专升本结构力学b试题及答案

专升本结构力学b试题及答案姓名：____________________

一、选择题（每题2分，共20分）

1.下列关于结构力学中静定结构的说法，正确的是（）。

A.静定结构的内力可以由平衡方程直接求解

B.静定结构的位移不能由平衡方程直接求解

C.静定结构的内力和位移均不能由平衡方程直接求解

D.静定结构的内力和位移均可以由平衡方程直接求解

2.杆件在受力后，如果其轴线在变形后仍然保持直线，则该杆件发生的是（）。

A.弯曲变形

B.压缩变形

C.扭转变形

D.扭曲变形

3.在平面力系中，若各力的矢量和为零，则该力系是（）。

A.平衡力系

B.非平衡力系

C.平行力系

D.非平行力系

4.下列关于结构力学中杆件截面惯性矩的说法，正确的是（）。

A.惯性矩与杆件的长度成正比

B.惯性矩与杆件的截面面积成正比

C.惯性矩与杆件的截面形状无关

D.惯性矩与杆件的截面形状有关

5.在结构力学中，下列关于弯矩图的说法，正确的是（）。

A.弯矩图是表示结构中各点弯矩大小的图形

B.弯矩图是表示结构中各点剪力大小的图形

C.弯矩图是表示结构中各点轴力大小的图形

D.弯矩图是表示结构中各点挠度大小的图形

6.在结构力学中，下列关于剪力图的说法，正确的是（）。

A.剪力图是表示结构中各点剪力大小的图形

B.剪力图是表示结构中各点弯矩大小的图形

C.剪力图是表示结构中各点轴力大小的图形

D.剪力图是表示结构中各点挠度大小的图形

7.在结构力学中，下列关于轴力图的说法，正确的是（）。

A.轴力图是表示结构中各点轴力大小的图形

B.轴力图是表示结构中各点剪力大小的图形

C.轴力图是表示结构中各点弯矩大小的图形

D.轴力图是表示结构中各点挠度大小的图形

8.在结构力学中，下列关于挠度图的说法，正确的是（）。

A.挠度图是表示结构中各点挠度大小的图形

B.挠度图是表示结构中各点轴力大小的图形

C.挠度图是表示结构中各点剪力大小的图形

D.挠度图是表示结构中各点弯矩大小的图形

9.下列关于结构力学中荷载作用点的说法，正确的是（）。

A.荷载作用点可以在结构的任意位置

B.荷载作用点必须在结构的支座处

C.荷载作用点必须在结构的节点处

D.荷载作用点必须在结构的铰接处

10.在结构力学中，下列关于荷载传递的说法，正确的是（）。

A.荷载只能通过杆件传递

B.荷载只能通过铰接传递

C.荷载可以通过杆件、铰接和支座传递

D.荷载不能通过支座传递

二、填空题（每空1分，共10分）

1.结构力学中，杆件的变形主要有__________、__________和__________三种形式。

2.在结构力学中，若结构的内力图、剪力图和轴力图均为直线，则该结构为__________结构。

3.在结构力学中，若结构的位移图、挠度图和转角图均为直线，则该结构为__________结构。

4.在结构力学中，若结构的荷载图、支座反力图和内力图均为直线，则该结构为__________结构。

5.在结构力学中，若结构的内力图、剪力图和轴力图均为曲线，则该结构为__________结构。

6.在结构力学中，若结构的位移图、挠度图和转角图均为曲线，则该结构为__________结构。

7.在结构力学中，若结构的荷载图、支座反力图和内力图均为曲线，则该结构为__________结构。

8.在结构力学中，若结构的内力图、剪力图和轴力图均为折线，则该结构为__________结构。

9.在结构力学中，若结构的位移图、挠度图和转角图均为折线，则该结构为__________结构。

10.在结构力学中，若结构的荷载图、支座反力图和内力图均为折线，则该结构为__________结构。

三、计算题（每题10分，共30分）

1.已知一简支梁，长度为4m，在跨中受到一集中荷载F=10kN的作用，求梁在跨中点的最大弯矩。

2.已知一悬臂梁，长度为3m，在自由端受到一集中荷载F=20kN的作用，求梁在自由端点的最大弯矩。

3.已知一简支梁，长度为5m，在跨中受到一集中荷载F=15kN的作用，求梁在支座A处的最大剪力。

四、论述题（每题10分，共20分）

1.论述结构力学中静定结构与超静定结构的区别及其在实际工程中的应用。

2.论述结构力学中荷载作用点对结构内力分布的影响。

五、简答题（每题10分，共20分）

1.简述结构力学中杆件截面的惯性矩的概念及其计算方法。

2.简述结构力学中梁的内力图、剪力图和轴力图的绘制方法。

六、综合应用题（每题20分，共40分）

1.一简支梁，长度为6m，在跨中受到一集中荷载F=30kN的作用，已知梁的弹性模量为E=200GPa，截面的惯性矩为I=10cm^4，求梁在跨中点的最大挠度和最大转角。

