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1、西南大学21秋工程力学基础综合测试题库答案参考1. 当力的作用线通过矩心时,则力矩的大小为( )。A、大于某一数值B、零C、无法确定D、常数参考答案:B2. 在分布载荷作用处,剪力图是斜直线。( )A.对B.错参考答案:A3. 空间力系向某简化中心O简化结果有主向量R=0,主矩mO0,则此力系对任意点A简化必有R=0,mA=mO。( )空间力系向某简化中心O简化结果有主向量R=0,主矩mO0,则此力系对任意点A简化必有R=0,mA=mO。()正确4. 计算超静定结构,在什么情况下只需给出EI、EA的相对值?在什么情况下需给出EI或EA的绝对值?计算超静定结构,在什么情况下只需给出EI、EA的相
2、对值?在什么情况下需给出EI或EA的绝对值?计算超静定结构的内力,在荷载作用下,只需给出EI、EA的相对值;在温度改变、支座移动、材料收缩、制造误差等因素作用下,需给出EI、EA的绝对值。5. 有一用均匀薄板做成的封闭金属立方体放在水上,它的长L宽B高H=2m2m0.8m,其重量是G=5kN,它的定倾半径是有一用均匀薄板做成的封闭金属立方体放在水上,它的长L宽B高H=2m2m0.8m,其重量是G=5kN,它的定倾半径是A062m;B162m;C212m;D262m。B6. 用磁标势m解决静磁场问题的前提是( ) A该区域没有自由电流分布 B该区域应是没有自由电流分布的单连通用磁标势m解决静磁场
3、问题的前提是()A该区域没有自由电流分布B该区域应是没有自由电流分布的单连通区域C该区域每一点满足D该区域每一点满足B7. 已知:无环量平面势流圆柱(半径为a)绕流的流函数为 求:验证流函数满足拉普拉斯方程。已知:无环量平面势流圆柱(半径为a)绕流的流函数为求:验证流函数满足拉普拉斯方程。拉普拉斯方程的柱坐标形式为 (a) (b) (c) 将(b)式、(c)式代入(a)式,(a)式成立。 8. 圆管湍流过渡区的沿程摩阻系数 A与雷诺数Re有关;B与管壁相对粗糙度/d有关; C与Re和/d有关;D与Re和管长圆管湍流过渡区的沿程摩阻系数A与雷诺数Re有关;B与管壁相对粗糙度/d有关;C与Re和/
4、d有关;D与Re和管长l有关。C9. 任何两端弹性支座压杆的临界荷载都不会大于对应的(即杆长、材料、截面均相同)两端固定压杆的临界荷载。( )任何两端弹性支座压杆的临界荷载都不会大于对应的(即杆长、材料、截面均相同)两端固定压杆的临界荷载。()正确前者两端对压杆的约束比后者小。10. 某两级气体压缩机进气参数为100kPa、300K,每级压力比为5,绝热效率为0.82,从中间冷却冷却器排出的气体温度是3某两级气体压缩机进气参数为100kPa、300K,每级压力比为5,绝热效率为0.82,从中间冷却冷却器排出的气体温度是330K。若空气的比热容可取定值,计算每级压气机的排气温度和生产1kg压缩空
5、气压气机消耗的功。空气比热容取定值,Rg=287J/(kgK),cp=1004J/(kgK)。由题意,如图所示,状态1:p1=100kPa、T1=300K 状态2:p2=p1=5100kPa=500kPa 状态3:p2=p2=500kPa、T3=330K 状态4:P4=p3=5500kPa=2500kPa = 生产1kg压缩空气压气机耗功 Wc=(h2-h1)+(h4-h3)=cp(T2-T1)+(T4-T3) =1.005kJ/(kgK)(513.57K-300K)+(564.94K-330K) =450.7kJ/kg本题虽然各级压力比相同,但进入高压级气缸的气体温度比进入低压级气缸温度高,
6、所以各级消耗的功不相等。 11. 用一次投影法求力F在x、y、z轴的投影分别为:图。( )A.对B.错参考答案:B12. 在结构半面图中,构件代号YTL表示( )。A制梁B檐口梁C雨篷梁D阳台梁在结构半面图中,构件代号YTL表示( )。A制梁B檐口梁C雨篷梁D阳台梁正确答案: D13. 流体静力学基本方程为p=*zC,也可写成zp=C,则关于式中z的说法正确的有( )。A.z称为位置高度流体静力学基本方程为p=*z+C,也可写成z+p/=C,则关于式中z的说法正确的有( )。A.z称为位置高度B.z的大小是不能直接测量的C.z表示单位重量液体具有的重力势能D.z也成为测压管高度正确答案:AC1
7、4. 等直径送风管道输送亚音速气流,在管道某处装有一毕托管,测得静压为35828N/m2(表压),总压和静压之差为40cmHg等直径送风管道输送亚音速气流,在管道某处装有一毕托管,测得静压为35828N/m2(表压),总压和静压之差为40cmHg,气流温度为25。试按不可压缩流体和可压缩流体两种情况计算该点的流速。设大气压为1标准大气压。不可压缩流体时,v=229.4m/s或258m/s; 可压缩流体时,v=242m/s。 15. 一个物体上的作用力系,满足( )条件,就称这种力系称为平面汇交力系。A.作用线都在同一平面内,且汇交于一点B.作用线都在同一平面内,但不交于一点C.作用线在不同一平
