第2卷 构件的静力分析 山东省（春季高考）《机械基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

山东省（春季高考）考纲百套卷 第2卷 构件的静力分析 单元过关卷《机械基础》电气技术类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 一个刚体在受到三个力作用而平衡时，这三个力（ ） A. 一定共线 B. 一定共面 C. 一定汇交于一点 D. 一定大小相等 【答案】B 【解析】刚体受三个力作用而平衡时，三个力的作用线必须共面；若三个力的作用线不平行，则必须汇交于一点，若作用线平行，则不一定汇交。因此“共面”是必然条件，正确答案为B。 2. 一个物体受到不为0的四个力作用，其中F1与F2共线反向，F3与F4反向平行，则该物体处于（ ） A. 可能平衡，也可能不平衡 B. 不平衡状态 C. 平衡状态 D. 无法确定 【答案】A 【解析】F1与F2共线反向，F3与F4反向平行。若两对力的合力大小相等、方向相反且作用效果相互抵消，物体可以平衡；若力的大小或作用位置不满足平衡条件，则物体不平衡。因此仅根据题干条件无法确定，正确答案为A。 3. ，图示梁AB受一力偶作用，其力矩，，。试求支座A、B的反力（方向图中已给出）（ ） A. A；100N B：50N B. A；50N B：50N C. A；50N B：100N D. A；100N B：100N 【答案】D 【解析】力偶对物体只产生转动效应，合力为零。因此支座A、B的反力大小相等、方向相反。由力矩平衡方程，结合图示力臂可得支座反力的大小均为100N，故选D。 4. 力是（ ） A. 度量 B. 矢量 C. 标量 D. 数量、 【答案】B 【解析】力既有大小，又有方向，并且满足矢量的合成与分解规律，因此力属于矢量，正确答案为B。 5. 下列描述正确的是（ ） A. 作用力和反作用力是平衡力系 B. 力是物体间的相互作用 C. 静止的物体摩擦力为零 D. 杆件压缩变形时横截面上会由切应力 【答案】B 【解析】‌力是物体间的相互作用‌。力是物体对物体的作用，这种作用可以导致物体的运动状态改变或形变。‌作用力和反作用力不是平衡力系。‌‌力的作用是相互的，即当一个物体对另一个物体施加力时，后一个物体也会对前一个物体施加一个等值、反向、共线的力。杆件压缩变形时横截面上会有正应力。故选B。 6. =10N，=8，.的合力可能是（ ） A. 1 N B. 22N C. 0 N D. 15N 【答案】D 【解析】两个力大小分别为10N和8N时，其合力R的范围为|10-8|≤R≤10+8，即2N≤R≤18N。15N在此范围内，所以合力可能为15N，正确答案为D。 7. 如图所示，物体M在竖直向上的拉力F的作用下静止在斜面上，关于M受力的个数，下列说法中正确的是（ ） A. M一定是受两个力作用 B. M一定是受四个力作用 C. M可能受三个力作用 D. M不是受两个力作用就是受四个力作用 【答案】C 【解析】物体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力以及斜面的支持力。若接触面光滑或摩擦力恰好为零，物体受三个力；若存在摩擦力，则物体受四个力。因此物体可能受三个力，正确答案为C。 8. 下列约束中，能限制物体沿任何方向运动的是（ ） A. 柔体约束 B. 光滑面约束 C. 固定端约束 D. 铰链约束 【答案】C 【解析】固定端约束能够限制物体在平面内沿各个方向的移动，并且还能限制转动，约束反力中包括两个方向的力和一个力偶。因此能限制物体沿任何方向运动的是固定端约束，正确答案为C。 9. 固定端约束的约束力有______。（ ） A. 一个力和一个力偶 B. 一个力偶 C. 一个力 D. 两个力 【答案】A 【解析】固定端约束的约束力有一个力和一个力偶。 10. 如图，属于二力杆的是（ ） A. BC杆 B. ABC杆 C. 没有二力杆 D. AC杆 【答案】D 【解析】二力杆是只在两端受到两个力作用、且不受其他外力或力偶作用的杆件。根据图示结构，AC杆符合二力杆的受力特征，故选D。 11. 力偶矩的单位是（ ） A. N B. N/ C. N·m D. N/m 【答案】C 【解析】力偶矩的大小等于组成力偶的一个力与两力作用线间垂直距离的乘积，即M=Fd，因此量纲为力乘以长度，常用单位为N·m，正确答案为C。 12. 对于作用在刚体上的两个力偶，若它们的力偶矩大小相等，以下说法正确的是（ ） A. 若力偶所在平面不同，对刚体的作用效果也不同 B. 它们对刚体的作用效果一定相同 C. 只要力偶中力的大小相同，作用效果就相同 D. 