第20卷 圆轴扭转与直梁弯曲 江苏省（职教高考）机械类专业《机械基础考点双析卷》

编写说明：江苏省职教高考机械类《机械基础》考点双析卷专辑，依据《2025年江苏省中职职教高考专业综合理论考试大纲和专业基本技能考试标准》编写。“考点双析卷”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，是中职学校师生应对职教高考首轮复习教学的得力助手。 本专辑第20卷精准对标《2025年江苏省中职职教高考专业综合理论考试大纲和专业基本技能考试标准机械类专业基本技能考试标准》： （一）识记内容：圆轴扭转与直梁弯曲 江苏省机械类专业综合理论考试 《机械基础》 考点双析卷 第20卷 圆轴扭转与直梁弯曲 学生卷 时间：60分钟 总分：100分 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（本大题共12小题，每小题3分，共36分） 1．下图中轴的变形属于（   ） A．单纯扭转变形 B．单纯弯曲变形 C．扭转与弯曲的组合变形 D．拉伸与扭转的组合变形 2．下列关于圆轴扭转切应力表示正确的是（   ） A． B． C． D． 3．材料相同的两根圆轴，若传递的转矩相同，直径不同，且d=2dz，则两轴的最大切应力之比是（   ） A．1:4 B．1:8 C．4:1 D．8:1 4．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 5．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。 6．图示矩形截面直杆，右端固定，左端在杆的对称平面内作用有集中力偶，数值为M。关于固定端处横截面A－A上的内力分布，有四种答案，根据弹性体的特点，试分析哪一种答案比较合理。正确答案是（   ） A． B． C． D． 7．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 8．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 9．悬臂梁受力如图，其中（   ） A．AB是纯弯曲，BC是剪切弯曲 B．AB是剪切弯曲，BC是纯弯曲 C．全梁均是纯弯曲 D．全梁均为剪切弯曲 10．若有两根材质相同、长度相同但截面形状不同的梁（一根为工字形截面，一根为矩形截面），在相同的弯曲载荷作用下，哪根梁的整体变形相对更小（   ） A．工字形截面梁 B．矩形截面梁 C．两者变形一样大 D．无法确定 11．如图所示矩形截面采用两种放置方式，从弯曲正应力强度观点分析，图b放置方式的承截能力是图a放置方式的承载能力的（   ） A．2倍 B．4倍 C．6倍 D．8倍 12．对于一根圆形截面的梁，在发生弯曲变形时，若要降低梁内的最大正应力，以下哪种改变截面尺寸的方式更有效（   ） A．适当增大截面的直径 B．适当增加截面的周长，保持直径不变 C．只增加截面的厚度，保持外径不变 D．改变截面形状为矩形 二、多选题（本大题共4小题，每小题4分，共16分） 13．在进行组合变形（如弯扭组合）的强度计算时，以下哪两项是必须考虑的（   ） A．单独变形的强度条件 B．变形之间的相互影响导致的附加应力 C．构件的制造成本 D．构件的使用年限 14．在组合变形分析中，以下哪些策略是有效的？（   ） A．忽略次要变形，只考虑主要变形的影响。 B．将复杂载荷简化为等效的简单载荷。 C．直接应用单一基本变形的公式进行计算。 D．根据圣维南原理，忽略载荷作用点附近的局部应力集中。 15．为了提高杆件在扭转变形下的承载能力，可以采取哪些措施（   ） A．增大杆件的直径 B．改变杆件的截面形状以增加极惯性矩 C．选用弹性模量更高的材料 D．减小杆件受到的扭矩 16．下列方法中，能够提高抗扭能力的是（   ） A．提高抗扭截面系数 B．降低抗扭截面系数 C．提高最大扭矩 D．降低最大扭矩 三、填空题（本大题共6小题，每小题2分，共12分） 17．构件上随外力解除而消失的变形，称为 。 18．圆轴扭转变形时的内力是 。 19．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 。 20．圆轴扭转的受力特点是杆件两端受到 、 一对力偶的作用。 21．