2025年专升本船舶工程专项训练试卷（附答案）

2025年专升本船舶工程专项训练试卷（附答案）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。下列每小题列出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的，请将正确选项字母填在题后的括号内。）1.在船舶静水中，使船舶能够浮起的力是（）。A.船舶重力B.船舶惯性力C.浮力D.推进力2.关于船舶初稳性的描述，以下正确的是（）。A.船舶所具有的、抵抗外力矩使其回复到正浮位置的能力B.船舶在较小角度倾斜时，回复力矩与倾斜力矩之比C.船舶横摇的固有频率D.船舶最大倾斜角度3.船舶航行时受到的阻力主要来源于（）。A.船舶自身的重量B.船体与水之间的摩擦阻力、兴波阻力、附体阻力等C.空气阻力D.船舶的惯性力4.通常用于制造船体结构、强度要求较高的部件的材料是（）。A.铝合金B.钢材C.塑料D.木材5.船舶主机传递动力的主要部件是（）。A.螺旋桨B.齿轮箱C.船轴D.锅炉6.船舶在海上发生碰撞事故时，船体结构首先需要承受的载荷类型主要是（）。A.静载荷B.动载荷C.循环载荷D.集中载荷7.CFT（船舶倾斜试验）的主要目的是测定船舶的（）。A.吃水B.稳性高度（GM值）C.船舶速度D.推进效率8.提高船舶有效马力（EffectiveHorsepower,EHP）的主要途径是（）。A.增加主机输出功率B.减少船舶阻力C.提高螺旋桨效率D.以上都是9.船舶结构中，主要承受弯曲应力的构件通常是（）。A.船底板B.船底骨架中的梁C.甲板板D.舭肘10.船舶材料的疲劳强度通常（）其静强度。A.大于B.小于C.等于D.不确定二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填写在横线上。）1.船舶能够浮在水面上的根本原因是船舶的平均密度______水的密度。2.船舶的稳性是指船舶在受到外力作用倾斜后，能够______到原正浮位置的复原力矩与倾斜力矩之比。3.船舶航行时受到的阻力主要包括______阻力、兴波阻力和附体阻力。4.船体结构的基本形式通常分为纵骨架制和______骨架制两种。5.船舶材料在循环载荷作用下，低于其静强度极限的应力下发生断裂的现象称为______。6.船舶的浮性是指船舶在水中所具有的______、稳性和抗沉性等能力的总称。7.螺旋桨的主要作用是将主机输出的______转化为推动船舶前进的推力。8.在船舶结构设计中，通常需要考虑材料的______、强度、刚度、韧性等性能指标。9.船舶主机按照工作原理不同，可分为往复式主机和______主机。10.船舶在波浪中摇摆时产生的惯性力会对其结构产生______载荷。三、判断题（每小题2分，共10分。请判断下列说法的正误，正确的划“√”，错误的划“×”。）1.船舶的吃水是指船舶底部最下端到水面的垂直距离。（）2.船舶的稳性高度（GM）越大，船舶的初稳性越好。（）3.船舶的推进效率越高，意味着主机需要输出的功率越大。（）4.船体结构中的板是主要承受剪切应力的构件。（）5.任何材料在足够大的应力作用下都不会发生疲劳破坏。（）四、简答题（每小题5分，共15分。请简要回答下列问题。）1.简述船舶静水力学的两个基本原理（阿基米德原理和浮心移动规律）。2.简述船体结构中，骨架（梁、板、骨架）各自的主要作用。3.简述船舶主机选择时需要考虑的主要因素。五、计算题（每小题10分，共20分。请列出计算过程并给出结果。）1.某船满载排水量为20000吨，平均吃水为8米。若该船所在海域海水密度为1025kg/m³，求该船的平均浮力（以牛顿为单位）。2.一艘船舶空船排水量为500吨，重心高度（KG）为6.0米。当装载货物后，排水量增加到600吨，船舶重心高度（KG）变为5.5米。求该船舶因装载货物引起的稳性高度（GM）的变化量（增加还是减少，以及具体数值）。---试卷答案一、选择题1.C解析：根据阿基米德原理，船舶浮起是依靠水对船体的向上浮力，其大小等于船舶排开水的重量。2.B解析：稳性的定义是船舶抵抗外力矩使其倾斜后，回复到原正浮位置的能力，其大小用回复力矩与倾斜力矩之比衡量。3.B解析：船舶阻力是船体与水相互作用产生的力，主要包括克服水流摩擦的摩擦阻力、船体兴起的波浪阻力以及附体（如舵、锚链等）产生的阻力。4.B解析：钢材具有高强度、良好的塑性和韧性，是制造要求较高的船体结构部件的主要材料。5.B解析：齿轮箱是连接主机（产生动力）和螺旋桨（输出动力并推动船舶）的关键传动部件。6.B解析：碰撞是典型的突然发生的冲击事件，对船体结构产生的是动载荷，而非静载荷。7.B解析：船舶倾斜试验（CFT）通过向船体注入已知重量的水，改变船舶重心位置，从而精确测量船舶的稳性高度（GM值）。