廣州科技職業(yè)技術(shù)大學(xué)《工程斷裂力學(xué)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)廣州科技職業(yè)技術(shù)大學(xué)

《工程斷裂力學(xué)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在靜力學(xué)中，分析物體的受力情況是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。對(duì)于一個(gè)處于平衡狀態(tài)的物體，以下關(guān)于其受力特點(diǎn)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.所受合外力為零B.各個(gè)方向上的合力都為零C.物體在平衡力作用下，一定處于靜止?fàn)顟B(tài)D.物體可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)2、一質(zhì)量為m的帶電粒子在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，從靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，速度為v。則粒子的電荷量為多少？（）A.mtv/EB.mtv/2EC.2mtv/ED.mtv2/E3、在彈性碰撞和非彈性碰撞中，系統(tǒng)的動(dòng)量和能量變化情況不同。對(duì)于完全彈性碰撞，以下哪個(gè)物理量守恒？（）A.動(dòng)量和動(dòng)能都守恒B.動(dòng)量守恒，動(dòng)能不守恒C.動(dòng)量不守恒，動(dòng)能守恒D.動(dòng)量和動(dòng)能都不守恒4、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在粗糙斜面上勻速下滑，斜面傾角為θ，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則μ等于多少？（）A.tanθB.cosθC.sinθD.1/tanθ5、一質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線速度大小為v，半徑為r，角速度為ω，周期為T，以下關(guān)于向心加速度大小的表達(dá)式，正確的是？（）A.v^2/rB.ω^2rC.2πv/TD.以上都是6、一物體從斜面上的A點(diǎn)由靜止開始下滑，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后進(jìn)入水平面，最后停在C點(diǎn)，已知AB段和BC段的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1和L2，物體在斜面上和水平面上的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1和μ2，物體從A點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，重力加速度為g，A點(diǎn)的高度h為多少？（）A.1/2gt^2-μ1gL1-μ2gL2B.1/2gt^2+μ1gL1+μ2gL2C.μ1gL1+μ2gL2-1/2gt^2D.(μ1gL1+μ2gL2-1/2gt^2)/g7、一個(gè)質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)度為L(zhǎng)的細(xì)繩懸掛在天花板上?，F(xiàn)將小球拉至與豎直方向成θ角的位置由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩的拉力大小為多少？（）A.mg(1-cosθ)B.mg(1+cosθ)C.mg(3-2cosθ)D.mg(3+2cosθ)8、在彈性碰撞和非彈性碰撞的研究中，以下關(guān)于碰撞過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.彈性碰撞中，動(dòng)能守恒B.非彈性碰撞中，動(dòng)能部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.完全非彈性碰撞中，動(dòng)能損失最大D.所有碰撞中，動(dòng)量都守恒，動(dòng)能也守恒9、在彈性力學(xué)中，應(yīng)力張量和應(yīng)變張量之間存在著一定的關(guān)系。對(duì)于各向同性的彈性材料，以下哪個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式可以描述這種關(guān)系？（）A.胡克定律B.牛頓定律C.泊松比方程D.以上都不是10、在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。已知電場(chǎng)強(qiáng)度為E，粒子的電荷量為q，A、B兩點(diǎn)之間的距離為d，且粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與電場(chǎng)線夾角為θ。粒子從A到B電場(chǎng)力做功為多少？（）A.EqdB.EqdcosθC.EqdsinθD.011、一質(zhì)點(diǎn)在x-y平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其加速度為a=2i+3j（單位：m/s^2），初始速度為v0=3i-2j（單位：m/s），初始位置在原點(diǎn)。經(jīng)過(guò)2s，質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)為多少？（）A.(10i+4j)mB.(4i+10j)mC.(7i+4j)mD.(4i+7j)m12、一物體在水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為v0，加速度大小為a。經(jīng)過(guò)時(shí)間t后速度減為零，則物體在這段時(shí)間內(nèi)的位移大小為多少？（）A.v0t-0.5at^2B.v0t+0.5at^2C.0.5v0tD.0.5v0t-0.5at^213、在材料力學(xué)中，剪切變形是一種常見的變形形式。對(duì)于一個(gè)受剪切作用的矩形截面桿件，以下哪個(gè)位置的剪應(yīng)力最大？（）A.截面中心B.截面邊緣C.截面的角點(diǎn)D.整個(gè)截面剪應(yīng)力均勻分布14、在一個(gè)均勻的電場(chǎng)中，有一個(gè)電荷量為q的帶電粒子，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，粒子從靜止開始運(yùn)動(dòng)，以下關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)速度的表達(dá)式，正確的是？（）A.Eqt/mB.Eq^2t^2/2mC.Eq^2t/mD.Eqt^2/2m15、在一個(gè)固定的斜面上，有一個(gè)物塊在平行于斜面的力F作用下向上運(yùn)動(dòng)，已知斜面傾角為θ，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，以下關(guān)于物塊加速度大小的表達(dá)式，正確的是？（）A.（F-mgsinθ-μmgcosθ）/mB.（F-mgsinθ+μmgcosθ）/mC.（F+mgsinθ-μmgcosθ）/mD.（F+mgsinθ+μmgcosθ）/m16、一個(gè)質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩懸掛在天花板上。