學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖南財經工業職業技術學院《有限元法與應用》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、一個質量為m的小球，用長為L的細繩懸掛在天花板上。將小球拉至與豎直方向成θ角的位置由靜止釋放，忽略空氣阻力。當小球運動到最低點時，細繩對小球的拉力大小為多少？（）A.mg(1-cosθ)B.3mg-2mgcosθC.mg(3-2cosθ)D.mg(1+2cosθ)2、一個質量為M的圓環，半徑為R，可繞豎直軸在水平面內自由轉動。環上套有一個質量為m的小球，小球與圓環之間的摩擦忽略不計。現給小球一個初速度v，使其在圓環上做圓周運動。當小球運動到圓環最高點時，圓環對小球的作用力大小為多少？（）A.mg+mv^2/RB.mg-mv^2/RC.mv^2/R-mgD.03、在流體的伯努利方程應用中，以下哪個情況不能簡單地應用伯努利方程？（）A.可壓縮流體的流動B.有粘性阻力的流體流動C.非穩定流動的流體D.以上情況都不能簡單應用4、在材料力學中，壓桿穩定是一個重要的問題。對于一根細長的壓桿，以下哪種因素會降低其穩定性？（）A.增大壓桿的橫截面面積B.減小壓桿的長度C.選用彈性模量小的材料D.增加壓桿兩端的約束條件5、一個物體在水平面上做曲線運動，以下關于物體所受合力方向與速度方向夾角的說法，正確的是？（）A.一定大于90°B.一定小于90°C.可能等于90°D.一定等于0°6、在相對論力學中，對于高速運動的粒子，其動量和能量的表達式與經典力學有很大不同。以下哪種情況下，相對論效應可以忽略不計？（）A.粒子速度遠小于光速B.粒子速度接近光速C.粒子質量很小D.粒子能量很高7、在研究剛體的轉動時，角動量守恒定律有著廣泛的應用。當一個旋轉的剛體不受外力矩作用時，以下哪個物理量保持不變？（）A.角速度B.角加速度C.轉動動能D.角動量8、一個質量為m的小球，用長為L的細繩懸掛在天花板上，小球在水平面內做勻速圓周運動，角速度為ω，細繩與豎直方向的夾角為θ。則小球所受向心力的大小為多少？（）A.mω2LB.mω2LsinθC.mω2LcosθD.mgtanθ9、在流體靜力學中，壓強的分布與液體的深度和密度有關。在一個開口的容器中，液體內部某點的壓強與以下哪個因素成正比？（）A.該點到液面的距離B.液體的體積C.液體的表面積D.液體的溫度10、一物體在豎直方向上做自由落體運動，經過時間t下落的高度為h。若重力加速度增大為原來的兩倍，在相同時間內，物體下落的高度將變為多少？（）A.2hB.4hC.h/2D.h/411、一個質量分布均勻的球體，半徑為R，總質量為M。在距離球心為r（r<R）的位置，其引力場強度大小為多少？（）A.GM/r2B.GM/R2C.GMr/R3D.GMr2/R312、在一個豎直懸掛的彈簧下端掛一個質量為m的物體，彈簧伸長了x。若將此物體放在水平光滑桌面上，再用同樣大小的力拉彈簧，彈簧的伸長量將為多少？（）A.xB.2xC.x/2D.013、在研究材料的強度和剛度時，以下關于屈服強度和彈性模量的描述，哪一項是錯誤的？（）A.屈服強度是材料開始產生明顯塑性變形時的應力B.彈性模量反映材料抵抗彈性變形的能力C.屈服強度越高，材料的塑性越好D.彈性模量越大，材料越不容易發生彈性變形14、在一個光滑的水平面上，有兩個質量分別為m1和m2的滑塊，中間用一根輕質彈簧連接，現給m1一個水平向右的瞬時沖量I，此后彈簧的最大彈性勢能為多少？（）A.I^2/4(m1+m2)B.I^2/2(m1+m2)C.I^2(m1-m2)/2(m1+m2)D.I^2(m1-m2)/4(m1+m2)15、在一個固定的光滑斜面上，有一個質量為m的物塊，從斜面頂端由靜止開始下滑。斜面的高度為h，底邊長度為L，重力加速度為g。則物塊滑到底端時的速度大小為多少？（）A.√(2gh)B.√(2ghL^2/(h^2+L^2))C.√(2ghL/(h^2+L^2))D.√(2gL)16、一個做勻速圓周運動的物體，其線速度為v，半徑為r，角速度為ω。下列關系式中正確的是？（）A.v=ωrB.ω=vrC.v=r/ωD.r=vω17、一物體在水平面上做勻速直線運動，若受到一個與運動方向相反的力，以下說法正確的是？（）A.物體立即停止運動B.物體速度逐漸減小C.物體速度逐漸增大D.物體運動方向不變18、一個質量為m的小球用長為L的輕繩懸掛在O點，將小球拉至與O點等高的A點由靜止釋放，當小球運動到B點時，繩子恰好斷裂，已知B點與O點的水平距離為x，重力加速度為g，繩子斷裂后小球做平拋運動的水平射程為多少？（）A.x√(2gL/(L^2-x^2))B.x√(gL/(L^2-x^2))C.2x√(gL/(L^2-x^2))D.4x√(gL/(L^2-x^2))19、在一個豎直平面內，有一個帶電粒子在重力和電場力的共同作用下做圓周運動，已知粒子電荷量為q，質量為m，電場強度為E，重力加速度為g，以下關于粒子運動速度的表達式，正確的是？