徐州工程学院《计算流体力学基础双语》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《计算流体力学基础双语》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、在相对论力学中，以下关于时间膨胀和长度收缩的描述，哪一项是不准确的？（）A.运动的时钟会变慢，即时间膨胀B.运动的物体在运动方向上长度会收缩C.时间膨胀和长度收缩效应只有在物体接近光速时才明显D.时间膨胀和长度收缩是相对的，取决于观察者的参考系2、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.√5gR3、一个质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的拉力F作用下，沿水平地面做匀速直线运动。已知物体与地面间的动摩擦因数为μ，则拉力F的大小为多少？（）A.μmg/(cosθ-μsinθ)B.μmg/(cosθ+μsinθ)C.μmg/(sinθ-μcosθ)D.μmg/(sinθ+μcosθ)4、一个质量分布均匀的球体，半径为R，总质量为M。对于距离球心为r（r<R）处的质点，其受到的万有引力大小为多少？（假设引力常量为G）（）A.GMm/r^2B.GMm/R^2C.GMmr/R^3D.GMmR/r^35、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=vω6、有一个质量为m的物体，放在一个倾角为θ的粗糙斜面上，动摩擦因数为μ。现用一个平行于斜面向上的力F拉动物体，使其沿斜面匀速上升。已知重力加速度为g，则F的大小为多少？（）A.mgsinθ+μmgcosθB.mgsinθ-μmgcosθC.μmgcosθ-mgsinθD.mgsinθ+μmgcosθ7、一轻杆一端固定一个小球，绕另一端在竖直平面内做圆周运动，在最高点时，小球的速度至少为多少才能使杆对小球的作用力为零？（）A.grB.gr²C.r/gD.r²/g。（其中g为重力加速度，r为杆长）8、一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，经过时间t后的速度是多少？（）A.v0+atB.v0-atC.v0t+1/2at²D.v0t-1/2at²9、在研究梁的弯曲问题时，以下关于弯矩和剪力的描述，哪一项是不准确的？（）A.弯矩是力对梁横截面产生的绕中性轴转动的效应B.剪力是力在梁横截面上产生的平行于横截面的剪切效应C.弯矩和剪力的大小和分布与梁的载荷和支撑情况有关D.梁上某一点的弯矩和剪力总是同时达到最大值10、在圆周运动中，线速度、角速度和周期等概念是重要的物理量。关于它们之间的关系，以下哪一个表述是不正确的？（）A.v=ωr，其中v是线速度，ω是角速度，r是半径B.ω=2π/T，其中T是周期C.线速度的大小与角速度成正比，与半径成反比D.周期越小，角速度越大11、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）t0/2m12、一质量为m的物体放在倾角为θ的斜面上，斜面与物体间的动摩擦因数为μ。现用一个平行于斜面向上的力F拉物体，使其沿斜面匀速向上运动。力F的大小为多少？（）A.mgsinθ+μmgcosθB.mgsinθ-μmgcosθC.μmgcosθ-mgsinθD.mgsinθ/(cosθ-μsinθ)13、一质量为m的物体在竖直向上的拉力F作用下，从静止开始向上做匀加速直线运动，加速度大小为a，经过时间t，以下关于拉力做功的表达式，正确的是？（）A.FatB.m（g+a）at^2/2C.（F-mg）at^2/2D.（F-mg）at^214、在相对论力学中，当物体的运动速度接近光速时，其质量会发生变化。以下哪种说法正确描述了物体速度与质量的关系？（）A.物体速度越大，质量越小B.物体速度越大，质量越大C.物体质量与速度无关D.物体质量先增大后减小15、一个质量为m的卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，地球质量为M。卫星的动能为多少？（）A.GMm/2rB.GMm/rC.GMm/4rD.GMm/8r二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）在材料力学中，请解释组合变形的概念，并举例说明如何分析和计算同时存在拉伸、弯曲和扭转的构件的应力和变形。2、（本题5分）分析在一个光滑斜面上，一个物体在重力和斜面支持力作用下加速下滑，如何运用牛顿第二定律求出物体的加速度？3、（本题5分）分析在研究磁弹性力学问题时，如何考虑磁场对弹性体变形和应力的影响，以及其在电磁设备中的应用？4、（本题5分）论述在研究弹性波在周期结构中的传播时，如何利用布洛赫定理分析波的能带结构和禁带特性？三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细论述弹性力学中的平面问题，包括平面应力问题和平面应变问题。描述平面应力和平面应变情况下的基本假设和平衡方程。分析如何通过边界条件求解平面问题中的应力和位移分布。通过工程中的薄板和厚壁结构等实例，探讨平面问题在弹性力学中的应用和求解方法。2、（本题5分）全面论述弹性波在无限介质和半无限介质中的传播，解释体波（纵波、横波）和表面波（瑞利波、洛夫波）的特性。分析弹性波在地球内部、固体半空间中的传播规律，通过地震波勘探、无损检测等实际应用讨论波传播理论在地质和工程中的应用。3、（本题5分）深入探讨流体力学中的可压缩流动和激波现象，分析可压缩流体的基本方程、流动特性和激波的形成条件。研究激波对流动的影响和计算方法，探讨可压缩流动在航空航天、燃气轮机等领域的应用。4、（本题5分）深入探讨光的折射和反射定律在光学中的应用，分析光线在不同介质界面处的行为，计算折射角和反射角，结合实际的光学器件，如透镜、镜子等，阐述折射和反射定律的重要性。5、（本题5分）深入分析力学中的相似原理和模型实验方法，包括几何相似、运动相似和动力相似的条件。探讨如何通过模型实验预测实际系统的性能和行为，并举例说明在工程中的应用。四、计算题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）有一轻质弹簧，其原长为15cm，劲度系数为300N/m，现用20N的力竖直向下拉弹簧，求弹簧的长度。2、（本题10分）一质点做简谐运动，其位移随时间的变化规律为x=0.5sin(2πt+π/3)（m），求质点在t=1s时的速度和加速度。3