將小球拉至與豎直方向成θ角的位置由靜止釋放，忽略空氣阻力。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩對(duì)小球的拉力大小為多少？（）A.mg(1-cosθ)B.3mg-2mgcosθC.mg(3-2cosθ)D.mg(1+2cosθ)17、在材料力學(xué)中，疲勞破壞是構(gòu)件失效的一種常見形式。以下哪種因素會(huì)增加構(gòu)件發(fā)生疲勞破壞的可能性？（）A.減小載荷的幅值B.增加載荷的頻率C.提高材料的強(qiáng)度D.改善構(gòu)件的表面質(zhì)量18、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在一個(gè)與水平方向成θ角的拉力F作用下，沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則拉力F的大小為多少？（）A.μmg/(cosθ-μsinθ)B.μmg/(cosθ+μsinθ)C.μmg/(sinθ-μcosθ)D.μmg/(sinθ+μcosθ)19、一輕繩一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在O點(diǎn)，小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在最低點(diǎn)時(shí)，繩子的拉力是多少？（）A.mgB.mg+mv2/rC.mg-mv2/rD.mv2/r。（其中r為圓的半徑，v為小球在最低點(diǎn)的速度）20、在一個(gè)固定的光滑斜面上，有一個(gè)可以看成質(zhì)點(diǎn)的物塊，從斜面頂端由靜止開始下滑，經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)斜面底端，若斜面的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，物塊的加速度為a，則物塊到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小為多少？（）A.atB.2atC.L/tD.2L/t21、在研究剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，角動(dòng)量守恒定律有著廣泛的應(yīng)用。當(dāng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)的剛體不受外力矩作用時(shí)，以下哪個(gè)物理量保持不變？（）A.角速度B.角加速度C.轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能D.角動(dòng)量22、在一個(gè)豎直放置的光滑圓環(huán)軌道內(nèi)，有一個(gè)小球在軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，已知圓環(huán)的半徑為R，小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度為v，要使小球能通過(guò)最高點(diǎn)，v至少為多少？（）A.√gRB.√2gRC.√3gRD.√5gR23、一個(gè)物體在水平面上做曲線運(yùn)動(dòng)，以下關(guān)于物體所受合力方向與速度方向夾角的說(shuō)法，正確的是？（）A.一定大于90°B.一定小于90°C.可能等于90°D.一定等于0°24、在一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)垂直于磁場(chǎng)方向的金屬框，框的邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1和L2，線框向右運(yùn)動(dòng)的速度為v。則線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？（）A.BL1L2vB.BL1vC.BL2vD.025、在流體力學(xué)中，勢(shì)流理論是研究無(wú)旋流動(dòng)的一種方法。對(duì)于一個(gè)無(wú)旋流動(dòng)，其速度勢(shì)滿足？（）A.拉普拉斯方程B.泊松方程C.熱傳導(dǎo)方程D.波動(dòng)方程二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）論述在研究材料的阻尼特性時(shí)，如何測(cè)量和分析材料的阻尼系數(shù)，以及其在振動(dòng)控制中的應(yīng)用？2、（本題5分）對(duì)于一個(gè)承受高溫和高壓作用的容器，運(yùn)用力學(xué)知識(shí)分析如何進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)和安全性評(píng)估？3、（本題5分）分析在研究海洋工程力學(xué)問(wèn)題時(shí)，如何考慮海浪、海流和海洋環(huán)境對(duì)海洋結(jié)構(gòu)物的載荷和響應(yīng)？4、（本題5分）論述在研究壓電材料的力學(xué)性能時(shí)，如何考慮電場(chǎng)對(duì)材料變形和應(yīng)力的影響，以及其在智能結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用？三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)光滑的固定斜面上，有一質(zhì)量為4kg的物體從斜面頂端由靜止下滑，斜面的長(zhǎng)度為8m，傾角為30°，求物體下滑到斜面底端所需的時(shí)間和到達(dá)底端時(shí)的速度。2、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為4kg的物體在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)，受到與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力f=8N，初速度為10m/s，經(jīng)過(guò)5s后，求物體的速度和位移。3、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為6kg的物體在光滑斜面上，斜面的傾角為45°，現(xiàn)用一平行于斜面的力F將物體從斜面底部勻速推至斜面頂部，斜面長(zhǎng)度為10m，推力F做功600J，求推力F的大小。4、（本題5分）一粗細(xì)均勻的水平管道，其中有水在流動(dòng)，已知管道某一段的橫截面積為0.03m2，水流速度為3m/s，水的密度為1000kg/m3，求這段管道5s內(nèi)流過(guò)的水的體積。5、（本題5分）在一個(gè)固定的光滑斜面上，有一個(gè)質(zhì)量為5kg的物體，從斜面頂端由靜止開始下滑，斜面長(zhǎng)度為10m，斜面傾斜角為45°，求物體下滑到斜面底端的速度和所用時(shí)間。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）深入探討彈性力學(xué)中的應(yīng)力和應(yīng)變概念，解釋應(yīng)力張量和應(yīng)變張量的數(shù)學(xué)表示和物理意義。通過(guò)分析桿件的拉伸、薄板的彎曲等實(shí)際問(wèn)題，說(shuō)明應(yīng)力和應(yīng)變的分布和變化規(guī)律。討論在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，材料的強(qiáng)度準(zhǔn)則（如最大主應(yīng)力準(zhǔn)則、畸變能密度準(zhǔn)則）及其