南京工业大学《计算流体力学与传热学》2021-2022学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页南京工业大学

《计算流体力学与传热学》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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的圆环，半径为R，可绕竖直轴在水平面内自由转动。环上套有一个质量为m的小球，小球与圆环之间的摩擦忽略不计。现给小球一个初速度v，使其在圆环上做圆周运动。当小球运动到圆环最高点时，圆环对小球的作用力大小为多少？A.mg+mv^2/RB.mg-mv^2/RC.mv^2/R-mgD.02、在振动的能量问题中，以下哪个因素不是决定振动系统能量大小的因素？A.振幅的大小。B.振动的频率。C.系统的质量。D.振动的初相位。3、一个质量为m的卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，地球质量为M。卫星的动能为多少？A.GMm/2rB.GMm/rC.GMm/4rD.GMm/8r4、在一个定滑轮的两侧，分别悬挂质量为m1和m2的两个物体（m1>m2），忽略滑轮的质量和摩擦力，系统由静止释放。当m1下降h高度时，m2的速度大小为多少？A.√(2gh(m1-m2)/(m1+m2))B.√(2ghm1/(m1+m2))C.√(2ghm2/(m1+m2))D.√(2gh)5、在研究材料的力学性能时，应力和应变是重要的概念。以下关于应力和应变的关系，哪一项是错误的？A.在弹性范围内，应力与应变成正比B.材料的弹性模量等于应力除以应变C.超过材料的屈服极限后，应力与应变不再成正比D.应力越大，应变一定越大6、一轻绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点，小球在竖直平面内做圆周运动，在最低点时，绳子的拉力是多少？A.mg；B.mg+mv²/r；C.mg-mv²/r；D.mv²/r。（其中r为圆的半径，v为小球在最低点的速度）7、有一个质量为m的物体，用轻绳悬挂在电梯的天花板上。当电梯以加速度a匀加速上升时，绳子对物体的拉力为多少？（重力加速度为g）A.m(g+a)B.m(g-a)C.maD.mg8、在一个粗糙水平面上，有一个质量为M的木板，木板上有一个质量为m的物块，物块与木板之间的动摩擦因数为μ1，木板与地面之间的动摩擦因数为μ2，现对木板施加一个水平向右的力F，使木板和物块一起向右运动，经过一段时间后，物块与木板相对滑动，此时力F的大小为多少？A.μ1mg+μ2(M+m)gB.μ1mg+μ2MgC.μ1(M+m)g+μ2MgD.μ1mg+(μ1+μ2)Mg9、在匀速圆周运动中，角速度与线速度、半径之间的关系是什么？A.ω=v/r；B.ω=rv；C.ω=r/v；D.ω=1/vr。10、在相对论力学中，以下哪个物理量在不同的惯性参考系中是不变的？A.时间间隔。B.长度。C.同时性。D.光速。11、在弹性碰撞中，两物体碰撞前后的总动能和总动量是否守恒？A.总动能守恒，总动量不守恒；B.总动能不守恒，总动量守恒；C.总动能和总动量都守恒；D.总动能和总动量都不守恒。12、一个质量为m的卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，地球的质量为M，万有引力常量为G，卫星的线速度大小为多少？A.√GM/rB.√GM/r^2C.√GMm/rD.√GMm/r^213、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)14、一个做匀速圆周运动的物体，其周期为T，半径为r，线速度为v。则角速度ω为多少？A.2πTB.2πr/TC.vT/2πrD.v/r15、对于机械波的传播，以下哪个特点不是机械波所共有的？A.机械波的传播需要介质。B.机械波传播的是振动的形式和能量。C.机械波的波速只取决于介质的性质，与波的频率和波长无关。D.机械波在传播过程中，波源的振动频率会发生变化。16、在波动方程中，波速、波长和频率之间存在一定的关系。对于在真空中传播的电磁波，其波速与以下哪个因素有关？A.电磁波的频率B.电磁波的波长C.电磁波的振幅D.以上因素均无关17、在材料力学中，关于梁的弯曲变形，以下哪个因素不是影响梁弯曲强度的主要因素？A.梁的截面形状和尺寸。B.梁所受的载荷类型和大小。C.梁的材料的弹性模量。D.梁的长度与宽度的比值。18、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°。19、一个物体在力F的作用下沿粗糙斜面向上运动，力F与斜面平行，已知斜面的倾角为θ，物体与斜面之间的动摩擦因数为μ，力F的大小为F=mgsinθ+μmgcosθ，若物体从斜面底端运动到顶端的位移为s，力F做功为多少？A.mgsinθsB.μmgcosθsC.(mgsinθ+μmgcosθ)sD.(mgsinθ-μmgcosθ)s20、对于胡克定律，以下哪种情况不适用？A.材料在弹性限度内的拉伸或压缩变形。B.材料的大变形情况，超过弹性限度。C.只受拉力作用的弹簧。D.只受压力作用的杆件。二、简答题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）在热力学第二定律的克劳修斯表述中，请详细解释热量传递的方向性，并举例说明违反克劳修斯表述的情况是不可能发生的。2、（本题10分）阐述在研究一个荡秋千的问题中，如何将其简化为单摆模型，并运用相关知识分析其运动的周期性和能量转化？3、（本题10分）材料力学中，解释如何分析具有复杂截面形状的梁在弯曲和剪切作用下的应力分布？4、（本题10分）理论力学中，对于多自由度振动系统，如何运用模态分析方法来研究其振动特性？三、计算题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一长为