广州科技职业技术大学《工程断裂力学》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《工程断裂力学》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、在静力学中，分析物体的受力情况是解决问题的关键。对于一个处于平衡状态的物体，以下关于其受力特点的描述，哪一项是不正确的？（）A.所受合外力为零B.各个方向上的合力都为零C.物体在平衡力作用下，一定处于静止状态D.物体可能做匀速直线运动2、一质量为m的带电粒子在电场强度为E的匀强电场中，从静止开始运动，经过时间t，速度为v。则粒子的电荷量为多少？（）A.mtv/EB.mtv/2EC.2mtv/ED.mtv²/E3、在弹性碰撞和非弹性碰撞中，系统的动量和能量变化情况不同。对于完全弹性碰撞，以下哪个物理量守恒？（）A.动量和动能都守恒B.动量守恒，动能不守恒C.动量不守恒，动能守恒D.动量和动能都不守恒4、一个质量为m的物体在粗糙斜面上匀速下滑，斜面倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则μ等于多少？（）A.tanθB.cosθC.sinθD.1/tanθ5、一质点做匀速圆周运动，线速度大小为v，半径为r，角速度为ω，周期为T，以下关于向心加速度大小的表达式，正确的是？（）A.v^2/rB.ω^2rC.2πv/TD.以上都是6、一物体从斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面，最后停在C点，已知AB段和BC段的长度分别为L1和L2，物体在斜面上和水平面上的动摩擦因数分别为μ1和μ2，物体从A点到C点的运动时间为t，重力加速度为g，A点的高度h为多少？（）A.1/2gt^2-μ1gL1-μ2gL2B.1/2gt^2+μ1gL1+μ2gL2C.μ1gL1+μ2gL2-1/2gt^2D.(μ1gL1+μ2gL2-1/2gt^2)/g7、一个质量为m的小球，用长度为L的细绳悬挂在天花板上。现将小球拉至与竖直方向成θ角的位置由静止释放，当小球运动到最低点时，细绳的拉力大小为多少？（）A.mg(1-cosθ)B.mg(1+cosθ)C.mg(3-2cosθ)D.mg(3+2cosθ)8、在弹性碰撞和非弹性碰撞的研究中，以下关于碰撞过程中能量转化的描述，哪一项是错误的？（）A.弹性碰撞中，动能守恒B.非弹性碰撞中，动能部分转化为内能C.完全非弹性碰撞中，动能损失最大D.所有碰撞中，动量都守恒，动能也守恒9、在弹性力学中，应力张量和应变张量之间存在着一定的关系。对于各向同性的弹性材料，以下哪个数学表达式可以描述这种关系？（）A.胡克定律B.牛顿定律C.泊松比方程D.以上都不是10、在一个匀强电场中，有一带电粒子从A点运动到B点。已知电场强度为E，粒子的电荷量为q，A、B两点之间的距离为d，且粒子运动轨迹与电场线夹角为θ。粒子从A到B电场力做功为多少？（）A.EqdB.EqdcosθC.EqdsinθD.011、一质点在x-y平面内运动，其加速度为a=2i+3j（单位：m/s^2），初始速度为v0=3i-2j（单位：m/s），初始位置在原点。经过2s，质点的位置坐标为多少？（）A.(10i+4j)mB.(4i+10j)mC.(7i+4j)mD.(4i+7j)m12、一物体在水平面上做匀减速直线运动，初速度为v0，加速度大小为a。经过时间t后速度减为零，则物体在这段时间内的位移大小为多少？（）A.v0t-0.5at^2B.v0t+0.5at^2C.0.5v0tD.0.5v0t-0.5at^213、在材料力学中，剪切变形是一种常见的变形形式。对于一个受剪切作用的矩形截面杆件，以下哪个位置的剪应力最大？（）A.截面中心B.截面边缘C.截面的角点D.整个截面剪应力均匀分布14、在一个均匀的电场中，有一个电荷量为q的带电粒子，电场强度为E，粒子从静止开始运动，以下关于粒子运动速度的表达式，正确的是？（）A.Eqt/mB.Eq^2t^2/2mC.Eq^2t/mD.Eqt^2/2m15、在一个固定的斜面上，有一个物块在平行于斜面的力F作用下向上运动，已知斜面倾角为θ，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，以下关于物块加速度大小的表达式，正确的是？