新乡医学院三全学院《计算固体力学》2023-2024学年第二学期期末试卷

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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批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、在热力学第一定律中，系统内能的变化与做功和传热有关。对于一个绝热系统，以下哪种情况会导致系统内能增加？（）A.外界对系统做功B.系统对外界做功C.系统与外界进行热传递D.以上情况均不会2、一物体在水平面上做半径为R的匀速圆周运动，线速度为v，角速度为ω，周期为T，向心加速度为a。则下列关系式中正确的是？（）A.v=ωRB.a=v^2/RC.T=2π/ωD.以上都正确3、在研究液体的表面现象时，以下关于表面张力的描述，哪一项是不准确的？（）A.表面张力使得液体表面有收缩的趋势B.表面张力的大小与液体的种类和温度有关C.表面张力的方向总是与液面平行D.液体表面张力系数越大，表面能越小4、一个做匀速圆周运动的物体，其线速度为v，半径为r，角速度为ω。下列关系式中正确的是？（）A.v=ωrB.ω=vrC.v=r/ωD.r=vω5、在研究物体的抛体运动时，需要考虑重力和初速度的影响。当一个物体以一定的初速度斜向上抛出时，在其上升过程中，以下哪个物理量不断减小？（）A.速度B.加速度C.水平方向的速度D.竖直方向的速度6、在一个光滑水平面上，有两个质量分别为m1和m2的物体，它们之间用一根轻质弹簧相连。当对m1施加一个水平向右的拉力F时，系统处于平衡状态。已知弹簧的劲度系数为k，此时弹簧的伸长量为x。若突然撤去拉力F，则在撤去拉力的瞬间，m1的加速度大小为多少？（）A.F/m1B.kx/m1C.F-kx/m1D.kx-F/m17、一物体从高处自由下落，经过A、B两点的速度分别为vA和vB，A、B两点间的距离为h，则物体从A点下落到B点所用的时间为多少？（）A.(vB-vA)/gB.(vB^2-vA^2)/2ghC.(vB+vA)/gD.2h/(vB+vA)8、一个人从高处跳下，落地时屈膝缓冲，设人的质量为m，下落高度为h，屈膝缓冲过程中重心下降的距离为d，地面对人的平均作用力大小为多少？（）A.mg(h+d)/dB.mg(h-d)/dC.mgh/dD.mgd/h9、一个质量为m的小球，用长为L的细绳悬挂在天花板上。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。当小球运动到最低点时，细绳对小球的拉力大小为多少？（）A.mg(1-cosθ)B.3mg-2mgcosθC.mg(3-2cosθ)D.mg(1+2cosθ)10、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.√19N11、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)²12、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/R13、一个质量为m的物体放在光滑水平面上，受到一个水平力F的作用，物体的加速度为多少？（）A.F/mB.m/FC.F+mD.F-m14、在波动光学的杨氏双缝干涉实验中，以下哪个因素不是影响干涉条纹间距的？（）A.双缝之间的距离B.光屏到双缝的距离C.入射光的波长D.双缝的宽度15、一个质量为m的物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为r，角速度为ω，求物体所受的向心力是多少？（）A.mωrB.mω²rC.mrω²D.mr²ω二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）在流体力学中，请详细说明流体的可压缩性和不可压缩性的概念，并举例说明在什么情况下可以忽略流体的可压缩性。2、（本题5分）阐述在一个带电粒子在非均匀磁场中做复杂运动且磁场随时间变化的问题中，如何分析粒子的能量变化？3、（本题5分）请阐述弹性碰撞和非弹性碰撞的区别，包括碰撞前后动量和动能的变化情况，并举例说明这两种碰撞在实际中的现象。4、（本题5分）分析在研究生物力学问题时，如何将力学原理应用于人体骨骼、肌肉和关节的运动分析和疾病诊断？三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细分析振动系统的共振现象，包括共振的条件、特点和危害，探讨如何避免共振和利用共振，研究共振在机械振动、声学系统、电路中的表现和应用，以及共振现象的实验研究和实际案例分析。2、（本题5分）详细分析量子力学中的量子隧穿时间问题，探讨量子隧穿时间的定义和测量方法，分析量子隧穿过程中的时间特性和影响因素，研究量子隧穿时间在超快物理过程和量子器件中的应用，以及相关的理论和实验争议。3、（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。4、（本题5分）全面论述力学中的多物理场耦合数值模拟，包括热-流-固耦合、电-磁-热-力耦合等。探讨多物理场耦合问题的求解策略和在工程中的应用实例。5、（本题5分）深入论述非牛顿流体的特性和流动规律，包括宾汉流体、假塑性流体和胀塑性流体的特点和流变方程。分析非牛顿流体在食品工业、石油开采等领域的应用和相关问题，探讨如何测量和描述非牛顿流体的力学行为。四、计算题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）在一个光滑的固定斜面上，有一质量为5kg的物体从斜面顶端由静止下滑，斜面的长度为10m，倾角为37°，求物体下滑到斜面底端所需的时间和到达底端时的速度。2、（本题10分）一个质量为6kg的物体在水平面上做直线运动，所受合力F随时间t变化的图像如图所示，已知t=0时物体的速度为3m/s，求t=4s时物体的速度。3、（本题10分）有一个质量为1kg的小球，用一根长为1m的细绳拴在竖直平面内做圆周