单元三 直杆轴向拉伸和压缩（2）《土木工程力学基础》（高教版·第3版）贵州省（高职院校分类考试）建筑类 单元过关卷

贵州省（高职院校分类考试）建筑类 《土木工程力学基础》（高教版·第3版） 单元三 直杆轴向拉伸和压缩（2） 单元过关卷 考试时间：90分钟 满分：100分 班级：             姓名：             学号：             成绩：             一、单项选择题（本大题共20小题，每小题3分，共60分） 1．已知一轴向拉杆，截取某一截面后，研究对象左侧受到的外力合力为 50 N，方向向右，则该截面的轴力为（ ） A．50N，方向向左 B．50N，方向向右 C．-50N，方向向左 D．-50N，方向向右 【答案】B 【详解】按题库题设及截面法平衡，截面轴力大小为 50 N，方向向右，故选 B。 2．已知一轴向拉杆横截面上的正应力为 80 MPa、轴力为 40 kN，则该杆件的横截面面积为（ ） A．0.5 mm² B．500 mm² C．50 mm² D．5 mm² 【答案】B 【详解】由 σ=N/A 得 A=N/σ＝²＝500 mm²。 3．在其他条件不变时，若受轴向拉伸的杆件长度增加一倍，则杆件横截面上的正应力将（ ） A．不变 B．增大 C．减小 D．以上都不对 【答案】A 【详解】在轴力和横截面面积不变时，σ=N/A，与杆长无关，因此杆长增加不改变正应力。 4．对于两根材料相同、长度相同的杆件，杆件A的横截面积是杆件B的2倍，在相同的轴向外力作用下，（ ） A．杆件A的纵向变形是杆件B的2倍 B．杆件A的纵向变形是杆件B的 C．杆件A的纵向变形与杆件B相同 D．无法确定 【答案】B 【详解】轴向变形。材料和杆长相同、外力相同时，截面积增大为 2 倍，纵向变形减小为原来的 。 5．在直杆的轴向拉伸中，若材料的弹性模量增大，则其刚度（ ） A．减小 B．增大 C．不变 D．不确定 【答案】B 【详解】轴向拉压刚度为 EA。材料的弹性模量 E 增大时，杆件抵抗轴向变形的能力增大。 6．直杆在轴向拉伸时，若材料的弹性模量E增加，则其纵向线应变（ ） A．减少 B．增加 C．保持不变 D．无法确定 【答案】A 【详解】在弹性范围内 ε=σ/E。轴力和截面面积不变时，E 增大，线应变减小。 7．如果一个轴向受拉构件的安全系数降低，其许用拉力将如何变化（ ） A．增加 B．减少 C．保持不变 D．根据具体情况而定 【答案】A 【详解】安全系数降低时，材料允许采用的工作应力提高；在截面不变时，许用拉力随之增加。 8．一圆杆受拉，在其弹性变形范围内，将直径增加一倍，则杆的相对变形将变为原来的______倍（ ） A． B． C．1 D．2 【答案】A 【详解】圆杆截面积 A 与直径 d 的平方成正比。直径增加为 2 倍，面积为原来的 4 倍；在相同轴力下，相对变形减小为原来的 。 9．轴向压缩变形可能发生在哪种结构中（ ） A．桥梁拉索 B．建筑柱子 C．传动轴 D．风力发电机叶片 【答案】B 【详解】建筑柱主要承受沿轴线方向的压力，属于轴向压缩构件。 10．在利用截面法求内力时，下列步骤正确的是（ ） A．截开 - 代替 - 平衡 B．平衡 - 截开 - 代替 C．代替 - 截开 - 平衡 D．截开 - 平衡 - 代替 【答案】A 【详解】截面法的基本步骤是：假想截开构件，用截面内力代替被切去部分的作用，再由平衡条件求内力，即“截开—代替—平衡”。 11．轴力图表示的是结构或构件上各个截面的（ ） A．弯曲程度 B．轴力大小 C．扭转角度 D．剪切力分布 【答案】B 【详解】轴力图用来表示构件各横截面上轴力的大小及其正负。 12．杆件在轴向外力作用下产生的变形是（ ） A．轴向伸长 B．轴向缩短 C．轴向伸长或缩短 D．以上都不是 【答案】C 【详解】杆件受轴向外力时，可能发生轴向伸长或轴向缩短，取决于受拉还是受压。 13．关于工作应力σ、极限应力 σu 、许用应力［σ]，以下说法正确的是（ ） A．σ＜σᵤ＜[σ] B．σ≤[σ]＜σᵤ C．