PDF《中国航天科技集团公司第一研究院》

中国航天科技集团公司第一研究院 攻读硕士学位研究生专业课试题汇编 (2011 年度) 一院长征学院 目录工程流体力学试题…1 信号与系统试题…4 工程热力学试题…7 材料力学试题…10 传热学试题…13 高分子物理和高分子化学试题…16 传感器试题…19 空气动力学试题…21 理论力学试题…23 自动控制原理试题…27 电子技术基础试题…31 工程力学试题…37 微机原理试题…41 工程流体力学试题 说明: 1.

答题前请考生务必认真阅读说明;

2.考生允许携带计算器;

3.重力加速度g=9.81m/s2 ;

4.水的密度γ=1000kg/m3 ;

5.空气密度ρ=1.25kg/m3 ;

6.空气绝热指数 k=1.40;

7.空气气体常数 R=287J/(kg・K);

8.π=3.1416.

一、是非题(每题

3 分,共30 分,答错不扣分,正确的打√,错误的打*) 1.一般而言,液体的粘度随温度的升高而降低. ( ) 2.稳态流动时,流线与迹线重合. ( ) 3.对流动而言,拉普拉斯方程成立的条件是稳态、不可压和无旋. ( ) 4.惯性坐标系中,任何物体处于静止的必要条件是:作用在物体上的外力的总和为零. ( ) 5.N-S 方程仅适用于牛顿流体. ( ) 6.运动相似的两个流动系统必然存在几何相似. ( ) 7.无限长平板边界层不会发生边界层分离. ( ) 8.有旋必无势,有势必无旋. ( ) 9.激波上游气流相对激波是超音速,下游气流相对激波为亚音速. ( ) 10.无粘绝热超声速气流在收缩管道中,流速减小,压力增加. ( )

1

二、填空题(每题

6 分,共60 分) 1.研究流体质点运动的常用两种方法是: 和 相对应的, 在研究流体运动的宏观行为时,可以选择以系统或 为对象. 2.在相似准则数中,Re表示惯性力与 之比,Eu表示压力与 之比,Fr表示惯性力与 之比. 3.可动平板与不动平板间充满液体,间隔 0.5mm,可动平板在 2N/m2 作用力下可维持 0.25m/s的水平运动,则平板间液体的动力粘度为 . 4.水平管道中,入口压力为 6*105 pa,入口直径为 6cm,出口压力为 1*105 Pa,出口 直径为 3cm,水流量为 4kg/s,则管道摩擦的水头损失为 m. 5.不可压二维流场中,u=5x3 ,v=-15x2 y,则点(x=1m,y=2m)处的速度为 , 加速度为 . 6.流量 20L/s、密度 1260kg/m3 、粘度 0.9Pa・s的甘油流过长 60m、直径 100mm的 水平圆管,则管内流动的雷诺数为 ,其流态为 . 7.在N-S 方程中,令 为零,可得到欧拉方程,令 为零, 可得到流体静力学方程. 8.输水管道系统中,水流处于层流时,随着雷诺数增大,沿程阻力系数 ;

水流处于紊流光滑区时,随着雷诺数增大,沿程阻力系数 ;

水流处于 紊流光滑区时,随着雷诺数增大,沿程阻力系数 . 9.飞机在温度 t=20℃的海平面飞行速度是高空 t=-40℃时飞行速度的一半,则前一种情 况的飞行马赫数与后一情况飞行马赫数的比值为 , 且后一种情况的飞 行高度约为 米. 10. 正激波前后, 空气流的速度减小了三分之一, 则激波前后的气流密度比为 , 总温比为 .

三、计算题(每题共

60 分) 1.图示真空容器,水柱 U 形管中 h=1m,r1=lm,r2=1.1m,试求下列四种情况下容器 中的真空度:(20 分) 1)容器固定;

2)容器以 g/2 的加速度向上运动;

2 3)容器以 g/2 的加速度向左运动;

4)容器绕其中心轴以ω=1s-1 的角速度旋转. 2.直径 d=20mm 的水射流以 V=10m/s 的水平速度冲击大气中的静止锥形体.射流轴与 锥轴共线,锥顶角为

90 度,求锥体所受的力.又若锥形体以速度 U=5m/s 向右移动, 锥体所受的力多大? (不计重力影响) (20 分) 3.模型试验中气流静温为 15℃,驻点 P 温度为 40℃,流动可视为绝热,试求: (20 分) 1)气流马赫速;

2)气流速度;

3)驻点压强比气流静压增大的百分数.

3 信号与系统试题 注意: 1.t 表示连续时间,n 表示离散整数. 2.u(t)为单位阶跃函数 ? ? ? ? ? <

≥ =

0 0

0 1 ) ( t t t u u(n)为单位阶跃序列 ? ? ? ? ? <

≥ =

0 0

0 1 ) ( n n n u 3.δ(t)为狄拉克函数.