2.一悬臂梁，长度为8m，在自由端受到一集中荷载F=25kN的作用，已知梁的弹性模量为E=210GPa，截面的惯性矩为I=15cm^4，求梁在自由端点的最大挠度和最大转角。

试卷答案如下：

一、选择题答案及解析：

1.A解析：静定结构的内力可以通过平衡方程直接求解，因为静定结构的约束反力与外力相等，内力分布与外力分布相对应。

2.C解析：扭转变形是指杆件在受力后，其轴线在变形后仍然保持直线，但产生扭角。

3.A解析：平衡力系是指各力的矢量和为零，即力的合成效果为零。

4.D解析：惯性矩与杆件的截面形状有关，不同形状的截面具有不同的惯性矩。

5.A解析：弯矩图是表示结构中各点弯矩大小的图形，反映了结构在荷载作用下的弯曲程度。

6.A解析：剪力图是表示结构中各点剪力大小的图形，反映了结构在荷载作用下的剪切效果。

7.A解析：轴力图是表示结构中各点轴力大小的图形，反映了结构在荷载作用下的轴向受力情况。

8.A解析：挠度图是表示结构中各点挠度大小的图形，反映了结构在荷载作用下的变形程度。

9.A解析：荷载作用点可以在结构的任意位置，但通常选择在节点或铰接处，以便于计算和分析。

10.C解析：荷载可以通过杆件、铰接和支座传递，是结构力学中荷载传递的基本方式。

二、填空题答案及解析：

1.弯曲变形、压缩变形、扭转变形

2.静定结构

3.静定结构

4.静定结构

5.超静定结构

6.超静定结构

7.超静定结构

8.超静定结构

9.超静定结构

10.超静定结构

三、计算题答案及解析：

1.解析：根据弯矩公式M=(F*l^2)/8，代入F=10kN，l=4m，计算得最大弯矩M=(10*4^2)/8=20kN·m。

2.解析：根据弯矩公式M=(F*l^2)/6，代入F=20kN，l=3m，计算得最大弯矩M=(20*3^2)/6=30kN·m。

3.解析：根据剪力公式V=(F*l)/2，代入F=15kN，l=5m，计算得最大剪力V=(15*5)/2=37.5kN。

四、论述题答案及解析：

1.解析：静定结构与超静定结构的区别在于约束条件和外力分布。静定结构的外力分布与内力分布相对应，而超静定结构的外力分布与内力分布不完全对应，需要通过附加约束来满足力的平衡条件。在实际工程中，静定结构通常用于简单结构，如梁、柱等；超静定结构则用于复杂结构，如框架、网架等。

2.解析：荷载作用点对结构内力分布有显著影响。荷载作用点靠近支座时，内力分布较为集中；荷载作用点靠近节点时，内力分布较为均匀。荷载作用点的位置和大小会影响结构的稳定性和安全性。

五、简答题答案及解析：

1.解析：杆件截面的惯性矩是衡量截面抵抗弯曲变形能力的物理量，其计算公式为I=∫y^2dA，其中y为距离截面形心的距离，dA为微元面积。

2.解析：梁的内力图、剪力图和轴力图的绘制方法如下：

-内力图：根据弯矩公式M=(F*l^2)/8，绘制弯矩图，其中F为集中荷载，l为梁的长度。

-剪力图：根据剪力公式V=(F*l)/2，绘制剪力图，其中F为集中荷载，l为梁的长度。

-轴力图：根据轴力公式N=F，绘制轴力图，其中F为集中荷载。

六、综合应用题答案及解析：

1.解析：根据弯矩公式M=(F*l^2)/8，代入F=30kN，l=6m，计算得最大弯矩M=(30*6^2)/8=90kN·m。根据挠度公式δ=(M*l^3)/(3*E*I)，代入M=90kN·m，l=6m，E=200GPa，I=10cm^4，计算得最大挠度δ=(90*6^3)/(3*200*10^9*10*10^-8)=0.003m。根据转角公式θ=(M*l)/(E*I)，代入M=90kN·m，l=6m，E=200GPa，I=10cm^4，计算得最大转角θ=(90*6)/(200*10^9*10*10^-8)=0.003rad。

2.解析：根据弯矩公式M=(F*l^2)/6，代入F=25kN，l=8m，计算得最大弯矩M=(25*8^2)/6=266.67kN·m。根据挠度公式δ=(M*l^3)/(3*E*I)，代入M=266.67kN·m，l=8m，E=210GPa