2024年高等教育工学类自考-02159工程力学(一)笔试考试历年高频考点试题摘选含答案

2024年高等教育工学类自考-02159工程力学(一)笔试考试历年高频考点试题摘选含答案第1卷一.参考题库(共75题)1.力偶在对其作用面内任意点之矩都等于其力偶矩本身。2.用力法超静定结构时，其基本未知量为（）。A、杆端弯矩B、结点角位移C、结点线位移D、多余未知力3.画出图示物体系中支架AD、BC、物体E、整体的受力图。 4.作用在刚体上的力是滑移矢量，则力对点的矩是（）矢量。A、自由B、定位C、滑移D、固定5.若梁上中间铰处无集中力偶作用，则在中间铰左、右两截面处的挠度（）（相等、不等），转角（）（相等、不等）。6.求图示各图形对形心轴z的截面二次矩。 7.直径d=25mm的圆钢杆，受轴向拉力F=60kN作用时，在标矩l=200mm的长度内伸长Δl=0.113mm；受外力偶矩Me=200N·m，的作用时，相距l=150mm的两横截面上的相对转角为θ=0.55º。试求钢材的E和G。8.欲转动一放在V形槽中的钢棒料，需作用一矩M=15N.m的力偶，已知棒料重400N，直径为25cm；求棒料与槽间的摩擦系数f。 9.图示应力圆，其主应力及用第三强度理论求得相当应力ζr3（），题中应力单位均为MPa。A、ζ1=70，ζ2=70，ζ3=0，ζr3=35 B、ζ1=0，ζ2=0，ζ3=-70，ζr3=70 C、ζ1=0，ζ2=0，ζ3=-70，ζr3=-70 D、ζ1=-70，ζ2=-70，ζ3=0，ζr3=7010.杆件受到与杆轴线相垂直的外力或外力偶的作用，将产生（）变形。A、轴向拉伸或压缩B、剪切与挤压C、扭转D、弯曲11.求A，B处反力并作弯矩图。 12.能否说合力一定比分力大，为什么？13.判断下图所示桁架结构有（）根零杆。 14.如图所示为一个自动弹射器，弹簧的自然长度为200mm，弹簧刚性系数为k=200N/m。如弹簧被压缩至100mm，然后让质量为30g的小球自弹射器弹出，不计各处摩擦。求小球离开弹射器端口时的速度。 15.作用于物体上的风荷载属于（）。A、集中荷载B、分布荷载C、体荷载D、面荷载16.最大静摩擦力的大小与（）的大小成正比。A、正压力B、重力C、重力的一个分力D、以上都不是17.绘图题：ABC梁的支座反力值已算出，如图所示。试绘出该梁的剪力图和弯矩图。 18.图示结构中，AB杆为边长为a的正方形截面，BC为直径为d的圆杆，两杆材料相同，且皆为细长杆。已知A端固定，B、C为球铰。为使两杆同时失稳，直径d与边长a之比应为多少？ 19.砂土和碎石土的主要结构形式是（）A、单粒结构B、蜂窝结构C、絮状结构D、复合结构20.传动轴如图所示。已知Fr=2KN，Ft=5KN，M=1KN·m，l=600mm，齿轮直径D=400mm，轴的[σ]=100MPa。试求： 力偶M的大小21.试求图中各梁的支座反力。已知F=6kN，q=2kN/m，M=2kN·m，a=1m。 22.甲、乙两物体沿一平面直角坐标系的x轴和y轴的正向运动，其运动方程分别为x=2+t2，y=3+t2（方程中坐标x、y以m计，时间t以s计）。当t=1s时，甲物体相当于乙物体的速度大小为（）m/s。A、4B、C、2D、123.最大弯矩截面最大拉应力等于最大压应力的条件是（）。A、梁材料的拉压强度相等B、截面形状对称于中性轴C、同时满足以上两条D、截面形状不对称于中性轴24.力是指两物体之间相互的机械作用。25.位移法是以（）作为基本未知量。A、支座反力B、独立结点位移C、结点内力D、以上都不对26.作定轴转动的刚体，任一点切向加速度指向（）角加速度转向。A、顺着B、背离C、垂直D、倾斜27.