《机械基础》模块2 直杆的基本变形 章节过关卷（高教版·第3版）（原卷版+解析版）

《机械基础》 模块2： 直杆的基本变形 时间：45分钟 总分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题(本大题共25小题，每小题2分，共50分) 在每小题列出的四个备选答案中，只有一个是符合题目要求的，错选、多选均无分。 1.几何尺寸相同的两根杆件，其弹性模量分别为E1=180GPa，E2=60GPa，在弹性变形的范围内两者的轴力相同，这时产生的应变的比值（ε1/ε2）应为 。（ ） A.1/3 B.1 C.2 D.3 【答案】A 【解析】根据Σ=Eε得，两者为反比例函数，故选A 2．一钢杆和一铝杆的长度、横截面积均相同，在受到相同的拉力作用时，铝杆的应力与钢杆的 。（ ） A．应力相同，但变形小于钢杆 B.应力、变形都小于钢杆 C.应力相同，但变形大于钢杆 D.应力、变形都大于钢杆 【答案】D 【解析】根据弹性模量不同，故应力应变不同。 3.一传动轴上主动轮的外力偶矩为M1，从动轮的外力偶矩为M2、M3，且M1=M2+M3，开始将主动轮安装在两从动轮中间，随后使主动轮和一从动轮位置调换，这样变动的结果会使传动轴内的最大扭矩 。 A.减小 B.增大 C.不变 D.变为零 【答案】B 【解析】此时外力偶矩增大。 4．改变矩心的位置，力矩的大小将(   )。 A．变大    B．变小 C．不变    D．变化，但不能确定变大还是变小 【答案】D 【解析】力矩与力臂与矩心的位置有关，矩心改变则力矩改变。 5．已知1、2、3、4为作用于刚体上的平面共点力系，其力矢关系如图所示为平行四边形，由此可知 （ ） A.力系可合成为一个力偶； B.力系可合成为一个力； C.力系简化为一个力和一个力偶； D.力系的合力为零，力系平衡。 【答案】D 【解析】根据平行四边形法则。 6.图所示的圆轴，用截面法求扭矩，无论取那一段作为研究对象，其同一截面的扭矩大小符号（ ）。 A.完全相同 B .正好相反 C .不能确定 【答案】A 【解析】 用截面法求扭矩，无论取哪一段作为研究对象，其同一截面的扭矩大小符号相同。 7.如图所示，梁AB上作用截荷F大小相同，但作用点位置和作用方式不同，图（ ）所示梁AB产生的弯矩最大。 【答案】D 【解析】略。 8.现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择合理的选择是（ ）。 A.①杆为铸铁，②杆为铸铁； B.①杆为铸铁，②杆为低碳钢； C.①杆为低碳钢，②杆为铸铁； D.①杆为低碳钢，②杆为低碳钢。 【答案】B 【解析】低碳钢抗拉伸，高碳钢抗压缩。 9.工程上常把延伸率大于5%的材料称为（ ）。 A.弹性材料 B.脆性材料 C.塑性材料 D.刚性材料 【答案】C 【解析】塑性材料定义，低于5%为脆性材料。 10.当一杆件两端受拉而处于平衡状态时，杆件内部的应力为（ ）。 A.剪应力　　 　B.挤压应力　 C.正应力　　 　D.切应力 【答案】C 【解析】杆件受拉内部为正应力。 11.矩形截面梁受弯曲变形，如果梁横截面的高度增加一倍时，则梁内的最大正应力为原来的多少倍？（ ） A.正应力为1/2倍 B.正应力为1/4倍 C.正应力为4倍 D.无法确定 【答案】B 【解析】略 12.同一材料制成的不等截面的杆件，两端受拉力或压力作用，应选择哪个截面以计算其应力进行强度校核（ ） A．截面面积最大截面 B．截面面积最小的截面 C．沿杆件长度方向上的中点处的截面 D．任意截面 【答案】B 【解析】截面积越小则应力越大，应力最大可以与许用应力进行比较来校核强度。 