第15卷-圆轴扭转-河北省对口招生机械类专业《机械基础考点双析卷》

编写说明：河北省普通高等学校对口招生《机械基础考点双析卷》，依据《2025年河北省普通高等学校对口招生机械类专业考试大纲》（以下简称考纲）编写。“考点双析”即围绕一个考点，一份是老师的讲解卷一份是学生的练习卷。助力师生构建 “讲练结合” 的学习闭环，特别适用于第一轮高考复习教学。 本专辑第15、第16卷精准对标考纲，知识模块（一）.机械基础： 三、材料力学：6．掌握圆轴扭转受力、变形特点，了解圆轴扭转内力计算；7．掌握圆轴扭转应力分布规律。 河北省对口招生机械类专业 《机械基础考点双析卷》第15卷 圆轴扭转 老师讲解卷 一、单选题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1．圆轴扭转变形时，合理安排轴的受力情况的目的是（   ） A．提高抗扭截面系数 Wt B．降低抗扭截面系数 Wt C．提高最大扭矩Mt D．降低最大扭矩 Mt 2．杆件上的各个横截面都绕其轴线发生相对转动，这种变形称为（   ） A．拉伸 B．压缩 C．剪切 D．扭转 3．下列说法正确的是（   ） A．圆轴扭转时，横截面上的切应力从轴心到轴边缘越来越大。 B．圆轴扭转时,横截面上的最大切应力发生在圆心处。 C．梁弯曲变形时,横截面上的最大正应力发生在中性轴上。 D．梁弯曲变形时,横截面上的最大切应力发生在离中性轴最远点。 4．在图示受扭圆轴横截面上的剪应力分布图中，正确答案是（   ） A． B． C． D． 5．使一实心圆轴受扭转的外力偶的力偶矩为M，按强度条件设计的直径为D，当外力偶矩增 大为2M时，直径应增大为（   ） A．1.89D B．1.26D C．1.414D D．2D 6．汽车的万向传动轴（忽略重力）的内力（   ） A．弯矩 B．扭矩 C．剪力 D．轴力 7．如图所示各截面上，与扭矩正确对应的切应力分布图是（     ） A．B．C．D． 8．下列结构中正确的是（     ） A．圆轴扭转时，横截面上有正应力，其大小与截面直径有关 B．圆轴扭转时，横截面上既有正应力，也有切应力，其大小与截面直径有关 C．圆轴扭转时，横截面上只有切应力，其大小与截面直径有关 D．圆轴扭转时，横截面上只有切应力，其方向沿截面上的径向 9．圆轴扭转时，其扭转刚度与什么因素有关（   ） A．材料的弹性模量 B．截面的形状 C．杆件的长度 D．所有上述因素 10．直杆发生扭转变形时，横截面上的内力称为（   ） A．剪力 B．弯矩 C．正应力 D．扭矩 11．提高抗扭能力的措施为（   ） A．提高扭矩 B．降低扭矩，提高截面抗扭系数 C．任意布置受力位置 D．相同扭矩，抗扭能力相同 12．影响圆轴扭转角大小的因素是（   ） A．扭矩、材料、轴长 B．扭矩、轴长、抗扭刚度 C．扭矩、材料、截面尺寸 D．扭矩、轴长、截面尺寸 13．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（   ） A．B．C．D． 14．关于圆轴扭转时，应力的公布规律，下列说法正确的是（   ） A．圆轴截面上切应力与所在圆周半径成正比 B．任一点切应力都相等 C．在圆心处正应力最大 D．在半径最大处正应力最大 15．圆轴扭转时，同一截面上各点的切应力大小（   ） A．完全相同 B．完全不同 C．部分相同 D．都不对 16．根据圆轴扭转的平面假设，可以认为圆轴扭转时其横截面（   ） A．形状尺寸不变，直径仍为直线； B．形状尺寸改变，直径仍为直线； C．形状尺寸不变，直径不为直线； D．形状尺寸改变，直径不为直线。 17．当一杆件只产生扭转变形时，杆件内部的应力为（   ） A．剪应力 B．挤压应力 C．正应力 D．正应力和剪应力均有 18．