玉溪職業(yè)技術學院《工程有限元與數(shù)值計算》2023-2024學年第二學期期末試卷

裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁玉溪職業(yè)技術學院

《工程有限元與數(shù)值計算》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、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、兩個物體A和B，質量分別為mA和mB，它們之間用一根輕質彈簧相連，放在光滑的水平面上，現(xiàn)對A施加一個水平向右的拉力F，使A、B一起向右做勻加速直線運動，已知加速度為a，以下關于彈簧彈力大小的表達式，正確的是？（）A.mAaB.mBaC.FmB/（mA+mB）D.FmA/（mA+mB）2、一個質量為M的圓環(huán)，半徑為R，可繞通過環(huán)心的豎直軸無摩擦地轉動，環(huán)上套有一個質量為m的小球，小球與環(huán)之間用一根輕質細繩相連，細繩不可伸長，現(xiàn)將小球從與環(huán)心等高的位置由靜止釋放，當小球運動到最低點時，圓環(huán)的角速度為多少？（）A.√(2mgR/(M+m)R^2)B.√(2mgR/(M-m)R^2)C.√(mgR/(M+m)R^2)D.√(mgR/(M-m)R^2)3、一個質量為M、半徑為R的均勻球體，在其內部挖去一個半徑為R/2的小球體，剩余部分的質量為M'。已知萬有引力常量為G，則在距離大球心為r（r>R）處的引力場強度為多少？（）A.GM/r^2B.GM'/r^2C.G(M-M')/r^2D.G(M+M')/r^24、在振動系統(tǒng)中，共振現(xiàn)象是一種特殊的情況。當驅動力的頻率與系統(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5、一個質量為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.為零6、在熱力學中，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.高溫熱源到低溫熱源的放熱過程B.低溫熱源到高溫熱源的吸熱過程C.兩個恒溫過程之間的過程D.以上都是7、一個質量為m的小球，用長為L的細繩懸掛在天花板上，小球在水平面內做勻速圓周運動，角速度為ω，細繩與豎直方向的夾角為θ。則小球所受向心力的大小為多少？（）A.mω2LB.mω2LsinθC.mω2LcosθD.mgtanθ8、在一個勻強磁場中，有一個通電導線框，導線框的邊長分別為L1和L2，電流為I，磁感應強度為B，導線框平面與磁場方向垂直。則導線框所受的安培力大小為多少？（）A.BIL1L2B.B^2I^2L1L2C.BI(L1+L2)D.09、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。則下列關系式中正確的是？（）A.v=ωRB.a=v^2/RC.T=2π/ωD.以上都正確10、一個質點在x-y平面內運動，其運動方程為x=3t，y=4t^2，其中x和y的單位為米，t的單位為秒，該質點在t=2秒時的加速度大小為多少？（）A.3m/s^2B.4m/s^2C.8m/s^2D.12m/s^211、一質點做勻變速直線運動，初速度為v0，加速度為a。經(jīng)過一段時間t，質點的位移為x。則在這段時間內，質點的平均速度為多少？（）A.(v0+at)/2B.(v0+v0+at)/2C.(v0t+1/2at^2)/tD.x/t12、在一個水平向右的勻強電場中，有一個帶電荷量為+q、質量為m的粒子，初速度為v0，與電場方向成θ角斜向上拋出。忽略重力，粒子在電場中的運動軌跡為一條拋物線，電場強度為E，則粒子沿電場方向的加速度大小為多少？（）A.qEsinθ/mB.qEcosθ/mC.qE/mD.qEtanθ/m13、對于剛體的平面運動，如果已知剛體上某一點的速度和加速度，以下哪個量不能直接求出？（）A.剛體的角速度B.剛體的角加速度C.剛體上另一點的速度D.剛體所受的合力14、對于振動的合成，如果兩個簡諧振動的頻率相差很大，以下哪種情況會發(fā)生？（）A.產(chǎn)生拍現(xiàn)象，振幅出現(xiàn)周期性的強弱變化B.合成振動仍然是簡諧振動C.合成振動是復雜的非周期性振動D.無法確定合成振動的性質15、在一個固定的斜面上，有一個物塊在平行于斜面的力F作用下向上運動，已知斜面傾角為θ，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，以下關于物塊加速度大小的表達式，正確的是？