13.在铆钉的挤压实用计算中，挤压面积应取为（　　） A.实际的挤压面积 B.实际的接触面积 C.挤压面在垂直于挤压力的平面上的投影面积 D.挤压力分布的面积 【答案】B 【解析】挤压面为圆柱面的投影面积。 14.两根长度相同的圆轴，受相同的扭矩作用，第二根轴直径是第一根轴直径的两倍，则第一根轴与第二根轴最大切应力之比为（　　） A．2:1 B．4:1 C．8:1 D．16:1 【答案】D 【解析】抗扭截面系数是：即Wz=Iz/ymax。一般截面系数的符号为W，单位为毫米的三次方，截面的抗弯和抗扭强度与相应的截面系数成正比 15.长度为l的简支梁上作用了均布载荷q，根据剪力、弯矩和分布载荷间的微分关系，可以确定（　 　） A．剪力图为水平直线，弯矩图是抛物线 B．剪力图是抛物线，弯矩图是水平直线 C．剪力图是斜直线，弯矩图是抛物线 D．剪力图是抛物线，弯矩图是斜直线 【答案】C 【解析】略。 16. 等截面圆轴上装有四个皮带轮，则四种方案中最合理方案为 ( )。 A.将C轮与D轮对调； B.将B轮与D轮对调； C.将B轮与C轮对调； D.将B轮与D轮对调，然后再将B轮与C轮对调。 【答案】A 【解析】控制最大扭矩。 17.实心圆轴扭转，其他条件不变，如果圆轴的直径增大一倍，那么最大切应力与原来最大切应力之比是（ ）。 A．4 B．1/4 C．8 D．1/8 【答案】A 【解析】略。 18.实心圆轴扭转，其他条件不变，若要最大切应力变为原来的8倍，则轴的直径应变为原来的（ ）。 A.1╱2 B.不变 C.2倍 D.8倍 【答案】A 【解析】略。 19.图示空心圆轴扭转时，受扭矩T作用，其横截面切应力分布的正确表达应为（ ） 【答案】B 【解析】方向相同且经过圆环的中心。 20.梁剪切弯曲时，其横截面上 。（ ） A.只有正应力，无切应力 B.只有切应力，无正应力 C.既有正应力，又有切应力 D.既无正应力，也无切应力 【答案】B 【解析】剪切变形时梁的水平方向不受力。 21. 梁弯曲时，横截面的内力有（ ）。 A.拉力 B.压力 C .剪力 D.扭矩 【答案】C 【解析】梁弯曲时，横截面的内力有剪力和弯矩。 22.图所示AB杆两端受大小为F的力的作用，则杆内截面上的内力大小为（ ）。 A .F B .F/2 C .0 D .1 【答案】A 【解析】利用截面法求内力。 23．铸铁压缩时（ ） A.在与断口成45左右的斜面上断裂，是由最大正应力引起的破坏。 B.在横截面上断裂，是由最大正应力引起的破坏 C.在与轴线成45左右的斜面上断裂，是由最大切应力引起的破坏。 D.在横截面上断裂，是由最大切应力引起的破坏 【答案】A 【解析】略。 24.低碳钢试件拉伸至屈服时，下列结论正确的是（ ） A .应力和塑性变形显著增加，因而认为材料失效 B .应力和塑性变形显著增加，但不认为材料失效 C .应力不增加，塑性变形显著增加，因而认为材料失效 D .应力不增加，塑性变形显著增加，但不认为材料失效 【答案】C 【解析】低碳钢塑性变形即为材料失效，此时应力不增加，材料依然变形。 25.使材料丧失正常工作能力的应力称为极限应力，铸铁的极限应力是（ 　） A.比例极限σP B.弹性极限σe C.屈服极限σs D.强度极限σb 【答案】D 【解析】脆性材料的极限应力为强度极限。 二、选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 根据题干分析并判断下列各题。正确的填“√”，错误的填“×”。错选、多选或未选均无分。 ( )1.设两根受拉试件的横截面积、长度及载荷均相等，而材料不同，则它们的应力和应变均相同。 