一、(本题共

10 分,每小题

5 分) 计算下列信号的直流分量. (1) ) sin( ) ( t t f ω = (2) )] cos(

1 [ ) ( t K t f ω + =

二、(本题共

20 分) 已知信号 f(5-2t)的波形如图

1 所示,求: 图1(1) 的波形;

) (t f (2) dt t f d )] ( [ 的波形.

三、(本题共

20 分) 某线性时不变一阶系统,已知系统的单位阶跃响应为 ) ( )

1 ( ) (

2 t u e t s t ? ? = (1)当初始状态x(0 - )=2,输入x1(t)=e-1 u(t)时,其完全响应为y1(t)=2e-1 u(t),求零输入 响应yzi1(t);

4 (2)求当初始状态x(0 - )=4,输入x2(t)=δ ′ (t)时的完全响应y2(t).

四、(本题共

20 分) 已知信号 波形如图

2 所示,求该信号的傅立叶变换. ) (t f 图2

五、(本题共

20 分) 已知一线性时不变系统,在初始条件相同的情况下,当激励为x1(t)=δ(t)时,完全响 应为y1(t)=δ(t)+e-1 u(t);

当激励为x2(t)=u(t)时,其完全响应为y2(t)=3e-1 u(t).求当激励为 x3(t)=tu(t)-(t-1)u(t-1)+u(t-1)时的完全响应y3(t).

六、(本题共

20 分) 已知差分方程 ] [ ]

2 [

2 ]

1 [

3 ] [ n x n y n y n y = ? + ? + , 激励为 , 初始值y[0]=0, y[1]=2, 求该系统单位样值响应h[n]、 零输入响应y ] [

2 ] [ n u n x n = zi[n]、 零状态响应yzs[n]和完全响应y[n].

七、(本题共

20 分) 已知某系统如图

3 所示,∑为加法器,D 为单位延时器,请对以下问题求解: 图3(1)写出该系统差分方程;

(2)当M=8 时,求出系统函数 H(z);

(3)求该系统单位样值响应;

5 (4)画出该系统零点、极点分布图.

八、(本题共

20 分) 已知系统如图

4 所示,其中: 图4(1) ) ( π ) ( t Sa t x m m ω ω = (2)传输函数H1(jω) ,如图

5 所示 图5(3)传输函数H2(jω) ,如图

6 所示 图6(4) ∑ ∞ ?∞ = ? = n T nT t t ) ( ) ( δ δ 请回答如下问题: (1)画出 x(t)的频谱;

(2)欲使fs(t)中包含f(t)的全部信息,δT(t)的最大间隔T应为多少;

(3)分别画出以奈奎斯特速率ω0和2ω0抽样时,fs(t)的频谱Fs(jω);

(4)在2ω0抽样速率时,欲使信号y(t)=f(t),则理想低通滤波器H2(jω)的截止频率ω c最小应该为多少?

6 工程热力学试题

一、解释下列名词(共25 分,每题

5 分) 1.工质 2.热力循环 3.准平衡过程 4.热力学第一定律 5.熵

二、判断下列说法是否正确,正确的画√,错误的画*(每题

3 分,共30 分) 1.不同种气体绝热混合后必有熵增,存在着有效能的损失. ( ) 2.Pvn =定值的多变过程,多变指数n为一定值,此过程是不可逆过程. ( ) 3.理想气体状态方程只能用于平衡态. ( ) 4.绝热过程气体与外界无热量交换,但还能对外作功. ( ) 5.在任何情况下,向气体加热,熵一定增加;

气体放热,熵总减少. ( ) 6.把热量全部变成功是不可能的. ( ) 7.若从某一初态经可逆和不可逆两条途径达到同一终态,则不可逆途径的Δs 必大于可 逆途径的Δs. ( ) 8.对湿空气单纯冷却的过程,其含湿量增大. ( ) 9.理想气体绝热节流后熵增大,焓不变,温度不定. ( ) 10.对于混合加热内燃机理想工作循环,增加压缩比可以提高循环的热效率. ( )

三、填空(每题

4 分,共32 分) 1.Δh=cpΔt对于理想气体适用于 热力过程;

