第1卷 力和受力图 浙江省（单独招生考试）《土木工程力学基础》（高教版） 单元过关卷

浙江省（单独招生考试）建筑类 《土木工程力学基础》（高教版） 力和受力图 单元过关卷 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2分，共40分） 1. 一个人向前推一辆小车，如果摩擦力和推力大小相等，则小车的运动状态将是（ ） A. 静止 B. 匀速直线运动 C. 加速运动 D. 减速运动 2. 力是物体之间的相互作用，这种作用使物体的______或形状发生改变。（ ） A. 机械作用 B. 摩擦 C. 形状 D. 运动状态 3. 刚体（a）和（b）受共点的四个力作用，其关系如图所示，刚体（a）、（b）的合成结果是（ ） A. 、 B. -、 C. 2、0 D. 0、0 4. 一个物体受到的合力为零，那么它的运动状态将会是（ ） A. 静止 B. 匀速直线运动 C. 加速运动 D. 自由落体 5. 平面上两个力的合力的大小最小可能等于这两个力中的（ ） A. 最大者 B. 平均值 C. 中间者 D. 最小者 6. 力的平移定理是指作用在刚体上的力可以（ ） A. 平行移动到刚体上的任意一点 B. 平行移动到刚体上的任意一点，但必须同时附加一个力偶 C. 沿其作用线移动到刚体上的任意一点 D. 不能移动 7. 关于如图说法正确的是（ ） A. 杆件AC、BC都是二力杆 B. 杆件AC是二力杆 C. 杆件BC是二力杆 D. 杆件AC、BC都不是二力杆 8. 下列静力学公理中，用于力系的等效代换的依据是（ ） A. 二力平衡公理 B. 加减平衡力系公理 C. 作用力与反作用力公理 D. 平行四边形公理 9. 两个力作用，使物体处于平衡的充要条件是这两个力（ ） A. 大小相等，方向相反 B. 作用在同一刚体上，大小相等 C. 作用在同一刚体上，大小相等，方向相反 D. 作用在同一刚体上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上 10. 如图所示，关于A、B的约束反力说法正确的是（ ） A. 存在水平反力，垂直反力为零 B. 存在垂直反力，水平反力为零 C. 存在垂直反力和水平反力 D. 垂直反力和水平反均不存在 11. 平衡的概念指的是物体处于以下哪种状态（ ） A. 运动状态 B. 静止状态或匀速直线运动状态 C. 加速状态 D. 自由落体状态 12. 二力杆是指（ ） A. 两端用光滑铰链连接的杆 B. 只受两个力作用的杆 C. 只受两个力作用且平衡的杆 D. 不计自重且中间不受力的杆 13. 当一个物体受到一个力，但没有其他外力和力矩作用在其上时，该物体处于什么状态（ ） A. 平衡状态 B. 运动状态 C. 加速状态 D. 动量状态 14. 图示结构在力偶m作用下，A支座的约束反力大小和方向为（ ） A. 与水平方向成角且指向右下方 B. 与水平方向成角且指向右上方 C. 与水平方向成角且指向左下方 D. 与水平方向成角且指向左上方 15. 作用力和反作用力，等值、反向、共线，因此这两个力（ ） A. 平衡 B. 合力为零 C. 作用在同一个物体上 D. 分别作用在两个不同的物体上 16. 一个物体受到两个大小相等、方向垂直的力，合力的方向将是（ ） A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右 17. 下图中约束反力有______个。（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 0 18. 在土木工程中，柔性约束的主要作用是什么（ ） A. 提供支撑 B. 限制物体的移动和转动 C. 允许物体自由移动 D. 传递压力 19. 约束反力中能确定约束反力方向的约束为（ ） A. 固定铰支座 B. 固定端支座 C. 可动铰支座 D. 光滑接触面 20. 在绘制受力图时，光滑水平面上静止物块所受约束反力的方向应表示为（ ） A. 沿接触面切线方向指向右侧 B. 沿接触面切线方向指向左侧 C. 垂直接触面方向指向物块 D. 垂直接触面方向背离物块 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 力的作用下，物体内任意两点之间的距离始终保持不变，或形状和尺寸始终保持不变的物体称为刚体。（ ） 22. 体荷载的作用对象只能是固体。（ ） 23. 一个物体受到的合力越大，它的加速度就越小。（ ） 24. 二力的夹角越小，合力也越小。（ ） 25. 在平面上，两个力的合力的方向一定与这两个力之一的方向相同。（ ） 26. 作用在物体上的力沿其作用线移到物体的任一点，而不改变该力对物体的作用效果。（ ） 27. 力沿其作用线移动到物体内的任一点，而不改变力对物体的运动效果。