σᵤ≤[σ]＜σ D．σᵤ＜σ＜[σ] 【答案】B 【详解】构件安全工作应满足工作应力 σ 不超过许用应力 [σ]，且许用应力小于材料极限应力 σᵤ，即 σ≤[σ]＜σᵤ。 14．杆件安全工作时允许的最大应力是（ ） A．极限应力 B．工作应力 C．剪应力 D．许用应力 【答案】D 【详解】许用应力是构件安全工作时允许采用的最大工作应力。 15．一轴向拉压杆，其许用应力为[σ]，工作应力为σ，极限应力为σ₀，安全系数为n，下列关系式正确的是（ ） A．σ₀＝n[σ] B．[σ]＝nσ₀ C．σ＝nσ₀ D．[σ]＝σ/n 【答案】A 【详解】安全系数 n＝σ₀/[σ]，所以 σ₀＝n[σ]。 16．下列关于弹性变形和塑性变形的说法，正确的是（ ） A．弹性变形是不可恢复的，塑性变形是可恢复的 B．所有材料在受力时都只会产生弹性变形 C．当外力超过一定限度后，材料会产生塑性变形 D．弹性变形和塑性变形可以同时发生在不同的材料上，但不会同时发生在同一种材料上 【答案】C 【详解】外力超过一定限度后，材料会由弹性变形进入塑性变形阶段。 17．一根杆件在轴向外力作用下产生了变形，当外力撤销后，杆件长度比原来短了一些，这说明杆件发生了（ ） A．完全弹性变形 B．完全塑性变形 C．部分弹性变形和部分塑性变形 D．不确定 【答案】C 【详解】卸载后杆件仍比原来短，说明存在残余变形；同时题干未说明完全不能恢复，故为部分弹性变形和部分塑性变形。 18．A、B两杆的材料、长度及横截面面积均相同，杆A所受轴力是杆B所受轴力的两倍，则△LA：△LB为（ ） A．0 B． C．1 D．2 【答案】D 【详解】由可知，材料、长度和横截面面积均相同时，纵向变形与轴力成正比。轴力为 2 倍，变形也为 2 倍。 19．如图所示，杆 1 为变截面圆杆，杆 2 为等截面圆杆。两杆材料和受力情况相同，下列结论中正确的是（ ） A．杆1的伸长长度小于杆2的伸长长度 B．杆1的伸长长度等于杆2的伸长长度 C．杆1的伸长长度为杆2的伸长长度的2.5倍 D．杆1的伸长长度为杆2的伸长长度的2倍 【答案】C 【详解】两杆材料和受力情况相同，但杆 1 为变截面杆，各段变形应按分段计算后相加；由图示尺寸计算，杆 1 的伸长量为杆 2 的 2.5 倍。 20．如图所示变截面轴向拉杆受力 F 作用。两杆的许用应力 [σ]=150 MPa，杆 1 的截面积 A₁=100 mm²，杆 2 的截面积 A₂=80 mm²。若要保证变截面杆满足强度要求，力 F 的大小为（ ） A．F≤12 kN B．F≥12 kN C．F≤15 kN D．F≥27 kN 【答案】A 【详解】两段杆的轴力均为 F，危险截面为面积较小的杆 2。由 F/A₂≤[σ] 得＝12 kN。 二、判断题（每小题 2 分，共 20 分。请在括号内正确的打 “A”，错误的打 “B”） 21．杆件在外力作用下发生变形，随着外力撤消即随之消失的变形称为弹性变形。（ ） 【答案】A 【详解】外力撤除后随之消失、构件能恢复原状的变形称为弹性变形。 22．对于脆性材料，极限应力是强度极限。（ ） 【答案】A 【详解】脆性材料通常以强度极限作为极限应力。 23．对于塑性材料，极限应力是强度极限。（ ） 【答案】B 【详解】塑性材料通常以屈服强度作为极限应力，而不是强度极限。 24．直杆受到轴向拉力时，若实际应力大于抗拉强度，则会发生拉伸断裂。（ ） 【答案】A 【详解】实际拉应力超过材料抗拉强度时，构件会发生拉伸断裂。 25．直杆在轴向拉伸或压缩时，内力的大小与杆的长度成正比。（ ） 【答案】B 【详解】轴力由截面一侧外力的平衡确定，与杆件长度无直接关系，因此该说法错误。 26．轴向受拉时，材料的截面积增大会导致单位面积的应力减少。（ ） 【答案】A 【详解】在轴力不变时，σ=N/A。横截面积增大，单位面积上的正应力减小。 27．直杆受到轴向拉力时，截面上的内力总是与拉力相等。（ ） 【答案】A 【详解】对于轴向受拉直杆，截面上的内力与外力平衡；在无其他轴向荷载时，截面轴力大小等于外拉力。 