西安財(cái)經(jīng)大學(xué)行知學(xué)院《計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)西安財(cái)經(jīng)大學(xué)行知學(xué)院

《計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)》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30個(gè)小題，每小題1分，共30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、對(duì)于流體力學(xué)中的伯努利方程，以下哪種情況不能直接應(yīng)用該方程進(jìn)行分析？（）A.穩(wěn)定流動(dòng)的不可壓縮流體B.有能量損失的流體流動(dòng)C.流線為平行直線的均勻流D.沒(méi)有粘性作用的理想流體2、在一個(gè)固定的光滑斜面上，有一個(gè)物塊從靜止開(kāi)始下滑。已知斜面的高度為h，底邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)。物塊到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小為多少？（）A.√2ghB.√2gLC.√2ghLD.√2gh2/L23、有一個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體，半徑為R，總質(zhì)量為M。在距離球心為r（r<R）的位置處放置一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，已知萬(wàn)有引力常量為G，則質(zhì)點(diǎn)受到球體的萬(wàn)有引力大小為多少？（）A.GMm/r^2B.GMmR^3/r^2C.GMmr/R^3D.GMm/(R^2+r^2)4、在研究物體的平衡問(wèn)題時(shí)，需要考慮力的合成與分解。一個(gè)物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，若其中兩個(gè)力的大小和方向已知，以下哪種方法可以確定第三個(gè)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5、在流體靜力學(xué)中，關(guān)于液體壓強(qiáng)的分布規(guī)律，以下哪個(gè)說(shuō)法是不正確的？（）A.液體中某點(diǎn)的壓強(qiáng)大小與該點(diǎn)的深度成正比B.液體中同一水平面上各點(diǎn)的壓強(qiáng)相等C.液體壓強(qiáng)的方向總是垂直于受壓面D.液體壓強(qiáng)只與液體的密度和深度有關(guān)，與容器的形狀無(wú)關(guān)，但在計(jì)算時(shí)必須考慮容器形狀6、一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度v0豎直上拋，上升的最大高度是多少？（）A.v02/2gB.v02/gC.2v02/gD.g/v027、在一個(gè)絕熱的氣缸中，有一定質(zhì)量的理想氣體，氣體的壓強(qiáng)為P，體積為V，溫度為T(mén)?，F(xiàn)對(duì)氣體緩慢加熱，使其體積增大到2V，此時(shí)氣體的壓強(qiáng)和溫度分別為多少？（假設(shè)氣體的比熱容為C）（）A.P/2，T/2B.P/2，2TC.P，2TD.P，T/28、一物體在光滑水平面上受到兩個(gè)互相垂直的力F1和F2的作用，F(xiàn)1=3N，F(xiàn)2=4N，物體的加速度大小為多少？（）A.5m/s^2B.7m/s^2C.1m/s^2D.25m/s^29、在一個(gè)斜面上，有一個(gè)質(zhì)量為m的物體，斜面的傾角為θ，物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。若要使物體沿斜面勻速下滑，斜面應(yīng)施加一個(gè)與斜面平行向上的力F，F(xiàn)的大小為多少？（）A.mgsinθB.mgcosθC.mg(sinθ-μcosθ)D.mg(sinθ+μcosθ)10、在一個(gè)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一個(gè)帶正電的粒子，電荷量為q，質(zhì)量為m，電場(chǎng)強(qiáng)度為E。若粒子以初速度v0水平向右拋出，忽略重力，粒子在水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則粒子在水平方向的加速度大小為多少？（）A.qE/mB.v0qE/mC.qEv0/mD.qE^2/m11、一個(gè)質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，地球的質(zhì)量為M，引力常量為G。則衛(wèi)星的線速度大小為多少？（）A.√(GM/r)B.√(GMr)C.GM/rD.GMr12、有一個(gè)擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺，在擺角很小的情況下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。