某传动轴转速n=250r/min,此轴上轮C输入功率为P=150KW，轮A，B的输出功率PA=50KW，PB=100KW，为使轴横截面上的最大扭矩最小，轴上三个轮子布置从左至右应按顺序 排比较合理。（   ） A．A,C,B B．A,B,C C．B,A,C D．C,B,A 19．当圆轴传递的功率不变时（   ） A．改变轴转速能改变扭矩大小 B．改变轴转速对轴强度没有影响 C．减少轴转速，轴扭矩减少 D．减少轴转速增加刚度 20．机械传动轴产生的变形主要是（   ） A．拉压 B．扭转 C．剪切 D．弯曲 二、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 21．构件上随外力解除而消失的变形，称为 。 22．圆轴转速 n和传递功率 N，以及转动力偶矩M的关系式为 ，其中N的单位是 ，M的单位是 。 23．圆轴扭转的受力特点是杆件两端受到 、 一对力偶的作用。 24．圆轴扭转时的变形特点是其横截面 。 25．在力学中，将作用在同一物体上的两个大小相等、方向相反、不共线的平行力称为 。 三、判断题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 26．圆轴扭转危险截面一定是扭矩和横截面积均达到最大值的截面( ) 27．在圆轴传递功率不变时，增大轴的转速，轴受到的扭矩变大。( ) 28．当圆轴传递的功率不变时，改变轴的转速，对轴的强度条件和刚度条件均有影响。( ) 29．横截面积相同的空心轴与实心轴相比，若承受相同的载荷，空心圆轴的最大切应力的数值较大。( ) 30．圆轴扭转的强度校核，一般只用校核轴上任选一截面的最大应力。( ) 四、简答题（本大题共2小题，每小题5分，共10分） 31．写出圆轴扭转变形时切应力分布规律 32．圆轴扭转和直梁弯曲的变形特点各是什么？ 五、分析计算题（本大题10分） 33．如图所示为矩形截面的悬臂梁，在B端受力F作用。已知b=200mm，h=600mm，l=6000mm，梁的许用应力[6]=120MPa，完成下面小题。 (1)计算最大弯矩值Mwmax。 (2)计算抗弯截面系数Wz。 (3)计算许可载荷F。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 编写说明：河北省普通高等学校对口招生《机械基础考点双析卷》，依据《2025年河北省普通高等学校对口招生机械类专业考试大纲》（以下简称考纲）编写。“考点双析”即围绕一个考点，一份是老师的讲解卷一份是学生的练习卷。助力师生构建 “讲练结合” 的学习闭环，特别适用于第一轮高考复习教学。 本专辑第15、第16卷精准对标考纲，知识模块（一）.机械基础： 三、材料力学：6．掌握圆轴扭转受力、变形特点，了解圆轴扭转内力计算；7．掌握圆轴扭转应力分布规律。 河北省对口招生机械类专业 《机械基础考点双析卷》第15卷 圆轴扭转 老师讲解卷 一、单选题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1．圆轴扭转变形时，合理安排轴的受力情况的目的是（   ） A．提高抗扭截面系数 Wt B．降低抗扭截面系数 Wt C．提高最大扭矩Mt D．降低最大扭矩 Mt 【答案】D 2．杆件上的各个横截面都绕其轴线发生相对转动，这种变形称为（   ） A．拉伸 B．压缩 C．剪切 D．扭转 【答案】D 3．下列说法正确的是（   ） A．圆轴扭转时，横截面上的切应力从轴心到轴边缘越来越大。 B．圆轴扭转时,横截面上的最大切应力发生在圆心处。 C．梁弯曲变形时,横截面上的最大正应力发生在中性轴上。 D．梁弯曲变形时,横截面上的最大切应力发生在离中性轴最远点。 【答案】A 【详解】圆轴横截面上任一点的切应力与该点所在圆周的半径成正比,最大切应力在外边缘处(半径最大处)。