武夷学院《计算流体力学》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《计算流体力学》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20个小题，每小题2分，共40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）/m2、在研究转动中的角动量守恒定律时，以下关于角动量守恒条件的描述，哪一项是不正确的？（）A.系统所受合外力矩为零B.系统对某一固定轴的合外力矩为零，则系统对该轴的角动量守恒C.内力矩对系统的角动量没有影响D.当系统的转动惯量发生变化时，角动量一定不守恒3、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/R4、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）5、在研究刚体的定轴转动动力学时，以下关于转动定律的描述，哪一项是错误的？（）A.M=Jα，其中M是合外力矩，J是转动惯量，α是角加速度B.转动定律与牛顿第二定律形式相似C.对于绕定轴转动的刚体，合外力矩越大，角加速度越大D.转动惯量越大，角加速度越大6、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7、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.08、两个物体A和B，质量分别为mA和mB，它们之间用一根轻质弹簧相连，放在光滑的水平面上，现对A施加一个水平向右的拉力F，使A、B一起向右做匀加速直线运动，已知加速度为a，以下关于弹簧弹力大小的表达式，正确的是？（）A.mAaB.mBaC.FmB/（mA+mB）D.FmA/（mA+mB）9、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10、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11、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^2/2m12、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13、在流体静力学中，关于液体压强的分布规律，以下哪个说法是不正确的？（）A.液体中某点的压强大小与该点的深度成正比B.液体中同一水平面上各点的压强相等C.液体压强的方向总是垂直于受压面D.液体压强只与液体的密度和深度有关，与容器的形状无关，但在计算时必须考虑容器形状14、在一个光滑水平面上，有三个质量分别为m1、m2、m3的物体，它们之间用轻质弹簧相连，处于静止状态。现突然给m1一个水平向右的冲量I，在以后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能为多少？（）A.I^2/2(m1+m2+m3)B.I^2/2(m1+m2)C.I^2/2m1D.I^2/2(m2+m3)15、在振动系统中，阻尼振动是一种常见的情况。与无阻尼振动相比，阻尼振动的特点是？（）A.振幅不变B.周期不变C.能量逐渐减小D.频率逐渐增大16、在一个斜面上，有一个质量为m的物体，斜面的倾角为θ，物体与斜面之间的动摩擦因数为μ。若物体在斜面上匀速下滑，斜面所受地面的摩擦力方向如何？（）A.水平向左B.水平向右C.不存在摩擦力D.无法确定17、一个质量为m的物体，放在一个旋转的水平圆盘上，随圆盘一起做匀速圆周运动。圆盘的半径为R，角速度为ω，物体与圆盘之间的动摩擦因数为μ，为使物体不相对圆盘滑动，圆盘转动的最大角速度为多少？（）A.√(μg/R)B.√(μmg/R)C.√(g/μR)D.√(mg/μR)18、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)/g19、在一个均匀电场中，放入一个电偶极子，电偶极矩为p，电场强度为E，电偶极子所受的力矩为多少？（）A.p×EB.p·EC.E×pD.020、一物体从高处自由下落，经过时间t落地，忽略空气阻力，其下落高度h与时间t的关系满足h=1/2gt^2，若g=10m/s^2，经过3秒，物体下落的高度约为多少？（）A.15米B.30米C.45米D.60米二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）论述在研究爆炸冲击下结构的动态响应时，如何考虑爆炸波的传播、反射和结构的非线性行为？2、（本题5分）阐述在一个物体沿斜面下滑且受到摩擦力的情况下，如何运用能量守恒定律来分析物体机械能的变化和内能的产生？3、（本题5分）在流体力学中，请解释粘性流体的牛顿内摩擦定律，说明其适用条件和物理意义，并举例说明粘性在流体流动中的影响。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（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。2、（本题5分）一轻质弹簧，其劲度系数为1000N/m，一端固定在墙上，另一端连接一个质量为3kg的物体，在光滑水平面上做简谐运动，振幅为0.15m，求物体的最大速度和最大加速度。3、（本题5分）在一个光滑的水平面上，有两个质量分别为m1=3kg和m2=5kg的物体，用一根轻质弹簧相连，开始时两物体均静止。现对m2施加一个水平向右的力F=20N，使两物体一起向右运动，运动一段时间后突然撤去力F，已知此时弹簧的弹性势能为10J，求两物体的速度。4、（本题5分）一个质量为8kg的物体在一个与水平方向成60°角的斜向上拉力作用下，沿粗糙水平地面运动，拉力大小为60N，动摩擦因数为0.4，若物体在8s内运动了30m，求拉力做功和摩擦力做功的比值。5、（本题5分）一个质量为6kg的物体在水平地面上受到水平方向的两个力F1=10N、F2=8N的作用，两力夹角为60°，求物体的加速度大小和方向。四、论述题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）详细论述材料的热性能，包括热导率、比热容、热膨胀系数等参数的定义和测量