【答案】× 【解析】材料不同，则应变不同，弹性模量不同。 （ ）2.金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。 【答案】X 【解析】只有塑性材料才会有明显的屈服现象。 （ ）3.塑性材料和脆性材料在一定条件下可以相互转化。 【答案】X 【解析】只有塑性材料才会有明显的屈服现象。 （ ）4. 梁横截面上若有剪力，最好将梁设计成变截面梁。 【答案】√ 【解析】略。 （ ）5.杆件不同部位尽管作用若干外力，但因杆件是连续的，所以杆件的不同部位轴力都相同。 【答案】X 【解析】因不同阶段受力不同，故轴力也不同。 （ ）6.强度极限是衡量脆性材料的唯一强度指标。 【答案】√ 【解析】脆性材料无明显拉伸现象，失效为脆性断裂，属于强度极限。 （ ）7.应力是单位面积上的内力集度。 【答案】√ 【解析】略。 （ ）8.在材料相同、载荷相同的条件下，空心轴比实心轴省料。 【答案】√ 【解析】略。 （ ）9.当材料和横截面积相同时，与实心圆轴相比，空心圆轴的承载能力要大些。 【答案】X 【解析】空心圆轴的抗扭能力要比实心圆轴强 （ ）10.同一矩形梁选择不同的纵向对称平面，会得到不同的抗弯截面系数。 【答案】X 【解析】同一矩形梁的抗弯截面系数相同 三、填空题（本大题共3小题，每空1分，共10分） 1.直杆轴向拉伸时，用单位长度的轴向变形来表达其变形程度，称为纵向 。 【答案】线应变 【解析】略。 2.内力是外力作用引起的，不同的 引起不同的内力，轴向拉、压变形时的内力称为 。剪切变形时的内力称为 ，扭转变形时内力称为 ，弯曲变形时的内力称为 。 【答案】外力；轴力；剪力；扭矩；弯矩 【解析】略。 3.低碳钢拉伸过程经历了 、 、 、 四个阶段。 【答案】弹性变形；屈服；变形强化；缩颈与断裂 【解析】略。 四、简答题（本大题共3小题，共10分） 1. 塑性材料与脆性材料力学性质的主要区别(4分) 【答案】1.塑性材料有明显的屈服现象，而脆性材料则没有。 2.塑性材料的延伸率和截面收缩率都比脆性材料大 3.脆性材料的压缩强度极限远远大于拉伸 4.塑性材料适用于低碳钢结构件，脆性材料适用于高碳钢和铸铁等机床底座等。 【解析】略 2.什么是极限应力？塑性材料和脆性材料的失效形式分别是什么？（3分） 【答案】各种材料本身所能安全承受的最大应力 塑性材料的失效形式为屈服极限 脆性材料的失效形式为强度极限 【解析】略 3. 三根试件的 尺寸相同，但材料不同，其σ——ε曲线如图所示，试说明：（3分）ε （1）哪一种材料强度高。 （2）哪一种材料塑性好。 （3）哪一种材料刚度大。 【答案】a;b;c 【解析】略 五、计算题（本大题共2小题，共20分） 1．图所示，正方形截面简支梁，长l=4m，中点作用集中力F=3kN。若材料的许用应力[]=10MPa，试确定截面尺寸a。 【答案】略 【解析】略 2. 写出低碳钢拉伸实验时四个明显的变形阶段及每个阶段所对应的极限点。 变形阶段 极限点 备注 变形阶段排列顺序完全正确得1分，否则不得此1分 【答案】弹性变形，比例极限；屈服阶段，屈服极限；变形强化阶段，强度极限； 缩颈与断裂，无。 【解析】略 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 《机械基础》 模块2： 直杆的基本变形 时间：45分钟 总分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题(本大题共25小题，每小题2分，共50分) 在每小题列出的四个备选答案中，只有一个是符合题目要求的，错选、多选均无分。 