不管力偶臂长短是否相同，作用效果都相同 【答案】A 【解析】力偶对刚体的作用效果由力偶矩大小、转向和作用平面决定。仅力偶矩大小相等，若所在平面不同，转动效果对应的转轴等情况改变，作用效果就不同。力的大小、力偶臂长短不是决定作用效果相同的唯一因素，所以选B。 13. 力偶是大小相等、方向相反、作用线______的两个力组成的特殊力系。（ ） A. 平行 B. 相交 C. 重合 D. 垂直 【答案】A 【解析】力偶由两个大小相等、方向相反且作用线平行而不重合的力组成。两力作用线之间的距离形成力偶臂，正确答案为A。 14. 如图所示，大小相等的四个力，作用在同一平面上且力的作用线交于一点 C，试比较四个力对平面上点O 的力矩，__________对O 点之矩最大。（ ） A. 力P₁ B. 力P₄ C. 力P₂ D. 力 【答案】C 【解析】由此可知，力P₂对O 点之矩最大。 15. 约束反力中含有力偶的约束为______。（ ） A. 固定端约束 B. 活动铰链支座 C. 光滑面约束 D. 柔性约束 【答案】A 【解析】固定端约束既限制物体的平动，又限制物体的转动，因此其约束反力包括力和力偶。固定铰链支座、活动铰链支座、光滑面约束和柔性约束的约束反力均不含约束力偶。修正选项A为“固定端约束”后，正确答案为A。 16. 柔性体约束的约束反力，其作用线沿柔索的中心线（ ） A. 其指向在标示时可以先任意假设 B. 其指向在标示时有的情况可任意假设 C. 其指向必定是背离被约束物体 D. 其指向也可能是指向被约束物体 【答案】C 【解析】柔性体只能承受拉力，不能承受压力。因此柔索对被约束物体的约束反力沿柔索中心线，并背离被约束物体，正确答案为C。 17. 一个平面汇交力系的力多边形如图所示，则这个力系的合力一定是（ ） A. 0 B. C. D. 【答案】A 【解析】平面汇交力系的力多边形首尾相接并闭合时，首尾两点重合，表示各力的矢量和为零。因此该力系的合力为0，正确答案为A。 18. 平面汇交力系平衡的充分必要条件是（ ） A. 各力的代数和为零 B. 各力对任一点的矩的代数和为零 C. 各力在一个坐标轴上的投影代数和为零 D. 力系的合力为零 【答案】D 【解析】平面汇交力系的各力作用线交于同一点，力系的合力等于各力的矢量和。平衡的充分必要条件是合力为零，即R=0。若用坐标方程表示，则必须同时满足ΣFx=0和ΣFy=0；仅一个坐标轴上的投影代数和为零并不充分。因此修正选项C后，正确答案为D。 19. 已知一平面汇交力系，其力多边形不封闭，则该力系（ ） A. 平衡 B. 不平衡 C. 可能平衡 D. 无法判断 【答案】B 【解析】平面汇交力系平衡的几何条件是力多边形自行封闭，力多边形不封闭说明合力不为零，力系不平衡。如三个共点力的力多边形没有封闭，说明存在合力，物体将在合力作用下改变运动状态。 20. 在分析物体的受力图时，对光滑接触表面的约束力分析正确的是（ ） A. 约束力的方向沿接触表面的公法线并指向受力物体 B. 约束力的方向不沿接触表面的公法线 C. 约束力的方向沿接触表面的切线 D. 约束力不能阻碍物体的位移 【答案】A 【解析】光滑接触面不产生切向摩擦力，只能沿接触面的公法线方向产生约束力。该约束力应指向受力物体，正确答案为A。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 力是矢量，具有大小和方向。（ ） 【答案】正确 【解析】力是矢量，既具有大小，又具有方向；力的作用效果还与作用点或作用线有关。因此该说法正确。 22. 刚体受三个力作用而处于平衡时，若其中两个力的作用线汇交于一点，则三个力作用线必在同一平面内。（ ） 【答案】正确 【解析】刚体受三个力作用而处于平衡时，其中两个力相交，它们一定在一个平面上，利用平行四边形法则可以合成为一个合力，合力与两个分力必在同一平面上。根据二力平衡公理，一对平衡力大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，这个合力跟第三个力平衡，在同一条直线上。所以三个力肯定在同一个平面上，且汇交于一点。 23. 图示刚体的A、B、C三点分别受、和作用，若此三力构成的力三角形恰好封闭，则刚体处于平衡状态。（ ） 【答案】错误 【解析】三个力不是平面汇交力系，该刚体受一个力偶的作用。 24. 力偶可以在作用面内任意移动，而不改变它对刚体的作用效果（ ） 【答案】正确 【解析】力偶可在其作用面内任意搬移，而不改变它对刚体的作用效应。 25. 力矩与力偶矩的单位相同，常用的单位为牛·米，千牛·米等（ ） 【答案】正确 【解析】力矩的大小为M=Fd，力偶矩的大小也为M=Fd，二者的量纲均为力乘以长度。