哈尔滨科学技术职业学院《矿山工程力学》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《矿山工程力学》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2、在质点系的动量定理中，以下哪个因素不是影响质点系动量变化的原因？（）A.外力的作用B.内力的作用C.外力作用的时间D.质点系的初始动量3、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.√5gR4、在一个光滑的水平面上，有两个物块A和B，质量分别为mA和mB，它们之间用一根轻质细绳相连。在水平向右的拉力F作用下，系统做匀加速直线运动，加速度大小为a。已知拉力F作用在A上，绳子的张力为T，则T的大小为多少？（）A.mBaB.mA(F-mBa)C.mB(F-mAa)D.mA(F+mBa)5、一质量为m的带电粒子在电场强度为E的匀强电场中，从静止开始运动，经过时间t，速度为v。则粒子的电荷量为多少？（）A.mtv/EB.mtv/2EC.2mtv/ED.mtv²/E6、在一个光滑的水平面上，有两个质量相等的物体A和B，A以速度v向右运动，B静止。两物体发生完全弹性碰撞后，A和B的速度分别为多少？（）A.0，vB.v/2，v/2C.-v，vD.v，07、在相对论中，关于质量和能量的关系，爱因斯坦提出了著名的质能方程。根据质能方程，以下哪种说法是正确的？（）A.质量和能量可以相互转化B.质量和能量是两种不同的物理量，不能相互转化C.质量就是能量，能量就是质量D.质量和能量没有关系8、一物体从倾角为θ的斜面顶端由静止滑下，斜面与物体间的动摩擦因数为μ，求物体滑到底端所用的时间是多少？（）A.2s/(gcosθ-μgsinθ)B.2s/(gcosθ+μgsinθ)C.2s/(gsinθ-μgcosθ)D.2s/(gsinθ+μgcosθ)9、在一个固定的光滑斜面上，有一个可以看成质点的物块，从斜面顶端由静止开始下滑，经过时间t到达斜面底端，若斜面的长度为L，物块的加速度为a，则物块到达斜面底端时的速度大小为多少？（）A.atB.2atC.L/tD.2L/t10、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)11、一个质量为m的物体在水平面上做半径为R的匀速圆周运动，线速度为v。物体所受的向心力由摩擦力提供，动摩擦因数为μ。则物体运动一周，摩擦力做功为多少？（）A.0B.μmg×2πRC.μmgv²/RD.无法确定12、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-μmgt0^213、在研究质点的运动学问题时，加速度是一个关键的概念。当一个质点做曲线运动时，其加速度的方向总是指向？（）A.轨迹的切线方向B.轨迹的凹侧C.速度的方向D.位移的方向14、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15、一个质量为m的小球，用长为L的细绳悬挂在天花板上，小球在水平面内做匀速圆周运动，角速度为ω，细绳与竖直方向的夹角为θ。则小球所受向心力的大小为多少？（）A.mω²LB.mω²LsinθC.mω²LcosθD.mgtanθ16、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°17、一个质量为m的物体在水平地面上，受到与水平方向成θ角的拉力F作用，物体与地面间的动摩擦因数为μ。当物体做匀速直线运动时，拉力F的大小为多少？（）A.μmg/(cosθ+μsinθ)B.μmg/(cosθ-μsinθ)C.μmg/(sinθ+μcosθ)D.μmg/(sinθ-μcosθ)18、在材料力学中，梁的弯曲是常见的受力形式。对于一根简支梁，在均布载荷作用下，其最大弯矩发生在？（）A.梁的中点B.梁的两端C.载荷集中作用处D.无法确定19、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.v0t20、在一个固定的光滑圆环轨道上，有一个小球从最高点由静止开始下滑。