拉杆的某一斜截面，正应力为50MPa，切应力为50MPa，求最大正应力和最大切应力。28.反映材料抵抗破坏的强度能力称为材料的（）29.空心钢轴的外径D=100mm，内径d=50mm。已知间距l=2.7m的两横截面的相对扭转角φ=1.8°，材料的切变模量G=80GPa。试求：轴内的最大切应力。30.如图（a）所示曲柄滑块机构，曲柄OA绕O轴转动，滑块A可在滑槽DE内滑动，并带动BC杆在水平方向上往复运动。设曲柄以角速度ω作匀速转动，OA=r。试求杆BC的速度。 31.图示刚架MAD为（） A、1kN·mB、2kN·mC、3kN·mD、032.圆轴发生扭转变形时，输入的功率是12kw，转速是240r/min。则外力偶矩是（）A、796NmB、478NmC、159NmD、512Nm33.图示翻罐笼由滚轮A，B支承，已知翻罐笼连同煤车共重G=3kN，α=30°，β=45°，求滚轮A，B所受到的压力FNA，FNB。有人认为FNA=Gcosα，FNB=Gcosβ，对不对，为什么？ 34.求图中力F对点A之矩。若r1=20cm，r2=50cm，F=300N。 35.对梁的任一截面而言，绝对值最大的弯曲切应力发生在截面的（）A、最上缘B、最下缘C、最上缘或最下缘D、中性轴上各点处36.若刚体转动时，某瞬时的转速是1380r/min，则此时的角速度是（）。A、100rad/sB、145rad/sC、210rad/sD、200rad/s37.建立刚体平面运动的运动方程时，下述说法正确的是（）。A、必须以速度为零的点为基点B、必须以加速度为零的点为基点C、必须以加速度和速度都为零的点为基点D、基点可以任意选取38.以下关于力偶性质的叙述正确的是（）。A、力偶没有合力B、力偶在任一轴上的投影总等于零C、力偶对任一点之矩恒等于它的力偶矩D、力偶可以用一个力来代替39.一内外径之比d/D=0.8的空心圆轴，若外径D固定不变，壁厚增加1倍，则该轴的抗扭强度和抗扭刚度分别提高（）。A、不到1倍，1倍以上B、1倍以上，不到1倍C、1倍以上，1倍以上D、不到1倍，不到1倍40.为了合理的利用钢材，在梁的弯曲问题中，在同样面积情况下，以下四种截面形状钢梁，使用哪种较为合理（）。 A、（a）B、（b）C、（c）D、（d）41.试求图中阴影线平面图形的形心坐标。 42.如图所示，欲转动一置于V槽型中的棒料，需作用一力偶，力偶矩M=1500Ncm，已知棒料重G=400N，直径D=25cm。试求棒料与V型槽之间的摩擦因数fs。 43.什么是质心运动定理？在什么条件下质心位置保持不变？44.力法的基本方程是使用的（）条件；该力法只适用于解（）结构。45.图示构架，由直杆BC，CD及直角弯杆AB组成，各杆自重不计，载荷分布及尺寸如图。在销钉B上作用载荷P。已知q、a、M、且M=qa2。求固定端A的约束力及销钉B对BC杆、AB杆的作用力。 46.静定杆件的内力与杆件所受的（）有关。A、外力B、外力、截面C、外力、截面、材料D、外力、截面、杆长、材料47.图示三铰拱，已知三个铰的位置，左半跨受均   布荷载，其合理拱轴的形状为（）  A、全跨圆弧B、全跨抛物线C、AC段为园弧，CB段为直线D、AC段为抛物线，CB段为直线48.如图所示，已知O1A＝O2B＝AM＝r＝0.2m，O1O2＝AB，O1轮按规律φ＝15πt运动。试求t＝0.5s时，M点的速度和加速度。 49.汇交力系如图所示，已知F1=F2= F3=2kN，则该力系合力R的大小为（）。 A、R=4kNB、R=2（2+1）kNC、R=2（2-1）kND、R=2kN50.如图所示为一个几何可变结构，两杆在C处铰接。销钉C上挂着质量为m的重物，一刚性系数为k的弹簧两端分别与AC、BC的中点连接。