其周期為多少？（）A.2π√L/gB.2π√g/LC.π√L/gD.π√g/L13、在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力差是多少？（）A.6mgB.5mgC.4mgD.3mg。（假設(shè)物體質(zhì)量為m，重力加速度為g）14、一個(gè)物體在水平面上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為v0，加速度為a，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，以下關(guān)于物體位移的表達(dá)式，正確的是？（）A.v0t+at^2/2B.v0t-at^2/2C.v0t+at^2D.v0t-at^215、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16、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在光滑的斜面上，斜面的傾角為α，以加速度a沿斜面下滑。則物體受到的支持力和摩擦力分別為多少？（）A.mgcosα，mgsinαB.mgcosα，masinαC.macosα，mgsinαD.macosα，masinα17、在研究機(jī)械能守恒定律時(shí)，需要考慮物體的動(dòng)能和勢(shì)能的變化。以下關(guān)于機(jī)械能守恒的條件，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.只有重力或彈力做功B.物體所受的合外力為零C.除重力和彈力外，其他力做功之和為零D.沒(méi)有摩擦力和空氣阻力做功18、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?。浚ǎ〢.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19、一物體從高處自由下落，經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)的速度分別為vA和vB，A、B兩點(diǎn)間的距離為h，則物體從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)所用的時(shí)間為多少？（）A.(vB-vA)/gB.(vB^2-vA^2)/2ghC.(vB+vA)/gD.2h/(vB+vA)20、在研究理想氣體的狀態(tài)方程時(shí)，以下關(guān)于氣體壓強(qiáng)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.氣體壓強(qiáng)是大量分子對(duì)容器壁碰撞的宏觀表現(xiàn)B.氣體壓強(qiáng)與氣體分子的平均動(dòng)能和分子密度有關(guān)C.相同溫度下，氣體分子數(shù)越多，壓強(qiáng)越大D.氣體壓強(qiáng)只與溫度有關(guān)，與體積無(wú)關(guān)21、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.√5gR22、一質(zhì)點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，初速度為v0，拋出點(diǎn)的高度為h，重力加速度為g，質(zhì)點(diǎn)落地時(shí)的水平位移為多少？（）A.v0√(2h/g)B.v0√(h/2g)C.2v0√(h/g)D.v0√(2gh)23、一質(zhì)量為m的物體放在傾角為θ的斜面上，斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)用一個(gè)平行于斜面向上的力F拉物體，使其沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)。力F的大小為多少？（）A.mgsinθ+μmgcosθB.mgsinθ-μmgcosθC.μmgcosθ-mgsinθD.mgsinθ/(cosθ-μsinθ)24、在一個(gè)粗糙水平面上，有一個(gè)質(zhì)量為M的木板，木板上放置一個(gè)質(zhì)量為m的物塊。木板與物塊之間的動(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?，F(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加速運(yùn)動(dòng)。若物塊與木板相對(duì)靜止，則它們的加速度大小為多少？（）A.F/(M+m)B.(F-μ2(M+m)g)/(M+m)C.(F-μ1mg)/(M+m)D.(F-μ1mg-μ2(M+m)g)/(M+m)25、在彈性碰撞中，若一個(gè)質(zhì)量為m1的物體以速度v1與一個(gè)靜止的質(zhì)量為m2的物體發(fā)生碰撞，碰撞后兩物體的速度分別是多少？（）A.v1'=(m1-m2)v1/(m1+m2)，v2'=2m1v1/(m1+m2)B.v1'=(m1+m2)v1/(m1-m2)，v2'=2m1v1/(m1-m2)C.v1'=(m1-m2)v1/(m1+m2)，v2'=2m2v1/(m1+m2)D.v1'=(m1+m2)v1/(m1-m2)，v2'=2m2v1/(m1-m2)26、一個(gè)物體在水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為v0，加速度為a。