北京石油化工学院《有限元法与应用》2023-2024学年第二学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页北京石油化工学院《有限元法与应用》

2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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1分，共20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环轨道内，有一个小球在轨道内做圆周运动，已知圆环的半径为R，小球经过最高点时的速度为v，要使小球能通过最高点，v至少为多少？（）A.√gRB.√2gRC.√3gRD.√5gR2、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)3、在一个固定的光滑水平横杆上，套有两个质量分别为m1和m2的小球，两球之间用一根轻质弹簧相连，两球在横杆上以相同的角速度ω绕横杆中点做匀速圆周运动，以下关于弹簧弹力大小的表达式，正确的是？（）A.m1ω^2（r2-r1）B.m2ω^2（r2-r1）C.（m1+m2）ω^2（r2-r1）D.（m1-m2）ω^2（r2-r1）4、在研究两个物体的碰撞问题时，已知两个物体的质量分别为m1和m2，碰撞前的速度分别为v1和v2，碰撞后的速度分别为v1'和v2'，如果碰撞过程中没有机械能损失，以下关于碰撞后速度的表达式，正确的是？（）A.v1'=(m1-m2)v1/(m1+m2)+2m2v2/(m1+m2)B.v1'=(m1+m2)v1/(m1-m2)-2m2v2/(m1-m2)C.v1'=(m1-m2)v1/(m1+m2)-2m2v2/(m1+m2)D.v1'=(m1+m2)v1/(m1-m2)+2m2v2/(m1-m2)5、一质量为m的物体在水平拉力F作用下沿粗糙水平面运动，动摩擦因数为μ，拉力F随时间t变化的图像如图所示，以下关于物体在0-t0时间内位移大小的表达式，正确的是？（图像自行想象）（）A.（F0-μmg）t0^2/2mB.（F0-μmg）t0^2/2C.（F0t0-μmg）t0/2D.（F0t0-μmg）t0/2m6、在研究物体的直线运动时，一个物体沿直线运动，其位移与时间的关系为x=5t+2t^2（x以米为单位，t以秒为单位），以下关于该物体运动情况的说法中，正确的是？（）A.初速度为5m/sB.加速度为2m/s^2C.前2秒内的位移为18mD.第3秒末的速度为11m/s7、在一个匀强电场中，有一带电粒子从A点运动到B点。已知电场强度为E，粒子的电荷量为q，A、B两点之间的距离为d，且粒子运动轨迹与电场线夹角为θ。粒子从A到B电场力做功为多少？（）A.EqdB.EqdcosθC.EqdsinθD.08、在流体静力学中，关于液体压强的分布规律，以下哪个说法是不正确的？（）A.液体中某点的压强大小与该点的深度成正比B.液体中同一水平面上各点的压强相等C.液体压强的方向总是垂直于受压面D.液体压强只与液体的密度和深度有关，与容器的形状无关，但在计算时必须考虑容器形状9、在研究刚体的转动惯量时，以下关于平行轴定理的描述，哪一项是不正确的？（）A.刚体对某一轴的转动惯量等于刚体对通过质心且与该轴平行的轴的转动惯量加上刚体的质量与两轴间距离平方的乘积B.平行轴定理只适用于刚体绕固定轴的转动C.利用平行轴定理可以方便地计算刚体对不同轴的转动惯量D.无论刚体的形状如何，平行轴定理都适用10、一物体在力F1和F2的作用下处于平衡状态，若F1=10N，F2=8N，则这两个力的夹角是多少度时合力为6N？（）A.60°B.90°C.120°D.150°11、在一个匀强磁场中，有一个带电粒子以速度v垂直于磁场方向入射，电荷量为q，质量为m，磁感应强度为B，以下关于粒子做圆周运动的半径的表达式，正确的是？（）A.mv/qBB.mqB/vC.mvB/qD.mq/vB12、在波动光学中，薄膜干涉是一种常见的现象。对于增透膜，其厚度应该满足？（）A.等于光在膜中波长的四分之一B.等于光在膜中波长的二分之一C.等于光在真空中波长的四分之一D.等于光在真空中波长的二分之一13、在一个竖直放置的光滑圆管内，有一个小球在其中做圆周运动。已知圆管半径为R，小球在最高点的速度为v。要使小球能通过最高点，v应满足什么条件？（）A.v≥0B.v≥√gRC.v≥√2gRD.v≥√3gR14、在热力学中，熵是一个反映系统混乱程度的物理量。对于一个孤立系统，以下哪种情况会导致熵增加？（）A.系统从无序到有序的变化B.系统进行可逆过程C.系统进行不可逆过程D.系统与外界无能量交换15、一物体从光滑斜面顶端由静止滑下，斜面高为h，底边长为s，求物体滑到底端时的速度是多少？（）A.2ghB.2gh²C.ghD.gh²16、一物体在水平面上做匀速直线运动，若受到一个与运动方向相反的力，以下说法正确的是？（）A.物体立即停止运动B.物体速度逐渐减小C.物体速度逐渐增大D.物体运动方向不变17、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18、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19、一根长为L的均匀细杆，质量为M，可绕一端的水平轴O自由转动。当细杆从水平位置由静止下摆到竖直位置时，其角速度为多少？（重力加速度为g）（）A.√(3g/2L)B.√(6g/L)C.√(3g/L)D.√(6g/2L)20、在一个固定的光滑斜面上，有一个物块受到一个平行于斜面向上的力F作用，物块从斜面底端向上运动，已知斜面倾角为θ，物块质量为m，重力加速度为g，以下关于物块运动过程中机械能变化情况的说法，正确的是？（）A.机械能增加B.机械能减少C.机械能不变D.无法确定二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述在研究材料的残余应力测量技术时，如何运用X射线衍射、中子衍射和钻孔法等方法来测量残余应力？2、（本题5分）论述在研究弹性力学的空间问题时，如何建立三维的应力应变关系和平衡方程，并求解复杂结构的应力和位移？3、（本题5分）材料力学中，解释如何分析具有复杂几何形状的轴类零件的扭转应力和变形？4、（本题5分）在弹性力学中，分析如何求解具有非均匀材料分布的物体的应力和应变？5、（本题5分）探讨在研究流体的两相流问题时，如何描述气液、液液等两相之间的界面特性和流动规律？三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个质量为6kg的物体在水平地面上受到水平方向的两个力F1=10N、F2=8N的作用，两力夹角为60°，求物体的加速度大小和方向。2、（本题5分）一个物体从斜面上某点以12m/s的初速度水平抛出，斜面倾斜角为45°，重力加速度为10m/s²，求物体落到斜面上时的水平位移和竖直位移。3、（本题5分）一个质量为3kg的物体在一个竖直向上的拉力作用下，从静止开始向上做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s²，经过5s后，拉力突然消失，求物体还能上升的高度。4、（本题5分）一物体在水平面上做匀减速直线运动，初速度为10m/s，加速度大小为1.5m/s²，求物体运动6m所用的时间和此时的速度。5、（本题5分）一个质量为5kg的物体在与水平方向成37°角的拉力F=30N作用下，沿水平地面向右做匀加速直线运动，加速度为2m/s²，已知动摩擦因数为0.3，求拉力F做功的功率。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）深入分析静力学中的平衡问题，包括平面力系和空间力系的平衡方程的建立和应用。讨论物体在不同约束条件下的受力分析方法，以及如何通过平衡方程求解未知力。2、（本题10分）详细分析结构的可靠性和风险评估，