兰州石化职业技术大学《工程热力学与传热学含流体力学基础》2023-2024学年第二学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页兰州石化职业技术大学《工程热力学与传热学含流体力学基础》

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15个小题，每小题2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2、一个质量为m的物体在光滑的斜面上，斜面的倾角为α，以加速度a沿斜面下滑。则物体受到的支持力和摩擦力分别为多少？（）A.mgcosα，mgsinαB.mgcosα，masinαC.macosα，mgsinαD.macosα，masinα3、在一个光滑的水平面上，有两个质量相同的小球A和B，分别以速度vA和vB相向运动，发生正碰，碰撞后两球的速度分别为vA'和vB'，已知碰撞过程中没有机械能损失，以下关于碰撞后两球速度的表达式，正确的是？（）A.vA'=vB，vB'=vAB.vA'=-vA，vB'=-vBC.vA'=0，vB'=0D.vA'=（vA+vB）/2，vB'=（vA+vB）/24、一个质量为m的物体以初速度v0竖直上抛，上升的最大高度是多少？（）A.v0²/2gB.v0²/gC.2v0²/gD.g/v0²5、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/E6、在一个竖直放置的光滑圆管内，有一个小球可以在管内自由运动，已知圆管半径为R，小球质量为m，重力加速度为g，当小球在最高点的速度为√(gR)时，以下关于小球对圆管压力的说法，正确的是？（）A.压力为零B.压力为mgC.压力为2mgD.压力为3mg7、一物体在水平面上做匀变速直线运动，其速度-时间图像是一条倾斜的直线，已知在t1时刻的速度为v1，在t2时刻的速度为v2，t1到t2时间内的位移为s，该物体的加速度大小为多少？（）A.(v2-v1)/(t2-t1)B.2(v2-v1)/(t2-t1)C.(v2^2-v1^2)/2sD.(v2+v1)/(t2+t1)8、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.09、在流体的流动形态中，以下哪个判别准则不是用来判断流体是层流还是湍流的？（）A.雷诺数B.马赫数C.管道的粗糙度D.流体的流速10、一个物体在水平面上做匀加速直线运动，初速度为v0，加速度为a。经过一段时间t，位移为x。则在这段时间内，物体的平均速度为多少？（）A.v0+at/2B.v0-at/2C.(v0+at)/2D.(v0-at)/211、在一个绝热的气缸中，有一定质量的理想气体，气体的压强为P，体积为V，温度为T。现对气体缓慢加热，使其体积增大到2V，此时气体的压强和温度分别为多少？（假设气体的比热容为C）（）A.P/2，T/2B.P/2，2TC.P，2TD.P，T/212、在一个绝热的汽缸中，有一定质量的理想气体，气体的压强为p，体积为V。现对气体缓慢加热，使其体积增大到2V，气体的压强变为多少？（假设气体的比热容为定值）（）A.p/2B.pC.2pD.无法确定13、在热力学循环过程中，以下哪个循环的效率不是取决于高温热源和低温热源的温度？（）A.卡诺循环B.奥托循环C.斯特林循环D.任意一种循环的效率都只取决于高温热源和低温热源的温度14、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)15、在研究振动的合成时，以下关于同频率、同方向振动合成的描述，哪一项是不正确的？（）A.合振动的振幅等于两个分振动振幅之和B.合振动的频率与分振动的频率相同C.合振动的初相位由两个分振动的初相位决定D.合振动的振幅可能大于、小于或等于分振动的振幅之和二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）分析在一个物体在液体中做非线性振动的问题中，如何运用非线性动力学理论来研究其运动规律？2、（本题5分）论述在一个带电粒子在交叉的电场和磁场中做漂移运动的问题中，如何确定粒子的漂移速度和轨迹？3、（本题5分）阐述在一个两个物体在光滑水平面上发生斜碰的问题中，如何运用动量守恒和机械能守恒来确定碰撞后的速度方向和大小？三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入探讨接触问题中的赫兹理论和有限元分析方法，解释接触应力的分布和接触变形的计算。通过滚珠轴承、齿轮接触等实际例子比较赫兹理论和有限元分析的结果，讨论接触问题在工程中的复杂性和解决方法。2、（本题5分）深入分析微流体力学中的流动特性和控制方法，包括微通道中的流体流动、表面张力的作用和微流体器件的设计。探讨在生物芯片、微机电系统中的应用和微流体力学的研究进展。3、（本题5分）详细分析摩擦学中的摩擦系数测定、润滑机制和磨损过程，研究摩擦、润滑和磨损之间的关系，结合机械运动部件的实际情况，阐述摩擦学在减少能量损失和提高机械寿命方面的应用。4、（本题5分）详细论述相对论力学中的质能关系，解释质量和能量的等价性以及其对物体运动和相互作用的影响。以高能粒子的加速、核反应等为例，说明质能关系的实际应用。探讨质能关系在现代物理学和工程技术（如核能利用、粒子加速器设计）中的重要意义，以及对我们理解宇宙和物质本质的启示。5、（本题5分）深入探讨弹性力学中的接触问题，解释接触应力的分布和计算方法，分析弹性体之间的接触对结构性能的影响，探讨接触问题在机械零件、岩土工程等领域的应用，并举例说明如何处理复杂的接触情况。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个质量为7kg的物体在水平地面上，受到一个与水平方向成53°角斜向上的拉力作用，拉力大小为50N，动摩擦因数为0.4，若物体从静止开始运动10m，求拉力做功和摩擦力做功的差值。2、（本题10分）有一质量为1