已知弹簧原长为l=AC/2=BC/2。求当∠CAB由60°变为30°时，重物D的重力和弹性力所作的功。 51.下面哪个是材料的刚度指标？（）A、弹性模量B、屈服极限C、强度极限52.材料的σ-ε曲线如图，则材料的  （1）屈服极限σs=（）Mpa  （2）强度极限σb=（）Mpa  （3）强度计算时，若取安全系数为2，那么材料的许用应力[σ]=（）Mpa 53.低碳钢拉伸实验中，应力在微小范围内波动，应变急剧增大的是（）阶段。A、弹性B、屈服C、强化D、颈缩54.阶梯形圆轴直径分别为d1=40mm，d2=70mm，轴上装有三个皮带轮，如图所示。已知由轮B输入的功率为P3=30kW，轮A输出的功率为P1=13kW，轴作匀速转动，转速n=200r/min，材料的许用切应力[τ]=60MPa，G=80GPa，许用扭转角[θ]=2°/m。不考虑皮带轮厚度的影响，试校核轴的强度和刚度。 55.衡量梁的弯曲变形程度的两个基本量是挠度和（）。56.图所示外伸梁，不计自重，力单位为kN，力偶矩单位为，分布载荷单位为kN/m，长度单位为m，支座A和B的约束力为（）。 A、AB、BC、CD、D57.图示圆筒薄壁容器，其平均直径为D，壁厚t，圆筒表面纵向线应变为，若材料的弹性模量为E，泊松比为，则承受内压P为（）。 A、AB、BC、CD、D58.“力系的合力为零”是平面汇交力系平衡的（）。A、充分条件B、必要条件C、充分必要条件D、以上都不对59.图示处于铅垂平面内的单摆，摆绳的长度为Z，且不可伸长，质量不计；小球A的质量为m，则关于摆角p的运动微分方程为（） 60.动荷载、动应力是指荷载随（）不断地变化，或构件在荷载作用下随（）不断运动。但只要应力不超过材料的比例极限，（）定律仍适用于动应力、动应变的计算。61.试求图示梁的支座反力。 62.梁结构尺寸、受力如图所示，不计梁重，已知q=10kN/m，M=10kN·m，求A、B、C处的约束力。 63.两个力偶的等效条件是（）。64.当只需确定某些特定截面的转角和挠度，而并不需要求出转角和挠度的普遍方程时，梁的弯曲变形，可用（）法求解。A、叠加法B、微分法C、几何法D、矢量法65.当刚体运动时，若刚体内或其延拓部分上始终存在着一根不动的直线，则该刚体的运动称为（）。A、定轴运动B、平行移动C、平面运动D、一般运动66.单元体上切应力等于零的平面称为（）平面，此平面上的正应力称为（）应力。67.平面汇交力系的合力一定等于（）A、合力的代数和B、合力的矢量和C、零68.在正交的轴系中，力沿某轴的分力的大小与同一力在该轴上的投影的绝对值（）。69.试求图示梁指定截面上的剪力和弯矩。设q，a均为已知。 70.关于刚架杆件转动刚度，下列说法中不正确的是（）。A、数值上等于使杆端产生单位转角时需要施加的力矩B、其值仅与杆件的线刚度有关C、远端支承为铰支时其值为3iD、转动刚度表示杆端抵抗转动的能力71.描述梁弯曲变形的物理量有两个，分别为（）。A、内力B、位移C、挠度D、转角72.如图所示，在绞盘作用下质量为m的重物A以速度v0下降，设钢绳的刚性系数为k，质量不计。求当钢绳的上端突然被卡死时钢绳的最大拉力。 73.如何校核压杆的稳定性？74.一般情况下，梁受弯曲后横截面上的内力是剪力和（）。75.危险截面是指（）。A、轴力大的截面B、尺寸小的截面C、应力大的截面D、尺寸大的截面第2卷一.参考题库(共75题)1.简述F1=F2式子的意义。2.静定结构的支座产生位移时，结构会产生（）。A、内力B、应力C、刚体位移D、变形3.外力解除后可消失的变形，称为（）4.剪切和挤压的应力分布十分复杂，工程实用计算假设其均匀分布。5.什么是转动惯量的平行移轴定理？