復旦大學《工程力學Ⅱ》2023-2024學年第二學期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁復旦大學《工程力學Ⅱ》

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、一質(zhì)量為m的物體在半徑為R的豎直圓軌道內(nèi)側(cè)做圓周運動，恰好能通過最高點，以下關于物體在最高點時速度大小的表達式，正確的是？（）A.√(gR)B.√(2gR)C.√(3gR)D.02、一根長為L的均勻細桿，質(zhì)量為M，可繞一端的水平軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)將細桿從水平位置由靜止釋放，忽略空氣阻力，當細桿轉(zhuǎn)到豎直位置時，其角速度為多少？（）A.√(6g/L)B.√(3g/2L)C.√(2g/L)D.√(3g/L)3、一物體在豎直方向上做自由落體運動，經(jīng)過A、B兩點，已知A、B兩點的距離為h，物體通過A、B兩點的時間分別為t1和t2，重力加速度為g，A點上方離A點距離為x的位置為物體的初始位置，x的值為多少？（）A.g(t1+t2)^2/8B.g(t2-t1)^2/8C.g(t2^2-t1^2)/8D.g(t1^2+t2^2)/84、一個人從高處跳下，落地時屈膝緩沖，設人的質(zhì)量為m，下落高度為h，屈膝緩沖過程中重心下降的距離為d，地面對人的平均作用力大小為多少？（）A.mg(h+d)/dB.mg(h-d)/dC.mgh/dD.mgd/h5、在相對論力學中，對于高速運動的粒子，其動量和能量的表達式與經(jīng)典力學有很大不同。以下哪種情況下，相對論效應可以忽略不計？（）A.粒子速度遠小于光速B.粒子速度接近光速C.粒子質(zhì)量很小D.粒子能量很高6、在材料力學中，應力集中現(xiàn)象會對構(gòu)件的強度產(chǎn)生影響。在構(gòu)件的幾何形狀發(fā)生突變處，以下哪個物理量會顯著增大？（）A.正應力B.切應力C.應變D.位移7、一物體在豎直方向上做自由落體運動，經(jīng)過時間t下落的高度為h。若重力加速度增大為原來的兩倍，在相同時間內(nèi)，物體下落的高度將變?yōu)槎嗌?？（）A.2hB.4hC.h/2D.h/48、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/R9、在光滑的水平桌面上，有兩個相互接觸的物體A和B，質(zhì)量分別為mA和mB，它們之間的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)對物體A施加一個水平向右的力F，使兩物體一起向右運動，物體B受到的摩擦力大小為多少？（）A.μmgB.μFC.μmAgD.μmBg10、在一個絕熱的汽缸中，有一定質(zhì)量的理想氣體，氣體的壓強為p，體積為V。現(xiàn)對氣體緩慢加熱，使其體積增大到2V，氣體的壓強變?yōu)槎嗌?？（假設氣體的比熱容為定值）（）A.p/2B.pC.2pD.無法確定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、在流體靜力學中，關于液體壓強的分布規(guī)律，以下哪個說法是不正確的？（）A.液體中某點的壓強大小與該點的深度成正比B.液體中同一水平面上各點的壓強相等C.液體壓強的方向總是垂直于受壓面D.液體壓強只與液體的密度和深度有關，與容器的形狀無關，但在計算時必須考慮容器形狀13、兩個物體A和B，質(zhì)量分別為mA和mB，它們之間用一根輕質(zhì)彈簧相連，放在光滑的水平面上，現(xiàn)對A施加一個水平向右的拉力F，使A、B一起向右做勻加速直線運動，已知加速度為a，以下關于彈簧彈力大小的表達式，正確的是？（）A.mAaB.mBaC.FmB/（mA+mB）D.FmA/（mA+mB）14、一個質(zhì)量為m的物體在水平恒力F的作用下，在粗糙水平面上移動了一段距離s，動摩擦因數(shù)為μ。則力F對物體做的功為多少？（）A.FsB.μFsC.(F-μmg)sD.(F-μmg)/s15、在一個光滑水平面上，有兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體，它們之間用一根輕質(zhì)彈簧相連。當對m1施加一個水平向右的拉力F時，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，此時彈簧的伸長量為x。若突然撤去拉力F，則在撤去拉力的瞬間，m1的加速度大小為多少？（）A.F/m1B.kx/m1C.F-kx/m1D.kx-F/m116、在一個彈簧振子系統(tǒng)中，彈簧的勁度系數(shù)為k，振子的質(zhì)量為m。當振子通過平衡位置時，速度為v，則振子的振幅為多少？（）A.mv^2/kB.mv/kC.mv^2/2kD.mv/2k17、在研究相對論中的質(zhì)能關系時，以下關于質(zhì)能方程的描述，哪一項是錯誤的？（）A.E=mc^2，其中E表示能量，m表示物體的質(zhì)量，c表示真空中的光速B.質(zhì)能方程表明質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化C.物體的能量增加時，其質(zhì)量一定增加D.質(zhì)能方程只適用于微觀粒子，對宏觀物體不適用18、在一個固定的水平橫桿上，套有兩個質(zhì)量均為m的小球A和B，A、B之間用一根長度為L的輕質(zhì)彈簧相連，現(xiàn)對B球施加一個水平向右的瞬時沖量I，以下關于A球的最大速度的表達式，正確的是？