（ ） 28. 作用在物体上的力可沿其作用线移到物体的任一点，而不改变该力对物体的运动效果。（ ） 29. 如果一个刚体受到两个力的作用，并且这两个力的大小不相等、方向相反，那么这个刚体不可能保持平衡。（ ） 30. 实际结构是比较复杂的，完全按照结构的实际情况进行力学分析，相当繁琐困难，也没有必要。（ ） 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 31. 力的图示中，线段的长度表示力的______。 32. 作用于反作用公理表明______。 33. 如图所示重量为G的小球，用绳子悬挂在天花板上，其中______和______是二力平衡，______ 和______是作用力和反作用力。 34. 一刚体受不平行的三个力作用而平衡时，这三个力的作用线必______。 35. 如果物体受到几个力的作用，这些力之间可能存在______的约束关系。 四、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 36. 力对物体的两种作用效果是什么？ 37. 对下图进行受力分析。 38. 为什么说力是矢量？ 五、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 39. 刚架AB上受一力偶的作用，其力偶矩M为已知。求支座A和B的约束力。 40. 一根水平简支梁 AB，A 端为固定铰支座，B 端为活动铰支座，梁长 6 m。在距 A 端 2 m 处作用一竖向向下集中力 12 kN，梁自重不计。 A. B 两支座的竖向约束反力。 六、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 41. 如下图所示的压榨机中，杆 AB 和杆 AC 铰接与 A，B为固定铰链支座。作用在销钉A处的水平力P使压块C压紧物块D，尺寸如下图所示。不计摩擦以及各构件的质量。求：物块D所受压力的大小。 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 $ 浙江省（单独招生考试）建筑类 《土木工程力学基础》（高教版） 力和受力图 单元过关卷 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2分，共40分） 1. 一个人向前推一辆小车，如果摩擦力和推力大小相等，则小车的运动状态将是（ ） A. 静止 B. 匀速直线运动 C. 加速运动 D. 减速运动 【答案】B 【解析】摩擦力和推力大小相等时，合力为零，小车将保持匀速直线运动。 2. 力是物体之间的相互作用，这种作用使物体的______或形状发生改变。（ ） A. 机械作用 B. 摩擦 C. 形状 D. 运动状态 【答案】D 【解析】力的作用效果是使物体的运动状态或形状发生改变。 3. 刚体（a）和（b）受共点的四个力作用，其关系如图所示，刚体（a）、（b）的合成结果是（ ） A. 、 B. -、 C. 2、0 D. 0、0 【答案】C 【解析】根据力的合成原则，共点力可按平行四边形法则或多边形法则求合力。由图中各力的方向和大小关系可知，刚体（a）所受四个共点力合成后，合力方向与 相同，大小为 ；刚体（b）所受四个共点力首尾相接后形成闭合力多边形，合力为 0。因此刚体（a）、（b）的合成结果分别为 、0，选 C。 4. 一个物体受到的合力为零，那么它的运动状态将会是（ ） A. 静止 B. 匀速直线运动 C. 加速运动 D. 自由落体 【答案】B 【解析】合力为零意味着物体受到的所有力相互平衡，所以它将保持匀速直线运动的状态。 5. 平面上两个力的合力的大小最小可能等于这两个力中的（ ） A. 最大者 B. 平均值 C. 中间者 D. 最小者 【答案】D 【解析】合力的大小最小可以等于这两个力中的较小者。 6. 力的平移定理是指作用在刚体上的力可以（ ） A. 平行移动到刚体上的任意一点 B. 平行移动到刚体上的任意一点，但必须同时附加一个力偶 C. 沿其作用线移动到刚体上的任意一点 D. 不能移动 【答案】B 【解析】力的平移定理表明：作用在刚体上的一个力，可以平行移动到刚体上的任意一点，但为了保持对刚体的作用效应不变，必须同时附加一个力偶。该附加力偶的力偶矩等于原力对新作用点的矩。因此正确说法是“平行移动到刚体上的任意一点，但必须同时附加一个力偶”，选 B。 7. 关于如图说法正确的是（ ） A. 杆件AC、BC都是二力杆 B. 杆件AC是二力杆 C. 杆件BC是二力杆 D. 杆件AC、BC都不是二力杆 【答案】A 【解析】二力杆是指构件只在两端受到两个力作用，且在平衡时这两个力必须大小相等、方向相反，并沿同一直线。由图中连接关系可知，杆件 AC 和 BC 均只在两端铰接处受力，中间无其他外力或力偶作用，符合二力杆的判定条件。