梁上各横截面内剪力为零、弯矩为常数时的弯曲变形，称为 。 22．如果梁上的全部外力均作用在梁的 平面内，且外力的作用线与梁的轴线 ，梁将发生平面弯曲。 四、简答题（本大题共6小题，每小题6分，共36分） 23．圆轴扭转时，其横截面上的切应力与梁纯弯曲时的弯曲正应力的分布规律是什么？各有什么特点？ 24．如图所示的悬管梁AB，在自由端A处作用有集中载荷F，试画出此梁的弯矩图，并指出最大弯矩值在该梁的什么位置。 25． 什么是梁?梁的基本形式有哪些？ 26． 直梁纯弯曲时横截面上产生的应力是怎么分布的？ 27． 什么是组合变形？举例说明。 28．提高梁抗弯强度的措施有哪些？ 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：江苏省职教高考机械类《机械基础》考点双析卷专辑，依据《2025年江苏省中职职教高考专业综合理论考试大纲和专业基本技能考试标准》编写。“考点双析卷”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，是中职学校师生应对职教高考首轮复习教学的得力助手。 本专辑第20卷精准对标《2025年江苏省中职职教高考专业综合理论考试大纲和专业基本技能考试标准机械类专业基本技能考试标准》： （一）识记内容：圆轴扭转与直梁弯曲 江苏省机械类专业综合理论考试 《机械基础》 考点双析卷 第20卷 圆轴扭转与直梁弯曲 学生卷 时间：60分钟 总分：100分 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（本大题共12小题，每小题3分，共36分） 1．下图中轴的变形属于（   ） A．单纯扭转变形 B．单纯弯曲变形 C．扭转与弯曲的组合变形 D．拉伸与扭转的组合变形 【答案】C 【详解】图中轴既受扭矩M作用，又受横向力F作用产生弯曲，属于扭转与弯曲的组合变形，因此选C。 2．下列关于圆轴扭转切应力表示正确的是（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】圆轴扭转时，横截面上某点的切应力与该点至圆心的距离成正比，圆心处的切应力为零，圆周上的切应力最大，切应力的方向与该点的半径垂直，切应力沿横截面半径呈线性分布。而在空心轴中，内部空心部分没有切应力。 3．材料相同的两根圆轴，若传递的转矩相同，直径不同，且d=2dz，则两轴的最大切应力之比是（   ） A．1:4 B．1:8 C．4:1 D．8:1 【答案】B 4．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 5．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。 6．图示矩形截面直杆，右端固定，左端在杆的对称平面内作用有集中力偶，数值为M。关于固定端处横截面A－A上的内力分布，有四种答案，根据弹性体的特点，试分析哪一种答案比较合理。正确答案是（   ） A． B． C． D． 【答案】C 7．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 8．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。 9．悬臂梁受力如图，其中（   ） A．AB是纯弯曲，BC是剪切弯曲 B．AB是剪切弯曲，BC是纯弯曲 C．全梁均是纯弯曲 D．全梁均为剪切弯曲 【答案】B 10．若有两根材质相同、长度相同但截面形状不同的梁（一根为工字形截面，一根为矩形截面），在相同的弯曲载荷作用下，哪根梁的整体变形相对更小（   ） A．工字形截面梁 B．矩形截面梁 C．两者变形一样大 D．无法确定 【答案】A 【详解】工字形截面的惯性矩相对同面积的矩形截面更大，而惯性矩越大，梁抵抗弯曲变形的能力越强，在相同载荷等条件下，变形就会更小。所以在这种情况下，工字形截面梁整体变形相对更小，答案选A。 11．如图所示矩形截面采用两种放置方式，从弯曲正应力强度观点分析，图b放置方式的承截能力是图a放置方式的承载能力的（   ） A．2倍 B．4倍 C．6倍 D．8倍 【答案】A 12．对于一根圆形截面的梁，在发生弯曲变形时，若要降低梁内的最大正应力，以下哪种改变截面尺寸的方式更有效（   ） A．