因此它们的单位相同，常用单位为N·m、kN·m等。 26. 力矩在平面内的转向为逆时针时，规定其值为正。（ ） 【答案】正确 【解析】平面问题中通常规定逆时针转向为正，顺时针转向为负。因此力矩逆时针时取正值，该说法正确。 27. 在下图中，改变L的大小，圆球所受力系的类型也会改变（ ） 【答案】错误 【解析】无论L的大小如何改变，圆球受到的重力以及A、B两点的支持力始终在同一平面内且相互平行，力系类型始终是平面平行力系，所以该说法错误。 28. 根据力的平移定理，可以将一个力分解为一个力和一个力偶。反之，一个力和一个力偶也可以合成为一个单独的力。（ ） 【答案】正确 【解析】力的平移定理指出，作用在物体上的力可以平移到任何一点，但必须同时附加一个力偶，这个附加力偶的矩等于原来的力对新作用点的矩‌。根据力的平移定理，可以将一个力分解为一个力和一个力偶。反之，一个力和一个力偶也可以合成为一个单独的力。 29. 共线力系是平面汇交力系的特殊情形，但汇交点不能确定。（ ） 【答案】正确 【解析】共线力系是平面汇交力系的特殊情形，但汇交点不能确定。 30. 平面任意力系的平衡方程可以求解3个未知数。（ ） 【答案】正确 【解析】平面任意力系的独立平衡方程为ΣFx=0、ΣFy=0、ΣM=0，共有3个。因此在未知数相互独立且结构静定的条件下，最多可求解3个未知数。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 力在直角坐标轴上的投影与力的分力有何区别? 【答案】力在直角坐标轴上的投影与力的分力的区别是力的投影是代数量,力的分力是矢量;投影无作用点,分力一定作用于原力的作用点。 【解析】力在直角坐标轴上的投影是力在该坐标轴方向上的代数量，只有大小和正负，没有独立的方向和作用点；力的分力是矢量，是若干个矢量，其合力等于原力，通常与原力具有相同的作用点或作用线。投影是分力在坐标轴上的代数表示，二者不能混同。 32. 简述作用力与反作用力定律 【答案】作用力与反作用力总是同时存在，两力的大小相等，方向相反，沿着同一直线分别作用在两个物体上。 【解析】作用力与反作用力同时产生、同时消失，大小相等、方向相反，并且作用在同一直线上，但分别作用在相互作用的两个不同物体上。因此它们不能相互抵消，也不能作为同一物体的平衡力。 33. 为什么在结构分析中需要画受力图？ 【答案】在结构分析中需要画受力图，因为它提供了一个直观的方式来理解结构在不同荷载作用下的响应，有助于工程师评估结构的安全性和性能。 【解析】画受力图是结构静力分析的基础。通过将研究对象从周围环境中隔离，并画出其所受的主动力和约束反力，可以明确各力的大小、方向、作用点或作用线，避免漏画、错画或多画力，从而建立正确的平衡方程，求解支座反力和构件内力，并为后续强度、刚度和稳定性分析提供依据。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 一物体置于水平面上，受到水平向右的拉力F=100N，同时受到水平向左的摩擦力f=80N，以及竖直向下的重力G=1000N和竖直向上的支持力N。分析以下问题：（1）该物体所受合力大小及方向。（2）若要使物体向右匀速运动，拉力F应调整为多少？ 【答案】（1）合力，方向向右 （2）拉力F应调整为，使，物体匀速运动。 【解析】取水平方向向右为正，竖直方向向上为正。水平方向合力为ΣFx=F-f=100N-80N=20N，方向向右；竖直方向合力为ΣFy=N-G=1000N-1000N=0。因此物体所受合力大小为20N，方向向右。若物体向右匀速运动，则合力必须为零，竖直方向仍由N与G平衡，水平方向应满足F-f=0，所以拉力应调整为F=f=80N。 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 $ 山东省（春季高考）考纲百套卷 第2卷 构件的静力分析 单元过关卷《机械基础》电气技术类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 一个刚体在受到三个力作用而平衡时，这三个力（ ） A. 一定共线 B. 一定共面 C. 一定汇交于一点 D. 一定大小相等 2. 一个物体受到不为0的四个力作用，其中F1与F2共线反向，F3与F4反向平行，则该物体处于（ ） A. 可能平衡，也可能不平衡 B. 不平衡状态 C. 平衡状态 D. 无法确定 3. ，图示梁AB受一力偶作用，其力矩，，。试求支座A、B的反力（方向图中已给出）（ ） A. A；100N B：50N B. A；50N B：50N C. A；50N B：100N D. A；100N B：100N 4. 力是（ ） A. 度量 B. 矢量 C. 标量 D. 