武汉学院《粘性流体力学》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《粘性流体力学》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、一物体从高处自由下落，经过A、B两点的速度分别为vA和vB，A、B两点间的距离为h，则物体从A点下落到B点所用的时间为多少？（）A.(vB-vA)/gB.(vB^2-vA^2)/2ghC.(vB+vA)/gD.2h/(vB+vA)2、在光的衍射现象中，以下哪个条件不是产生明显衍射现象的必要条件？（）A.障碍物或孔隙的尺寸与光的波长相当B.光源发出的光是单色光C.观察衍射现象的距离足够远D.衍射屏后的空间足够大3、在一个光滑的水平面上，有两个质量相同的小球A和B，分别以速度vA和vB相向运动，发生正碰，碰撞后两球的速度分别为vA'和vB'，已知碰撞过程中没有机械能损失，以下关于碰撞后两球速度的表达式，正确的是？（）A.vA'=vB，vB'=vAB.vA'=-vA，vB'=-vBC.vA'=0，vB'=0D.vA'=（vA+vB）/2，vB'=（vA+vB）/24、在材料力学中，胡克定律描述了应力和应变之间的线性关系。对于拉伸实验中的金属材料，在弹性限度内，以下哪个物理量与应变成正比？（）A.应力B.弹性模量C.屈服强度D.断裂强度5、一个质量为m的物体放在粗糙的斜面上，斜面的倾角为θ，物体与斜面之间的动摩擦因数为μ，现用一个平行于斜面向上的力F拉动物体，使其沿斜面匀速向上运动，力F的大小为多少？（）A.mgsinθ+μmgcosθB.mgsinθ-μmgcosθC.μmgcosθ-mgsinθD.μmgcosθ+mgsinθ6、在一个竖直放置的U形管内，装有密度为ρ的液体，U形管的两臂粗细不同，粗管的横截面积是细管的2倍，当U形管内液体静止时，两管液面的高度差为h，液体对U形管底部的压强为多少？（）A.ρghB.3ρgh/2C.2ρghD.3ρgh7、在相对论力学中，当物体的运动速度接近光速时，其质量会发生变化。以下哪种说法正确描述了物体速度与质量的关系？（）A.物体速度越大，质量越小B.物体速度越大，质量越大C.物体质量与速度无关D.物体质量先增大后减小8、在一个粗糙的斜面上，有一个质量为m的物体，斜面的倾角为θ，动摩擦因数为μ。现用一个平行于斜面向上的力F使物体沿斜面匀速向上运动，F的大小为多少？（）A.mg(sinθ+μcosθ)B.mg(sinθ-μcosθ)C.μmg(cosθ+sinθ)D.μmg(cosθ-sinθ)9、在一个绝热容器中，有一定质量的理想气体，气体对外做功W。则气体的内能如何变化？（）A.增加WB.减少WC.不变D.无法确定10、在一个光滑的水平面上，有两个物块A和B，质量分别为mA和mB，用一根轻质弹簧连接。现对A施加一个水平向右的力F，经过一段时间，A、B的速度分别为vA和vB，此时弹簧的弹性势能为多少？（）A.1/2mAvA²+1/2mBvB²-1/2(mA+mB)(vA+vB)²B.1/2mAvA²+1/2mBvB²-1/2(mA+mB)(vA-vB)²C.1/2mAvA²-1/2mBvB²D.1/2(mA+mB)(vA-vB)²11、在流体力学中，伯努利方程有着广泛的应用。当理想流体在水平管道中做稳定流动时，以下哪种情况会导致管道某一处的压强减小？（）A.流速增大B.流速减小C.管道横截面积增大D.流体密度增大12、在一个固定的光滑圆环轨道上，有一个小球从最高点由静止开始下滑。若圆环半径为R，小球滑到最低点时的速度大小为多少？（）A.√gRB.√2gRC.2√gRD.4√gR13、两个物体A和B，质量分别为mA和mB，它们在光滑水平面上发生正碰。碰撞前A的速度为vA，B的速度为0。碰撞后A的速度为vA'，B的速度为vB'。若碰撞是完全弹性碰撞，下列哪个式子成立？（）A.mAvA=mAvA'+mBvB'B.mAvA²=mAvA'²+mBvB'²C.mAvA+mB×0=mAvA'+mBvB'D.mAvA²+mB×0²=mAvA'²+mBvB'²14、在热力学第一定律的应用中，对于一个绝热容器中的热传递过程，以下哪种说法是正确的？（）A.热量可以在容器内部分子之间传递B.热量可以从容器内部传递到外部C.热量不能在容器内部传递D.以上说法都不正确15、一物体在水平面上做匀变速直线运动，其速度-时间图像是一条倾斜的直线，已知在t1时刻的速度为v1，在t2时刻的速度为v2，t1到t2时间内的位移为s，该物体的加速度大小为多少？（）A.(v2-v1)/(t2-t1)B.2(v2-v1)/(t2-t1)C.(v2^2-v1^2)/2sD.