杭州师范大学钱江学院《固体力学导论》2023-2024学年第二学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页杭州师范大学钱江学院《固体力学导论》

2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在一个竖直放置的光滑圆管内，有一个小球可以在管内自由运动，已知圆管半径为R，小球质量为m，重力加速度为g，当小球在最高点的速度为√(gR)时，以下关于小球对圆管压力的说法，正确的是？（）A.压力为零B.压力为mgC.压力为2mgD.压力为3mg2、在一个匀强磁场中，有一个边长为L的正方形闭合线圈，线圈中通有电流I，磁感应强度为B，以下关于线圈所受安培力大小的表达式，正确的是？（）A.0B.BILC.2BILD.√2BIL3、一物体在水平面上做半径为R的匀速圆周运动，线速度为v，角速度为ω，周期为T，向心加速度为a。则下列关系式中正确的是？（）A.v=ωRB.a=v^2/RC.T=2π/ωD.以上都正确4、在一个光滑的水平面上，有两个质量相同的小球A和B，分别以速度vA和vB相向运动，发生正碰，碰撞后两球的速度分别为vA'和vB'，已知碰撞过程中没有机械能损失，以下关于碰撞后两球速度的表达式，正确的是？（）A.vA'=vB，vB'=vAB.vA'=-vA，vB'=-vBC.vA'=0，vB'=0D.vA'=（vA+vB）/2，vB'=（vA+vB）/25、对于转动惯量的计算，以下哪种形状的物体不能用简单的公式直接计算？（）A.均匀细直棒绕一端的转动惯量B.均匀圆盘绕中心轴的转动惯量C.空心圆柱体绕中心轴的转动惯量D.形状不规则的物体绕某一轴的转动惯量6、一个质量为M的楔形物块放在水平地面上，楔形物块的斜面是光滑的，在斜面上有一个质量为m的小物块，现对小物块施加一个平行于斜面向上的力F，使小物块沿斜面向上做匀加速运动，若楔形物块始终保持静止，地面对楔形物块的摩擦力大小和方向如何？（）A.水平向左，大小为FcosθB.水平向右，大小为FcosθC.水平向左，大小为FsinθD.为零7、一物体从高处自由下落，经过A、B两点的速度分别为vA和vB，A、B两点间的距离为h，则物体从A点下落到B点所用的时间为多少？（）A.(vB-vA)/gB.(vB^2-vA^2)/2ghC.(vB+vA)/gD.2h/(vB+vA)8、一个物体在力F的作用下沿粗糙斜面向上运动，力F与斜面平行，已知斜面的倾角为θ，物体与斜面之间的动摩擦因数为μ，力F的大小为F=mgsinθ+μmgcosθ，若物体从斜面底端运动到顶端的位移为s，力F做功为多少？（）A.mgsinθsB.μmgcosθsC.(mgsinθ+μmgcosθ)sD.(mgsinθ-μmgcosθ)s9、在一个固定的光滑斜面上，有一个质量为m的物块，从斜面顶端由静止开始下滑。斜面的高度为h，底边长度为L，重力加速度为g。则物块滑到底端时的速度大小为多少？（）A.√(2gh)B.√(2ghL^2/(h^2+L^2))C.√(2ghL/(h^2+L^2))D.√(2gL)10、一个质量为m的小球从高处自由下落，落到一个竖直放置的轻弹簧上。在小球压缩弹簧的过程中，小球的加速度最大值出现在何处？（）A.刚接触弹簧时B.弹簧压缩量最大时C.合力为零时D.速度最大时11、在一个竖直上抛运动中，物体经过抛出点上方h高处时的速度大小为v。则物体从抛出到经过h高处所用的时间为多少？（）A.(v-√v²-2gh)/gB.(v+√v²-2gh)/gC.(v-√v²+2gh)/gD.(v+√v²+2gh)/g12、在一个光滑的水平面上，有三个质量均为m的物块A、B、C，排成一条直线，A、B之间和B、C之间分别用一根轻质弹簧连接。现对A施加一个水平向右的力F，使三个物块一起向右运动。已知弹簧的劲度系数均为k，则A、B之间弹簧的伸长量为多少？（）A.F/2kB.F/3kC.2F/3kD.F/k13、有一个质量为m的物体，放在一个倾角为θ的粗糙斜面上，动摩擦因数为μ。现用一个平行于斜面向上的力F拉动物体，使其沿斜面匀速上升。已知重力加速度为g，则F的大小为多少？（）A.mgsinθ+μmgcosθB.mgsinθ-μmgcosθC.μmgcosθ-mgsinθD.mgsinθ+μmgcosθ14、一个质量为m的小球用长度为L的轻绳悬挂在天花板上，将小球拉至与竖直方向成θ角的位置由静止释放，忽略空气阻力，以下关于小球运动到最低点时速度大小的表达式，正确的是？（）A.√(2gL(1-cosθ))B.√(gLsinθ)C.√(gL(1-cosθ))D.√(2gLsinθ)15、在热力学中，理想气体的状态方程描述了气体的状态参量之间的关系。对于一定质量的理想气体，在绝热过程中，以下哪个量保持不变？（）A.压强B.体积C.温度D.内能16、一物体从高处自由下落，经过最后200m所用的时间为4s，重力加速度为10m/s^2，则物体下落的总高度为多少？（）A.245mB.280mC.320mD.360m17、在研究物体的平衡问题时，需要考虑力的合成与分解。一个物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，若其中两个力的大小和方向已知，以下哪种方法可以确定第三个力的大小和方向？