数量、 5. 下列描述正确的是（ ） A. 作用力和反作用力是平衡力系 B. 力是物体间的相互作用 C. 静止的物体摩擦力为零 D. 杆件压缩变形时横截面上会由切应力 6. =10N，=8，.的合力可能是（ ） A. 1 N B. 22N C. 0 N D. 15N 7. 如图所示，物体M在竖直向上的拉力F的作用下静止在斜面上，关于M受力的个数，下列说法中正确的是（ ） A. M一定是受两个力作用 B. M一定是受四个力作用 C. M可能受三个力作用 D. M不是受两个力作用就是受四个力作用 8. 下列约束中，能限制物体沿任何方向运动的是（ ） A. 柔体约束 B. 光滑面约束 C. 固定端约束 D. 铰链约束 9. 固定端约束的约束力有______。（ ） A. 一个力和一个力偶 B. 一个力偶 C. 一个力 D. 两个力 10. 如图，属于二力杆的是（ ） A. BC杆 B. ABC杆 C. 没有二力杆 D. AC杆 11. 力偶矩的单位是（ ） A. N B. N/ C. N·m D. N/m 12. 对于作用在刚体上的两个力偶，若它们的力偶矩大小相等，以下说法正确的是（ ） A. 若力偶所在平面不同，对刚体的作用效果也不同 B. 它们对刚体的作用效果一定相同 C. 只要力偶中力的大小相同，作用效果就相同 D. 不管力偶臂长短是否相同，作用效果都相同 13. 力偶是大小相等、方向相反、作用线______的两个力组成的特殊力系。（ ） A. 平行 B. 相交 C. 重合 D. 垂直 14. 如图所示，大小相等的四个力，作用在同一平面上且力的作用线交于一点 C，试比较四个力对平面上点O 的力矩，__________对O 点之矩最大。（ ） A. 力P₁ B. 力P₄ C. 力P₂ D. 力 15. 约束反力中含有力偶的约束为______。（ ） A. 固定端约束 B. 活动铰链支座 C. 光滑面约束 D. 柔性约束 16. 柔性体约束的约束反力，其作用线沿柔索的中心线（ ） A. 其指向在标示时可以先任意假设 B. 其指向在标示时有的情况可任意假设 C. 其指向必定是背离被约束物体 D. 其指向也可能是指向被约束物体 17. 一个平面汇交力系的力多边形如图所示，则这个力系的合力一定是（ ） A. 0 B. C. D. 18. 平面汇交力系平衡的充分必要条件是（ ） A. 各力的代数和为零 B. 各力对任一点的矩的代数和为零 C. 各力在一个坐标轴上的投影代数和为零 D. 力系的合力为零 19. 已知一平面汇交力系，其力多边形不封闭，则该力系（ ） A. 平衡 B. 不平衡 C. 可能平衡 D. 无法判断 20. 在分析物体的受力图时，对光滑接触表面的约束力分析正确的是（ ） A. 约束力的方向沿接触表面的公法线并指向受力物体 B. 约束力的方向不沿接触表面的公法线 C. 约束力的方向沿接触表面的切线 D. 约束力不能阻碍物体的位移 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 力是矢量，具有大小和方向。（ ） 22. 刚体受三个力作用而处于平衡时，若其中两个力的作用线汇交于一点，则三个力作用线必在同一平面内。（ ） 23. 图示刚体的A、B、C三点分别受、和作用，若此三力构成的力三角形恰好封闭，则刚体处于平衡状态。（ ） 24. 力偶可以在作用面内任意移动，而不改变它对刚体的作用效果（ ） 25. 力矩与力偶矩的单位相同，常用的单位为牛·米，千牛·米等（ ） 26. 力矩在平面内的转向为逆时针时，规定其值为正。（ ） 27. 在下图中，改变L的大小，圆球所受力系的类型也会改变（ ） 28. 根据力的平移定理，可以将一个力分解为一个力和一个力偶。反之，一个力和一个力偶也可以合成为一个单独的力。（ ） 29. 共线力系是平面汇交力系的特殊情形，但汇交点不能确定。（ ） 30. 平面任意力系的平衡方程可以求解3个未知数。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 力在直角坐标轴上的投影与力的分力有何区别? 32. 简述作用力与反作用力定律 33. 为什么在结构分析中需要画受力图？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 一物体置于水平面上，受到水平向右的拉力F=100N，同时受到水平向左的摩擦力f=80N，以及竖直向下的重力G=1000N和竖直向上的支持力N。分析以下问题：（1）该物体所受合力大小及方向。（2）若要使物体向右匀速运动，拉力F应调整为多少？ 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 $