对实际气体适用于 热力过程. 2.理想气体的Cp及Cv值与气体的种类 关,与温度 关.它们的差 值与气体的种类 关,与温度 关.它们的比值κ与气体的种类 关,与温度 关. 3.某理想气体体积按 p / α 的规律膨胀,其中,α 为常数, 代表压力,气体膨胀时 温度 p (填升高或降低) ,此过程气体的比热容cn是.74.1kg空气经绝热节流,由状态p1=0.6MPa,t1=127℃变化到状态p2=0.1MPa,有效能损 失为 .(大气温度T0=300K) 5.A、B、C 三个热源的温度分别为 500K、400K 和300K,有可逆机在这三个热源间工 作,若可逆机从 A 热源净吸入 3000kJ 热量,输出净功 400kJ,则可逆机与 B 热源的 换热量为 ,可逆机与 C 热源的换热量为 . 6.一个装有 2kg 工质的闭口系统经历了如下过程:过程中系统散热 25kJ,外界对系统 作功 100kJ,比热力学能减小 15kJ/kg,并且整个系统被举高 1km,此过程中系统 的动能 (填增大、减少或不变) ,变化量为 . 7. 孤立系统中, 发生的过程若使熵 , 则该过程是可行的且为不可逆过程, 若熵 ,则该过程是可行的且为可逆过程,若使熵 ,则 该过程不可能进行. (填增加、减少或不变) 8. 内燃机定压加热循环, 工质视为空气, p1=0.1MPa, t1=70℃,

12 2

1 = = υ υ ε ,

5 .

2 2

3 = = υ υ ρ . 设比热容为定值,取空气的κ=1.4 ,cp=1.004kJ /(kg・K) , 则循环的吸热量为,循环的热效率为 .

四、 (20 分) 温度为 800K、压力为 5.5MPa的燃气进入燃气轮机,在燃气轮机内绝热膨胀后流出 燃气轮机.在燃气轮机出口处测得两组数据,一组压力为 1.0MPa,温度为 485K,另一 组压力为 0.7MPa,温度为 495K,试问这两组参数那个是正确的?其作功能力损失为多少? 并将作功能力损失表示在T-s图上.(燃气性质按空气处理,空气Cp=1.004kJ/(kg・K), Rg=0.287kJ/(kg・K),环境温度T0=300K)

五、 (23 分) 空气在膨胀透平中由p2=0.6MPa,温度T1=900K,绝热膨胀到p2=0.1MPa,工质的质 量流量为qm=5kg/s.设比热容为定值,κ=1.4,试求: (1)膨胀终了时,空气的温度及膨胀透平的功率;

(2)过程中热力学能和焓的变化量;

(3)将单位质量的透平输出功表示在 p-υ图和 T-s 图上;

(4)若透平的效率为ηT=0,90,则终态温度和膨胀透平的功率又为多少?

8

六、 (20 分) 在一体积为 30m3 的钢罐中,储有 0.5kg的气体氨,温度保持在 65℃,试求氨气的压 力: (1)用理想气体状态方程;

(2)用PK 方程.

9 材料力学试题

一、简答题(本题共

40 分) 1.简述圣维南原理.(10 分) 2.简述分析梁变形时的叠加法.(10 分) 3.简述静定问题和静不定问题的区别.(10 分) 4.简述第四强度理论(畸变能理论)及其适用范围.(10 分)

二、下图各梁,画出剪力和弯矩图,并标出数值.(本题共

30 分) 1. 2. 3.

10

三、一个 T 形截面的悬臂梁的尺寸及其承载如图所示.为使梁内最大拉应力与最大压应 力之比为 1/2,试求宽度 b 及梁内的最大拉应力.(本题共

20 分)

四、 已知微元体的应力状态如下图所示 (应力单位为MPa) , σx=60MPa, σy =-80MPa, τxy=-40MPa,许用应力[σ]=150MPa,试分别按第三强度理论和第四强度理论对 其进行强度校核. (本题共

20 分)

11

五、如图所示,平面刚架 ABC 的AB 段与 BC 段垂直,且抗弯刚度均为 EI.A 处为固 定端,自由端 C 处受集中力 F,F 与AB 轴线之间的夹角为 30°.假定不考虑轴 力与剪力对变形的影响,试用卡氏定理计算自由端 C 处沿加载方向的位移. (本题共

20 分)

六、如图所示,实心圆轴右端固支,在左端承受扭矩 T=2kN・m,D=50mm,d=20mm. 试求: 1.圆轴横截面上的最大剪应力;

2.圆轴横截面上 d=20mm 以内部分承受的扭矩所占全部横截面上扭矩的百分比. (本题共

20 分)

12 传热学试题

一、名词解释(每题

4 分,共24 分) 1.导热 2.热流密度 3.黑体 4.数量级分析 5.凝结换热 6.光谱辐射力

二、填空题(每空

2 分,共36 分) 1.傅立叶导热定律的一维表达式为(导热量形式) ,其中负号表 示.2.就引起流动的原因而论,对流换热分为 与 两大类. 3.推导导热微分方程时,常对微元体采用能量守恒定律求得其热平衡关系,微元体热 平衡的文字描述是: . 4. 在研究对流换热时, 获得表面换热系数表达式常用的四种方法是分析法、 、 和.5.在对流换热中,普朗特数反映了流体中 扩散与 扩散能力的对 比,也反映了 边界层与 边界层厚度的相对大小. 6.研究物体热辐射特性时,把吸收比等于

1 的物体称为 ;

把反射比等于

1 的物体称为 ,把穿透比等于 l 的........