中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院《工程流體學(xué)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《工程流體學(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、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在粗糙斜面上勻速下滑，斜面傾角為θ，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則μ等于多少？（）A.tanθB.cosθC.sinθD.1/tanθ2、在一個(gè)豎直上拋運(yùn)動(dòng)中，物體經(jīng)過(guò)拋出點(diǎn)上方h高處時(shí)的速度大小為v。則物體從拋出到經(jīng)過(guò)h高處所用的時(shí)間為多少？（）A.(v-√v2-2gh)/gB.(v+√v2-2gh)/gC.(v-√v2+2gh)/gD.(v+√v2+2gh)/g3、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4、在一個(gè)粗糙水平面上，有一個(gè)質(zhì)量為M的木板，木板上有一個(gè)質(zhì)量為m的物塊?，F(xiàn)對(duì)木板施加一個(gè)水平拉力F，木板與物塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2。若物塊相對(duì)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]5、在相對(duì)論力學(xué)中，以下哪個(gè)效應(yīng)不是相對(duì)論力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的顯著區(qū)別？（）A.時(shí)間膨脹效應(yīng)，運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢B.長(zhǎng)度收縮效應(yīng)，運(yùn)動(dòng)的物體長(zhǎng)度會(huì)變短C.質(zhì)量增加效應(yīng)，物體的質(zhì)量會(huì)隨著速度的增加而增大D.引力紅移效應(yīng)，在強(qiáng)引力場(chǎng)中光譜線會(huì)向紅端移動(dòng)，而在經(jīng)典力學(xué)中不存在此現(xiàn)象6、一物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t下落的高度為h。若重力加速度增大為原來(lái)的兩倍，在相同時(shí)間內(nèi)，物體下落的高度將變?yōu)槎嗌?？（）A.2hB.4hC.h/2D.h/47、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)8、在一個(gè)豎直放置的封閉汽缸內(nèi)，有一定質(zhì)量的理想氣體。若氣體壓強(qiáng)保持不變，溫度升高，則氣體的體積如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.無(wú)法確定9、在研究液體的粘滯性時(shí)，以下關(guān)于粘滯系數(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.粘滯系數(shù)反映液體內(nèi)部的摩擦力B.粘滯系數(shù)與液體的溫度有關(guān)，溫度越高，粘滯系數(shù)越大C.不同液體的粘滯系數(shù)不同D.粘滯系數(shù)越大，液體的流動(dòng)性越差10、在一個(gè)固定的斜面上，有一個(gè)物塊在平行于斜面的力F作用下向上運(yùn)動(dòng)，已知斜面傾角為θ，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，以下關(guān)于物塊加速度大小的表達(dá)式，正確的是？（）A.（F-mgsinθ-μmgcosθ）/mB.（F-mgsinθ+μmgcosθ）/mC.（F+mgsinθ-μmgcosθ）/mD.（F+mgsinθ+μmgcosθ）/m11、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/cosθ12、在一個(gè)均勻的電場(chǎng)中，有一個(gè)電荷量為q的帶電粒子，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，粒子從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，以下關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)速度的表達(dá)式，正確的是？（）A.Eqt/mB.Eq^2t^2/2mC.Eq^2t/mD.Eqt^2/2m13、在一個(gè)豎直平面內(nèi)，有一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)力和重力的共同作用下做曲線運(yùn)動(dòng)，已知粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，重力加速度為g，以下關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的說(shuō)法，正確的是？（）A.一定是直線B.一定是拋物線C.可能是直線也可能是拋物線D.以上都不對(duì)14、在研究振動(dòng)系統(tǒng)的阻尼時(shí)，以下關(guān)于阻尼振動(dòng)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.阻尼振動(dòng)的振幅逐漸減小B.阻尼振動(dòng)的周期和頻率與無(wú)阻尼時(shí)相同C.阻尼越大，振幅減小得越快D.當(dāng)阻尼較小時(shí)，阻尼振動(dòng)的頻率略小于無(wú)阻尼振動(dòng)的頻率15、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)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在研究剛體的平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，請(qǐng)說(shuō)明如何確定剛體的瞬時(shí)速度中心，并舉例說(shuō)明其在解決問(wèn)題中的應(yīng)用。2、（本題5分）在波動(dòng)光學(xué)中，請(qǐng)解釋光的干涉條紋的可見(jiàn)度概念，并說(shuō)明影響干涉條紋可見(jiàn)度的因素，舉例說(shuō)明如何提高干涉條紋的可見(jiàn)度。3、（本題5分）在彈性力學(xué)中，分析如何利用疊加原理求解復(fù)雜載荷作用下物體的應(yīng)力和應(yīng)變？4、（本題5分）在研究流體的射流沖擊問(wèn)題時(shí)，力學(xué)上如何描述射流的沖擊力和能量傳遞？三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)論述相對(duì)論力學(xué)中的時(shí)空彎曲，包括引力場(chǎng)方程和時(shí)空幾何的描述。解釋時(shí)空彎曲如何產(chǎn)生引力效應(yīng)。分析時(shí)空彎曲對(duì)物體運(yùn)動(dòng)和光傳播的影響。通過(guò)黑洞、引力透鏡等天文現(xiàn)象，探討時(shí)空彎曲的觀測(cè)證據(jù)和理論意義。2、（本題5分）深入探討彈性力學(xué)中的平面問(wèn)題，包括平面應(yīng)力問(wèn)題和平面應(yīng)變問(wèn)題的區(qū)別和求解方法。通過(guò)具體的工程結(jié)構(gòu)（如薄板、厚壁圓筒）分析，運(yùn)用應(yīng)力函數(shù)和邊界條件求解應(yīng)力和應(yīng)變分布。3、（本題5分）全面論述多體系統(tǒng)力學(xué)中的剛體和柔體的相互作用、約束條件和運(yùn)動(dòng)方程，分析在機(jī)械系統(tǒng)、機(jī)器人和航天器等復(fù)雜多體系統(tǒng)中的應(yīng)用，探討如何建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型和求解方法來(lái)描述多體系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和力學(xué)行為。4、（本題5分）深入探討動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律在碰撞、爆炸等物理過(guò)程中的應(yīng)用。分析在不同類型的碰撞（如完全彈性碰撞、非完全彈性碰撞、完全非彈性碰撞）中，動(dòng)量和能量的轉(zhuǎn)化與守恒關(guān)系，并通過(guò)具體實(shí)例計(jì)算相關(guān)物理量。5、（本題5分）全面論述結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中的模態(tài)分析方法，包括固有頻率、振型的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)量。研究模態(tài)分析在結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制、故障診斷中的應(yīng)用和意義。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)質(zhì)量為3kg的物體在光滑斜面上，斜面與水平面夾角為45°，現(xiàn)對(duì)物體施加一個(gè)沿斜面向上的力，使物體以加速度2m/s2沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，求施加的力的大小。2、（本題10分）一根長(zhǎng)為5m的細(xì)繩，一端系著一個(gè)質(zhì)量為2kg的小球，另一端固定在天花板上，讓小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，若小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度為3m/s，求此時(shí)細(xì)繩的