四川机电职业技术学院《理论力学理论》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页四川机电职业技术学院《理论力学理论》

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20个小题，每小题1分，共20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、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/8r2、两个质量分别为m1和m2的物体用一根轻绳连接，在光滑水平面上以相同的加速度运动，绳子的拉力是多少？（）A.(m1+m2)aB.m1a+m2aC.m1m2a/(m1+m2)D.(m1+m2)g3、一个质量为m的物体在光滑水平面上以初速度v0与一个质量为2m的静止物体发生正碰，碰撞后两物体的速度分别为v1和v2，若碰撞是完全弹性碰撞，v1和v2的值分别为多少？（）A.v1=-v0/3，v2=2v0/3B.v1=v0/3，v2=2v0/3C.v1=-v0/2，v2=v0/2D.v1=v0/2，v2=v0/24、对于转动惯量的计算，以下哪种形状的物体不能用简单的公式直接计算？（）A.均匀细直棒绕一端的转动惯量B.均匀圆盘绕中心轴的转动惯量C.空心圆柱体绕中心轴的转动惯量D.形状不规则的物体绕某一轴的转动惯量5、在机械波的传播过程中，波的特性与介质和波源的性质密切相关。对于一列在均匀介质中传播的横波，以下哪个因素决定了波的传播速度？（）A.波源的振动频率B.波源的振动幅度C.介质的密度D.波的波长6、在热力学过程中，等压过程、等容过程和等温过程具有不同的特点。对于理想气体的等压膨胀过程，以下哪个物理量增大？（）A.内能B.压强C.温度D.体积7、一质点在x-y平面内运动，其运动方程为x=3t，y=4t^2，其中x、y以米为单位，t以秒为单位。则在t=2s时，质点的加速度大小为多少？（）A.6m/s^2B.8m/s^2C.10m/s^2D.12m/s^28、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)9、在一个粗糙水平面上，有一个质量为M的木板，木板上有一个质量为m的物块，物块与木板之间的动摩擦因数为μ1，木板与地面之间的动摩擦因数为μ2，现对木板施加一个水平向右的力F，使木板和物块一起向右运动，经过一段时间后，物块与木板相对滑动，此时力F的大小为多少？（）A.μ1mg+μ2(M+m)gB.μ1mg+μ2MgC.μ1(M+m)g+μ2MgD.μ1mg+(μ1+μ2)Mg10、在分析刚体的平面运动时，以下关于瞬心的描述，哪一项是不正确的？（）A.瞬心是刚体平面运动时速度为零的点B.不同时刻刚体的瞬心位置可能不同C.瞬心的速度一定为零，但加速度不一定为零D.只要知道瞬心的位置，就可以确定刚体上各点的速度大小和方向11、在一个光滑的水平圆盘上，有一个质量为m的小物块，用一根不可伸长的细绳拴在圆盘的中心，细绳的长度为L。圆盘以角速度ω匀速转动时，细绳的拉力为多少？（）A.mω^2LB.mωLC.mω^2/LD.mω/L12、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，masinα13、在一个光滑的水平面上，两个质量分别为m1和m2的物体通过一根轻绳相连，在水平拉力F的作用下一起做匀加速直线运动，加速度为a，以下关于绳子拉力大小的表达式，正确的是？（）A.m1aB.m2aC.Fm1/（m1+m2）D.Fm2/（m1+m2）14、在相对论力学中，对于高速运动的粒子，其动量和能量的表达式与经典力学有很大不同。以下哪种情况下，相对论效应可以忽略不计？（）A.粒子速度远小于光速B.粒子速度接近光速C.粒子质量很小D.粒子能量很高15、一个物体从高处自由下落，经过A、B两点的速度分别为vA、vB，A、B两点间的距离为h。则物体经过A、B两点所用的时间为多少？（）A.(vB-vA)/gB.(vB+vA)/gC.(vB²-vA²)/2ghD.(vB²-vA²)/g16、一个物体从高处自由下落，经过A、B、C三点，已知AB段和BC段的距离相等，通过AB段和BC段所用的时间分别为t1和t2，重力加速度为g，以下关于B点速度的表达式，正确的是？（）A.（gt1+gt2）/2B.（gt1^2+gt2^2）/（2（t1+t2））C.（gt1t2（t1+t2））/（2（t1-t2））D.（gt1t2（t1+t2））/（2（t1+t2））17、在材料的疲劳特性研究中，以下哪个因素不是影响材料疲劳寿命的关键因素？（）A.材料的化学成分和组织结构B.加载的应力幅和平均应力C.环境温度和湿度D.材料的颜色和外观18、在流体力学中，纳维-斯托克斯方程描述了流体的运动规律。对于不可压缩流体的稳态流动，该方程可以简化为？（）A.欧拉方程B.伯努利方程C.连续性方程D.以上都不是19、在光滑水平面上有两个质量相同的小球A和B，A球以速度v向右运动，B球静止，两球发生正碰后粘在一起，共同速度是多少？（）A.v/2B.vC.2vD.020、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^2二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在材料力学中，请解释材料的缺口敏感性，并说明缺口对材料强度和疲劳性能的影响，举例说明在工程设计中如何考虑缺口效应。2、（本题5分）在热力学中，请解释熵的微观意义，并说明在不可逆过程中熵的增加与系统混乱程度的关系，举例说明熵在热过程中的变化。3、（本题5分）对于一个承受扭矩的轴类零件，运用材料力学知识分析如何设计其结构尺寸以满足强度要求？4、（本题5分）请解释牛顿万有引力定律的内容，并说明其在天体力学中的应用，如计算行星的轨道和卫星的运动。5、（本题5分）在弹性碰撞中，请解释动量守恒和动能守恒的物理原理，并举例说明如何通过这两个守恒定律求解碰撞问题。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一粗细均匀的U形玻璃管，水平部分长25cm，竖直部分高15cm，管内装有水银，封闭端空气柱长8cm，大气压强为75cmHg，现缓慢将U形管旋转90°，使开口向下，求此时封闭端空气柱的长度。2、（本题5分）有一密度为700kg/m³、边长为0.2m的正方体木块，漂浮在水面上，求木块露出水面的体积。3、（本题5分）一根长为5m的细绳，一端系着一个质量为2kg的小球，另一端固定在天花板上，让小球在竖直平面内做圆周运动，若小球通过最高点时的速度为3m/s，求此时细绳的拉力。4、（本题5分）一个质量为5kg的物体在一个与水平方向成37°角的斜向上的拉力作用下，沿水平地面以加速度2m/s²向右运动，拉力大小为20N，动摩擦因数为0.2，求物体在5s内通过的位移。5、（本题5分）在光滑的水平面上，有两个质量分别为m1=2kg和m2=3kg的物体，它们之间用一根轻质弹簧相连，开始时弹簧处于原长。现对m1施加一个水平向右的力F=10N，使两物体一起向右运动，求运动5m时弹簧的弹性势能。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详细分析相对论力学中的相对论动量和能量，推导相对论动量和能量的表达式，解释其与经典动量和能量的区别，研究相对论动量守恒和能量守恒定律，以及在高能物理、粒子加速器