（）A.（F-mgsinθ-μmgcosθ）/mB.（F-mgsinθ+μmgcosθ）/mC.（F+mgsinθ-μmgcosθ）/mD.（F+mgsinθ+μmgcosθ）/m16、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)17、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18、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)19、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.mgB.mg+mv²/rC.mg-mv²/rD.mv²/r。（其中r为圆的半径，v为小球在最低点的速度）20、在一个固定的光滑斜面上，有一个可以看成质点的物块，从斜面顶端由静止开始下滑，经过时间t到达斜面底端，若斜面的长度为L，物块的加速度为a，则物块到达斜面底端时的速度大小为多少？（）A.atB.2atC.L/tD.2L/t21、在研究刚体的转动时，角动量守恒定律有着广泛的应用。当一个旋转的刚体不受外力矩作用时，以下哪个物理量保持不变？（）A.角速度B.角加速度C.转动动能D.角动量22、在一个竖直放置的光滑圆环轨道内，有一个小球在轨道内做圆周运动，已知圆环的半径为R，小球经过最高点时的速度为v，要使小球能通过最高点，v至少为多少？（）A.√gRB.√2gRC.√3gRD.√5gR23、一个物体在水平面上做曲线运动，以下关于物体所受合力方向与速度方向夹角的说法，正确的是？（）A.一定大于90°B.一定小于90°C.可能等于90°D.一定等于0°24、在一个水平向右的匀强磁场中，有一个垂直于磁场方向的金属框，框的边长分别为L1和L2，线框向右运动的速度为v。则线框中产生的感应电动势为多少？（）A.BL1L2vB.BL1vC.BL2vD.025、在流体力学中，势流理论是研究无旋流动的一种方法。对于一个无旋流动，其速度势满足？（）A.拉普拉斯方程B.泊松方程C.热传导方程D.波动方程二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述在研究材料的阻尼特性时，如何测量和分析材料的阻尼系数，以及其在振动控制中的应用？2、（本题5分）对于一个承受高温和高压作用的容器，运用力学知识分析如何进行强度设计和安全性评估？3、（本题5分）分析在研究海洋工程力学问题时，如何考虑海浪、海流和海洋环境对海洋结构物的载荷和响应？4、（本题5分）论述在研究压电材料的力学性能时，如何考虑电场对材料变形和应力的影响，以及其在智能结构中的应用？三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个光滑的固定斜面上，有一质量为4kg的物体从斜面顶端由静止下滑，斜面的长度为8m，倾角为30°，求物体下滑到斜面底端所需的时间和到达底端时的速度。2、（本题5分）一个质量为4kg的物体在粗糙水平面上运动，受到与运动方向相反的摩擦力f=8N，初速度为10m/s，经过5s后，求物体的速度和位移。3、（本题5分）一个质量为6kg的物体在光滑斜面上，斜面的倾角为45°，现用一平行于斜面的力F将物体从斜面底部匀速推至斜面顶部，斜面长度为10m，推力F做功600J，求推力F的大小。4、（本题5分）一粗细均匀的水平管道，其中有水在流动，已知管道某一段的横截面积为0.03m²，水流速度为3m/s，水的密度为1000kg/m³，求这段管道5s内流过的水的体积。5、（本题5分）在一个固定的光滑斜面上，有一个质量为5kg的物体，从斜面顶端由静止开始下滑，斜面长度为10m，斜面倾斜角为45°，求物体下滑到斜面底端的速度和所用时间。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）深入探讨弹性力学中的应力和应变概念，解释应力张量和应变张量的数学表示和物理意义。通过分析杆件的拉伸、薄板的弯曲等实际问题，说明应力和应变的分布和变化规律。讨论在复杂应力状态下，材料的强度准则（如最大主应力准则、畸变能密度准则）及其