（）A.平行四边形法则B.三角形法则C.正交分解法D.以上方法均可18、在相对论力学中，时间和空间的相对性是重要概念。当一个观察者相对于另一个观察者以高速运动时，以下哪种现象会发生？（）A.时间膨胀B.长度收缩C.质量不变D.同时的相对性消失19、一个质量为M的物体放在光滑水平面上，一个质量为m的物体以速度v与M发生完全非弹性碰撞，碰撞后的共同速度是多少？（）A.mv/(M+m)B.Mv/(M+m)C.(M+m)v/MD.(M+m)v/m20、在研究刚体的平面运动时，可以将其分解为平动和转动。对于一个在平面上做不规则运动的刚体，以下哪种方法可以确定其瞬心的位置？（）A.速度投影法B.加速度投影法C.速度瞬心法D.以上方法都不行21、一物体在竖直方向上做自由落体运动，经过时间t下落的高度为h。若重力加速度增大为原来的两倍，在相同时间内，物体下落的高度将变为多少？（）A.2hB.4hC.h/2D.h/422、一个质量分布均匀的球体，半径为R，总质量为M。对于距离球心为r（r<R）处的质点，其受到的万有引力大小为多少？（假设引力常量为G）（）A.GMm/r^2B.GMm/R^2C.GMmr/R^3D.GMmR/r^323、一质量为m的物体在光滑水平面上受到水平力F的作用，从静止开始运动。经过时间t，力F做功为W。若力F的大小不变，方向改为与原来相反，作用时间仍为t，力F做功为多少？（）A.-WB.WC.2WD.-2W24、在流体力学的阻力计算中，以下哪个因素不是影响阻力大小的主要因素？（）A.流体的流速B.物体的形状C.流体的密度D.重力加速度25、在流体的流动形态中，以下哪个判别准则不是用来判断流体是层流还是湍流的？（）A.雷诺数B.马赫数C.管道的粗糙度D.流体的流速26、一个物体从地面以初速度v0竖直向上抛出，忽略空气阻力，经过时间t到达最高点。已知重力加速度为g，则物体能上升的最大高度为多少？（）A.v0t-1/2gt^2B.v0^2/2gC.v0t+1/2gt^2D.v0t27、一个物块在粗糙水平面上受到水平向右的拉力F作用，拉力F的大小随时间t变化的图像如图所示，已知物块与水平面间的动摩擦因数为μ，物块在0-t0时间内的位移为多少？（图像为一个从0开始，先线性增大到F0然后保持不变的折线）（）A.F0t0/2-μmgt0B.F0t0/2-μmgt0^2/2C.F0t0-μmgt0D.F0t0-μmgt0^228、一质点在x-y平面内运动，其运动方程为x=3t，y=4t^2，其中x和y的单位为m，t的单位为s。则在t=2s时，质点的加速度大小为多少？（）A.8m/s^2B.6m/s^2C.4m/s^2D.2m/s^229、一物体从高处自由下落，经过时间t落地，下落的高度为h，重力加速度为g，则h等于多少？（）A.1/2gt²B.gt²C.2gt²D.1/2gt30、在一个光滑的水平面上，两个质量分别为m1和m2的物体通过一根轻绳相连，在水平拉力F的作用下一起做匀加速直线运动，加速度为a，以下关于绳子拉力大小的表达式，正确的是？（）A.m1aB.m2aC.Fm1/（m1+m2）D.Fm2/（m1+m2）二、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）全面分析连续介质力学中的流体运动方程，包括欧拉方程和纳维-斯托克斯方程的推导和应用。以管道流动、绕流问题、湍流现象为例，说明流体运动方程在描述流体运动和分析流体力学问题中的重要性。探讨在数值模拟和实验研究中，如何求解流体运动方程以及处理边界条件和初始条件，以及流体运动方程的简化和近似方法。2、（本题5分）全面论述爆炸力学中的爆炸波传播和爆炸载荷作用下结构的响应，包括爆炸压力的计算和结构的动态破坏模式。分析在防护工程、军工领域的应用和安全设计。3、（本题5分）深入探讨细长压杆的稳定性问题，解释临界压力和临界载荷的概念。分析影响压杆稳定性的因素，如杆的长度、截面形状、约束条件等，通过具体的压杆实例计算临界压力并讨论提高稳定性的措施。4、（本题5分）详细分析水动力学中的明渠非恒定流和洪水演进模拟，研究明渠中水流流量和水位随时间变化的规律。探讨洪水演进的数学模型和数值解法，分析非恒定流在水利工程中的应用，如洪水预报和河道整治。5、（本题5分）详细论述相对论力学中的时空观，解释时间膨胀和长度收缩现象以及其与光速不变原理的关系。以高速运动的粒子实验、卫星导航系统中的相对论修正为例，说明相对论时空观对我们日常生活和科学研究的影响。讨论相对论时空观在宇宙学、高能物理和相对论天体物理中的应用和挑战。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在热力学中，请解释理想气体的多方过程，并说明多方指数的物理意义，举例说明不同多方过程中气体状态参数的变化。2、（本题5分）分析在一个物体在非匀强电场中运动的情景下，如何通过电场线的分布和带电粒子的初速度来判断粒子的运动趋势和最终位置？3、（本题5分）在波动光学中，请解释光的双折射现象的产生原因和特点，举例说明双折射在光学材料和器件中的应用。4、（本题5分）论述在研究材料的残余应力测量