6.求如图简支梁中点A处的挠度。 7.用位移法计算图示结构，并绘弯矩图。 8.冲击韧性的物理意义是什么？（）A、试样断裂过程中断面吸收的能量B、试样断裂过程中断面单位面积吸收的能量C、试样在冲击过程中受到的平均冲击力D、试样在冲击过程中受到的最大冲击力E、试样在冲击过程中产生的最大变形9.力的三要素是指：力的大小、力的方向和力的作用线。10.某地下工程混凝土与地下水中过量so42-的反应，造成混凝土破坏，该地下水对混凝土的腐蚀类型为（）A、结晶类B、分解类C、复合类D、一般酸性11.如图所示作定轴转动的刚体上某点A的速度、加速度均不等于零，则该刚体角速度大小增大时，θ角的取值范围为（） 12.作用于刚体上的力，均可（）到刚体上任一点，但必须同时一个（）。13.杆件在外力作用下，会产生变形，用来度量变形集度的量称为（）。A、应力B、内力C、外力D、应变14.横力弯曲梁，横截面上（）。A、仅有正应力B、仅有切应力C、既有正应力，又有切应力D、切应力很小，忽略不计15.力学上把物体处于（）状态称为平衡状态。A、静止状态B、匀速直线运动状态C、加速直线运动状态D、匀速圆周运动状态E、加速圆周运动状态16.试判断图中的FS，M图是否有错，若有错并改正错误。 17.度量力使物体绕某一点产生转动的物体量称为（）。A、力偶矩B、力臂C、力矩D、力偶18.判断下图的切应力的分布图是否正确 19.平面汇交力系的合成方法有两种，分别是（）。A、几何法B、算数法C、解析法D、综合法20.用位移法计算图示的刚架，并作弯矩图。 21.已知图示连续梁（a）的弯矩图（b），则A端剪力等于（）kN。 22.试列出图示梁的剪力方程和弯矩方程，画剪力图和弯矩图，并求出FS，max和Mmax。设q，l均为已知。  23.图示的大柔度压杆由弹性模量为E、直径为d的圆杆制成，该压杆的屈曲临界荷载为（）。 24.轴力最大的轴端，应力（）。A、一定大B、一定小C、可能最大，也可能最小D、一定不会最小25.已知F1=300N，F2=220N，两力作用于点O，大小、方向如图所示，试求两力在坐标轴上的投影。 26.平面平行力系的独立平衡只有两个，只能解出两个（）。27.如图所示，已知P=100N，F=500N，摩擦系数fs=0.3，求此时物体所受的摩擦力。 28.铸铁拉伸时，由于（）作用，试件沿（）截面断裂；低碳钢屈服时，在45°方向上出现滑移线，这是由（）引起的。29.题图上图的偏心受拉杆与下图的拉弯组合杆的变形及应力情况在（）的区域内是完全一样的。做出这一判断的理论依据是（）。 30.已知一平面任意力系可以简化为一个合力，问能否通过选择适当的简化中心，把力系简化为一个合力偶？反之，如果已知力系可以简化为一个合力偶，问能否通过选择适当的简化中心，把力系简化为一个合力？为什么？31.圆轴扭转时，横截面上同一圆周上各点的剪应力大小应是（）A、全不同B、全相同C、部分相同D、无法比较32.图示系统仅在直杆OA与小车接触的A点处存在摩擦，在保持系统平衡的前提下，逐步增加拉力T，则在此过程中，A处的法向反力（）。 A、越来越大B、越来越小C、保持不变D、不能确定33.撤去一个铰支座或撤去一个（）等于拆掉两个约束34.图示水平直角折杆如图所示，d、a和F为已知。试求AB段危险截面上的内力、危险点位置；按第三强度理论写出危险点的相当应力表达式。 35.横截面为正方形的杆件，受轴向拉伸时，若其它条件不变，横截面边长增加1倍，则杆件横截面上的正应力（）。A、将减少1倍B、将减少1/2C、将减少2/3D、将减少3/436.图示摇臂，承受载荷F1与F2作用，试确定轴销B的直径d。已知载荷F1=50kN，F2=35.4kN，许用切应力[η]=100MPa，许用挤压应力[σbs]=240MPa。 