（）A.√(mg/Eq)B.√(Eq/mg)C.√(mgq/E)D.√(Eqg/m)20、在一個均勻電場中，放入一個電偶極子，電偶極矩為p，電場強度為E，電偶極子所受的力矩為多少？（）A.p×EB.p·EC.E×pD.021、一個質量為m的物體在水平面上做勻速圓周運動，半徑為r，角速度為ω，求物體所受的向心力是多少？（）A.mωrB.mω2rC.mrω2D.mr2ω22、在彈性碰撞中，若兩個物體的質量比為m1:m2=2:1，速度比為v1:v2=1:2，碰撞后兩物體的速度分別是多少？（）A.v1'=(m1-m2)v1/(m1+m2)，v2'=2m1v1/(m1+m2)B.v1'=(m1+m2)v1/(m1-m2)，v2'=2m1v1/(m1-m2)C.v1'=(m1-m2)v1/(m1+m2)，v2'=2m2v1/(m1+m2)D.v1'=(m1+m2)v1/(m1-m2)，v2'=2m2v1/(m1-m2)23、一個質量為m的衛星繞地球做勻速圓周運動，軌道半徑為r，地球質量為M。衛星的動能為多少？（）A.GMm/2rB.GMm/rC.GMm/4rD.GMm/8r24、一質點做直線運動，其速度-時間圖像如圖所示。在0-t1時間內，質點的位移大小和路程分別是多少？（）A.位移為正，路程為正B.位移為正，路程為負C.位移為負，路程為正D.位移為負，路程為負25、一根輕質彈簧，原長為L0，勁度系數為k。現在彈簧的兩端分別施加大小相等、方向相反的兩個力F，使彈簧伸長了x。則彈簧的彈性勢能增加了多少？（）A.1/2kx^2B.FxC.1/2k(x+L0)^2-1/2kL0^2D.1/2(F/k)^226、一個質量為m的小球，用不可伸長的輕繩系于O點，在豎直平面內做圓周運動。小球經過最低點時，繩子的拉力為F。若小球運動到最高點時，繩子恰好斷裂，小球做平拋運動，落到水平地面上。已知圓周運動的半徑為R，重力加速度為g，則小球平拋的水平距離為多少？（）A.2√R(F-5mg)/gB.2√R(5mg-F)/gC.2√R(F-3mg)/gD.2√R(3mg-F)/g27、一物體在光滑水平面上受到水平向右的拉力F作用，從靜止開始運動。經過時間t，拉力做功為W，功率為P。若將拉力增大為2F，經過相同時間t，拉力做功和功率分別為多少？（）A.2W，2PB.2W，4PC.4W，2PD.4W，4P28、一個質量為m的汽車在半徑為R的彎道上以速度v行駛，若路面與輪胎之間的最大靜摩擦力為fmax，為了保證汽車不發生側滑，v應滿足什么條件？（）A.v≤√fmaxR/mB.v≥√fmaxR/mC.v≤√fmaxm/RD.v≥√fmaxm/R29、一物體從斜面上的A點由靜止開始下滑，經過B點后進入水平面，最后停在C點，已知AB段和BC段的長度分別為L1和L2，物體在斜面上和水平面上的動摩擦因數分別為μ1和μ2，物體從A點到C點的運動時間為t，重力加速度為g，A點的高度h為多少？（）A.1/2gt^2-μ1gL1-μ2gL2B.1/2gt^2+μ1gL1+μ2gL2C.μ1gL1+μ2gL2-1/2gt^2D.(μ1gL1+μ2gL2-1/2gt^2)/g30、在研究剛體的平面運動時，可以將其分解為平動和轉動。對于一個在平面上做不規則運動的剛體，以下哪種方法可以確定其瞬心的位置？（）A.速度投影法B.加速度投影法C.速度瞬心法D.以上方法都不行二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細分析多相流力學中的氣液固三相流、相間傳質和流動特性，研究在石油化工、能源等領域中的多相流現象，闡述多相流力學的理論和應用。2、（本題5分）全面論述非慣性系中的力學問題，解釋慣性力的概念和性質，推導平動非慣性系和轉動非慣性系中的動力學方程。分析在非慣性系中物體的運動規律和受力情況，探討慣性力在日常生活和工程中的實例，如離心力、科里奧利力等。3、（本題5分）深入探討顆粒流模擬中的離散元方法、接觸模型和流動特性研究，解釋顆粒之間的相互作用和宏觀流動行為，分析在粉體輸送、巖土工程等領域的應用。4、（本題5分）全面論述復合材料力學中的增強機制、界面性能和力學性能預測，探討纖維增強復合材料、層合板等的力學行為，分析在航空航天、汽車等領域的應用和設計方法。5、（本題5分）詳細分析彈性力學中的基本方程和邊界條件，包括平衡方程、幾何方程和物理方程的推導和應用。研究彈性體在受力情況下的應力分布和變形規律，探討彈性力學在結構分析、材料設計等領域的應用。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析在研究材料的疲勞裂紋閉合效應時，如何通過實驗和理論分析來評估裂紋閉合對疲勞壽命的影響？2、（本題5分）在彈性力學中，分析如何求解具有周期性邊界條件的問題，如晶體結構中的應力分布？3、（本題5分）請闡述在熱力學中，卡諾循環的組成和工作過程，并解釋卡諾循環的效率與哪些因素有關。4、（本題5分）分析在研究結構的抗火性能時，如何考慮高溫對材料力學性能的影響和結構的熱傳遞過