28．受轴向拉压的等截面直杆的危险截面是内力最大的截面。（ ） 【答案】A 【详解】等截面轴向拉压杆的截面积相同，正应力 σ=N/A 随轴力增大而增大，故轴力最大处为危险截面。 29．两根材料不同但横截面面积相同的轴向拉杆，在相同外力作用下，它们的轴力不同。（ ） 【答案】B 【详解】轴力由外力平衡决定；两根杆受相同外力且截面积相同时，即使材料不同，轴力也相同。 30．不同材料的杆件，在轴力和横截面积相同的情况下，横截面上的正应力大小不同。（ ） 【答案】B 【详解】由 σ=N/A 可知，轴力和横截面面积相同时，正应力与材料种类无关，故题述错误。 三、简答题（本大题共3小题，每小题4分，共12分） 31．简述强度计算的三种类型。 【答案】强度计算包括三类：①强度校核；②截面设计；③确定许可荷载。 【详解】强度计算的常见任务为强度校核、截面设计和确定许可荷载。 32．弹性变形与塑性变形概念。 【答案】弹性变形为可恢复变形，卸载后杆件可恢复原状；塑性变形为不可恢复变形，卸载后会保留残余变形。 【详解】弹性变形可恢复，塑性变形不可恢复并留下残余变形。 33．直杆在轴向拉伸或压缩时，如何提高其抗拉、压刚度？ 【答案】可通过增大杆件横截面面积 A，或选用弹性模量 E 较大的材料来提高轴向拉压刚度 EA。 【详解】轴向拉压刚度为 EA，增大 A 或增大 E 都能提高刚度、减小轴向变形。 四、综合题（本大题共1题，共8分） 34．图示等直杆受力情况如图所示，F₁＝10 kN，F₂＝40 kN，F₃＝55 kN，F₄＝25 kN，F₅＝20 kN。试求各段的轴力，并绘出轴力图。 【答案】取各段左侧部分为研究对象，按轴力拉为正、压为负：AB 段 N₁＝10 kN（拉）；BC 段 N₂＝50 kN（拉）；CD 段 N₃＝－5 kN（压）；DE 段 N₄＝20 kN（拉）。轴力图按上述数值分段绘制。 【详解】依次截取各段并列平衡方程，可得 N₁＝10 kN、N₂＝50 kN、N₃＝－5 kN、N₄＝20 kN。按正轴力画在基线一侧、负轴力画在另一侧，分段标注数值即可得到轴力图。 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 $ 贵州省（高职院校分类考试）建筑类 《土木工程力学基础》（高教版·第3版） 单元三 直杆轴向拉伸和压缩（2） 单元过关卷 考试时间：90分钟 满分：100分 班级：             姓名：             学号：             成绩：             一、单项选择题（本大题共20小题，每小题3分，共60分） 1．已知一轴向拉杆，截取某一截面后，研究对象左侧受到的外力合力为 50 N，方向向右，则该截面的轴力为（ ） A．50N，方向向左 B．50N，方向向右 C．-50N，方向向左 D．-50N，方向向右 2．已知一轴向拉杆横截面上的正应力为 80 MPa、轴力为 40 kN，则该杆件的横截面面积为（ ） A．0.5 mm² B．500 mm² C．50 mm² D．5 mm² 3．在其他条件不变时，若受轴向拉伸的杆件长度增加一倍，则杆件横截面上的正应力将（ ） A．不变 B．增大 C．减小 D．以上都不对 4．对于两根材料相同、长度相同的杆件，杆件A的横截面积是杆件B的2倍，在相同的轴向外力作用下，（ ） A．杆件A的纵向变形是杆件B的2倍 B．杆件A的纵向变形是杆件B的 C．杆件A的纵向变形与杆件B相同 D．无法确定 5．在直杆的轴向拉伸中，若材料的弹性模量增大，则其刚度（ ） A．减小 B．增大 C．不变 D．不确定 6．直杆在轴向拉伸时，若材料的弹性模量E增加，则其纵向线应变（ ） A．减少 B．增加 C．保持不变 D．无法确定 7．如果一个轴向受拉构件的安全系数降低，其许用拉力将如何变化（ ） A．增加 B．减少 C．保持不变 D．根据具体情况而定 8．一圆杆受拉，在其弹性变形范围内，将直径增加一倍，则杆的相对变形将变为原来的______倍（ ） A． B． C．