河北工程技术学院《工程断裂力学》2023-2024学年第二学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页河北工程技术学院《工程断裂力学》

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25个小题，每小题1分，共25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、一个质量为m的物体在竖直平面内做圆周运动，在最高点时的速度为v，半径为r，重力加速度为g。要使物体能完成圆周运动，v应满足什么条件？（）A.v≥√(gr)B.v≤√(gr)C.v≥√(2gr)D.v≤√(2gr)2、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3、有一个质量分布均匀的薄圆盘，半径为R，总质量为M。对于距离圆盘中心为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^34、两个质量分别为m1和m2的物体相距r，它们之间的万有引力是多少？（）A.Gm1m2/rB.Gm1m2/r²C.Gm1m2/r³D.Gm1m2/r⁴。（其中G为万有引力常量）5、在材料力学中，疲劳破坏是构件失效的一种常见形式。以下哪种因素会增加构件发生疲劳破坏的可能性？（）A.减小载荷的幅值B.增加载荷的频率C.提高材料的强度D.改善构件的表面质量6、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)7、在研究梁的弯曲问题时，以下关于弯矩和剪力的描述，哪一项是不准确的？（）A.弯矩是力对梁横截面产生的绕中性轴转动的效应B.剪力是力在梁横截面上产生的平行于横截面的剪切效应C.弯矩和剪力的大小和分布与梁的载荷和支撑情况有关D.梁上某一点的弯矩和剪力总是同时达到最大值8、在动力学问题中，加速度是一个重要的概念。以下关于加速度的描述，哪一个说法是错误的？（）A.加速度是描述物体速度变化快慢的物理量B.加速度的方向与速度变化量的方向相同C.加速度的大小与速度的大小没有必然联系D.加速度增大，速度一定增大9、在材料力学中，压杆稳定是一个重要的问题。对于一根细长的压杆，以下哪种因素会降低其稳定性？（）A.增大压杆的横截面面积B.减小压杆的长度C.选用弹性模量小的材料D.增加压杆两端的约束条件10、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11、在热力学过程中，等压过程、等容过程和等温过程具有不同的特点。对于理想气体的等压膨胀过程，以下哪个物理量增大？（）A.内能B.压强C.温度D.体积12、一个质量为m的汽车在半径为R的弯道上以速度v行驶，若路面与轮胎之间的最大静摩擦力为fmax，为了保证汽车不发生侧滑，v应满足什么条件？（）A.v≤√fmaxR/mB.v≥√fmaxR/mC.v≤√fmaxm/RD.v≥√fmaxm/R13、一个质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的拉力F作用下，沿水平地面做匀速直线运动。已知物体与地面间的动摩擦因数为μ，则拉力F的大小为多少？（）A.μmg/(cosθ-μsinθ)B.μmg/(cosθ+μsinθ)C.μmg/(sinθ-μcosθ)D.μmg/(sinθ+μcosθ)14、一质量为m的物体在半径为R的竖直圆轨道内侧做圆周运动，恰好能通过最高点，以下关于物体在最高点时速度大小的表达式，正确的是？（）A.√(gR)B.√(2gR)C.√(3gR)D.015、在研究刚体的定点转动时，欧拉角是描述刚体转动姿态的一组参数。以下哪种情况下，欧拉角会出现奇异值？（）A.刚体绕某一轴旋转90度B.刚体绕某一轴旋转180度C.刚体绕某一轴旋转360度D.刚体做匀速转动16、在一个绝热容器中，有一定质量的理想气体，压强为P，体积为V，温度为T。现对气体进行绝热压缩，使其体积变为V/2，则气体的压强和温度分别变为多少？（）A.2P，2TB.2P，√2TC.4P，2TD.4P，√2T17、有一个摆长为L的单摆，在摆角很小的情况下做简谐运动。其周期为多少？（）A.2π√L/gB.2π√g/LC.π√L/gD.π√g/L18、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)19、在竖直上抛运动中，物体上升到最高点时的速度和加速度分别是多少？（）A.速度为零，加速度为零B.速度为零，加速度为gC.速度为g，加速度为零D.速度为g，加速度为g20、在一个均匀磁场中，有一根长度为L的导体棒以速度v垂直于磁场方向运动。若磁感应强度为B，导体棒两端的感应电动势为多少？（）A.BLvB.BLv/2C.2BLvD.021、在一个斜面上，有一个质量为m的物体，斜面的倾角为θ，物体与斜面之间的动摩擦因数为μ。若物体在斜面上匀速下滑，斜面所受地面的摩擦力方向如何？（）A.水平向左B.水平向右C.不存在摩擦力D.无法确定22、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、在研究相对论中的质能关系时，以下关于质能方程的描述，哪一项是错误的？（）A.E=mc^2，其中E表示能量，m表示物体的质量，c表示真空中的光速B.质能方程表明质量和能量可以相互转化C.物体的能量增加时，其质量一定增加D.质能方程只适用于微观粒子，对宏观物体不适用24、一根轻质弹簧，原长为L0，劲度系数为k。现将弹簧一端固定，另一端施加一个水平向右的力F，使弹簧伸长到L。则力F所做的功为多少？（）A.1/2k(L-L0)^2B.k(L-L0)^2C.1/2kL^2-1/2kL0^2D.kL^2-kL0^225、一物体在水平面上做匀变速直线运动，其加速度大小为a，初速度为v0，经过时间t后速度变为v。则这段时间内物体的平均速度为多少？（）A.(v0+v)/2B.(v0-v)/2C.v0+atD.v0-at二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述在一个物体在粗糙曲面上做往复运动并受到一个周期性外力作用的问题中，如何分析其共振现象？2、（本题5分）论述在一个带电粒子在非均匀磁场中运动的问题中，如何根据磁场的分布来确定粒子的运动轨迹和受力变化？3、（本题5分）从理论力学出发，阐述如何分析刚体在平面曲线运动中的切向加速度和法向加速度？4、（本题5分）在弹性力学中，分析如何求解具有热-力耦合作用的物体的应力和应变分布？三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）有一粗细均匀的U形管，内装密度为1.0×10³kg/m³的液体，当U形管两端液面高度差为20cm时，求U形管底部受到的液体压强。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）一物体在水平面上做匀加速直线运动，初速度为2m/s，加速度为1m/s²，经过8s后，求物体的位移和这段时间内的平均速度。4、（本题5分）一根长为1.8m的轻杆，一端固定一个质量为0.7kg的小球，另一端可绕固定点在竖直平面内自由转动。现将小球从水平位置由静止释放，忽略空气阻力，g取10m/s²，求小球运动到最低点时的角速度。5、（本题5分）一个做平抛运动的物体，水平初速度为8m/s，抛出2s后，速度方向与水平方向的夹角为45°，求抛出点距离地面的高度和物体的水平位移。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）全面论述静电场中的高斯定理和环路定理的物理意义和应用，解释电场强度与电荷量的分布关系，分析在静电场中电场力做功与路径无关的特点，通过具体的电荷分布情况，