（）A.（F-mgsinθ-μmgcosθ）/mB.（F-mgsinθ+μmgcosθ）/mC.（F+mgsinθ-μmgcosθ）/mD.（F+mgsinθ+μmgcosθ）/m16、在研究波動方程時，以下關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的性質決定B.不同頻率的波在同一介質中傳播速度相同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)17、在流體力學的阻力計算中，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18、一根輕質彈簧，原長為L0，勁度系數(shù)為k，一端固定，另一端掛一個質量為m的物體，當物體靜止時，彈簧的長度為L，此時彈簧的彈性勢能為多少？（）A.1/2k(L-L0)^2B.1/2kL^2C.1/2kL0^2D.1/2km^2g^219、在波動光學的楊氏雙縫干涉實驗中，以下哪個因素不是影響干涉條紋間距的？（）A.雙縫之間的距離B.光屏到雙縫的距離C.入射光的波長D.雙縫的寬度20、一物體從高處自由下落，經(jīng)過時間t落地，忽略空氣阻力，其下落高度h與時間t的關系滿足h=1/2gt^2，若g=10m/s^2，經(jīng)過3秒，物體下落的高度約為多少？（）A.15米B.30米C.45米D.60米21、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.v0t22、在一個豎直平面內，有一個帶電粒子在電場力和重力的共同作用下做曲線運動，已知粒子的電荷量為q，質量為m，電場強度為E，重力加速度為g，以下關于粒子運動軌跡的說法，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23、在一個豎直放置的圓管內，有一個小球在其中做勻速圓周運動。已知圓管的半徑為R，小球運動的速度為v，則小球運動一周所用的時間為多少？（）A.2πR/vB.2πv/RC.πR/vD.πv/R24、一輕繩一端系一質量為m的小球，另一端固定在O點，小球在豎直平面內做圓周運動，在最低點時，繩子的拉力是多少？（）A.mgB.mg+mv2/rC.mg-mv2/rD.mv2/r。（其中r為圓的半徑，v為小球在最低點的速度）25、在相對論力學中，當物體的運動速度接近光速時，其質量會發(fā)生變化。以下哪種說法正確描述了物體速度與質量的關系？（）A.物體速度越大，質量越小B.物體速度越大，質量越大C.物體質量與速度無關D.物體質量先增大后減小二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）探討在研究材料的微觀力學行為時，如何運用原子模擬和納米壓痕技術來研究材料的微觀結構和性能之間的關系？2、（本題5分）對于一個承受動態(tài)載荷的橋梁結構，運用力學知識分析如何進行動力響應分析和抗震設計？3、（本題5分）闡述在一個物體沿斜面下滑且受到摩擦力的情況下，如何運用能量守恒定律來分析物體機械能的變化和內能的產(chǎn)生？4、（本題5分）在流體力學中，討論如何分析流體在多孔介質中的非穩(wěn)態(tài)流動問題和應用實例？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1m的光滑半圓形軌道固定在豎直平面內，質量為2kg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）在光滑的水平面上，有兩個質量分別為m1=2kg和m2=3kg的物體，它們之間用一根輕質彈簧相連，開始時彈簧處于原長?，F(xiàn)對m1施加一個水平向右的力F=10N，使兩物體一起向右運動，求運動5m時彈簧的彈性勢能。3、（本題5分）一個質量為4kg的物體在粗糙水平面上運動，受到與運動方向相反的摩擦力f=8N，初速度為10m/s，經(jīng)過5s后，求物體的速度和位移。4、（本題5分）一個質量為9kg的物體，在一個與水平方向成45°角斜向上的拉力作用下，沿粗糙水平地面運動，拉力大小為50N，動摩擦因數(shù)為0.3，若物體在6s內運動了25m，求拉力做功的平均功率。5、（本題5分）一質點在x-y平面內運動，其運動方程為x=3t，y=4t^2，其中x、y以m為單位，t以s為單位，求t=2s時質點的速度和加速度。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）深入探討結構力學中的靜定結構和超靜定結構，分析靜定結構的受力分析方法和超靜定結構的求