37.不能作为结构使用的是几何可变体系和（）体系。38.力偶在（）的坐标轴上的投影之和为零。A、任意B、正交C、与力垂直D、与力平行39.如图（a）所示，力F作用在长方体上，力的作用线位置如图所示。试计算：  （1）F在y轴上的投影；  （2）F在z轴上的投影；  （3）F对AB轴之矩。 40.图示液压升降装置，由平台和两个联动机构所组成，联动机构上的液压缸承受相等的力（图中只画了一副联动机构和一个液压缸）。连杆EDB和CG长均为2a，杆端装有滚轮B和C，杆AD铰结于EDB的中点。举起重量W的一半由图示机构承受。设W=9800N，a=0.7m，l=3.2m，求当θ=60°时保持平衡所需的液压缸的推力，并说明所得的结果与距离d无关。 41.力偶在任意轴上的投影都等于零。42.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态，称为（）43.图示点的应力状态，应力的单位为MPa，其主应力、最大切应力是（）。 A、AB、BC、CD、D44.梁的截面为T字型，Z轴通过横截面的形心，弯矩图如图所示，则有（）。 A、最大拉应力和最大压应力位于同一截面CB、最大拉应力位于截面C最大压应力位于截面DC、最大拉应力位于截面D最大压应力位于截面CD、最大拉应力和最大压应力位于同一截面D45.同一点的、位于两个互相垂直的面上且垂直于两面交线的两剪应力，其（）相等，其方向指向两面的交线或背离两面的交线。46.通常来说静定结构的影响线的形状特征是（）A、直线段组成B、曲线段组成C、直线曲线混合D、变形体虚位移图47.如图所示物体的受力图是否正确？如有错误如何改正？ 48.如图所示，A为离合器，开始时轮1具有角速度ωO，轮2静止。当离合器接合后，在摩擦力的作用下，轮2启动。已知轮1和轮2的转动惯量分别为J1和J2。求当离合器接合后，两轮共同的角速度。 49.图示外伸梁由铸铁制成，截面形状如图示。已知Iz=4500cm4，y1=7.14cm，y2=12.86cm，材料许用压应力[σc]=120MPa，许用拉应力[σt]=35MPa，a=1m。试求：按正应力强度条件确定梁截荷P。50.梁的横截面形状如图，q=5kN/m，a=1.5m，求梁中横截面上最大的拉应力。 51.轴向拉伸或压缩杆件中，ε为纵向线应变，ε'为横向线应变，μ为杆件材料的泊松比。则三者的关系可表示为（）。52.材料不同的两物块A和B叠放在水平面上，已知物块A重0.5kN，物块B重0.2kN，物块A、B间的摩擦系数f1=0.25，物块B与地面间的摩擦系数f2=0.2，拉动B物块所需要的最小力为（）。A、0.14kNB、0.265kNC、0.213kND、0.237kN53.图示齿轮齿条压力机在工作时，齿条BC作用在齿轮O上的力Fn=2kN，方向如图所示，压力角α0=20°，齿轮的节圆直径D=80mm。求齿间压力Fn对轮心点O的力矩。 54.砖夹的宽度为25cm，曲杆AGB与GCED在G点铰接。砖的重量为W，提砖的合力F作用在砖对称中心线上，尺寸如图所示。如砖夹与砖之间的摩擦因数fs=0.5，试问b应为多大才能把砖夹起（b是G点到砖块上所受正压力作用线的垂直距离）。 55.在工程设计中，构件不仅要满足强度、刚度和稳定性的要求，同时还必须符合美观方面的要求。56.图示装在外直径D=60mm空心圆柱上的铁道标志牌，所受最大风载p=2kPa，柱材料的许用应力[ζ]=60MPa。试按第四强度理论选择圆柱的内径d。  57.试判断图中的FS，M图是否有错，若有错并改正错误。 58.两定轴齿轮啮合传动时，其角速度与齿轮节圆半径成（）。