适当增大截面的直径 B．适当增加截面的周长，保持直径不变 C．只增加截面的厚度，保持外径不变 D．改变截面形状为矩形 【答案】A 【详解】弯曲正应力与截面的抗弯截面系数有关，圆形截面梁增大直径能显著增大抗弯截面系数，从而更有效地降低最大正应力。增加周长、只改变厚度效果不如增大直径明显，改变形状涉及复杂受力变化，所以选A。 二、多选题（本大题共4小题，每小题4分，共16分） 13．在进行组合变形（如弯扭组合）的强度计算时，以下哪两项是必须考虑的（   ） A．单独变形的强度条件 B．变形之间的相互影响导致的附加应力 C．构件的制造成本 D．构件的使用年限 【答案】AB 14．在组合变形分析中，以下哪些策略是有效的？（   ） A．忽略次要变形，只考虑主要变形的影响。 B．将复杂载荷简化为等效的简单载荷。 C．直接应用单一基本变形的公式进行计算。 D．根据圣维南原理，忽略载荷作用点附近的局部应力集中。 【答案】ABD 15．为了提高杆件在扭转变形下的承载能力，可以采取哪些措施（   ） A．增大杆件的直径 B．改变杆件的截面形状以增加极惯性矩 C．选用弹性模量更高的材料 D．减小杆件受到的扭矩 【答案】AB 16．下列方法中，能够提高抗扭能力的是（   ） A．提高抗扭截面系数 B．降低抗扭截面系数 C．提高最大扭矩 D．降低最大扭矩 【答案】AD 三、填空题（本大题共6小题，每小题2分，共12分） 17．构件上随外力解除而消失的变形，称为 。 【答案】弹性变形 18．圆轴扭转变形时的内力是 。 【答案】扭矩 19．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 20．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 21．梁上各横截面内剪力为零、弯矩为常数时的弯曲变形，称为 。 【答案】纯弯曲 22．如果梁上的全部外力均作用在梁的 平面内，且外力的作用线与梁的轴线 ，梁将发生平面弯曲。 【答案】 纵向对称 垂直 四、简答题（本大题共6小题，每小题6分，共36分） 23．圆轴扭转时，其横截面上的切应力与梁纯弯曲时的弯曲正应力的分布规律是什么？各有什么特点？ 【答案】圆轴扭转横截面上切应力分布规律是：横截面上某点的切应力与该点至圆心的距离成正比。切应力在圆心处为零，圆周边上最大。纯弯曲正应力分布规律是：横截面上各点的正应力大小与该点到中性轴的距离成正比。在中性轴处正应力为零，离中性轴越远的截面上，正应力越大。 24．如图所示的悬管梁AB，在自由端A处作用有集中载荷F，试画出此梁的弯矩图，并指出最大弯矩值在该梁的什么位置。 【答案】取梁AB为研究对象，受力分析如下图，该力系为平面平行力系。 (2)    设用距左端A处距离为的任意截面将该梁截开，使用截面法求内力(弯矩)。 因固定端B处受力复杂，本题无须求出B处的约束反力，可直接取左段进行研究，求该截面上的内力。 （3）剪力图和弯矩图如下图所示: 剪力情况：由剪力方程可知为负值，是一 条纵坐标为一 的水平线， 弯矩情况：由弯矩方程可知是的一次函数，为负值，是一条斜直线， ，即最大弯矩值在固定端截面处。 结论：悬臂梁受一集中力的作用，最大弯矩值在固 定端截面处。 25．什么是梁?梁的基本形式有哪些？ 【答案】通常将只发生弯曲变形(或以弯曲变形为主)的杆件称为梁。 工程实际中,根据梁两端的支座将梁分为三种基本形式:简支梁、悬臂梁和外伸梁。 【解析】略 26．直梁纯弯曲时横截面上产生的应力是怎么分布的？ 【答案】沿截面宽度方向（离中性轴距离相同的各点）正应力相同；沿截面高度方向按直线规律变化，中性轴上各点正应力为零，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。 27．什么是组合变形？举例说明。 【答案】组合变形是指构件同时受两种或两种以上基本变形。 实例： ①旋紧的螺栓产生拉一扭组合变形； ②传动轴工作中产生弯曲一扭转组合变形； ③建筑边柱受力不沿柱子轴线，受到轴向压力与力偶的组合作用，为压缩一弯曲组合变形。 28．提高梁抗弯强度的措施有哪些？ 【答案】（1）降低最大弯矩； （2）选择合理的截面形状； （3）采用等强度梁。 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 $