學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁山西應用科技學院《彈性力學及有限元（雙語課）》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、一個質量為m的衛星繞地球做勻速圓周運動，軌道半徑為r，地球質量為M。衛星的動能為多少？（）A.GMm/2rB.GMm/rC.GMm/4rD.GMm/8r2、一質量為m的物體在粗糙水平面上，受到水平拉力F作用，從靜止開始運動。已知拉力F隨時間t變化的圖像如圖所示，物體與水平面間的動摩擦因數為μ。在0-t0時間內，拉力F的沖量為多少？（）A.圖線與t軸圍成的面積B.1/2Ft0C.Ft0D.無法確定3、一物體在粗糙水平面上受到水平力F的作用做直線運動，其加速度a與力F的關系圖像如圖所示。則物體與水平面間的動摩擦因數為多少？（）A.直線的斜率B.直線在縱坐標上的截距C.直線在橫坐標上的截距D.無法確定4、在一個固定的光滑斜面上，有一個質量為m的物塊，從斜面頂端由靜止開始下滑。斜面的高度為h，底邊長度為L，重力加速度為g。則物塊滑到底端時的速度大小為多少？（）A.√(2gh)B.√(2ghL^2/(h^2+L^2))C.√(2ghL/(h^2+L^2))D.√(2gL)5、在一個固定的光滑水平橫桿上，套有兩個質量分別為m1和m2的小球，兩球之間用一根輕質彈簧相連，兩球在橫桿上以相同的角速度ω繞橫桿中點做勻速圓周運動，以下關于彈簧彈力大小的表達式，正確的是？（）A.m1ω^2（r2-r1）B.m2ω^2（r2-r1）C.（m1+m2）ω^2（r2-r1）D.（m1-m2）ω^2（r2-r1）6、在豎直上拋運動中，物體上升到最高點時的速度和加速度分別是多少？（）A.速度為零，加速度為零B.速度為零，加速度為gC.速度為g，加速度為零D.速度為g，加速度為g7、一個質量為M的圓盤，繞通過圓心且垂直于盤面的軸以角速度ω勻速轉動。圓盤的半徑為R，則圓盤邊緣處一個質量為m的質點所受的向心力大小為多少？（）A.mω^2RB.Mω^2RC.m(Mω^2R)/MD.mωR^28、在一個光滑的水平面上，有三個質量均為m的物塊A、B、C，排成一條直線，A、B之間和B、C之間分別用一根輕質彈簧連接。現對A施加一個水平向右的力F，使三個物塊一起向右運動。已知彈簧的勁度系數均為k，則A、B之間彈簧的伸長量為多少？（）A.F/2kB.F/3kC.2F/3kD.F/k9、在分析物體之間的相互作用力時，牛頓第三定律起著重要作用。關于牛頓第三定律的表述，以下哪一項是不準確的？（）A.兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反B.作用力和反作用力作用在兩個不同的物體上C.作用力和反作用力同時產生、同時消失D.作用力和反作用力一定是同一種性質的力，但大小可以不同10、在一個斜面上，有一個質量為m的物體，斜面的傾角為θ，物體與斜面之間的動摩擦因數為μ。若物體在斜面上勻速下滑，斜面所受地面的摩擦力方向如何？（）A.水平向左B.水平向右C.不存在摩擦力D.無法確定11、一輕繩一端系一質量為m的小球，另一端固定在O點，小球在豎直平面內做圓周運動，在最低點時，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為小球在最低點的速度）12、在研究理想氣體的狀態方程時，以下關于氣體壓強的描述，哪一項是不準確的？（）A.氣體壓強是大量分子對容器壁碰撞的宏觀表現B.氣體壓強與氣體分子的平均動能和分子密度有關C.相同溫度下，氣體分子數越多，壓強越大D.氣體壓強只與溫度有關，與體積無關13、一物體從高處自由下落，經過最后200m所用的時間為4s，重力加速度為10m/s^2，則物體下落的總高度為多少？（）A.245mB.280mC.320mD.360m14、有一輕質杠桿，動力臂為L1，阻力臂為L2，動力為F1，阻力為F2。當杠桿平衡時，下列關系式正確的是？（）A.F1L1=F2L2B.F1/L1=F2/L2C.F1L2=F2L1D.F1/L2=F2/L115、一理想氣體從狀態A經過絕熱過程到達狀態B，然后經過等壓過程回到狀態A，構成一個循環。在此循環中，氣體的凈功為多少？（）A.正B.負C.零D.無法確定二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）論述在一個帶電粒子在非均勻磁場中運動的問題中，如何根據磁場的分布來確定粒子的運動軌跡和受力變化？2、（本題5分）闡述在一個衛星在變軌過程中，如何分析發動機做功、速度變化和軌道參數的改變？3、（本題5分）在相對論中，請解釋同時的相對性的概念，并舉例說明其對時空觀念的影響。4、（本題5分）分析在研究結構的疲勞裂紋監測與診斷技術時，如何運用無損檢測方法和傳感器技術來監測裂紋的萌生和擴展？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細論述混沌力學中的基本概念和特征，如混沌現象、蝴蝶效應，解釋混沌系統的確定性和隨機性，分析混沌力學在天氣預報、電路系統等領域的應用，探討識別混沌系統和控制混沌的方法，并舉例說明如何通過數值模擬研究混沌行為。2、（本題5分）深入探討熱力學中的卡諾循環和熱機效率，包括卡諾循環的組成和工作過程。解釋卡諾定理和卡諾循環效率的計算方法。分析實際熱機與卡諾熱機的差距和提高熱機效率的途徑。通過火力發電、內燃機等實際熱機系統，探討卡諾循環和熱機效率在能源利用中的意義和挑戰。3、（本題5分）詳細分析波動光學中的干涉、衍射和偏振現象的原理和應用，探討光波的疊加、波前的改變以及光的偏振特性，通過具體的光學實驗和器件，如楊氏雙縫干涉、衍射光柵、偏振片等，闡述波動光學在光學測量、通信和顯示技術中的應用。4、（本題5分）全面分析流體力學中的湍流現象，包括湍流的產生機制、特征和數學描述。以管道中的高速流動、大氣中的亂流、海洋中的漩渦為例，說明湍流對流體運動和傳熱傳質的影響。探討湍流模型（如雷諾平均模型、大渦模擬）的發展和應用，以及在工程計算和科學研究中處理湍流問題的方法和挑戰。5、（本題5分）詳細論述三相交流電路，包括三相電源的連接方式（星形、三角形），三相負載的連接方式和相電壓、線電壓、相電流、線電流的關系。分析三相電路的功率計算和平衡、不平衡負載的處理，探討三相交流電路在工業供電中的應用。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一輕質桿長為1m，一端固定一個質量為1kg的小球，另一端可繞O點在豎直平面內轉動，當小球在最高點的速度為2m/s時，求桿對小球的作用力是拉力還是支持力，大小是多少？2、（本題10分）一個質量為5kg的物體，在水平方向受到一個大小為20N的拉力，與地面的摩擦系數為0.3，若物體從靜止開始運動，求經過5s后的速度和位移。3、（本題10分）有一質量為1.8kg的物體在一個豎直放置的光