廣州大學(xué)《工程問題數(shù)值分析》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《工程問題數(shù)值分析》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、在一個粗糙水平面上，有一個質(zhì)量為M的木板，木板上有一個質(zhì)量為m的物塊?，F(xiàn)對木板施加一個水平拉力F，木板與物塊之間的動摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ2。若物塊相對木板靜止，F(xiàn)應(yīng)滿足什么條件？（）A.F>μ1mgB.F>(μ1+μ2)(M+m)gC.F>μ2(M+m)gD.F>[μ1mg+μ2(M+m)g]2、在一個粗糙水平面上，有一個質(zhì)量為M的木板，木板上有一個質(zhì)量為m的物塊，物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ2，現(xiàn)對木板施加一個水平向右的力F，使木板和物塊一起向右運動，經(jīng)過一段時間后，物塊與木板相對滑動，此時力F的大小為多少？（）A.μ1mg+μ2(M+m)gB.μ1mg+μ2MgC.μ1(M+m)g+μ2MgD.μ1mg+(μ1+μ2)Mg3、在彈性碰撞和非彈性碰撞的研究中，以下關(guān)于碰撞過程中能量轉(zhuǎn)化的描述，哪一項是錯誤的？（）A.彈性碰撞中，動能守恒B.非彈性碰撞中，動能部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.完全非彈性碰撞中，動能損失最大D.所有碰撞中，動量都守恒，動能也守恒4、一個質(zhì)量為m的小球，用不可伸長的輕繩系于O點，在豎直平面內(nèi)做圓周運動。小球經(jīng)過最低點時，繩子的拉力為F。若小球運動到最高點時，繩子恰好斷裂，小球做平拋運動，落到水平地面上。已知圓周運動的半徑為R，重力加速度為g，則小球平拋的水平距離為多少？（）A.2√R(F-5mg)/gB.2√R(5mg-F)/gC.2√R(F-3mg)/gD.2√R(3mg-F)/g5、在熱力學(xué)中，卡諾循環(huán)是一種理想的熱機循環(huán)。在卡諾循環(huán)中，以下哪個過程是絕熱過程？（）A.高溫?zé)嵩吹降蜏責(zé)嵩吹姆艧徇^程B.低溫?zé)嵩吹礁邷責(zé)嵩吹奈鼰徇^程C.兩個恒溫過程之間的過程D.以上都是6、一物體在豎直方向上做自由落體運動，經(jīng)過A、B兩點的速度分別為vA和vB，AB之間的距離為h。已知重力加速度為g，則物體從A點運動到B點所用的時間為多少？（）A.(vB-vA)/gB.(vB^2-vA^2)/2ghC.(vB-vA)/2gD.(vB^2-vA^2)/g7、在分析物體之間的相互作用力時，牛頓第三定律起著重要作用。關(guān)于牛頓第三定律的表述，以下哪一項是不準確的？（）A.兩個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不同的物體上C.作用力和反作用力同時產(chǎn)生、同時消失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8、在一個光滑的斜面上，有一個質(zhì)量為m的物體，斜面的傾角為θ，現(xiàn)給物體一個沿斜面向上的初速度v0，物體向上運動的最大距離為多少？（）A.v0^2/(2gsinθ)B.v0^2/(2gcosθ)C.v0^2/(2g)D.v0^2/(4g)9、在一個豎直平面內(nèi)，有一個帶電粒子在重力和電場力的共同作用下做圓周運動，已知粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，電場強度為E，重力加速度為g，以下關(guān)于粒子運動速度的表達式，正確的是？（）A.√(mg/Eq)B.√(Eq/mg)C.√(mgq/E)D.√(Eqg/m)10、在流體力學(xué)中，伯努利方程有著廣泛的應(yīng)用。當(dāng)理想流體在水平管道中做穩(wěn)定流動時，以下哪種情況會導(dǎo)致管道某一處的壓強減??？（）A.流速增大B.流速減小C.管道橫截面積增大D.流體密度增大11、在研究熱力學(xué)過程中的絕熱過程時，以下關(guān)于絕熱過程的描述，哪一項是不準確的？（）A.絕熱過程中，系統(tǒng)與外界沒有熱量交換B.絕熱過程中，系統(tǒng)的內(nèi)能變化等于外界對系統(tǒng)做的功C.絕熱膨脹時，系統(tǒng)溫度降低；絕熱壓縮時，系統(tǒng)溫度升高D.絕熱過程一定是等熵過程12、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/413、在研究梁的彎曲問題時，以下關(guān)于彎矩和剪力的描述，哪一項是不準確的？（）A.彎矩是力對梁橫截面產(chǎn)生的繞中性軸轉(zhuǎn)動的效應(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.梁上某一點的彎矩和剪力總是同時達到最大值14、在一個豎直懸掛的彈簧下端掛一個質(zhì)量為m的物體，彈簧伸長了x。若將此物體放在水平光滑桌面上，再用同樣大小的力拉彈簧，彈簧的伸長量將為多少？（）A.xB.2xC.x/2D.015、一個理想氣體在等壓變化過程中，體積增大了一倍，那么其溫度將如何變化？（）A.增大一倍B.增大兩倍C.增大到原來的根號2倍D.