衡水學(xué)院《流體力學(xué)與流體機(jī)械》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

裝訂線裝訂線PAGE2第1頁(yè)，共3頁(yè)衡水學(xué)院《流體力學(xué)與流體機(jī)械》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______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、在材料力學(xué)中，胡克定律描述了應(yīng)力和應(yīng)變之間的線性關(guān)系。對(duì)于拉伸實(shí)驗(yàn)中的金屬材料，在彈性限度內(nèi)，以下哪個(gè)物理量與應(yīng)變成正比？（）A.應(yīng)力B.彈性模量C.屈服強(qiáng)度D.斷裂強(qiáng)度2、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在水平面上做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線速度為v。物體所受的向心力由摩擦力提供，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。則物體運(yùn)動(dòng)一周，摩擦力做功為多少？（）A.0B.μmg×2πRC.μmgv2/RD.無法確定3、在一個(gè)絕熱容器中，有一定質(zhì)量的理想氣體，氣體對(duì)外做功W。則氣體的內(nèi)能如何變化？（）A.增加WB.減少WC.不變D.無法確定4、在流體力學(xué)中，伯努利方程有著廣泛的應(yīng)用。當(dāng)理想流體在水平管道中做穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致管道某一處的壓強(qiáng)減小？（）A.流速增大B.流速減小C.管道橫截面積增大D.流體密度增大5、一物體從高處自由下落，經(jīng)過時(shí)間t落地，下落的高度為h，重力加速度為g，則h等于多少？（）A.1/2gt2B.gt2C.2gt2D.1/2gt6、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)7、在熱力學(xué)中，理想氣體的狀態(tài)方程描述了氣體的狀態(tài)參量之間的關(guān)系。對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，在絕熱過程中，以下哪個(gè)量保持不變？（）A.壓強(qiáng)B.體積C.溫度D.內(nèi)能8、在一個(gè)粗糙水平面上，有一個(gè)質(zhì)量為M的木板，木板上有一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，現(xiàn)對(duì)木板施加一個(gè)水平向右的力F，使木板和物塊一起向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，物塊與木板相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)力F的大小為多少？（）A.μ1mg+μ2(M+m)gB.μ1mg+μ2MgC.μ1(M+m)g+μ2MgD.μ1mg+(μ1+μ2)Mg9、一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高為h的斜面頂端由靜止滑下，滑到斜面底端時(shí)的速度為v，斜面傾角為θ，重力加速度為g，求物體下滑過程中克服摩擦力做的功是多少？（）A.mgh-1/2mv2B.1/2mv2-mghC.mghsinθD.mghcosθ10、有一輕質(zhì)杠桿，動(dòng)力臂為L(zhǎng)1，阻力臂為L(zhǎng)2，動(dòng)力為F1，阻力為F2。當(dāng)杠桿平衡時(shí)，下列關(guān)系式正確的是？（）A.F1L1=F2L2B.F1/L1=F2/L2C.F1L2=F2L1D.F1/L2=F2/L111、一個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與了兩個(gè)方向相互垂直的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)方程分別為x=A1sin(ωt)和y=A2sin(ωt+φ)。則質(zhì)點(diǎn)的軌跡方程為多少？（）A.x2/A12+y2/A22=1B.(x/A1)2+(y/A2)2=1C.(x/A1)2-(y/A2)2=1D.x2/A12-y2/A22=112、在波動(dòng)方程中，波速、波長(zhǎng)和頻率之間存在一定的關(guān)系。對(duì)于在真空中傳播的電磁波，其波速與以下哪個(gè)因素有關(guān)？（）A.電磁波的頻率B.電磁波的波長(zhǎng)C.電磁波的振幅D.以上因素均無關(guān)13、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°14、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/t15、一個(gè)質(zhì)量為M的圓環(huán)，半徑為R，可繞豎直軸在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。環(huán)上套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球與圓環(huán)之間的摩擦忽略不計(jì)?，F(xiàn)給小球一個(gè)初速度v，使其在圓環(huán)上做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)，圓環(huán)對(duì)小球的作用力大小為多少？（）A.mg+mv^2/RB.mg-mv^2/RC.mv^2/R-mgD.016、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在水平地面上，受到與水平方向成θ角的拉力F作用，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，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)17、在一個(gè)絕熱容器中，有一定質(zhì)量的理想氣體，壓強(qiáng)為P，體積為V，溫度為T?