南京工程学院《工程有限元与数值计算》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《工程有限元与数值计算》2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、在弹性碰撞和非弹性碰撞中，系统的动量和能量变化情况不同。对于完全弹性碰撞，以下哪个物理量守恒？（）A.动量和动能都守恒B.动量守恒，动能不守恒C.动量不守恒，动能守恒D.动量和动能都不守恒2、在相对论力学中，光速不变原理是一个基本假设。以下哪种实验现象支持了这一假设？（）A.迈克尔逊-莫雷实验B.光电效应实验C.黑体辐射实验D.夫兰克-赫兹实验3、一个物体在水平面上做曲线运动，以下关于物体所受合力方向与速度方向夹角的说法，正确的是？（）A.一定大于90°B.一定小于90°C.可能等于90°D.一定等于0°4、一个质量为m的物体在水平面上受到一个与水平方向成θ角的力F的作用，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，求物体的加速度是多少？（）A.(Fcosθ-μmg)/(m+Fsinθ)B.(Fcosθ-μmg)/mC.(Fsinθ-μmg)/mD.(Fcosθ+μmg)/m5、在一个粗糙的斜面上，有一个质量为m的物体，斜面的倾角为θ，动摩擦因数为μ。现用一个平行于斜面向上的力F使物体沿斜面匀速向上运动，F的大小为多少？（）A.mg(sinθ+μcosθ)B.mg(sinθ-μcosθ)C.μmg(cosθ+sinθ)D.μmg(cosθ-sinθ)6、一个质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x=5sin(4πt+π/3)cm。则质点振动的周期和初相位分别为多少？（）A.0.5s，π/3B.0.5s，2π/3C.2s，π/3D.2s，2π/37、在光滑的水平桌面上，有两个相互接触的物体A和B，质量分别为mA和mB，它们之间的动摩擦因数为μ，现对物体A施加一个水平向右的力F，使两物体一起向右运动，物体B受到的摩擦力大小为多少？（）A.μmgB.μFC.μmAgD.μmBg8、一物体从斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面，最后停在C点，已知AB段和BC段的长度分别为L1和L2，物体在斜面上和水平面上的动摩擦因数分别为μ1和μ2，物体从A点到C点的运动时间为t，重力加速度为g，A点的高度h为多少？（）A.1/2gt^2-μ1gL1-μ2gL2B.1/2gt^2+μ1gL1+μ2gL2C.μ1gL1+μ2gL2-1/2gt^2D.(μ1gL1+μ2gL2-1/2gt^2)/g9、一个质量为M的圆盘，绕通过圆心且垂直于盘面的轴以角速度ω匀速转动。圆盘的半径为R，则圆盘边缘处一个质量为m的质点所受的向心力大小为多少？（）A.mω^2RB.Mω^2RC.m(Mω^2R)/MD.mωR^210、有一轻质杠杆，动力臂为L1，阻力臂为L2，动力为F1，阻力为F2。当杠杆平衡时，下列关系式正确的是？（）A.F1L1=F2L2B.F1/L1=F2/L2C.F1L2=F2L1D.F1/L2=F2/L111、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/412、在一个竖直放置的U形管内，装有密度为ρ的液体，U形管的两臂粗细不同，粗管的横截面积是细管的2倍，当U形管内液体静止时，两管液面的高度差为h，液体对U形管底部的压强为多少？（）A.ρghB.3ρgh/2C.2ρghD.3ρgh13、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）/214、一个物体从高处自由下落，经过A、B两点的速度分别为vA、vB，A、B两点间的距离为h。则物体经过A、B两点所用的时间为多少？（）A.(vB-vA)/gB.(vB+vA)/gC.(vB²-vA²)/2ghD.(vB²-vA²)/g15、在相对论力学中，当物体的运动速度接近光速时，其质量会发生变化。以下哪种说法正确描述了物体速度与质量的关系？（）A.物体速度越大，质量越小B.物体速度越大，质量越大C.物体质量与速度无关D.物体质量先增大后减小16、在弹性力学中，应力和应变的关系对于材料的性能分析至关重要。对于一种各向同性的弹性材料，在受到单向拉伸时，以下哪个物理量反映了材料的变形程度？（）A.正应力B.切应力C.线应变D.剪应变17、在研究材料的疲劳特性时，以下关于疲劳寿命的描述，哪一项是不准确的？（）A.疲劳寿命是指材料在交变应力作用下发生疲劳破坏的循环次数B.材料的疲劳寿命与应力幅和平均应力有关C.提高材料的强度可以显著增加其疲劳寿命D.疲劳寿命具有很大的分散性18、一个质点同时参与了两个方向相互垂直的简谐运动，其振动方程分别为x=A1sin(ωt)和y=A2sin(ωt+φ)。则质点的轨迹方程为多少？（）A.x²/A1²+y²/A2²=1B.(x/A1)²+(y/A2)²=1C.(x/A1)²-(y/A2)²=1D.x²/A1²-y²/A2²=119、在一个竖直平面内，有一个带电粒子在电场力和重力的共同作用下做曲线运动，已知粒子的电荷量为q，质量为m，电场强度为E，重力加速度为g，以下关于粒子运动轨迹的说法，正确的是？（）A.一定是直线B.一定是抛物线C.可能是直线也可能是抛物线D.以上都不对20、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/m二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）分析在一个带电油滴在匀强电场和重力场中静止的问题中，如何通过受力平衡来确定电场强度的大小和方向？2、（本题5分）在研究流体的射流冲击问题时，力学上如何描述射流的冲击力和能量传递？3、（本题5分）在流体力学中，讨论如何分析流体在复杂几何形状通道中的流动分离和再附着现象？三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）有一密度为700kg/m³、边长为0.2m的正方体木块，漂浮在水面上，求木块露出水面的体积。2、（本题5分）有一粗细均匀的长直玻璃管，一端封闭，一端开口，管内有一段长为18cm的水银柱封闭了一定质量的气体。当玻璃管水平放置时，气柱长度为25cm，温度为25℃；现将玻璃管缓慢竖直放置，开口朝上，求此时气柱的长度和温度。3、（本题5分）在水平地面上，有一个质量为10kg的木箱，现用一个与水平方向成30°角、大小为50N的力拉木箱，使木箱在水平地面上移动了10m，求拉力做的功和摩擦力做的功。4、（本题5分）有一密度为800kg/m³、边长为0.3m的正方体木块，漂浮在水面上，求木块露出水面的体积。5、（本题5分）一个质量为9kg的物体，在一个与水平方向成45°角斜向上的拉力作用下，沿粗糙水平地面运动，拉力大小为50N，动摩擦因数为0.3，若物体在6s内运动了25m，求拉力做功的平均功率。四、论述题（本大题共2个小题，共20