成都职业技术学院《弹性力学与有限元基础》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《弹性力学与有限元基础》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、在热力学中，熵是一个反映系统混乱程度的物理量。对于一个孤立系统，以下哪种情况会导致熵增加？（）A.系统从无序到有序的变化B.系统进行可逆过程C.系统进行不可逆过程D.系统与外界无能量交换2、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))3、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g4、一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vA和vB，AB之间的距离为h。已知重力加速度为g，则物体从A点运动到B点所用的时间为多少？（）A.(vB-vA)/gB.(vB^2-vA^2)/2ghC.(vB-vA)/2gD.(vB^2-vA^2)/g5、在研究热力学过程中的绝热过程时，以下关于绝热过程的描述，哪一项是不准确的？（）A.绝热过程中，系统与外界没有热量交换B.绝热过程中，系统的内能变化等于外界对系统做的功C.绝热膨胀时，系统温度降低；绝热压缩时，系统温度升高D.绝热过程一定是等熵过程6、在一个粗糙水平面上，有一个质量为M的木板，木板上有一个质量为m的物块，物块与木板之间的动摩擦因数为μ1，木板与地面之间的动摩擦因数为μ2，现对木板施加一个水平向右的力F，使木板和物块一起向右运动，经过一段时间后，物块与木板相对滑动，此时力F的大小为多少？（）A.μ1mg+μ2(M+m)gB.μ1mg+μ2MgC.μ1(M+m)g+μ2MgD.μ1mg+(μ1+μ2)Mg7、在一个固定的光滑圆弧轨道上，有一个质量为m的小球从与圆心等高的位置由静止释放，圆弧轨道半径为R，重力加速度为g，以下关于小球运动到轨道最低点时对轨道压力的表达式，正确的是？（）A.3mgB.2mgC.mgD.4mg8、在一个光滑的斜面上，有一个物块在重力和水平力F共同作用下沿斜面下滑，斜面倾角为θ，以下关于物块加速度大小的表达式，正确的是？（）A.（Fcosθ+mgsinθ）/mB.（Fsinθ+mgsinθ）/mC.（Fcosθ-mgsinθ）/mD.（Fsinθ-mgsinθ）/m9、一质量为m的物体在水平拉力F作用下沿粗糙水平面运动，动摩擦因数为μ，拉力F随时间t变化的图像如图所示，以下关于物体在0-t0时间内位移大小的表达式，正确的是？（图像自行想象）（）A.（F0-μmg）t0^2/2mB.（F0-μmg）t0^2/2C.（F0t0-μmg）t0/2D.（F0t0-μmg）t0/2m10、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11、在机械波的传播过程中，如果介质中的质点做简谐运动，以下哪个量不是随时间做周期性变化的？（）A.位移B.速度C.加速度D.介质的密度12、一根长为L的均匀细杆，质量为M，可绕一端的水平轴O在竖直平面内自由转动。现将细杆从水平位置由静止释放，忽略空气阻力，当细杆转到竖直位置时，其角速度为多少？（）A.√(6g/L)B.√(3g/2L)C.√(2g/L)D.√(3g/L)13、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/s14、在一个固定的斜面上，有一个物块从静止开始下滑，经过时间t到达斜面底端。已知斜面的倾角为θ，动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则斜面的长度为多少？（）A.1/2gt^2sinθB.1/2gt^2cosθC.1/2gt^2(sinθ-μcosθ)D.1/2gt^2(sinθ+μcosθ)15、在一个粗糙水平面上，有一个质量为M的木板，木板上有一个质量为m的物块。现对木板施加一个水平拉力F，木板与物块之间的动摩擦因数为μ1，木板与地面之间的动摩擦因数为μ2。若物块相对木板静止，F应满足什么条件？（）A.F>μ1mgB.F>(μ1+μ2)(M+m)gC.F>μ2(M+m)gD.F>[μ1mg+μ2(M+m)g]16、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17、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)²18、在一个水平向右的匀强电场中，有一个带正电的粒子，电荷量为q，质量为m，电场强度为E。若粒子以初速度v0水平向右抛出，忽略重力，粒子在水平方向做匀加速直线运动，则粒子在水平方向的加速度大小为多少？（）A.qE/mB.v0qE/mC.qEv0/mD.qE^2/m19、在波动光学中，光的干涉和衍射现象是重要的研究内容。对于两束相干光发生干涉，以下哪个条件是产生明显干涉条纹的关键？（）A.光的频率相同B.光的强度相同C.光的传播方向相同D.光的偏振方向相同20、在一个固定的水平横杆上，套有两个质量均为m的小球A和B，A、B之间用一根长度为L的轻质弹簧相连，现对B球施加一个水平向右的瞬时冲量I，以下关于A球的最大速度的表达式，正确的是？（）A.I/2mB.I/mC.2I/mD.4I/m21、在研究刚体的转动惯量时，以下关于平行轴定理的描述，哪一项是不正确的？（）A.刚体对某一轴的转动惯量等于刚体对通过质心且与该轴平行的轴的转动惯量加上刚体的质量与两轴间距离平方的乘积B.平行轴定理只适用于刚体绕固定轴的转动C.利用平行轴定理可以方便地计算刚体对不同轴的转动惯量D.无论刚体的形状如何，平行轴定理都适用22、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'²23、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24、一物体在光滑水平面上受到两个互相垂直的力F1和F2的作用，F1=3N，F2=4N，物体的加速度大小为多少？（）A.5m/s^2B.7m/s^2C.1m/s^2D.25m/s^225、对于振动的合成，如果两个简谐振动的频率相差很大，以下哪种情况会发生？（）A.产生拍现象，振幅出现周期性的强弱变化B.合成振动仍然是简谐振动C.合成振动是复杂的非周期性振动D.无法确定合成振动的性质二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）论述在一个人在竖直方向的弹簧振子系统中上下运动且考虑空气阻力的问题中，如何分析振动的衰减特性？2、（本题5分）在弹性力学中，讨论如何利用有限元方法求解复杂结构的应力和应变分布，并分析其精度和误差来源？3、（本题5分）阐述在一个物体在粗糙水平面上受到水平拉力做匀加速直线运动的情景中，如何通过受力分析和运动学公式来求出物体与地面间的动摩擦因数？4、（本题5分）在刚体的定轴转动中，转动惯量起着重要作用，请说明转动惯量的物理意义，并举例阐述影响转动惯量大小的因素。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一物体从高为10m的光滑斜面顶端由静止开始下滑，斜面的倾角为45°，求物体滑到斜面底端所用的时间和到达底端时的速度。2、（本题5分）有一质量为1.8kg的物体在一个竖直放置的光滑圆环上做圆周运动，圆环半径为1.5m，物体通过最高点时的速度为3√2m/s，g取10m/s²，求物体在最低点时对圆环的压力。3、（本题5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。4、（本题5分）一个质量为7kg的物体放在粗糙水平地面上，受到一个水平向右的力F作用，F的大小为25N，物体从静止开始运动，经过3s移动了9m，求物体与地面间的动摩擦因数。5、（本题5分）一个半径为5m的光滑半圆形轨道固定在竖直平面内，一质量为1kg的小球从轨道的最高点由静止下滑，求小球到达最低点时对轨道的压力。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）全面论述材料的高温力学性能和热防护设计，解释材料在高温下的强度、硬度、