，F(xiàn)對(duì)氣體進(jìn)行絕熱壓縮，使其體積變?yōu)閂/2，則氣體的壓強(qiáng)和溫度分別變?yōu)槎嗌?？（）A.2P，2TB.2P，√2TC.4P，2TD.4P，√2T18、兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體相距r，它們之間的萬有引力是多少？（）A.Gm1m2/rB.Gm1m2/r2C.Gm1m2/r3D.Gm1m2/r?。（其中G為萬有引力常量）19、在流體力學(xué)中，納維-斯托克斯方程描述了流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。對(duì)于不可壓縮流體的穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，該方程可以簡(jiǎn)化為？（）A.歐拉方程B.伯努利方程C.連續(xù)性方程D.以上都不是20、在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要考慮多種力的作用。當(dāng)一個(gè)物體在粗糙水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下哪種力對(duì)其減速過程起主要作用？（）A.重力B.支持力C.摩擦力D.拉力21、一輕桿一端固定一個(gè)小球，繞另一端在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)時(shí)，小球的速度至少為多少才能使桿對(duì)小球的作用力為零？（）A.grB.gr2C.r/gD.r2/g。（其中g(shù)為重力加速度，r為桿長(zhǎng)）22、在一個(gè)豎直放置的U形管內(nèi)，裝有密度為ρ的液體，U形管的兩臂粗細(xì)不同，粗管的橫截面積是細(xì)管的2倍，當(dāng)U形管內(nèi)液體靜止時(shí)，兩管液面的高度差為h，液體對(duì)U形管底部的壓強(qiáng)為多少？（）A.ρghB.3ρgh/2C.2ρghD.3ρgh23、在研究熱力學(xué)過程中的絕熱過程時(shí)，以下關(guān)于絕熱過程的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.絕熱過程中，系統(tǒng)與外界沒有熱量交換B.絕熱過程中，系統(tǒng)的內(nèi)能變化等于外界對(duì)系統(tǒng)做的功C.絕熱膨脹時(shí)，系統(tǒng)溫度降低；絕熱壓縮時(shí)，系統(tǒng)溫度升高D.絕熱過程一定是等熵過程24、有一個(gè)質(zhì)量為m的物體，用輕繩懸掛在電梯的天花板上。當(dāng)電梯以加速度a勻加速上升時(shí)，繩子對(duì)物體的拉力為多少？（重力加速度為g）（）A.m(g+a)B.m(g-a)C.maD.mg25、一輕彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)0，勁度系數(shù)為k，當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)x時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能是多少？（）A.1/2kx2B.kx2C.1/2k(L0+x)2D.k(L0+x)2二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）闡述在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓盤上放置一個(gè)小物塊的問題中，如何分析物塊相對(duì)圓盤的運(yùn)動(dòng)和所受的摩擦力？2、（本題5分）從力學(xué)角度分析，在航空航天領(lǐng)域，如何設(shè)計(jì)飛行器的外形以減小空氣阻力并提高飛行性能？3、（本題5分）探討在研究微納米尺度的力學(xué)問題時(shí)，如何考慮尺度效應(yīng)和表面效應(yīng)，以及運(yùn)用特殊的實(shí)驗(yàn)和模擬方法？4、（本題5分）對(duì)于一個(gè)承受彎曲和剪切組合作用的梁結(jié)構(gòu)，運(yùn)用力學(xué)原理分析如何確定危險(xiǎn)截面和最大應(yīng)力？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)光滑的水平面上，有兩個(gè)質(zhì)量分別為2kg和4kg的物體，中間用一根輕質(zhì)彈簧相連，給2kg的物體一個(gè)10N的水平向右的瞬時(shí)沖量，求彈簧壓縮到最短時(shí)兩物體的速度。2、（本題5分）一根長(zhǎng)為1.5m的輕桿，一端固定一個(gè)質(zhì)量為0.8kg的小球，另一端可繞固定點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)將小球從水平位置由靜止釋放，忽略空氣阻力，g取10m/s2，求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的角速度。3、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為5kg的物體在一個(gè)豎直向上的力F作用下，從地面開始豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為2m/s2，經(jīng)過5s后，力F突然消失，物體上升到最高點(diǎn)后下落，求物體上升的最大高度。4、（本題5分）一個(gè)質(zhì)量為7kg的物體在一個(gè)豎直向上的力作用下從地面開始豎直上拋，初速度為12m/s，力的大小為120N，求物體上升到最高點(diǎn)所用的時(shí)間。5、（本題5分）一質(zhì)量為5kg的物體在一個(gè)水平向右的拉力作用下沿粗糙水平地面做直線運(yùn)動(dòng)，拉力隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，已知?jiǎng)幽Σ烈驍?shù)為0.3，求8s內(nèi)物體的位移。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）全面論述流體力學(xué)中的勢(shì)流理論，解釋速度勢(shì)和流函數(shù)的概念，分析無旋流動(dòng)的特點(diǎn)和求解方法，研究勢(shì)流疊加原理在復(fù)雜流動(dòng)問題中的應(yīng)用，以及勢(shì)流理論在船舶設(shè)計(jì)、水利工程中的重要作用。2