（）A.I/2mB.I/mC.2I/mD.4I/m19、在一個光滑的水平面上，有一個質(zhì)量為m的滑塊，以速度v與一個質(zhì)量為M、靜止的滑塊發(fā)生完全非彈性碰撞。碰撞后，兩者共同的速度大小為多少？（）A.mv/(M+m)B.Mv/(M+m)C.(M+m)v/MD.(M+m)v/m20、在振動系統(tǒng)中，共振現(xiàn)象是一種特殊的情況。當驅(qū)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21、在靜力學中，分析物體的受力情況是解決問題的關鍵。對于一個處于平衡狀態(tài)的物體，以下關于其受力特點的描述，哪一項是不正確的？（）A.所受合外力為零B.各個方向上的合力都為零C.物體在平衡力作用下，一定處于靜止狀態(tài)D.物體可能做勻速直線運動22、在彈性力學中，應力和應變的關系對于材料的性能分析至關重要。對于一種各向同性的彈性材料，在受到單向拉伸時，以下哪個物理量反映了材料的變形程度？（）A.正應力B.切應力C.線應變D.剪應變23、一質(zhì)點做曲線運動，在某一時刻的速度方向和合力方向的夾角為θ。當θ為銳角時，質(zhì)點的運動情況是怎樣的？（）A.速度增大，加速度增大B.速度增大，加速度減小C.速度減小，加速度增大D.速度減小，加速度減小24、一個質(zhì)量為m的小球從高處自由下落，落到一個豎直放置的輕彈簧上。在小球壓縮彈簧的過程中，小球的加速度最大值出現(xiàn)在何處？（）A.剛接觸彈簧時B.彈簧壓縮量最大時C.合力為零時D.速度最大時25、在研究剛體的轉(zhuǎn)動時，角動量守恒定律有著廣泛的應用。當一個旋轉(zhuǎn)的剛體不受外力矩作用時，以下哪個物理量保持不變？（）A.角速度B.角加速度C.轉(zhuǎn)動動能D.角動量26、在研究轉(zhuǎn)動中的角動量守恒定律時，以下關于角動量守恒條件的描述，哪一項是不正確的？（）A.系統(tǒng)所受合外力矩為零B.系統(tǒng)對某一固定軸的合外力矩為零，則系統(tǒng)對該軸的角動量守恒C.內(nèi)力矩對系統(tǒng)的角動量沒有影響D.當系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量發(fā)生變化時，角動量一定不守恒27、一個質(zhì)量為m的小球，用長為L的細繩懸掛在天花板上，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，角速度為ω，細繩與豎直方向的夾角為θ。則小球所受向心力的大小為多少？（）A.mω2LB.mω2LsinθC.mω2LcosθD.mgtanθ28、在一個光滑的斜面上，有一個質(zhì)量為m的物塊，受到一個水平向右的力F作用，斜面的傾角為θ，重力加速度為g。若物塊相對斜面靜止，力F的大小范圍是多少？（）A.mgtanθ≤F≤mgsinθB.0≤F≤mgtanθC.mgsinθ≤F≤mgcosθD.0≤F≤mgsinθ29、在一個斜面上，有一個質(zhì)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(shù)為μ。若要使物體沿斜面勻速下滑，斜面應施加一個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)30、一個質(zhì)量為m的物體在水平面上以初速度v0開始滑動，動摩擦因數(shù)為μ，求物體停止運動所用的時間是多少？（）A.v0/μgB.μg/v0C.mv0/μgD.μg/mv0二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入探討流體力學中的邊界層理論，解釋邊界層的形成和發(fā)展，分析邊界層內(nèi)流體的流動特性和阻力產(chǎn)生的原因，探討邊界層理論在飛行器設計、管道流動等方面的應用，并舉例說明如何控制邊界層以減小阻力。2、（本題5分）全面論述振動的合成與分解，包括同頻率、不同頻率振動的合成規(guī)律，拍現(xiàn)象的產(chǎn)生原理和特點。分析多個簡諧振動合成的一般方法，研究振動分解在頻譜分析和信號處理中的應用，探討如何通過振動的合成與分解解決復雜振動系統(tǒng)的問題。3、（本題5分）深入探討流體力學中的伯努利原理，解釋流速、壓力和高度之間的關系。以管道中的流體流動、飛機機翼的升力產(chǎn)生等為例，說明伯努利原理的應用。討論伯努利原理在水利工程、航空航天和日常生活中的實際應用，以及在應用中需要注意的問題和誤差來源。4、（本題5分）詳細闡述流體的可壓縮性和可壓縮流體的流動特性，包括馬赫數(shù)的概念和可壓縮流動的方程。討論在高速氣流、噴氣發(fā)動機等中的應用和計算方法。5、（本題5分）全面論述智能結(jié)構(gòu)的振動控制策略和方法，包括主動控制、被動控制和半主動控制。探討在航空航天、機械工程中的智能結(jié)構(gòu)振動控制應用和控制效果評估。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）論述在研究結(jié)構(gòu)的熱應力分析時，如何考慮溫度場的分布和熱膨脹系數(shù)的差異對結(jié)構(gòu)應力和變形的影響？2、（本題5分）論述在研究材料的阻尼特性時，如何測量和分析材料的阻尼系數(shù)，以及其在振動控制中的應用？3、（本題5分）從力學角度分析，在航空航天領域，如何設計飛行器的外形以減小空氣阻力并提高飛行性能？4、（本題5分）在理論力學中，對于具有約束的質(zhì)點系，如何運用拉格朗日方程來求解其運動方程？5、（本題5分）在彈性力學中，分