郑州大学《计算力学课程设计》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三总分得分一、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、一物体在竖直方向上做自由落体运动，经过A、B两点，已知A、B两点的距离为h，物体通过A、B两点的时间分别为t1和t2，重力加速度为g，A点上方离A点距离为x的位置为物体的初始位置，x的值为多少？A.g(t1+t2)^2/8B.g(t2-t1)^2/8C.g(t2^2-t1^2)/8D.g(t1^2+t2^2)/82、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、在研究质点系的动力学问题时，质心运动定理有着重要的应用。对于一个由多个质点组成的系统，以下哪种情况下质心的加速度为零？A.系统所受合外力为零B.系统内各质点的加速度都为零C.系统内各质点的速度都为零D.系统的动量为零4、一轻弹簧原长为L0，劲度系数为k，当弹簧伸长x时，弹簧的弹性势能是多少？A.1/2kx²；B.kx²；C.1/2k(L0+x)²；D.k(L0+x)²。5、一个物体在三个共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态，其中F1=3N，F2=4N，若F3的大小为5N，则F1和F2的夹角为多少？A.30°B.45°C.60°D.90°6、在平抛运动中，物体的水平位移与哪些因素有关？A.初速度和重力加速度；B.初速度和下落高度；C.重力加速度和下落高度；D.初速度、重力加速度和下落高度。7、在材料的疲劳特性研究中，以下哪个因素不是影响材料疲劳寿命的关键因素？A.材料的化学成分和组织结构。B.加载的应力幅和平均应力。C.环境温度和湿度。D.材料的颜色和外观。8、一个质点在x轴上运动，其加速度a与位置x的关系为a=2+6x，若质点在x=0处的速度为v0，质点的速度v与x的关系为多少？A.v^2=v0^2+2x+3x^2B.v^2=v0^2+2x^2+3x^3C.v^2=v0^2+4x+6x^2D.v^2=v0^2+4x^2+6x^39、一个质量为m的物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为r，角速度为ω，求物体所受的向心力是多少？A.mωr；B.mω²r；C.mrω²；D.mr²ω。10、在研究物体的受力和运动时，摩擦力是不可忽视的因素。以下关于摩擦力的描述，哪一项是不正确的？A.静摩擦力的大小与外力有关，在一定范围内随外力增大而增大B.滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关C.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反D.摩擦力可以是动力，也可以是阻力11、以下关于牛顿运动定律的描述，哪一项是不准确的？A.牛顿第一定律指出，物体在不受外力作用时将保持静止或匀速直线运动状态。B.牛顿第二定律表明，物体所受的合力等于质量与加速度的乘积。C.牛顿第三定律阐述，相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。D.牛顿运动定律只适用于宏观低速物体，对于微观高速粒子则完全不适用。12、有一轻质杠杆，动力臂为L1，阻力臂为L2，动力为F1，阻力为F2。当杠杆平衡时，下列关系式正确的是？A.F1L1=F2L2B.F1/L1=F2/L2C.F1L2=F2L1D.F1/L2=F2/L113、一个质点在x-y平面内运动，其运动方程为x=3t，y=4t^2，其中x和y的单位为米，t的单位为秒，该质点在t=2秒时的加速度大小为多少？A.3m/s^2B.4m/s^2C.8m/s^2D.12m/s^214、一个质量为m的物体在水平面上做半径为R的匀速圆周运动，线速度为v。物体所受的向心力由摩擦力提供，动摩擦因数为μ。则物体运动一周，摩擦力做功为多少？A.0B.μmg×2πRC.μmgv²/RD.无法确定15、在研究振动的合成时，以下关于同频率、同方向振动合成的描述，哪一项是不正确的？A.合振动的振幅等于两个分振动振幅之和B.合振动的频率与分振动的频率相同C.合振动的初相位由两个分振动的初相位决定D.合振动的振幅可能大于、小于或等于分振动的振幅之和16、在相对论力学的长度收缩效应中，以下哪个说法是不准确的？A.运动物体的长度在其运动方向上会缩短。B.长度收缩只发生在运动方向上，垂直于运动方向的长度不变。C.长度收缩的程度与物体的运动速度有关，速度越大，收缩越明显。D.长度收缩是一种视觉错觉，实际上物体的长度并没有改变。17、在热力学中，关于热力学第一定律的表述，以下哪一项是错误的？A.系统内能的增量等于外界对系统所做的功与系统从外界吸收的热量之和。B.该定律反映了能量的守恒和转化关系。C.对于绝热过程，外界对系统做功等于系统内能的增加。D.热力学第一定律只适用于理想气体，对实际气体和液体不适用。18、一个质量为m的小球，用长为L的细绳悬挂在天花板上。将小球拉至与竖直方向成θ角的位置由静止释放，忽略空气阻力。当小球运动到最低点时，细绳对小球的拉力大小为多少？A.mg(1-cosθ)B.3mg-2mgcosθC.mg(3-2cosθ)D.mg(1+2cosθ)19、在振动学中，关于简谐振动的特点，以下哪个描述是不正确的？A.回复力与位移成正比且方向相反。B.振动的频率与振幅无关。C.振动过程中机械能守恒。D.简谐振动一定是等幅振动，不可能出现振幅变化。20、一物体从光滑斜面顶端由静止滑下，斜面高为h，底边长为s，求物体滑到底端时的速度是多少？A.2gh；B.2gh²；C.gh；D.gh²。二、简答题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）分析在研究材料的疲劳裂纹闭合效应时，如何通过实验和理论分析来评估裂纹闭合对疲劳寿命的影响？2、（本题10分）在研究质点的抛体运动时，请分析水平方向和竖直方向上的运动特点，以及它们之间的关系，并举例说明抛体运动在实际中的应用，如投篮。3、（本题10分）简述热力学中的绝热过程，并解释绝热过程中气体状态参数的变化规律，举例说明绝热膨胀和绝热压缩的应用。4、（本题10分）分析在一个弹性碰撞的问题中，如何通过动量守恒和机械能守恒来确定碰撞后两个物体的速度？三、计算题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）一粗细均匀的U形玻璃管，水平部分长30cm，竖直部分高20cm，管内装有水银，封闭端