昆明文理學(xué)院《工程斷裂力學(xué)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)昆明文理學(xué)院《工程斷裂力學(xué)》

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)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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的小球，用長(zhǎng)度為L(zhǎng)的細(xì)繩懸掛在天花板上?，F(xiàn)將小球拉至與豎直方向成θ角的位置由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩的拉力大小為多少？（）A.mg(1-cosθ)B.mg(1+cosθ)C.mg(3-2cosθ)D.mg(3+2cosθ)2、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^23、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)4、一個(gè)質(zhì)量為m的物體放在光滑水平面上，受到一個(gè)水平力F的作用，物體的加速度為多少？（）A.F/mB.m/FC.F+mD.F-m5、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。現(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+μmgcosθ6、在分析剛體的平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下關(guān)于瞬心的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.瞬心是剛體平面運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為零的點(diǎn)B.不同時(shí)刻剛體的瞬心位置可能不同C.瞬心的速度一定為零，但加速度不一定為零D.只要知道瞬心的位置，就可以確定剛體上各點(diǎn)的速度大小和方向7、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在水平地面上，受到與水平方向成θ角的拉力F作用，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，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)8、一個(gè)質(zhì)量為m的小球，用一根不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩懸掛在O點(diǎn)，將小球拉至A點(diǎn)由靜止釋放，小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。已知OA與豎直方向的夾角為θ，重力加速度為g，若小球能通過(guò)圓周的最高點(diǎn)，則在最高點(diǎn)時(shí)小球的速度至少為多少？（）A.√(gL)B.√(gLsinθ)C.√(gLcosθ)D.√(gL(1-cosθ))9、一個(gè)物體在三個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、F3的作用下處于平衡狀態(tài)，其中F1=3N，F(xiàn)2=4N，若F3的大小為5N，則F1和F2的夾角為多少？（）A.30°B.45°C.60°D.90°10、一個(gè)質(zhì)量為m的物體，放在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的水平圓盤(pán)上，隨圓盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。圓盤(pán)的半徑為R，角速度為ω，物體與圓盤(pán)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，為使物體不相對(duì)圓盤(pán)滑動(dòng)，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度為多少？（）A.√(μg/R)B.√(μmg/R)C.√(g/μR)D.√(mg/μR)11、在熱力學(xué)循環(huán)過(guò)程中，以下哪個(gè)循環(huán)的效率不是取決于高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟?？（）A.卡諾循環(huán)B.奧托循環(huán)C.斯特林循環(huán)D.任意一種循環(huán)的效率都只取決于高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟?2、在研究相對(duì)論中的質(zhì)能關(guān)系時(shí)，以下關(guān)于質(zhì)能方程的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.E=mc^2，其中E表示能量，m表示物體的質(zhì)量，c表示真空中的光速B.質(zhì)能方程表明質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化C.物體的能量增加時(shí)，其質(zhì)量一定增加D.質(zhì)能方程只適用于微觀粒子，對(duì)宏觀物體不適用13、一個(gè)人站在體重秤上，從靜止開(kāi)始迅速下蹲。在這個(gè)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、在流體的伯努利方程應(yīng)用中，以下哪個(gè)情況不能簡(jiǎn)單地應(yīng)用伯努利方程？（）A.可壓縮流體的流動(dòng)B.有粘性阻力的流體流動(dòng)C.非穩(wěn)定流動(dòng)的流體D.以上情況都不能簡(jiǎn)單應(yīng)用15、在光的衍射現(xiàn)象中，以下哪個(gè)條件不是產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的必要條件？（）A.障礙物或孔隙的尺寸與光的波長(zhǎng)相當(dāng)B.光源發(fā)出的光是單色光C.觀察衍射現(xiàn)象的距離足夠遠(yuǎn)D.衍射屏后的空間足夠大16、在相對(duì)論力學(xué)中，光速不變?cè)硎且粋€(gè)基本假設(shè)。以下哪種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象支持了這一假設(shè)？（）A.邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)B.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)C.黑體輻射實(shí)驗(yàn)D.夫蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)17、一質(zhì)量為m的物體，在水平恒力F的作用下，在粗糙水平面上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)位移x時(shí)的速度為v。已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則恒力F做功為多少？（）A.1/2mv^2-μmgxB.1/2mv^2+μmgxC.μmgx+1/2mv^2D.μmgx-1/2mv^218、在研究轉(zhuǎn)動(dòng)中的角動(dòng)量守恒定律時(shí)，以下關(guān)于角動(dòng)量守恒條件的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.系統(tǒng)所受合外力矩為零B.系統(tǒng)對(duì)某一固定軸的合外力矩為零，則系統(tǒng)對(duì)該軸的角動(dòng)量守恒C.內(nèi)力矩對(duì)系統(tǒng)的角動(dòng)量沒(méi)有影響D.