若圆环半径为R，小球滑到最低点时的速度大小为多少？（）A.√gRB.√2gRC.2√gRD.4√gR21、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+μmgcosθ22、一质量为m的物体在水平面上受到水平拉力F的作用做匀加速直线运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，以下关于物体所受合力的表达式，正确的是？（）A.F-μmgB.FC.μmgD.F+μmg23、在一个匀强磁场中，有一个通电导线框，导线框的边长分别为L1和L2，电流为I，磁感应强度为B，导线框平面与磁场方向垂直。则导线框所受的安培力大小为多少？（）A.BIL1L2B.B^2I^2L1L2C.BI(L1+L2)D.024、在弹性力学中，平面应力问题和平面应变问题具有不同的特点。对于一个很薄的平板，其受力情况更符合？（）A.平面应力问题B.平面应变问题C.既不是平面应力问题也不是平面应变问题D.以上都有可能25、在一个光滑的四分之一圆弧轨道上，有一个物体从顶端由静止开始下滑。轨道半径为R，物体滑到底端时的速度大小为多少？（）A.√gRB.√2gRC.2√gRD.√4gR26、在研究质点的相对运动时，需要考虑参考系的选择。当一个质点在一个相对于地面做匀速直线运动的车厢内运动时，以下哪种描述是正确的？（）A.相对于车厢的运动和相对于地面的运动相同B.相对于车厢的运动和相对于地面的运动不同C.相对于车厢的运动一定是匀速直线运动D.相对于地面的运动一定是匀速直线运动27、一质点做匀变速直线运动，初速度为v0，加速度为a。经过一段时间t，质点的位移为x。则在这段时间内，质点的平均速度为多少？（）A.(v0+at)/2B.(v0+v0+at)/2C.(v0t+1/2at^2)/tD.x/t28、在研究物体的抛体运动时，需要考虑重力和初速度的影响。当一个物体以一定的初速度斜向上抛出时，在其上升过程中，以下哪个物理量不断减小？（）A.速度B.加速度C.水平方向的速度D.竖直方向的速度29、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/m30、在材料力学中，应力集中现象会对构件的强度产生影响。在构件的几何形状发生突变处，以下哪个物理量会显著增大？（）A.正应力B.切应力C.应变D.位移二、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）全面论述热力学中的克劳修斯不等式，推导克劳修斯不等式，解释其物理意义和热力学过程的方向性判断，分析不可逆过程中的熵产生，探讨克劳修斯不等式在热力学循环分析和热传递优化中的应用。2、（本题5分）详细论述热力学中的相变过程，包括固-液、液-气和固-气相变的特点和热力学规律。解释相变过程中的潜热、相变温度和相平衡条件。分析相变过程中的熵变和自由能变化。通过水的相变、金属的凝固和熔化等实际例子，探讨相变过程在材料科学和工程中的应用和控制方法。3、（本题5分）详细分析热弹性力学中的热应力和热变形问题，研究温度变化对材料力学性能的影响，推导热弹性方程。探讨热弹性力学在高温环境下结构设计、电子器件散热等方面的应用。4、（本题5分）深入探讨结构的稳定性问题，包括压杆稳定、薄板稳定和壳结构稳定。分析稳定性的判别准则和计算方法，以及如何通过结构设计来提高稳定性。5、（本题5分）深入探讨材料的疲劳现象和疲劳强度在工程力学中的重要性。解释材料疲劳破坏的机理、影响因素和测试方法，通过实际的机械零件（如轴、齿轮）的疲劳寿命计算，讨论提高材料疲劳性能的措施。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在研究流体的漩涡流动时，力学上如何描述漩涡的形成、发展和消散过程？2、（本题5分）弹性力学中，分析如何处理具有温度场作用下的物体的热应力问题？3、（本题5分）阐述在一个人在旋转的平台上行走的问题中，如何分析人所受的向心力和摩擦力以及行走方向对运动的影响？4、（本题5分）论述在一个汽车在弯道上做匀速圆周运动的问题中，如何分析汽车所受的向心力来源，以及如何计算所需的路面倾斜角度？5、（本题5分）探讨在研究质