上饶卫生健康职业学院《工程流体力学实验》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《工程流体力学实验》2023-2024学年第二学期期末试卷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、在一个匀强磁场中，有一个通电导线框，导线框的边长分别为L1和L2，电流为I，磁感应强度为B，导线框平面与磁场方向垂直。则导线框所受的安培力大小为多少？（）A.BIL1L2B.B^2I^2L1L2C.BI(L1+L2)D.02、一个质量为m的物体在竖直平面内做圆周运动，在最高点时速度为v，半径为r，重力加速度为g，求此时绳子对物体的拉力是多少？（）A.mg+mv²/rB.mg-mv²/rC.mv²/rD.mg3、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.mg4、一个质量为M、半径为R的均匀球体，在其内部挖去一个半径为R/2的小球体，剩余部分的质量为M'。已知万有引力常量为G，则在距离大球心为r（r>R）处的引力场强度为多少？（）A.GM/r^2B.GM'/r^2C.G(M-M')/r^2D.G(M+M')/r^25、一质量为m的物体在竖直向上的拉力F作用下，从静止开始向上做匀加速直线运动，加速度大小为a，经过时间t，以下关于拉力做功的表达式，正确的是？（）A.FatB.m（g+a）at^2/2C.（F-mg）at^2/2D.（F-mg）at^26、在相对论力学中，以下哪个效应不是相对论力学与经典力学的显著区别？（）A.时间膨胀效应，运动的时钟会变慢B.长度收缩效应，运动的物体长度会变短C.质量增加效应，物体的质量会随着速度的增加而增大D.引力红移效应，在强引力场中光谱线会向红端移动，而在经典力学中不存在此现象7、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-at8、在一个竖直悬挂的弹簧下端挂一个质量为m的物体，弹簧伸长了x。若将此物体放在水平光滑桌面上，再用同样大小的力拉弹簧，弹簧的伸长量将为多少？（）A.xB.2xC.x/2D.09、在一个固定的光滑斜面上，有一个质量为m的物块，从斜面顶端由静止开始下滑。斜面的高度为h，底边长度为L，重力加速度为g。则物块滑到底端时的速度大小为多少？（）A.√(2gh)B.√(2ghL^2/(h^2+L^2))C.√(2ghL/(h^2+L^2))D.√(2gL)10、一个质量为m的小球，用一根不可伸长的轻质细绳悬挂在O点，将小球拉至A点由静止释放，小球在竖直平面内做圆周运动。已知OA与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，若小球能通过圆周的最高点，则在最高点时小球的速度至少为多少？（）A.√(gL)B.√(gLsinθ)C.√(gLcosθ)D.√(gL(1-cosθ))11、在一个光滑的四分之一圆弧轨道上，有一个物体从顶端由静止开始下滑。轨道半径为R，物体滑到底端时的速度大小为多少？（）A.√gRB.√2gRC.2√gRD.√4gR12、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13、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^2/2m14、在竖直上抛运动中，物体上升到最高点时的速度和加速度分别是多少？（）A.速度为零，加速度为零B.速度为零，加速度为gC.速度为g，加速度为零D.速度为g，加速度为g15、一个物体在竖直方向上做自由落体运动，经过A、B两点的速度分别为v1、v2，A、B两点的距离为h，以下关于物体经过A、B两点所用时间的表达式，正确的是？（）A.（v2-v1）/gB.（v2^2-v1^2）/（2gh）C.2h/（v2+v1）D.（v2-v1）/（2g）16、在一个光滑的水平面上，有一个质量为m的滑块，以速度v与一个质量为M、静止的滑块发生完全非弹性碰撞。碰撞后，两者共同的速度大小为多少？（）A.mv/(M+m)B.Mv/(M+m)C.(M+m)v/MD.(M+m)v/m17、一根轻质弹簧，原长为L0，劲度系数为k。