1.几何尺寸相同的两根杆件，其弹性模量分别为E1=180GPa，E2=60GPa，在弹性变形的范围内两者的轴力相同，这时产生的应变的比值（ε1/ε2）应为 。（ ） A.1/3 B.1 C.2 D.3 2．一钢杆和一铝杆的长度、横截面积均相同，在受到相同的拉力作用时，铝杆的应力与钢杆的 。（ ） A．应力相同，但变形小于钢杆 B.应力、变形都小于钢杆 C.应力相同，但变形大于钢杆 D.应力、变形都大于钢杆 3.一传动轴上主动轮的外力偶矩为M1，从动轮的外力偶矩为M2、M3，且M1=M2+M3，开始讲主动轮安装在两从动轮中间，随后使主动轮和一从动轮位置调换，这样变动的结果会使传动轴内的最大扭矩 。 A.减小 B.增大 C.不变 D.变为零 4．改变矩心的位置，力矩的大小将(   )。 A．变大    B．变小 C．不变    D．变化，但不能确定变大还是变小 5．已知1、2、3、4为作用于刚体上的平面共点力系，其力矢关系如图所示为平行四边形，由此可知 。（ ） A.力系可合成为一个力偶； B.力系可合成为一个力； C.力系简化为一个力和一个力偶； D.力系的合力为零，力系平衡。 6.图所示的圆轴，用截面法求扭矩，无论取那一段作为研究对象，其同一截面的扭矩大小符号（ ）。 A.完全相同 B .正好相反 C .不能确定 7.如图所示，梁AB上作用截荷F大小相同，但作用点位置和作用方式不同，图（ ）所示梁AB产生的弯矩最大。 8.现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择合理的选择是（ ）。 A.①杆为铸铁，②杆为铸铁； B.①杆为铸铁，②杆为低碳钢； C.①杆为低碳钢，②杆为铸铁； D.①杆为低碳钢，②杆为低碳钢。 9.工程上常把延伸率大于5%的材料称为（ ）。 A.弹性材料 B.脆性材料 C.塑性材料 D.刚性材料 10.当一杆件两端受拉而处于平衡状态时，杆件内部的应力为（ ）。 A.剪应力　　 　B.挤压应力　 C.正应力　　 　D.切应力 11.矩形截面梁受弯曲变形，如果梁横截面的高度增加一倍时，则梁内的最大正应力为原来的多少倍？（ ） A.正应力为1/2倍 B.正应力为1/4倍 C.正应力为4倍 D.无法确定 12.同一材料制成的不等截面的杆件，两端受拉力或压力作用，应选择哪个截面以计算其应力进行强度校核（ ） A．截面面积最大截面 B．截面面积最小的截面 C．沿杆件长度方向上的中点处的截面 D．任意截面 13.在铆钉的挤压实用计算中，挤压面积应取为（　　） A.实际的挤压面积 B.实际的接触面积 C.挤压面在垂直于挤压力的平面上的投影面积 D.挤压力分布的面积 14.两根长度相同的圆轴，受相同的扭矩作用，第二根轴直径是第一根轴直径的两倍，则第一根轴与第二根轴最大切应力之比为（　　）。 A．2:1 B．4:1 C．8:1 D．16:1 15.长度为l的简支梁上作用了均布载荷q，根据剪力、弯矩和分布载荷间的微分关系，可以确定（　 　）。 A．剪力图为水平直线，弯矩图是抛物线 B．剪力图是抛物线，弯矩图是水平直线 C．剪力图是斜直线，弯矩图是抛物线 D．剪力图是抛物线，弯矩图是斜直线 16. 等截面圆轴上装有四个皮带轮，则四种方案中最合理方案为 ( )。 A.将C轮与D轮对调； B.将B轮与D轮对调； C.将B轮与C轮对调； D.将B轮与D轮对调，然后再将B轮与C轮对调。 17.实心圆轴扭转，其他条件不变，如果圆轴的直径增大一倍，那么最大切应力与原来最大切应力之比是（ ）。 A．4 B．1/4 C．8 D．1/8 18.