8、面内,且汇交于一点D.作用线在不同一平面内,且不交于一点参考答案:A16. 基于磁介质观点,用热力学解释超导体临界磁场的存在基于磁介质观点,用热力学解释超导体临界磁场的存在考虑处于均匀外磁场H中的无穷长超导体圆柱,H的方向与柱轴平行,按磁介质观点,柱体内的磁场也是均匀场,以E表示圆柱单位体积的内能,M为磁化强度,由热力学第一定律和第二定律: dE=dQ+0HdM, TdSdQ (1) 得 dE-TdS-0HdM0 (2) 若系统状态发生自发变化,而且在这过程中保持温度T和磁场H不变,则(2)式可写为 dG0 (3) 其中,G为圆柱单位体积的吉布斯函数: G=E-TS-0HM (4) (3)式表
9、示,系统的自发过程朝着吉布斯函数G减小的方向进行现在设温度T和磁场H有一微小改变,导致系统状态发生一个十分微小的变化,于是由(4)式和(2)式,有 dG=-SdT-0MdH (5) (5)式表示在微小变化过程中,系统的熵S和磁化强度M可视为不变,即G是温度T与磁场H的函数按磁介质观点,样品处在正常态时M=0,由(5)式,此时有 dGn=-Sn(T)dT (6) Gn和Sn分别是正常态下的吉布斯函数和熵而在理想迈纳斯态下M=-H,(5)式成为dG=-S(T,H)dT+0HdH由可积条件,G的二阶混合导数与求导次序无关,故S(T,H)=S(T)于是有 dG=-S(T)dT+0HdH (7) 记H0
10、时超导态的吉布斯函数为GS(T,H),H=0时GS(T,0)=GS(T)对(7)式积分得 , (TTc) (8) 上式右方第二项是超导体内的磁能密度,故H=0时,GS(T,0)较小设TTc时,GS(T)Gn(T),由(8)式便可解释临界磁场现象当磁场H进入超导体内且逐渐增大时,GS(T,H)也逐渐增大,H达到临界值Hc(T)时,有 (9) 当HHc,超导态便转化为正常态,被称为超导态的凝聚能对式(9)微分,并由Sn(T)=-dGn(T)/dT,SS(T)=-GS(T,H)/TH=-dGn(T)/dT,可得 ,(TTc) (10) 由临界磁场的经验公式 (11) 可知dHc(T)/dT0,故(1
11、0)式给出 SS(T)Sn(T) (12) 即超导态下系统的熵较低,故处于超导态的电子比正常态的电子更为有序 17. 试分析比较经典热力学中不同理论体系在逻辑结构上的主要差别。试分析比较经典热力学中不同理论体系在逻辑结构上的主要差别。经典热力学可归纳为如表0-1所示的、有代表性的理论体系:建立在热力循环基础上的CJKCP体系;建立在绝热过程基础上的喀喇氏(Caratheodory)体系;以稳定平衡态定律(LSE, The Law of Stable Equilibrium)为基础的单一公理法体系(The Single-Axiom Approach);从分析非耦合系统(The Uncoupled
12、 Systems)着手的MIT体系;“起点提高”、“重点后移”后的外界分析法(SAM, Surrounding Analysis Method)体系。 不同理论体系在逻辑结构上的差别,主要体现在对热力学第一定律及热力学第二定律的表述上。前四种理论体系分别在不同的范畴内、按不同的逻辑结构、用不同的论证方法,论证了“内能”及“熵”的存在,并用它们的定义表达式作为基本定律的表述式。SAM体系是在承认“内能”及“熵”存在的基础上,把论证的重点后移,引出一系列SAM体系所特有的新概念以及基本定律的新的表述式。 18. 将一半径为R0未带电的导体球,置于均匀电场E0中,若该球沿垂直于E0的面分成两个相等的
13、半球,求两半球受到的作将一半径为R0未带电的导体球,置于均匀电场E0中,若该球沿垂直于E0的面分成两个相等的半球,求两半球受到的作用力以球心为坐标原点,E0方向为z轴,且令导体电势为零,则电势满足 (RR0) 则的通解为 利用边界条件确定常数,最后得 则球面处的电场为 于是,导体表面单位面积受的静电力为 左右两半球受的力分别为 由此可见,左右两半球受的静电力大小相等,方向相反。 19. 蒸汽动力装置中,直接向环境散失热量最多的设备是_,可用能损失最多的设备是_。蒸汽动力装置中,直接向环境散失热量最多的设备是_,可用能损失最多的设备是_。冷凝器$锅炉20. 有一个充满电介质的平板电容器,电介质的介电常数按规律变化,式中a是两板间的距离,x轴的方向与平板垂直,平有一个充满电介质的平板电容器,电介质的介电常数按规律变化,式中a是两板间的距离,x轴的方向与平板垂直,平板的面积为S,忽略边缘效应,如果两极的电势差为V,求该电容器的电容C和板上束缚电荷的分布。如图所示选取坐标, 令x=a处为电势零点,则 设极板上的自由电荷为Q,则其面密度 这样 故电容器电容 因 D=e0E+P