8.D解析：有效马力（EHP）是船舶实际需要克服的阻力所做的功率，它等于主机输出功率减去传动损失和螺旋桨效率损失。因此，减少这些损失（即提高主机输出功率、减少船舶阻力、提高螺旋桨效率）都能提高EHP。9.B解析：船体结构中的梁（如肋骨、边框等）主要承受来自船体板或甲板传递来的弯曲载荷，产生弯曲应力。10.B解析：材料在循环载荷作用下，往往在低于其静态强度极限的应力水平下发生疲劳破坏，因此疲劳强度通常小于静强度。二、填空题1.小于解析：船舶能够浮起的前提是平均浮力大于或等于船舶的总重力，而浮力等于排开水的重量，即排开水的体积乘以水的密度。对于普通船舶，其自身重量（密度）大于平均浮力所对应的水的密度。2.复原解析：稳性的核心是船舶具有回复到原始正浮状态的倾向和能力，这种能力源于倾斜后产生的回复力矩。3.摩擦解析：摩擦阻力是船体表面水流因粘性作用而产生的阻力，是船舶总阻力的重要组成部分。4.横骨架解析：船体结构根据主要承力构件是纵向构件（龙骨、纵骨）还是横向构件（肋骨、横梁）分为纵骨架制和横骨架制。5.疲劳解析：疲劳是指材料在循环应力或应变作用下，在低于其静载强度极限的应力水平下发生的progressivefracture（渐进性断裂）现象。6.浮力解析：浮性是船舶在水面上漂浮的能力，包括能够承受一定载荷而不沉没、具有回正能力（稳性）以及一定的抗沉性（分舱）。7.机械能解析：螺旋桨是将主机（通常是热机或电动机）输出的机械能转化为水动力，从而推动船舶前进。8.物理化学解析：材料性能包括其固有的物理性质（密度、弹性模量等）、化学性质（耐腐蚀性等）以及力学性能（强度、韧性等）。9.航空解析：船舶主机按工作原理可分为产生往复运动的往复式主机（如柴油机）和产生旋转运动的航空式主机（如燃气轮机）。10.循环解析：船舶在波浪中摇摆时，其质量块围绕稳性中心运动，产生周期性的惯性力，这些力作用在结构上形成循环载荷。三、判断题1.√解析：吃水定义为船舶底部最下端的点（通常是龙骨下缘或压载水舱盖关闭后的最低点）到水面的垂直距离。2.√解析：GM值（稳性高度）是衡量船舶初稳性大小的重要参数，GM值越大，船舶在轻微倾斜时产生的回复力矩越大，初稳性越好。3.×解析：推进效率是指螺旋桨将主机输出的有效功率转化为推力的效率。效率越高，意味着同样大小的推力只需要主机输出更小的功率，即EHP可以更低，不一定需要主机输出更大功率。4.×解析：船体结构中的板（如船底板、甲板板）主要承受来自周围骨架传递来的剪切力，并扩散应力，其自身主要是承受膜应力（拉伸或压缩应力）。梁是主要承受弯曲应力的构件。5.×解析：材料疲劳破坏的关键条件是循环应力或应变达到一定阈值，即使这个阈值低于材料的静态强度极限。因此，在足够大的循环应力作用下，任何材料都会发生疲劳破坏，只是破坏所需的时间不同。四、简答题1.答：阿基米德原理指出，浸入液体中的物体所受到的浮力，大小等于该物体排开液体的重量。浮力的方向竖直向上，作用点在排开液体的体积的形心（浮心）处。浮心移动规律：船舶在装载或移动载荷时，船舶总重心（G）和浮心（B）的位置会发生变化，船舶稳性的改变取决于重心G和浮心B之间相对位置的变化。当G低于B时，船舶具有初始稳性；当G高于B时，船舶是不稳定的。2.答：船体结构中的板作为蒙皮，主要作用是承受剪切力、分散应力、保证船体的密闭性和提供表面光洁度。梁（肋骨、边框等）主要作用是承受和传递弯曲载荷，增加船体的总强度和刚度。骨架（纵骨、横骨等）主要作用是支撑板材，构成空间网格结构，承受局部载荷，并将载荷传递给梁或板，同时保证船体的整体刚度和稳定性。3.答：选择船舶主机时需要考虑的主要因素包括：①船舶类型和用途（如货船、油轮、客船）；②船舶大小和航速要求；③主机功率和转速要求；④燃料种类和消耗（经济性）；⑤排放要求（环保）；⑥可靠性、可维护性和使用寿命；⑦重量和尺寸限制；⑧初始投资成本和运营成本。五、计算题1.解：船舶平均浮力F_浮=排水重量G=排水量m_排×g其中，排水量m_排=20000吨=20000×10³kg重力加速度g≈9.81m/s²海水密度ρ_海水=1025kg/m³F_浮=20000×10³kg×9.81N/kg=1.962×10^8N答：该船的平均浮力为1.962×10^8N。（注：也可用F_浮=ρ_海水×V_排水×g，其中V_排水=m_排/ρ_海水，但计算过程更复杂，此处直接用排水量计算更简便）2.解：计算装载前后船舶的稳性高度GM。装载前：排水量m_排1=500吨=500×10³kg，KG1=6.0m装载后：排水量m_排2=600吨=600×10³kg，KG2=5.5m装载前船舶重心G1的垂直坐标为Y_G1=KG1=6.0m。装载后船舶重心G2的垂直坐标为Y_G2=KG2=5.5m。装载前后船舶的平均吃水（或浮心高度）通常变化不大，假设浮心B的垂直坐标变化量忽略不计，即装载前后