當(dāng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量發(fā)生變化時(shí)，角動(dòng)量一定不守恒19、在流體力學(xué)中，納維-斯托克斯方程描述了流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。對(duì)于不可壓縮流體的穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，該方程可以簡(jiǎn)化為？（）A.歐拉方程B.伯努利方程C.連續(xù)性方程D.以上都不是20、一質(zhì)量為m的物體在半徑為R的豎直圓軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，恰好能通過(guò)最高點(diǎn)，以下關(guān)于物體在最高點(diǎn)時(shí)速度大小的表達(dá)式，正確的是？（）A.√(gR)B.√(2gR)C.√(3gR)D.021、在研究質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要考慮參考系的選擇。當(dāng)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)相對(duì)于地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)的車廂內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下哪種描述是正確的？（）A.相對(duì)于車廂的運(yùn)動(dòng)和相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)相同B.相對(duì)于車廂的運(yùn)動(dòng)和相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)不同C.相對(duì)于車廂的運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)D.相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)22、一質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線速度大小為v，半徑為r，角速度為ω，周期為T(mén)，以下關(guān)于向心加速度大小的表達(dá)式，正確的是？（）A.v^2/rB.ω^2rC.2πv/TD.以上都是23、一質(zhì)點(diǎn)在x-y平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方程為x=3t，y=4t^2，其中x、y以米為單位，t以秒為單位。則在t=2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為多少？（）A.6m/s^2B.8m/s^2C.10m/s^2D.12m/s^224、在一個(gè)光滑的固定斜面頂端，有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物體由靜止開(kāi)始下滑。已知斜面的高度為h，斜面的傾角為θ，重力加速度為g。則物體滑到斜面底端時(shí)的速度大小為多少？（）A.√(2gh)B.√(2ghsinθ)C.√(2ghtanθ)D.√(2gh/sinθ)25、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)26、在一個(gè)光滑的斜面上，有一個(gè)質(zhì)量為M的物體由靜止開(kāi)始下滑，斜面的傾角為θ，重力加速度為g，以下關(guān)于物體下滑加速度的表達(dá)式，正確的是？（）A.gsinθB.gcosθC.gtanθD.g/cosθ27、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為r，角速度為ω，求物體所受的向心力是多少？（）A.mωrB.mω2rC.mrω2D.mr2ω28、在研究材料的力學(xué)性能時(shí)，應(yīng)力和應(yīng)變是重要的概念。以下關(guān)于應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比B.材料的彈性模量等于應(yīng)力除以應(yīng)變C.超過(guò)材料的屈服極限后，應(yīng)力與應(yīng)變不再成正比D.應(yīng)力越大，應(yīng)變一定越大29、在一個(gè)定滑輪兩側(cè)，分別懸掛質(zhì)量為m和2m的物體，忽略滑輪的質(zhì)量和摩擦力，當(dāng)系統(tǒng)由靜止釋放后，質(zhì)量為m的物體的加速度大小為多少？（）A.g/3B.g/2C.2g/3D.g30、在研究波動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，波長(zhǎng)、頻率和波速是重要的概念。關(guān)于它們之間的關(guān)系，以下哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.v=λf，其中v是波速，λ是波長(zhǎng)，f是頻率B.波速由介質(zhì)決定，與波長(zhǎng)和頻率無(wú)關(guān)C.頻率越高，波長(zhǎng)越短D.不同頻率的波在同一介質(zhì)中傳播時(shí)，波速相同，波長(zhǎng)不同二、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)論述牛頓萬(wàn)有引力定律，解釋引力常量的測(cè)定和意義，分析萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)、人造衛(wèi)星軌道計(jì)算等方面的應(yīng)用，探討引力在宇宙演化中的作用。2、（本題5分）詳細(xì)闡述接觸力學(xué)中的接觸問(wèn)題，包括彈性接觸、塑性接觸和滾動(dòng)接觸。分析在機(jī)械零件、齒輪傳動(dòng)和軸承等中的接觸應(yīng)力和變形計(jì)算方法。3、（本題5分）深入分析靜力學(xué)中的平衡問(wèn)題，包括平面力系和空間力系的平衡方程的建立和應(yīng)用。討論物體在不同約束條件下的受力分析方法，以及如何通過(guò)平衡方程求解未知力。4、（本題5分）詳細(xì)分析彎曲梁的應(yīng)力和變形計(jì)算，包括正應(yīng)力、剪應(yīng)力的分布規(guī)律和撓度、轉(zhuǎn)角的計(jì)算方法。通過(guò)實(shí)際的梁結(jié)構(gòu)（如橋梁、建筑梁）設(shè)計(jì)問(wèn)題，探討如何根據(jù)受力情況選擇合適的梁截面形狀和尺寸。5、（本題5分）深入探討結(jié)構(gòu)力學(xué)中的有限元方法，包括基本原理、單元類型和網(wǎng)格劃分、邊界條件處理。以梁、板、殼結(jié)構(gòu)的分析為例，說(shuō)明有限元方法在求解結(jié)構(gòu)力學(xué)問(wèn)題中的步驟和優(yōu)勢(shì)。討論有限元方法的精度和收斂性分析、誤差估計(jì)和自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)，以及在大規(guī)模復(fù)雜結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）材料力學(xué)中，闡述如何通過(guò)應(yīng)力集中系數(shù)來(lái)評(píng)估結(jié)構(gòu)中缺口或孔附近的應(yīng)力增大情況，并舉例說(shuō)明？2、（本題5分）論述在一個(gè)連接體問(wèn)題中，例如兩個(gè)物體通過(guò)繩子或彈簧相連，共同運(yùn)動(dòng)，如何運(yùn)用整體法和隔離法來(lái)求解相關(guān)的加速度和受力？3、（本題5分）探討在研究材料的疲勞裂紋萌生機(jī)制時(shí)，如何通過(guò)微觀觀察和力學(xué)分析來(lái)揭示裂紋的起始位置和原因？4、（本題5分）論述在研究壓桿穩(wěn)定問(wèn)題時(shí)，如何根據(jù)壓桿的長(zhǎng)度、截面形狀和約束條件來(lái)確定其臨界載荷和穩(wěn)定性？5、（本題5分）