安徽农业大学《弹性力学与有限元仿真》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《弹性力学与有限元仿真》2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、在光滑水平面上有两个质量相同的小球A和B，A球以速度v向右运动，B球静止，两球发生正碰后粘在一起，共同速度是多少？（）A.v/2B.vC.2vD.02、在一个光滑的斜面上，有一个质量为M的物体由静止开始下滑，斜面的倾角为θ，重力加速度为g，以下关于物体下滑加速度的表达式，正确的是？（）A.gsinθB.gcosθC.gtanθD.g/cosθ3、在一个均匀磁场中，有一根长度为L的导体棒以速度v垂直于磁场方向运动。若磁感应强度为B，导体棒两端的感应电动势为多少？（）A.BLvB.BLv/2C.2BLvD.04、一个人从高处跳下，落地时屈膝缓冲，设人的质量为m，下落高度为h，屈膝缓冲过程中重心下降的距离为d，地面对人的平均作用力大小为多少？（）A.mg(h+d)/dB.mg(h-d)/dC.mgh/dD.mgd/h5、在材料力学中，疲劳破坏是构件失效的一种常见形式。以下哪种因素会增加构件发生疲劳破坏的可能性？（）A.减小载荷的幅值B.增加载荷的频率C.提高材料的强度D.改善构件的表面质量6、在一个光滑的水平面上，有两个质量相等的物体A和B，A以速度v向右运动，B静止。两物体发生完全弹性碰撞后，A和B的速度分别为多少？（）A.0，vB.v/2，v/2C.-v，vD.v，07、一物体从高处自由下落，经过时间t1下落了h1的高度，再经过时间t2下落了h2的高度，重力加速度为g，求h2与h1的比值是多少？（）A.t2²/t1²B.t1²/t2²C.t2/t1D.t1/t28、在研究物体的直线运动时，一个物体沿直线运动，其位移与时间的关系为x=5t+2t^2（x以米为单位，t以秒为单位），以下关于该物体运动情况的说法中，正确的是？（）A.初速度为5m/sB.加速度为2m/s^2C.前2秒内的位移为18mD.第3秒末的速度为11m/s9、在研究热力学第一定律时，以下关于能量守恒的描述，哪一项是错误的？（）A.系统从外界吸收的热量等于系统内能的增加与系统对外做功之和B.第一类永动机是不可能制成的C.能量可以从一种形式完全转化为另一种形式，而不产生其他影响D.做功和热传递都可以改变系统的内能10、一物体在竖直方向上做自由落体运动，经过时间t下落的高度为h。若重力加速度增大为原来的两倍，在相同时间内，物体下落的高度将变为多少？（）A.2hB.4hC.h/2D.h/411、在一个固定的光滑斜面上，有两个质量相同的物块A和B，分别从斜面的顶端由静止下滑，A沿斜面的直线下滑，B沿斜面上的曲线下滑，忽略空气阻力，两物块到达斜面底端时的速度大小关系如何？（）A.A的速度大于B的速度B.A的速度小于B的速度C.A的速度等于B的速度D.无法确定12、在研究热传递过程时，以下关于热传导、热对流和热辐射的描述，哪一项是错误的？（）A.热传导是依靠分子的热运动传递热量B.热对流是由于流体的宏观运动传递热量C.热辐射不需要介质，可以在真空中传递热量D.热传递过程中，热量总是从高温物体传向低温物体，直到温度相等13、一物体在水平面上做匀变速直线运动，其加速度大小为a，初速度为v0，经过时间t后速度变为v。则这段时间内物体的平均速度为多少？（）A.(v0+v)/2B.(v0-v)/2C.v0+atD.v0-at14、在一个光滑水平面上，有两个质量分别为m1和m2的物体，用一根轻质弹簧相连，现对m1施加一个水平向右的拉力F，已知弹簧的劲度系数为k，当两物体一起向右做匀加速运动时，弹簧的伸长量为多少？（）A.F/(k(m1+m2))B.Fm1/(km2)C.Fm2/(km1)D.F/(km1)15、一个物体在水平面上做平抛运动，初速度为v0，抛出点距离地面的高度为h，重力加速度为g，以下关于物体水平位移的表达式，正确的是？（）A.v0√(2h/g)B.v0√(h/2g)C.v0√(2h/g)D.2v0√(h/g)二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）对于一个承受动态载荷的桥梁结构，运用力学知识分析如何进行动力响应分析和抗震设计？2、（本题5分）阐述在一个人在旋转的平台上行走的问题中，如何分析人所受的向心力和摩擦力以及行走方向对运动的影响？3、（本题5分）对于一个受到多个力作用且处于平衡状态的物体，怎样通过力的分解与合成来确定各个力的大小和方向？4、（本题5分）从理论力学的角度，阐述如何分析天体的运动规律以及它们之间的引力相互作用？三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细分析热力学第一定律在各种热力过程中的应用，包括等容、等压、等温、绝热过程，讨论能量的转化和守恒关系，研究热机效率的计算和提高方法，以及热力学第一定律在能源利用和环境保护中的意义，例如火力发电、内燃机工作原理等。2、（本题5分）深入探讨动量守恒定律的原理和适用范围，解释动量的概念以及它与力和时间的关系。以碰撞、爆炸等物理过程为例，分析动量守恒定律在其中的具体应用。讨论在何种情况下，系统的动量可能不守恒，以及如何通过引入外力和能量转化来理解这些情况。3、（本题5分）全面论述量子力学中的波函数和薛定谔方程，包括波函数的物理意义、统计诠释，薛定谔方程的建立和求解方法。分析在简单势场中的粒子行为，探讨量子力学对微观世界的描述和与经典力学的区别。4、（本题5分）详细阐述岩土体的渗流力学问题，包括地下水的流动规律、渗流力的计算和渗流对岩土体稳定性的影响。分析在水利工程、地下工程中的渗流现象和相关力学模型。5、（本题5分）全面剖析热力学中的热辐射问题，解释热辐射的基本定律，如普朗克定律、斯忒藩-玻尔兹曼定律，分析热辐射的特性和影响因素，探讨热辐射在能源利用、航天器热控制等领域的应用，并举例说明如何计算物体的热辐射能量。四、计算题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）一粗细均匀的U形玻璃管，水平部分长25cm，竖直部分高15cm，管内装有水银，封闭端空气柱长8cm，大气压强为75cmHg，现缓慢将U形管旋转90°，使开口向下，求此时封闭端空气柱的长度。2、（本题10分）一根长为2m的轻杆，一端固定一个质量为1kg的小球，另一端可绕固定点在竖直平面内自由转动。现将小球从水平位置由静止释放，忽略空气阻力，g取10m/s²，求小球运动到最低点时的角速度。3、（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