A、正比B、反比C、无关D、指数关系59.画出图示物体系中物体D、销钉O、轮O的受力图。 60.在梁中，有集中力偶作用的截面上（）A、剪力有突变B、剪力为零C、弯矩有突变D、弯矩为零61.不列剪力方程和弯矩方程，画出图示各梁的剪力图和弯矩图，并求出FS，max和Mmax。 62.若平面汇交力系中的各力在任意两个互相不平行的轴上投影的代数和为零，则此平面汇交力系一定处于（）。A、平衡状态B、不平衡状态C、暂时平衡状态D、相对平衡状态63.利用空间一般力系的平衡方程可解出（）个未知量。A、2B、3C、4D、664.物体的受力效果取决于力的（）。A、大小、方向B、大小、作用点C、大小、方向、作用点D、方向、作用点65.图示多跨梁MB为（）} A、AB、BC、CD、D66.质点动力学基本方程为（）A、W=FSB、P=MVC、I=FTD、F=ma67.某悬臂吊车如图所示。最大起重荷载G=20kN，杆BC为Q235A圆钢，许用应力[σ]=120MPa。试按图示位置设计BC杆的直径d。 68.可以把力偶看作一个转动矢量，它仅对刚体产生（）效应。A、转动B、平动C、扭转D、弯曲69.图示一起重机，A、B、C处均为光滑铰链，水平梁AB的重量P=4kN，荷载F=10kN，有关尺寸如图所示，BC杆自重不计。试求杆BC所受的拉力和铰链A给杆AB的约束力。 70.将低碳钢改为优质高强度钢后，并不能提高（）压杆的承压能力。A、细长B、中长C、短粗D、非短71.梁上有均布荷载作用时，剪力图为（），弯矩图为（）。A、水平线；斜直线B、水平线；二次曲线C、斜直线；水平线D、斜直线；二次曲线72.荷载作用下，超静定结构的内力与各杆件刚度的（）值有关。73.在截面面积相同的情况下，空心圆轴比实心圆轴对圆心的极惯性矩大。74.最大静摩擦力比动滑动摩擦力（）。A、小B、大C、一样D、大一倍75.判断下图的切应力的分布图是否正确 第1卷参考答案一.参考题库1.参考答案：正确2.参考答案：D3.参考答案：4.参考答案：B5.参考答案：挠度相等；转角不等6.参考答案：7.参考答案：8.参考答案：9.参考答案：B10.参考答案：D11.参考答案：12.参考答案：不一定。例如，大小相等、方向相反，且作用在同一直线上的两个力的合力为零。13.参考答案：414.参考答案：15.参考答案：D16.参考答案：A17.参考答案：如下所示： 18.参考答案：19.参考答案：A20.参考答案：21.参考答案：22.参考答案：B23.参考答案：B24.参考答案：正确25.参考答案：B26.参考答案：A27.参考答案：28.参考答案：极限应力/σb29.参考答案：30.参考答案：由于杆BC作平移，故BC杆以及滑槽DE上所有点的速度相同。 选曲柄端A为动点，杆BC为动系。 动点A的绝对运动是以O点为中心的圆周运动，绝对速度方向沿圆周的切线；A点的相对运动为沿滑槽DE的直线运动，相对速度方向铅直向上；牵引运动为BC杆水平向右的直线运动。 由速度合成定理，可作出速度平行四边形，如图（b）所示。 由图中三角关系可求得BC杆的速度 31.参考答案：A32.参考答案：B33.参考答案：34.参考答案：35.参考答案：D36.参考答案：B37.参考答案：D38.参考答案：A,B,C39.参考答案：D40.参考答案：B41.参考答案：42.参考答案：如下所示。 43.参考答案：质心运动定理，是指质点系的质量与质心加速度的乘积等于作用于质点系外力的矢量和，即等于外力的主矢。如果作用在质点系上的外力主矢恒等于零，且开始时静止，则质心位置始终保持不变。44.参考答案：位移；超静定45.参考答案：46.参考答案：A47.参考答案：B48.参考答案：49.参考答案：