梁弯曲变形时，离中性轴最远的点正应力最大，正应力与该点到中性轴的距离成正比，而非切应力。 4．在图示受扭圆轴横截面上的剪应力分布图中，正确答案是（   ） A． B． C． D． 【答案】D 5．使一实心圆轴受扭转的外力偶的力偶矩为M，按强度条件设计的直径为D，当外力偶矩增 大为2M时，直径应增大为（   ） A．1.89D B．1.26D C．1.414D D．2D 【答案】B 6．汽车的万向传动轴（忽略重力）的内力（   ） A．弯矩 B．扭矩 C．剪力 D．轴力 【答案】B 7．如图所示各截面上，与扭矩正确对应的切应力分布图是（     ） A．B．C．D． 【答案】C 【详解】圆转扭转时，截面上的内力叫扭矩，是一个力偶矩，这个力偶矩是由切应力形成的，所以切应力形成的力偶矩必须与扭矩方向一致。A图中，切应力形成的力偶转向与扭矩的转向相反，故A错；B图和D图中两侧的应力形成的力偶矩为0，而扭矩不为0，故B和D错；C图中切应力形成的力偶矩为逆时针，与图示扭矩转向相同，故C正确。 8．下列结构中正确的是（     ） A．圆轴扭转时，横截面上有正应力，其大小与截面直径有关 B．圆轴扭转时，横截面上既有正应力，也有切应力，其大小与截面直径有关 C．圆轴扭转时，横截面上只有切应力，其大小与截面直径有关 D．圆轴扭转时，横截面上只有切应力，其方向沿截面上的径向 【答案】C 【详解】圆轴扭转时截面上的应力分布规律：圆轴扭转时，截面上只有切应力，没有正应力；横截面上任意点的切应力大小与该点所在圆周的半径大小成正比，方向与过该点的半径垂直；切应力最大处发生在半径最大处。 9．圆轴扭转时，其扭转刚度与什么因素有关（   ） A．材料的弹性模量 B．截面的形状 C．杆件的长度 D．所有上述因素 【答案】D 【详解】圆轴的扭转刚度与材料的弹性模量、截面的形状以及杆件的长度都有关系。 10．直杆发生扭转变形时，横截面上的内力称为（   ） A．剪力 B．弯矩 C．正应力 D．扭矩 【答案】D 11．提高抗扭能力的措施为（   ） A．提高扭矩 B．降低扭矩，提高截面抗扭系数 C．任意布置受力位置 D．相同扭矩，抗扭能力相同 【答案】B 12．影响圆轴扭转角大小的因素是（   ） A．扭矩、材料、轴长 B．扭矩、轴长、抗扭刚度 C．扭矩、材料、截面尺寸 D．扭矩、轴长、截面尺寸 【答案】B 13．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（   ） A．B．C．D． 【答案】B 【详解】方向相同且经过圆环的中心。 14．关于圆轴扭转时，应力的公布规律，下列说法正确的是（   ） A．圆轴截面上切应力与所在圆周半径成正比 B．任一点切应力都相等 C．在圆心处正应力最大 D．在半径最大处正应力最大 【答案】D 15．圆轴扭转时，同一截面上各点的切应力大小（   ） A．完全相同 B．完全不同 C．部分相同 D．都不对 【答案】A 16．根据圆轴扭转的平面假设，可以认为圆轴扭转时其横截面（   ） A．形状尺寸不变，直径仍为直线； B．形状尺寸改变，直径仍为直线； C．形状尺寸不变，直径不为直线； D．形状尺寸改变，直径不为直线。 【答案】A 17．当一杆件只产生扭转变形时，杆件内部的应力为（   ） A．剪应力 B．挤压应力 C．正应力 D．正应力和剪应力均有 【答案】A 18．某传动轴转速n=250r/min,此轴上轮C输入功率为P=150KW，轮A，B的输出功率PA=50KW，PB=100KW，为使轴横截面上的最大扭矩最小，轴上三个轮子布置从左至右应按顺序 排比较合理。（   ） A．A,C,B B．A,B,C C．B,A,C D．