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(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁大連財經(jīng)學院

《彈性力學與有限元基礎》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30個小題，每小題1分，共30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的圓環(huán)，半徑為R，可繞通過環(huán)心的豎直軸無摩擦地轉動，環(huán)上套有一個質量為m的小球，小球與環(huán)之間用一根輕質細繩相連，細繩不可伸長，現(xiàn)將小球從與環(huán)心等高的位置由靜止釋放，當小球運動到最低點時，圓環(huán)的角速度為多少？（）A.√(2mgR/(M+m)R^2)B.√(2mgR/(M-m)R^2)C.√(mgR/(M+m)R^2)D.√(mgR/(M-m)R^2)2、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^23、一個質量為M的圓環(huán)，半徑為R，可繞豎直軸在水平面內(nèi)自由轉動。環(huán)上套有一個質量為m的小球，小球與圓環(huán)之間的摩擦忽略不計?，F(xiàn)給小球一個初速度v，使其在圓環(huán)上做圓周運動。當小球運動到圓環(huán)最高點時，圓環(huán)對小球的作用力大小為多少？（）A.mg+mv^2/RB.mg-mv^2/RC.mv^2/R-mgD.04、一個人站在體重秤上，從靜止開始迅速下蹲，在下蹲過程中，體重秤的示數(shù)如何變化？（）A.先變小后變大B.先變大后變小C.一直變大D.一直變小5、在相對論中，洛倫茲變換是描述不同慣性系之間時空坐標變換的數(shù)學工具。當兩個慣性系相對運動速度較小時，洛倫茲變換可以近似為？（）A.伽利略變換B.牛頓變換C.麥克斯韋變換D.愛因斯坦變換6、在研究物體的平衡問題時，需要考慮力的合成與分解。一個物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，若其中兩個力的大小和方向已知，以下哪種方法可以確定第三個力的大小和方向？（）A.平行四邊形法則B.三角形法則C.正交分解法D.以上方法均可7、在彈性碰撞和非彈性碰撞中，系統(tǒng)的動量和能量變化情況不同。對于完全彈性碰撞，以下哪個物理量守恒？（）A.動量和動能都守恒B.動量守恒，動能不守恒C.動量不守恒，動能守恒D.動量和動能都不守恒8、一物體從光滑斜面頂端由靜止滑下，斜面高為h，底邊長為s，求物體滑到底端時的速度是多少？（）A.2ghB.2gh2C.ghD.gh29、一根輕質彈簧，原長為L0，勁度系數(shù)為k?，F(xiàn)在彈簧的兩端分別施加大小相等、方向相反的兩個力F，使彈簧伸長了x。則彈簧的彈性勢能增加了多少？（）A.1/2kx^2B.FxC.1/2k(x+L0)^2-1/2kL0^2D.1/2(F/k)^210、一個質量為m的小球用長為L的輕繩懸掛在O點，將小球拉至與O點等高的A點由靜止釋放，當小球運動到B點時，繩子恰好斷裂，已知B點與O點的水平距離為x，重力加速度為g，繩子斷裂后小球做平拋運動的水平射程為多少？（）A.x√(2gL/(L^2-x^2))B.x√(gL/(L^2-x^2))C.2x√(gL/(L^2-x^2))D.4x√(gL/(L^2-x^2))11、在分析剛體的平面運動時，以下關于瞬心的描述，哪一項是不正確的？（）A.瞬心是剛體平面運動時速度為零的點B.不同時刻剛體的瞬心位置可能不同C.瞬心的速度一定為零，但加速度不一定為零D.只要知道瞬心的位置，就可以確定剛體上各點的速度大小和方向12、一個質量為m的物體在水平面上做勻速圓周運動，半徑為r，角速度為ω，求物體所受的向心力是多少？（）A.mωrB.mω2rC.mrω2D.mr2ω13、在彈性碰撞中，若兩個物體質量相等，碰撞后兩物體的速度如何變化？（）A.交換速度B.速度都變?yōu)榱鉉.速度大小不變，方向相反D.速度都變?yōu)樵瓉淼囊话?4、在研究液體的表面現(xiàn)象時，以下關于表面張力的描述，哪一項是不準確的？（）A.表面張力使得液體表面有收縮的趨勢B.表面張力的大小與液體的種類和溫度有關C.表面張力的方向總是與液面平行D.液體表面張力系數(shù)越大，表面能越小15、在相對論力學中，當一個物體的速度接近光速時，以下哪種效應會變得顯著？（）A.時間膨脹效應和長度收縮效應B.質量增加效應和能量增加效應C.同時的相對性和光速不變原理D.以上效應均顯著16、在研究物體的直線運動時，一個物體沿直線運動，其位移與時間的關系為x=5t+2t^2（x以米為單位，t以秒為單位），以下關于該物體運動情況的說法中，正確的是？（）A.初速度為5m/sB.加速度為2m/s^2C.前2秒內(nèi)的位移為18mD.第3秒末的速度為11m/s17、在一個光滑水平面上，有兩個質量分別為m1和m2的物體，用一根輕質彈簧相連，現(xiàn)對m1施加一個水平向右的拉力F，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，當兩物體一起向右做勻加速運動時，彈簧的伸長量為多少？（）A.F/(k(m1+m2))B.Fm1/(km2)C.Fm2/(km1)D.F/(km1)18、一理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過絕熱過程到達狀態(tài)B，然后經(jīng)過等壓過程回到狀態(tài)A，構成一個循環(huán)。