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頁天津鐵道職業技術學院

《流體力學及傳熱學基礎》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、在研究相對論中的質能關系時，以下關于質能方程的描述，哪一項是錯誤的？（）A.E=mc^2，其中E表示能量，m表示物體的質量，c表示真空中的光速B.質能方程表明質量和能量可以相互轉化C.物體的能量增加時，其質量一定增加D.質能方程只適用于微觀粒子，對宏觀物體不適用2、在研究質點的圓周運動時，向心加速度是一個重要的概念。當質點做勻速圓周運動時，向心加速度的大小與以下哪個物理量成正比？（）A.線速度的平方B.角速度的平方C.半徑D.周期3、在一個豎直放置的光滑圓管內，有一個小球可以在管內自由運動，已知圓管半徑為R，小球質量為m，重力加速度為g，當小球在最高點的速度為√(gR)時，以下關于小球對圓管壓力的說法，正確的是？（）A.壓力為零B.壓力為mgC.壓力為2mgD.壓力為3mg4、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.mr2ω5、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)^26、在機械波的傳播過程中，如果介質中的質點做簡諧運動，以下哪個量不是隨時間做周期性變化的？（）A.位移B.速度C.加速度D.介質的密度7、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)/g8、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)/g9、一個物體在水平面上做勻變速直線運動，初速度為v0，加速度為a。經過時間t后，速度變為v。在這段時間內，物體的平均速度為多少？（）A.(v0+v)/2B.(v0-v)/2C.v0+at/2D.v0-at/210、一物體在水平面上做勻減速直線運動，初速度為v0，加速度大小為a，經過時間t停止運動，求物體在這段時間內的位移是多少？（）A.v0t+1/2at2B.v0t-1/2at2C.v0tD.1/2at211、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°12、對于振動的合成，如果兩個簡諧振動的頻率相差很大，以下哪種情況會發生？（）A.產生拍現象，振幅出現周期性的強弱變化B.合成振動仍然是簡諧振動C.合成振動是復雜的非周期性振動D.無法確定合成振動的性質13、一物體在光滑水平面上受到兩個互相垂直的力F1和F2的作用，F1=3N，F2=4N，物體的加速度大小為多少？（）A.5m/s^2B.7m/s^2C.1m/s^2D.25m/s^214、在一個光滑的斜面上，有一個物塊在重力和水平力F共同作用下沿斜面下滑，斜面傾角為θ，以下關于物塊加速度大小的表達式，正確的是？（）A.（Fcosθ+mgsinθ）/mB.（Fsinθ+mgsinθ）/mC.（Fcosθ-mgsinθ）/mD.（Fsinθ-mgsinθ）/m15、一質量為m的物體在粗糙水平面上，受到水平拉力F作用，從靜止開始運動。已知拉力F隨時間t變化的圖像如圖所示，物體與水平面間的動摩擦因數為μ。在0-t0時間內，拉力F的沖量為多少？（）A.圖線與t軸圍成的面積B.1/2Ft0C.Ft0D.無法確定16、在研究彈性力學問題時，以下關于平面應力和平面應變狀態的描述，哪一項是不正確的？（）A.平面應力狀態下，沿某一方向的正應力為零B.平面應變狀態下，沿某一方向的應變分量為零C.平面應力和平面應變狀態可以相互轉化D.平面應力狀態適用于薄板，平面應變狀態適用于長柱體17、一個質量為m的物體放在粗糙水平面上，用一個與水平方向成θ角的力F拉動物體，使物體以加速度a做勻加速直線運動，動摩擦因數為μ，求力F的大小是多少？（）A.ma+μmgB.ma-μmgC.ma/(cosθ+μsinθ)D.ma/(cosθ-μsinθ)18、在一個彈簧振子系統中，彈簧的勁度系數為k，振子的質量為m。當振子通過平衡位置時，速度為v，則振子的振幅為多少？（）A.mv^2/kB.mv/kC.mv^2/2kD.mv/2k19、在一個粗糙水平面上，有一個質量為M的木板，木板上有一個質量為m的物塊。現對木板施加一個水平拉力F，木板與物塊之間的動摩擦因數為μ1，木板與地面之間的動摩擦因數為μ2。若物塊相對木板靜止，F應滿足什么條件？（）A.F>μ1mgB.F>(μ1+μ2)(M+m)gC.F>μ2(M+m)gD.F>[μ1mg+μ2(M+m)g]20、在一個水平向右的勻強電場中，有一個帶正電的粒子，電荷量為q，質量為m，電場強度為E。若粒子以初速度v0水平向右拋出，忽略重力，粒子在水平方向做勻加速直線運動，則粒子在水平方向的加速度大小為多少？（）A.qE/mB.v0qE/mC.qEv0/mD.qE^2/m二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析在一個物體在液體中做阻尼振動的問題中，如何通過實驗測量來確定阻尼系數和振動頻率的變化？2、（本題5分）闡述在一個帶電粒子在復合場中做螺旋線運動的問題中，如何分析各個場對粒子運動軌跡的影響？3、（本題5分）闡述在一個物體在有摩擦的曲線上運動的問題中，如何通過能量守恒和牛頓定律來分析速度和位移的關系？4、（本題5分）材料力學中，闡述如何通過應力集中系數來評估結構中缺口或孔附近的應力增大情況，并舉例說明？5、（本題5分）闡述在一個衛星在橢圓軌道上運行且軌道受到微小攝動時的長期演化問題中，如何運用數值方法進行分析？三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個質量為5kg的物體，在水平方向受到一個大小為20N的拉力，與地面的摩擦系數為0.3，若物體從靜止開始運動，求經過5s后的速度和位移。2、（本題5分）一個質量為8kg的物體放在粗糙水平地面上，受到一個水平向右的力F作用，F的大小為30N，物體從靜止開始運動，經過4s移動了16m，求物體與地面間的動摩擦因數。3、（本題5分）有一個質量為0.8kg的小球，用一根長為0.8m的細繩拴在豎直平面內做圓周運動，小球在最高點的速度為2.5m/s，g取10m/s2，求小球在最低點時細繩的拉力。4、（本題5分）一根輕質彈簧，其勁度系數為450N/m，一端固定在墻上，另一端連接一個質量為1.2kg的物體，物體在光滑水平面上做簡諧運動，振幅為0.12m，求物體的最大速度。5、（本題5分）一個質量為6kg的物體在光滑斜面上，斜面的傾角為45°，現用一平行于斜面的力F將物體從斜面底部勻速推至斜面頂部，斜面長度為10m，推力F做功600J，求推力F的大小。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）深入探討斷裂力學中的裂紋尖端場和斷裂韌性測試，分析裂紋尖端附近的應力應變場分布和斷裂模式。研究斷裂韌性的測試標準和實驗方法，探討裂紋尖端場理論在材料斷裂行為研究中的應用。2、（本題10分）全面分析流體力學