C,B,A 【答案】A 【详解】扭矩的基本计算公式为：T=9550P /n其中： T 表示扭矩，单位为牛米（Nm） P表示功率，单位为千瓦（kW） n 表示转速，单位为每分钟转数（r/min） 轮(A)的扭矩T=1910 轮(B)的扭矩T=3820 轮(C)的扭矩T=5730 为使轴横截面上的最大扭矩最小，轴上三个轮子布置从左至右应按顺序A,C,B排比较合理。 19．当圆轴传递的功率不变时（   ） A．改变轴转速能改变扭矩大小 B．改变轴转速对轴强度没有影响 C．减少轴转速，轴扭矩减少 D．减少轴转速增加刚度 【答案】A 【详解】轴的转速n、转矩M和功率P的关系是，功率不变时，改变轴的转速能改变扭矩的大小，A正确；扭转的强度校核公式是，改变转速能改变转矩，扭矩也随之改变，最大切应力也会变，所以改变轴的转速对轴的强度有影响，B错；功率不变，扭矩与转速成反比，C错；功率不变，减小转速，扭矩增大，最大切应力也增大，轴的刚度降低，故D错。 20．机械传动轴产生的变形主要是（   ） A．拉压 B．扭转 C．剪切 D．弯曲 【答案】B 【详解】轴按所受载荷的性质分为心轴、传动轴和转轴。以扭转变形为主要变形的轴称为传动轴 二、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 21．构件上随外力解除而消失的变形，称为 。 【答案】弹性变形 22．圆轴转速 n和传递功率 N，以及转动力偶矩M的关系式为 ，其中N的单位是 ，M的单位是 。 【答案】 r/min 牛·米 23．圆轴扭转的受力特点是杆件两端受到 、 一对力偶的作用。 【答案】 大小相等 方向相反的 24．圆轴扭转时的变形特点是其横截面 。 【答案】绕轴线发生相对转动 25．在力学中，将作用在同一物体上的两个大小相等、方向相反、不共线的平行力称为 。 【答案】力偶 三、判断题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 26．圆轴扭转危险截面一定是扭矩和横截面积均达到最大值的截面( ) 【答案】错误 27．在圆轴传递功率不变时，增大轴的转速，轴受到的扭矩变大。( ) 【答案】正确 28．当圆轴传递的功率不变时，改变轴的转速，对轴的强度条件和刚度条件均有影响。( ) 【答案】错误 【详解】           ，当圆轴传递的功率不变时，改变轴的转速，会改变扭矩，           ，转矩改变，最大切应力改变，对轴的强度条件和刚度条件均有影响。 29．横截面积相同的空心轴与实心轴相比，若承受相同的载荷，空心圆轴的最大切应力的数值较大。( ) 【答案】错误 【详解】横截面积相同的空心轴与实心轴相比，空心轴的抗扭截面模量大，，承受相同的载荷，最大切应力小。 30．圆轴扭转的强度校核，一般只用校核轴上任选一截面的最大应力。( ) 【答案】错误 【详解】圆轴扭转的强度校核，需要校核危险截面上的最大切应力。危险截面即最大切应力最大的截面。  ，每个截面上的最大切应力与扭矩和抗扭截面系数有关。 四、简答题（本大题共2小题，每小题5分，共10分） 31．写出圆轴扭转变形时切应力分布规律 【答案】圆轴扭转时横截面上任意点的切应力与改点所在圆周半径成正比，方向与过改点的半径垂直，切应力最大处发生在半径最大处。 32．圆轴扭转和直梁弯曲的变形特点各是什么？ 【答案】圆轴扭转的变形特点是各横截面绕轴线发生相对转动；而弯曲直梁的变形特点是梁的轴线由直线变成曲线。 五、分析计算题（本大题10分） 33．如图所示为矩形截面的悬臂梁，在B端受力F作用。已知b=200mm，h=600mm，l=6000mm，梁的许用应力[6]=120MPa，完成下面小题。 (1)计算最大弯矩值Mwmax。 (2)计算抗弯截面系数Wz。 (3)计算许可载荷F。 【答案】(1) (2) (3) 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$