实心圆轴扭转，其他条件不变，若要最大切应力变为原来的8倍，则轴的直径应变为原来的（ ）。 A.1╱2 B.不变 C.2倍 D.8倍 19.图示空心圆轴扭转时，受扭矩T作用，其横截面切应力分布的正确表达应为（ ）。 20.梁剪切弯曲时，其横截面上 。（ ） A.只有正应力，无切应力 B.只有切应力，无正应力 C.既有正应力，又有切应力 D.既无正应力，也无切应力 21. 梁弯曲时，横截面的内力有（ ）。 A.拉力 B.压力 C .剪力 D .扭矩 22.图所示AB杆两端受大小为F的力的作用，则杆内截面上的内力大小为（ ）。 A .F B .F/2 C .0 D .1 23．铸铁压缩时（ ） A.在与断口成45左右的斜面上断裂，是由最大正应力引起的破坏。 B.在横截面上断裂，是由最大正应力引起的破坏 C.在与轴线成45左右的斜面上断裂，是由最大切应力引起的破坏。 D.在横截面上断裂，是由最大切应力引起的破坏 24.低碳钢试件拉伸至屈服时，下列结论正确的是（ ） A .应力和塑性变形显著增加，因而认为材料失效 B .应力和塑性变形显著增加，但不认为材料失效 C .应力不增加，塑性变形显著增加，因而认为材料失效 D .应力不增加，塑性变形显著增加，但不认为材料失效 25.使材料丧失正常工作能力的应力称为极限应力，铸铁的极限应力是（ 　） A.比例极限σP B.弹性极限σe C.屈服极限σs D.强度极限σb 二、选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 根据题干分析并判断下列各题。正确的填“√”，错误的填“×”。错选、多选或未选均无分。 ( )1.设两根受拉试件的横截面积、长度及载荷均相等，而材料不同，则它们的应力和应变均相同。 （ ）2.金属材料在拉伸试验时都会出现显著的屈服现象。 （ ）3.塑性材料和脆性材料在一定条件下可以相互转化。 （ ）4. 梁横截面上若有剪力，最好将梁设计成变截面梁。 （ ）5.杆件不同部位尽管作用若干外力，但因杆件是连续的，所以杆件的不同部位轴力都相同。 （ ）6.强度极限是衡量脆性材料的唯一强度指标。 （ ）7.应力是单位面积上的内力集度。 （ ）8.在材料相同、载荷相同的条件下，空心轴比实心轴省料。 （ ）9.当材料和横截面积相同时，与实心圆轴相比，空心圆轴的承载能力要大些。 （ ）10.同一矩形梁选择不同的纵向对称平面，会得到不同的抗弯截面系数。 三、填空题（本大题共3小题，每空1分，共10分） 1.直杆轴向拉伸时，用单位长度的轴向变形来表达其变形程度，称为纵向 。 2.内力是外力作用引起的，不同的 引起不同的内力，轴向拉、压变形时的内力称为 。剪切变形时的内力称为 ，扭转变形时内力称为 ，弯曲变形时的内力称为 。 3.低碳钢拉伸过程经历了 、 、 、 四个阶段。 四、简答题（本大题共3小题，共10分） 1. 塑性材料与脆性材料力学性质的主要区别(4分) 2.什么是极限应力？塑性材料和脆性材料的失效形式分别是什么？（3分） 3. 三根试件的 尺寸相同，但材料不同，其σ——ε曲线如图所示，试说明：（3分） （1）哪一种材料强度高。ε （2）哪一种材料塑性好。 （3）哪一种材料刚度大。 五、计算题（本大题共2小题，共20分） 1．图所示，正方形截面简支梁，长l=4m，中点作用集中力F=3kN。若材料的许用应力[]=10MPa，试确定截面尺寸a。 2. 写出低碳钢拉伸实验时四个明显的变形阶段及每个阶段所对应的极限点。 变形阶段 极限点 备注 变形阶段排列顺序完全正确得1分，否则不得此1分 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$