现将弹簧一端固定，另一端施加一个水平向右的力F，使弹簧伸长到L。则力F所做的功为多少？（）A.1/2k(L-L0)^2B.k(L-L0)^2C.1/2kL^2-1/2kL0^2D.kL^2-kL0^218、在研究相对论中的质能关系时，以下关于质能方程的描述，哪一项是错误的？（）A.E=mc^2，其中E表示能量，m表示物体的质量，c表示真空中的光速B.质能方程表明质量和能量可以相互转化C.物体的能量增加时，其质量一定增加D.质能方程只适用于微观粒子，对宏观物体不适用19、在研究液体的粘滞性时，以下关于粘滞系数的描述，哪一项是不正确的？（）A.粘滞系数反映液体内部的摩擦力B.粘滞系数与液体的温度有关，温度越高，粘滞系数越大C.不同液体的粘滞系数不同D.粘滞系数越大，液体的流动性越差20、在流体力学中，纳维-斯托克斯方程描述了流体的运动规律。对于不可压缩流体的稳态流动，该方程可以简化为？（）A.欧拉方程B.伯努利方程C.连续性方程D.以上都不是21、在质点系的动量定理中，以下哪个因素不是影响质点系动量变化的原因？（）A.外力的作用B.内力的作用C.外力作用的时间D.质点系的初始动量22、一个做平抛运动的物体，初速度为v0，抛出点距离地面的高度为h，重力加速度为g。则物体落地时的水平位移为多少？（）A.v0√(2h/g)B.v0√(2h/g)C.2v0√(h/g)D.v0√(h/2g)23、在研究机械波的多普勒效应时，以下关于多普勒效应的描述，哪一项是错误的？（）A.当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率升高B.当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率降低C.多普勒效应只适用于声波，不适用于电磁波D.多普勒效应可以用于测量物体的运动速度24、在弹性碰撞中，若一个质量为m1的物体以速度v1与一个静止的质量为m2的物体发生碰撞，碰撞后两物体的速度分别是多少？（）A.v1'=(m1-m2)v1/(m1+m2)，v2'=2m1v1/(m1+m2)B.v1'=(m1+m2)v1/(m1-m2)，v2'=2m1v1/(m1-m2)C.v1'=(m1-m2)v1/(m1+m2)，v2'=2m2v1/(m1+m2)D.v1'=(m1+m2)v1/(m1-m2)，v2'=2m2v1/(m1-m2)25、在研究材料的疲劳特性时，以下关于疲劳寿命的描述，哪一项是不准确的？（）A.疲劳寿命是指材料在交变应力作用下发生疲劳破坏的循环次数B.材料的疲劳寿命与应力幅和平均应力有关C.提高材料的强度可以显著增加其疲劳寿命D.疲劳寿命具有很大的分散性二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）探讨在研究弹性波在固体中的传播时，如何根据弹性常数和边界条件来求解波的传播速度和振动模式？2、（本题5分）材料力学中，阐述如何考虑材料的塑性变形在结构设计中的影响，以及如何进行塑性分析？3、（本题5分）在流体力学中，讨论如何分析多相流（如气液两相流）的流动特性和相间作用？4、（本题5分）在材料力学中，应力和应变是重要的概念，请分别解释应力和应变的定义，并说明它们之间的关系。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一质量为6kg的物体在水平地面上以初速度8m/s向右运动，受到向左的摩擦力f=18N，求物体运动5s后的位移和速度。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。4、（本题5分）有一密度为700kg/m³、边长为0.2m的正方体木块，漂浮在水面上，求木块露出水面的体积。5、（本题5分）一长为10m的均匀细杆，质量为2kg，可绕一端的水平轴在竖直平面内自由转动。初始时杆处于水平位置，现让其自由下摆，求杆转到竖直位置时的角速度。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详细论述材料的疲劳特性和寿命预测，解释疲劳裂纹的萌生、扩展机制以及影响材料疲劳寿命的因素。以机械零件（如轴、齿轮）的疲劳失效为例，说明如何通过实验和理论方法进行疲劳寿命评估。讨论在循环载荷作用下，材料的微观结构变化和损伤积累过程，以及提高材