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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6×105pa，入口直径为6cm，出口压力为1×105Pa，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=-15x2y，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；23）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⎪⎩⎪⎨⎧≥=0001)(tttuu(n)为单位阶跃序列⎪⎩⎪⎨⎧≥=0001)(nnnu3．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()(ttfω=（2）)]cos(1[)(tKtfω+=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；)(tf（2）dttfd)]([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()(2tuetst−−=（1）当初始状态x(0-)=2，输入x1(t)=e-1u(t)时，其完全响应为y1(t)=2e-1u(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。)(tf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-1u(t)；当激励为x2(t)=u(t)时，其完全响应为y2(t)=3e-1u(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][nxnynyny=−+−+，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][nunxn=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)(tSatxmmωω=（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）∑∞−∞=−=nTnTtt)()(δδ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)的昀大间隔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ωc昀小应该为多少？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℃，1221==υυε，5.223==υυρ。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。为使梁内昀大拉应力与昀大压应力之比为1／2，试求宽度b及梁内的昀大拉应力。(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．圆轴横截面上的昀大剪应力；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）