1 D．2 9．轴向压缩变形可能发生在哪种结构中（ ） A．桥梁拉索 B．建筑柱子 C．传动轴 D．风力发电机叶片 10．在利用截面法求内力时，下列步骤正确的是（ ） A．截开 - 代替 - 平衡 B．平衡 - 截开 - 代替 C．代替 - 截开 - 平衡 D．截开 - 平衡 - 代替 11．轴力图表示的是结构或构件上各个截面的（ ） A．弯曲程度 B．轴力大小 C．扭转角度 D．剪切力分布 12．杆件在轴向外力作用下产生的变形是（ ） A．轴向伸长 B．轴向缩短 C．轴向伸长或缩短 D．以上都不是 13．关于工作应力σ、极限应力 σu 、许用应力［σ]，以下说法正确的是（ ） A．σ＜σᵤ＜[σ] B．σ≤[σ]＜σᵤ C．σᵤ≤[σ]＜σ D．σᵤ＜σ＜[σ] 14．杆件安全工作时允许的最大应力是（ ） A．极限应力 B．工作应力 C．剪应力 D．许用应力 15．一轴向拉压杆，其许用应力为[σ]，工作应力为σ，极限应力为σ₀，安全系数为n，下列关系式正确的是（ ） A．σ₀＝n[σ] B．[σ]＝nσ₀ C．σ＝nσ₀ D．[σ]＝σ/n 16．下列关于弹性变形和塑性变形的说法，正确的是（ ） A．弹性变形是不可恢复的，塑性变形是可恢复的 B．所有材料在受力时都只会产生弹性变形 C．当外力超过一定限度后，材料会产生塑性变形 D．弹性变形和塑性变形可以同时发生在不同的材料上，但不会同时发生在同一种材料上 17．一根杆件在轴向外力作用下产生了变形，当外力撤销后，杆件长度比原来短了一些，这说明杆件发生了（ ） A．完全弹性变形 B．完全塑性变形 C．部分弹性变形和部分塑性变形 D．不确定 18．A、B两杆的材料、长度及横截面面积均相同，杆A所受轴力是杆B所受轴力的两倍，则△LA：△LB为（ ） A．0 B． C．1 D．2 19．如图所示，杆 1 为变截面圆杆，杆 2 为等截面圆杆。两杆材料和受力情况相同，下列结论中正确的是（ ） A．杆1的伸长长度小于杆2的伸长长度 B．杆1的伸长长度等于杆2的伸长长度 C．杆1的伸长长度为杆2的伸长长度的2.5倍 D．杆1的伸长长度为杆2的伸长长度的2倍 20．如图所示变截面轴向拉杆受力 F 作用。两杆的许用应力 [σ]=150 MPa，杆 1 的截面积 A₁=100 mm²，杆 2 的截面积 A₂=80 mm²。若要保证变截面杆满足强度要求，力 F 的大小为（ ） A．F≤12 kN B．F≥12 kN C．F≤15 kN D．F≥27 kN 二、判断题（每小题 2 分，共 20 分。请在括号内正确的打 “A”，错误的打 “B”） 21．杆件在外力作用下发生变形，随着外力撤消即随之消失的变形称为弹性变形。（ ） 22．对于脆性材料，极限应力是强度极限。（ ） 23．对于塑性材料，极限应力是强度极限。（ ） 24．直杆受到轴向拉力时，若实际应力大于抗拉强度，则会发生拉伸断裂。（ ） 25．直杆在轴向拉伸或压缩时，内力的大小与杆的长度成正比。（ ） 26．轴向受拉时，材料的截面积增大会导致单位面积的应力减少。（ ） 27．直杆受到轴向拉力时，截面上的内力总是与拉力相等。（ ） 28．受轴向拉压的等截面直杆的危险截面是内力最大的截面。（ ） 29．两根材料不同但横截面面积相同的轴向拉杆，在相同外力作用下，它们的轴力不同。（ ） 30．不同材料的杆件，在轴力和横截面积相同的情况下，横截面上的正应力大小不同。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每小题4分，共12分） 31．简述强度计算的三种类型。 32．弹性变形与塑性变形概念。 33．直杆在轴向拉伸或压缩时，如何提高其抗拉、压刚度？ 四、综合题（本大题共1题，共8分） 34．图示等直杆受力情况如图所示，F₁＝10 kN，F₂＝40 kN，F₃＝55 kN，F₄＝25 kN，F₅＝20 kN。试求各段的轴力，并绘出轴力图。 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 $