湖北经济学院法商学院《实验力学》2023-2024学年第二学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页湖北经济学院法商学院

《实验力学》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一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30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.3ρgh2、在一个粗糙水平面上，一个质量为M的物体在水平拉力F的作用下做匀加速直线运动，加速度为a。若拉力增大为2F，物体的加速度将变为多少？（）A.2aB.aC.0.5aD.4a3、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4、在材料力学中，压杆稳定是一个重要的问题。对于一根细长的压杆，以下哪种因素会降低其稳定性？（）A.增大压杆的横截面面积B.减小压杆的长度C.选用弹性模量小的材料D.增加压杆两端的约束条件5、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6、在一个光滑的斜面上，有一个质量为m的物体，斜面的倾角为θ，现给物体一个沿斜面向上的初速度v0，物体向上运动的最大距离为多少？（）A.v0^2/(2gsinθ)B.v0^2/(2gcosθ)C.v0^2/(2g)D.v0^2/(4g)7、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.08、一质量为m的物体，在水平恒力F的作用下，在粗糙水平面上由静止开始运动，经过位移x时的速度为v。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则恒力F做功为多少？（）A.1/2mv^2-μmgxB.1/2mv^2+μmgxC.μmgx+1/2mv^2D.μmgx-1/2mv^29、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)10、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.mg11、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12、一物体从高处自由下落，经过时间t1下落了h1的高度，再经过时间t2下落了h2的高度，重力加速度为g，求h2与h1的比值是多少？（）A.t2²/t1²B.t1²/t2²C.t2/t1D.t1/t213、一根轻质弹簧，原长为L0，劲度系数为k，一端固定在墙上，另一端连接一个质量为m的物体。现将物体拉离平衡位置一段距离x后由静止释放，物体做简谐运动。其振动周期为多少？（）A.2π√(m/k)B.2π√(k/m)C.π√(m/k)D.π√(k/m)14、在研究波动现象时，波长、频率和波速是重要的概念。关于它们之间的关系，以下哪一项是错误的？（）A.v=λf，其中v是波速，λ是波长，f是频率B.波速由介质决定，与波长和频率无关C.频率越高，波长越短D.不同频率的波在同一介质中传播时，波速相同，波长不同15、在研究质点的运动学问题时，加速度是一个关键的概念。当一个质点做曲线运动时，其加速度的方向总是指向？（）A.轨迹的切线方向B.轨迹的凹侧C.速度的方向D.位移的方向16、在一个定滑轮两侧，分别悬挂质量为m和2m的物体，忽略滑轮的质量和摩擦力，当系统由静止释放后，质量为m的物体的加速度大小为多少？（）A.g/3B.g/2C.2g/3D.g17、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g18、一个质量为m的物体在水平面上受到一个与水平方向成θ角的力F的作用，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，求物体的加速度是多少？（）A.(Fcosθ-μmg)/(m+Fsinθ)B.(Fcosθ-μmg)/mC.(Fsinθ-μmg)/mD.(Fcosθ+μmg)/m19、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^220、一物体在光滑水平面上受到水平向右的拉力F作用，从静止开始运动。经过时间t，拉力做功为W，功率为P。若将拉力增大为2F，经过相同时间t，拉力做功和功率分别为多少？（）A.2W，2PB.2W，4PC.4W，2PD.4W，4P21、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22、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23、在一个固定的光滑斜面上，有一个物块受到一个平行于斜面向上的力F作用，物块从斜面底端向上运动，已知斜面倾角为θ，物块质量为m，重力加速度为g，以下关于物块运动过程中机械能变化情况的说法，正确的是？（）A.机械能增加B.机械能减少C.机械能不变D.无法确定24、两个质量分别为m1和m2的物体相距r，它们之间的万有引力是多少？（）A.Gm1m2/rB.Gm1m2/r²C.Gm1m2/r³D.Gm1m2/r⁴。（其中G为万有引力常量）25、有两个力F1和F2，它们的合力大小为F，且F1=3N，F2=4N。若两个力的夹角为60°，则合力F的大小为多少？（）A.5NB.7NC.√13ND.√19N26、有一个质量分布均匀的球体，半径为R，总质量为M。在距离球心为r（r<R）的位置处放置一个质量为m的质点，已知万有引力常量为G，则质点受到球体的万有引力大小为多少？（）A.GMm/r^2B.GMmR^3/r^2C.GMmr/R^3D.GMm/(R^2+r^2)27、一轻弹簧原长为L0，劲度系数为k，当弹簧伸长x时，弹簧的弹性势能是多少？（）A.1/2kx²B.kx²C.1/2k(L0+x)²D.k(L0+x)²28、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29、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.√5gR30、一个质量为m的小球用长度为L的轻绳悬挂在天花板上，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，小球运动到最低点时的速度大小为多少？（）A.√(2gL(1-cosθ))B.√(gL(1-cosθ))C.√(2gLsinθ)D.√(gLsinθ)二、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入探讨多体系统的力学分析方法，包括拉格朗日方程和哈密顿原理的应用。分析多体系统的自由度、约束条件和运动方程的建立，研究多体系统在机械系统、天体系统中的应用。2、（本题5分）深入探讨简谐振动的特征和规律，包括位移、速度、加速度与时间的关系，以及振动的周期、频率和振幅等参数的意义。以弹簧振子和单摆为例，解释简谐振动的产生条件和能量变化。讨论简谐振动在声学、电学和机械系统中的应用，以及如何通过数学方法（如三角函数、复数）来描述和分析简谐振动。3、（本题5分）全面论述交流电路中的功率因数和无功功率，包括功率因数的定义、计算方法，无功功率的概念和作用。分析提高功率因数的方法和意义，探讨功率因数和无功功率在电力传输和用电设备中的影响。4、（本题5分）详细分析弹性力学中的基本方程和边界条件，包括平衡方程、几何方程和物理方程的推导和应用。研究弹性体在受力情况下的应力分布和变形规律，探讨弹性力学在结构分析、材料设计等领域的应用。5、（本题5分）全面剖析刚体的定轴转动问题，包括转动惯量的计算、转动定律的应用，阐述角加速度、角速度、力矩等物理量之间的关系，举例分析刚体定轴转动在机械装置中的实际情况。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）材料力学中，阐述如何通过光弹性实验方法测量应力分布，并说明其适用范围和局限性？2、（本题5分）简述简谐振动的特征，包括位移、速度和加速度随时间的变化规律，并说明如何通过这些规律来确定振动的周期和频率。3、（本题5分）在流体力学中，请解释流体的势函数和流函数的存在条件，并举例说明在什么情况下可以同时使用势函数和流函数来描述流体流动。4、（本题5分）在流体力学中，讨论如何分析射流在空气中的扩散和混合过程，以及其应用于喷