增大到原來的4倍16、一理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過絕熱過程到達狀態(tài)B，然后經(jīng)過等壓過程回到狀態(tài)A，構(gòu)成一個循環(huán)。在此循環(huán)中，氣體的凈功為多少？（）A.正B.負C.零D.無法確定17、在一個豎直平面內(nèi)，有一個半徑為R的光滑圓形軌道，一質(zhì)量為m的物體在軌道內(nèi)做圓周運動。已知在最高點時，物體對軌道的壓力為零，重力加速度為g，則物體在最低點時的速度大小為多少？（）A.√(5gR)B.√(3gR)C.√(gR)D.√(2gR)18、在研究波動方程時，以下關(guān)于波的傳播速度的描述，哪一項是不正確的？（）A.波的傳播速度由介質(zhì)的性質(zhì)決定B.不同頻率的波在同一介質(zhì)中傳播速度相同C.波的傳播速度與波源的振動頻率成正比D.波在真空中的傳播速度是一個常數(shù)19、一個質(zhì)量為M的球放在一個傾角為θ的光滑斜面上，并用擋板擋住，擋板與斜面垂直，若斜面和擋板都是固定的，球?qū)π泵娴膲毫Υ笮槎嗌?？（）A.MgcosθB.MgsinθC.Mg/cosθD.Mg/tanθ20、在研究理想氣體的狀態(tài)方程時，以下關(guān)于氣體壓強的描述，哪一項是不準確的？（）A.氣體壓強是大量分子對容器壁碰撞的宏觀表現(xiàn)B.氣體壓強與氣體分子的平均動能和分子密度有關(guān)C.相同溫度下，氣體分子數(shù)越多，壓強越大D.氣體壓強只與溫度有關(guān)，與體積無關(guān)21、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22、一個質(zhì)量為m的物體放在光滑水平面上，受到一個水平力F的作用，物體的加速度為多少？（）A.F/mB.m/FC.F+mD.F-m23、一質(zhì)點做平拋運動，初速度為v0，拋出點的高度為h，重力加速度為g，質(zhì)點落地時的水平位移為多少？（）A.v0√(2h/g)B.v0√(h/2g)C.2v0√(h/g)D.v0√(2gh)24、在研究熱傳遞過程時，以下關(guān)于熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射的描述，哪一項是錯誤的？（）A.熱傳導(dǎo)是依靠分子的熱運動傳遞熱量B.熱對流是由于流體的宏觀運動傳遞熱量C.熱輻射不需要介質(zhì)，可以在真空中傳遞熱量D.熱傳遞過程中，熱量總是從高溫物體傳向低溫物體，直到溫度相等25、在振動系統(tǒng)中，共振現(xiàn)象是一種特殊的情況。當(dāng)驅(qū)動力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等時，以下哪個物理量會達到最大值？（）A.振幅B.速度C.加速度D.能量二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）彈性力學(xué)中，分析如何處理具有溫度場作用下的物體的熱應(yīng)力問題？2、（本題5分）在研究材料的疲勞裂紋擴展速率時，力學(xué)上如何建立數(shù)學(xué)模型和進行實驗測量？3、（本題5分）闡述在研究一個蕩秋千的問題中，如何將其簡化為單擺模型，并運用相關(guān)知識分析其運動的周期性和能量轉(zhuǎn)化？4、（本題5分）材料力學(xué)中，解釋如何分析具有預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)在工作載荷下的力學(xué)響應(yīng)？三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個半徑為1.2m的光滑半圓形軌道固定在豎直平面內(nèi)，質(zhì)量為1.5kg的物體從軌道頂端由靜止釋放，求物體運動到軌道最低點時的速度。2、（本題5分）一質(zhì)量為5kg的物體放在粗糙斜面上，斜面與水平面夾角為37°，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25，現(xiàn)用一個沿斜面向上的力F拉動物體，使物體以加速度為1.5m/s2向上運動，求拉力F的大小。3、（本題5分）一個質(zhì)量為5kg的物體在一個豎直向上的力F作用下，從地面開始豎直向上做勻加速直線運動，加速度大小為2m/s2，經(jīng)過5s后，力F突然消失，物體上升到最高點后下落，求物體上升的最大高度。4、（本題5分）一個質(zhì)量為6kg的物體在光滑斜面上，斜面的傾角為45°，現(xiàn)用一平行于斜面的力F將物體從斜面底部勻速推至斜面頂部，斜面長度為10m，推力F做功600J，求推力F的大小。5、（本題5分）在豎直平面內(nèi)有一個半徑為3m的圓形軌道，一質(zhì)量為2kg的物體在軌道內(nèi)側(cè)做圓周運動，在最高點時的速度為6m/s，求物體在最高點時軌道對物體的支持力。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）詳細分析結(jié)構(gòu)的可靠性和風(fēng)險評估，解釋結(jié)構(gòu)失效概率、可靠度指標的計算方法。探討荷載的不確定性、材料性能的變異性和結(jié)構(gòu)分析模型的誤差對結(jié)構(gòu)可靠性的影響，通過實際結(jié)構(gòu)（如橋梁、建筑）的可靠性評估和風(fēng)險分析討論結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全儲備和維