在此循環(huán)中，氣體的凈功為多少？（）A.正B.負C.零D.無法確定19、一個質量為m的小球，用長為L的細繩懸掛在天花板上。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。當小球運動到最低點時，細繩對小球的拉力大小為多少？（）A.mg(1-cosθ)B.3mg-2mgcosθC.mg(3-2cosθ)D.mg(1+2cosθ)20、一個質量為m的物體在豎直平面內(nèi)做圓周運動，在最高點時速度為v，半徑為r，重力加速度為g，求此時繩子對物體的拉力是多少？（）A.mg+mv2/rB.mg-mv2/rC.mv2/rD.mg21、一質量為m的物體放在傾角為θ的斜面上，斜面與物體間的動摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)用一個平行于斜面向上的力F拉物體，使其沿斜面勻速向上運動。力F的大小為多少？（）A.mgsinθ+μmgcosθB.mgsinθ-μmgcosθC.μmgcosθ-mgsinθD.mgsinθ/(cosθ-μsinθ)22、在一個豎直放置的圓管內(nèi)，有一個小球在其中做勻速圓周運動。已知圓管的半徑為R，小球運動的速度為v，則小球運動一周所用的時間為多少？（）A.2πR/vB.2πv/RC.πR/vD.πv/R23、一個質量為m的物體在水平面上受到一個水平恒力F的作用，經(jīng)過時間t后速度變?yōu)関，求物體與水平面間的動摩擦因數(shù)是多少？（）A.Ft/mvB.(F-mv/t)/mgC.(F-mv/t)/mgD.(F+mv/t)/mg24、在材料力學中，胡克定律描述了應力和應變之間的線性關系。對于拉伸實驗中的金屬材料，在彈性限度內(nèi)，以下哪個物理量與應變成正比？（）A.應力B.彈性模量C.屈服強度D.斷裂強度25、在一個粗糙水平面上，有一個質量為M的木板，木板上有一個質量為m的物塊?，F(xiàn)對木板施加一個水平拉力F，木板與物塊之間的動摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ2。若物塊相對木板靜止，F(xiàn)應滿足什么條件？（）A.F>μ1mgB.F>(μ1+μ2)(M+m)gC.F>μ2(M+m)gD.F>[μ1mg+μ2(M+m)g]26、在振動系統(tǒng)中，共振現(xiàn)象是一種特殊的情況。當驅動力的頻率與系統(tǒng)的固有頻率相等時，以下哪個物理量會達到最大值？（）A.振幅B.速度C.加速度D.能量27、在相對論力學中，當物體的運動速度接近光速時，其質量會發(fā)生變化。以下哪種說法正確描述了物體速度與質量的關系？（）A.物體速度越大，質量越小B.物體速度越大，質量越大C.物體質量與速度無關D.物體質量先增大后減小28、一個質量為M的楔形物塊放在水平地面上，楔形物塊的斜面是光滑的，在斜面上有一個質量為m的小物塊，現(xiàn)對小物塊施加一個平行于斜面向上的力F，使小物塊沿斜面向上做勻加速運動，若楔形物塊始終保持靜止，地面對楔形物塊的摩擦力大小和方向如何？（）A.水平向左，大小為FcosθB.水平向右，大小為FcosθC.水平向左，大小為FsinθD.為零29、在熱力學過程中，等壓過程、等容過程和等溫過程具有不同的特點。對于理想氣體的等壓膨脹過程，以下哪個物理量增大？（）A.內(nèi)能B.壓強C.溫度D.體積30、在研究物體的振動時，簡諧振動是一種常見的模型。對于一個做簡諧振動的物體，以下哪個物理量決定了其振動的周期？（）A.振幅B.初相位C.回復力系數(shù)D.最大速度二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細分析空氣動力學中的翼型設計、流場分析和飛行器的氣動性能，解釋在飛行器飛行過程中，空氣的流動規(guī)律和對飛行器的作用力，探討如何優(yōu)化翼型和飛行器外形以提高氣動效率，通過實際的飛行器設計和飛行實驗數(shù)據(jù)，闡述空氣動力學在航空航天領域的關鍵作用。2、（本題5分）深入探討量子力學中的量子隧穿現(xiàn)象，包括隧穿的條件、概率和應用。解釋量子隧穿與經(jīng)典力學中勢壘的區(qū)別。分析隧穿現(xiàn)象在隧道二極管、掃描隧道顯微鏡等器件中的作用。通過原子核衰變、化學反應等實例，探討量子隧穿在微觀世界中的重要性和影響。3、（本題5分）全面論述半導體物理中的PN結，包括PN結的形成過程、空間電荷區(qū)的特點，PN結的伏安特性和電容特性。分析PN結在二極管、晶體管等半導體器件中的作用，探討PN結的制備工藝和性能優(yōu)化。4、（本題5分）全面論述材料力學中的斷裂力學，解釋斷裂力學的基本概念（如裂紋擴展、應力強度因子），分析材料的斷裂韌性和測試方法，探討斷裂力學在結構失效分析和安全評估中的應用，研究裂紋的萌生、擴展和斷裂的預測模型。5、（本題5分）全面論述結構振動的模態(tài)分析和參數(shù)識別，分析結構的固有頻率、振型和阻尼比的計算方法。研究模態(tài)參數(shù)識別的實驗技術和數(shù)據(jù)處理方法，探討模態(tài)分析在結構動態(tài)特性研究和故障診斷中的應用。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在材料力學中，應力和應變是重要的概念，請分別解釋應力和應變的定義，并說明它們之間的關系。2、（本題5分）分析在一個簡諧振動的系統(tǒng)中，例如彈簧振子，如何通過受力分析和運動方程來確定振動的周期、頻率和振幅等參數(shù)？3、（本題5分）論述在一個衛(wèi)星繞地球運動的過程中，如何分析地球自轉對衛(wèi)星軌道和運動參數(shù)的影響？4、（本題5分）論述在一個