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t，位移為x。則在這段時(shí)間內(nèi)，物體的平均速度為多少？（）A.v0+at/2B.v0-at/2C.(v0+at)/2D.(v0-at)/227、在波動(dòng)光學(xué)中，光的干涉和衍射現(xiàn)象是重要的研究?jī)?nèi)容。對(duì)于兩束相干光發(fā)生干涉，以下哪個(gè)條件是產(chǎn)生明顯干涉條紋的關(guān)鍵？（）A.光的頻率相同B.光的強(qiáng)度相同C.光的傳播方向相同D.光的偏振方向相同28、在一個(gè)固定的斜面上，有一個(gè)物塊從靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)斜面底端。已知斜面的傾角為θ，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則斜面的長(zhǎng)度為多少？（）A.1/2gt^2sinθB.1/2gt^2cosθC.1/2gt^2(sinθ-μcosθ)D.1/2gt^2(sinθ+μcosθ)29、在研究材料的強(qiáng)度和剛度時(shí)，以下關(guān)于屈服強(qiáng)度和彈性模量的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.屈服強(qiáng)度是材料開(kāi)始產(chǎn)生明顯塑性變形時(shí)的應(yīng)力B.彈性模量反映材料抵抗彈性變形的能力C.屈服強(qiáng)度越高，材料的塑性越好D.彈性模量越大，材料越不容易發(fā)生彈性變形30、一個(gè)質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕繩懸掛在天花板上，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，以下關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度大小的表達(dá)式，正確的是？（）A.√(2gL(1-cosθ))B.√(gLsinθ)C.√(gL(1-cosθ))D.√(2gLsinθ)二、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入探討生物流體力學(xué)中的血液流動(dòng)、心血管系統(tǒng)建模和人工器官設(shè)計(jì)，解釋血液的流體力學(xué)特性和心血管疾病的力學(xué)機(jī)制，分析在醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用和挑戰(zhàn)。2、（本題5分）詳細(xì)闡述巖土力學(xué)中的土壓力計(jì)算和擋土墻設(shè)計(jì)，包括主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力的計(jì)算方法和影響因素。分析在土木工程中的實(shí)際應(yīng)用和穩(wěn)定性分析。3、（本題5分）詳細(xì)分析生物力學(xué)中的心血管系統(tǒng)力學(xué)，解釋血液流動(dòng)的動(dòng)力學(xué)、血管壁的應(yīng)力和變形。探討動(dòng)脈粥樣硬化、血管狹窄等疾病的力學(xué)機(jī)制，通過(guò)心血管模型和數(shù)值模擬分析心血管系統(tǒng)的生理和病理現(xiàn)象，討論心血管疾病的診斷和治療中的力學(xué)因素。4、（本題5分）深入探討流體力學(xué)中的邊界層理論，解釋邊界層的形成和發(fā)展，分析邊界層內(nèi)流體的流動(dòng)特性和阻力產(chǎn)生的原因，探討邊界層理論在飛行器設(shè)計(jì)、管道流動(dòng)等方面的應(yīng)用，并舉例說(shuō)明如何控制邊界層以減小阻力。5、（本題5分）深入探討量子力學(xué)中的薛定諤方程，包括方程的形式、物理意義和求解方法。解釋薛定諤方程如何描述微觀粒子的狀態(tài)隨時(shí)間的演化。分析在不同勢(shì)場(chǎng)中的薛定諤方程求解，如無(wú)限深勢(shì)阱、諧振子勢(shì)等。通過(guò)原子結(jié)構(gòu)、分子光譜等實(shí)例，探討薛定諤方程在量子力學(xué)中的核心地位和應(yīng)用。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在研究流體的漩渦流動(dòng)時(shí)，力學(xué)上如何描述漩渦的形成、發(fā)展和消散過(guò)程？2、（本題5分）論述在研究疲勞問(wèn)題時(shí)，如何通過(guò)材料的S-N曲線來(lái)評(píng)估構(gòu)件在交變載荷作用下的疲勞壽命和疲勞強(qiáng)度？3、（本題5分）在流體力學(xué)中，討論如何分析多相流（如氣液兩相流）的流動(dòng)特性和相間作用？4、（本題5分）簡(jiǎn)述在相對(duì)論力學(xué)中，時(shí)間膨脹效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法，并解釋其對(duì)高速運(yùn)