F0t0-μmg）t0/2D.（F0t0-μmg）t0/2m12、一質(zhì)量為m的物體放在傾角為θ的斜面上，斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)用一個(gè)平行于斜面向上的力F拉物體，使其沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)。力F的大小為多少？（）A.mgsinθ+μmgcosθB.mgsinθ-μmgcosθC.μmgcosθ-mgsinθD.mgsinθ/(cosθ-μsinθ)13、一質(zhì)量為m的物體在豎直向上的拉力F作用下，從靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，經(jīng)過時(shí)間t，以下關(guān)于拉力做功的表達(dá)式，正確的是？（）A.FatB.m（g+a）at^2/2C.（F-mg）at^2/2D.（F-mg）at^214、在相對(duì)論力學(xué)中，當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度接近光速時(shí)，其質(zhì)量會(huì)發(fā)生變化。以下哪種說法正確描述了物體速度與質(zhì)量的關(guān)系？（）A.物體速度越大，質(zhì)量越小B.物體速度越大，質(zhì)量越大C.物體質(zhì)量與速度無關(guān)D.物體質(zhì)量先增大后減小15、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/8r二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在材料力學(xué)中，請(qǐng)解釋組合變形的概念，并舉例說明如何分析和計(jì)算同時(shí)存在拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)的構(gòu)件的應(yīng)力和變形。2、（本題5分）分析在一個(gè)光滑斜面上，一個(gè)物體在重力和斜面支持力作用下加速下滑，如何運(yùn)用牛頓第二定律求出物體的加速度？3、（本題5分）分析在研究磁彈性力學(xué)問題時(shí)，如何考慮磁場(chǎng)對(duì)彈性體變形和應(yīng)力的影響，以及其在電磁設(shè)備中的應(yīng)用？4、（本題5分）論述在研究彈性波在周期結(jié)構(gòu)中的傳播時(shí)，如何利用布洛赫定理分析波的能帶結(jié)構(gòu)和禁帶特性？三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)論述彈性力學(xué)中的平面問題，包括平面應(yīng)力問題和平面應(yīng)變問題。描述平面應(yīng)力和平面應(yīng)變情況下的基本假設(shè)和平衡方程。分析如何通過邊界條件求解平面問題中的應(yīng)力和位移分布。通過工程中的薄板和厚壁結(jié)構(gòu)等實(shí)例，探討平面問題在彈性力學(xué)中的應(yīng)用和求解方法。2、（本題5分）全面論述彈性波在無限介質(zhì)和半無限介質(zhì)中的傳播，解釋體波（縱波、橫波）和表面波（瑞利波、洛夫波）的特性。分析彈性波在地球內(nèi)部、固體半空間中的傳播規(guī)律，通過地震波勘探、無損檢測(cè)等實(shí)際應(yīng)用討論波傳播理論在地質(zhì)和工程中的應(yīng)用。3、（本題5分）深入探討流體力學(xué)中的可壓縮流動(dòng)和激波現(xiàn)象，分析可壓縮流體的基本方程、流動(dòng)特性和激波的形成條件。研究激波對(duì)流動(dòng)的影響和計(jì)算方法，探討可壓縮流動(dòng)在航空航天、燃?xì)廨啓C(jī)等領(lǐng)域的應(yīng)用。4、（本題5分）深入探討光的折射和反射定律在光學(xué)中的應(yīng)用，分析光線在不同介質(zhì)界面處的行為，計(jì)算折射角和反射角，結(jié)合實(shí)際的光學(xué)器件，如透鏡、鏡子等，闡述折射和反射定律的重要性。5、（本題5分）深入分析力學(xué)中的相似原理和模型實(shí)驗(yàn)方法，包括幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似的條件。探討如何通過模型實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)實(shí)際系統(tǒng)的性能和行為，并舉例說明在工程中的應(yīng)用。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）有一輕質(zhì)彈簧，其原長(zhǎng)為15cm，勁度系數(shù)為300N/m，現(xiàn)用20N的力豎直向下拉彈簧，求彈簧的長(zhǎng)度。2、（本題10分）一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間的變化規(guī)律為x=0.5sin(2πt+π/3)（m），求質(zhì)點(diǎn)在t=1s時(shí)的速度和加速度。3