(v2+v1)/(t2+t1)16、在流体静力学中，压强的分布与液体的深度和密度有关。在一个开口的容器中，液体内部某点的压强与以下哪个因素成正比？（）A.该点到液面的距离B.液体的体积C.液体的表面积D.液体的温度17、在研究物体的平衡问题时，需要考虑力的合成与分解。一个物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，若其中两个力的大小和方向已知，以下哪种方法可以确定第三个力的大小和方向？（）A.平行四边形法则B.三角形法则C.正交分解法D.以上方法均可18、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19、在相对论力学中，光速不变原理是一个基本假设。以下哪种实验现象支持了这一假设？（）A.迈克尔逊-莫雷实验B.光电效应实验C.黑体辐射实验D.夫兰克-赫兹实验20、一个物体从高处自由下落，经过A、B两点的速度分别为vA、vB，A、B两点间的距离为h。则物体经过A、B两点所用的时间为多少？（）A.(vB-vA)/gB.(vB+vA)/gC.(vB²-vA²)/2ghD.(vB²-vA²)/g21、一个物体从高处自由下落，经过A、B、C三点，已知AB段和BC段的距离相等，通过AB段和BC段所用的时间分别为t1和t2，重力加速度为g，以下关于B点速度的表达式，正确的是？（）A.（gt1+gt2）/2B.（gt1^2+gt2^2）/（2（t1+t2））C.（gt1t2（t1+t2））/（2（t1-t2））D.（gt1t2（t1+t2））/（2（t1+t2））22、在一个竖直放置的圆管内，有一个小球在其中做匀速圆周运动。已知圆管的半径为R，小球运动的速度为v，则小球运动一周所用的时间为多少？（）A.2πR/vB.2πv/RC.πR/vD.πv/R23、一个质量为M的长木板放在光滑水平面上，一质量为m的小物块以初速度v0滑上木板。木板与物块间动摩擦因数为μ，经过一段时间后，物块与木板相对静止。在这个过程中，系统产生的内能为多少？（）A.μmg×v0²/2B.μmg×v0²/2(M+m)C.μmg×v0²/2(M-m)D.μmg×v0²/2(M+m)²24、一个质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的拉力F作用下，沿水平地面做匀速直线运动。已知物体与地面间的动摩擦因数为μ，则拉力F的大小为多少？（）A.μmg/(cosθ-μsinθ)B.μmg/(cosθ+μsinθ)C.μmg/(sinθ-μcosθ)D.μmg/(sinθ+μcosθ)25、一个物体从静止开始做匀加速直线运动，在第1s内的位移为x1，在第2s内的位移为x2，则物体的加速度为多少？（）A.x2-x1B.x2+x1C.x2/x1D.(x2-x1)/1二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）在弹性力学中，分析如何求解具有非均匀材料分布的物体的应力和应变？2、（本题5分）从理论力学出发，阐述如何分析刚体在非定常力作用下的运动，包括冲量和动量定理的应用？3、（本题5分）在材料力学的压杆稳定问题中，详细阐述如何确定压杆的临界载荷和稳定性条件？4、（本题5分）在研究流体的表面张力对液滴形成和运动的影响时，力学上如何进行建模和分析？三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）有一个质量为1kg的小球，用一根长为1m的细绳拴在竖直平面内做圆周运动，小球在最高点的速度为3m/s，g取10m/s²，求小球在最高点时细绳的拉力。2、（本题5分）一个物体从高为100m的塔顶自由下落，经过一段时间后，以30m/s的速度竖直上抛一个小球，不计空气阻力，求小球与物体相遇时所用的时间。3、（本题5分）一质量为5kg的物体在一个水平向右的拉力作用下沿粗糙水平地面做直线运动，拉力随时间变化的图像如图所示，已知动摩擦因数为0.3，求8s内物体的位移。4、（本题5分）一个质量为4kg的物体，在水平方向受到两个力的作用，F1=10N向右，F2=6N向左，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，若物体从静止开始运动5s，求位移和速度。5、（本题5分）一物体在水平面上做匀加速直线运动，初速度为2m/s，加速度为1m/s²，经过8s后，求物体的位移和这段时间内的平均速度。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详细论述材料的强度和刚度理论，包括屈服强度、抗拉强度、抗压强度等概念，以及刚度的定