因此 AC、BC 都是二力杆，选 A。 8. 下列静力学公理中，用于力系的等效代换的依据是（ ） A. 二力平衡公理 B. 加减平衡力系公理 C. 作用力与反作用力公理 D. 平行四边形公理 【答案】B 【解析】加减平衡力系公理指在作用于某物体的力系中，加上或减去一个平衡力系，并不改变原力系对物体的作用效果，是力系等效代换的依据。 9. 两个力作用，使物体处于平衡的充要条件是这两个力（ ） A. 大小相等，方向相反 B. 作用在同一刚体上，大小相等 C. 作用在同一刚体上，大小相等，方向相反 D. 作用在同一刚体上，大小相等，方向相反，作用在同一直线上 【答案】D 【解析】二力平衡的充要条件是两个力作用在同一刚体上，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，A 选项缺少作用在同一直线和同一刚体上的条件；B 选项缺少方向相反和作用在同一直线上的条件；C 选项缺少作用在同一直线上的条件，只有 D 选项完整。 10. 如图所示，关于A、B的约束反力说法正确的是（ ） A. 存在水平反力，垂直反力为零 B. 存在垂直反力，水平反力为零 C. 存在垂直反力和水平反力 D. 垂直反力和水平反均不存在 【答案】A 【解析】主要考查的是平面静定结构的约束反力分析。 11. 平衡的概念指的是物体处于以下哪种状态（ ） A. 运动状态 B. 静止状态或匀速直线运动状态 C. 加速状态 D. 自由落体状态 【答案】B 【解析】静止状态或匀速直线运动状态。平衡状态指物体静止或以匀速直线运动。 12. 二力杆是指（ ） A. 两端用光滑铰链连接的杆 B. 只受两个力作用的杆 C. 只受两个力作用且平衡的杆 D. 不计自重且中间不受力的杆 【答案】C 【解析】只受两个力作用且平衡的杆称为二力杆。 13. 当一个物体受到一个力，但没有其他外力和力矩作用在其上时，该物体处于什么状态（ ） A. 平衡状态 B. 运动状态 C. 加速状态 D. 动量状态 【答案】A 【解析】物体处于平衡状态意味着力和力矩的合力为零。 14. 图示结构在力偶m作用下，A支座的约束反力大小和方向为（ ） A. 与水平方向成角且指向右下方 B. 与水平方向成角且指向右上方 C. 与水平方向成角且指向左下方 D. 与水平方向成角且指向左上方 【答案】A 【解析】解法1：画受力图时先找出二力杆，BC是二力杆，其作用线沿BC连线方向，因为AB、AC相等，所以A支座的约束反力的方向与水平方向成，又由于力偶m顺时针转动，所以A支座的约束反力方向指向右下方。 解法2：本题属于力偶系，因此A、B两处的约束反力共同构成了一对与m等值、反向、作用线互相平行的力偶，因为m顺时针转动，AB、AC相寺，所以支座A处的约束反力的方向与水平方向成角且指向右下方。 15. 作用力和反作用力，等值、反向、共线，因此这两个力（ ） A. 平衡 B. 合力为零 C. 作用在同一个物体上 D. 分别作用在两个不同的物体上 【答案】D 【解析】两个物体间的作用力和反作用力它们大小相等，方向相反，沿同一条直线，分别作用在两个物体上。 16. 一个物体受到两个大小相等、方向垂直的力，合力的方向将是（ ） A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右 【答案】C 【解析】垂直方向的力合成会沿着水平方向。 17. 下图中约束反力有______个。（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 0 【答案】B 【解析】水平方向可以移动，竖直和转动受到限制。 18. 在土木工程中，柔性约束的主要作用是什么（ ） A. 提供支撑 B. 限制物体的移动和转动 C. 允许物体自由移动 D. 传递压力 【答案】B 【解析】柔性约束的主要作用是限制物体的移动和转动，但与刚性约束相比，它们允许一定的柔性变形。 19. 约束反力中能确定约束反力方向的约束为（ ） A. 固定铰支座 B. 固定端支座 C. 可动铰支座 D. 光滑接触面 【答案】D 【解析】光滑接触面约束反力方向沿接触面公法线指向被约束物体，方向确定；固定铰支座、固定端支座约束反力方向需根据具体受力分析；可动铰支座约束反力垂直于支撑面，但具体方向也需结合实际情况判断。 20. 在绘制受力图时，光滑水平面上静止物块所受约束反力的方向应表示为（ ） A. 沿接触面切线方向指向右侧 B. 沿接触面切线方向指向左侧 C. 垂直接触面方向指向物块 D. 垂直接触面方向背离物块 【答案】C 【解析】光滑接触面不能提供切向摩擦力，只能提供沿接触面公法线方向的约束反力。水平面对物块的约束反力应垂直接触面并指向物块。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 力的作用下，物体内任意两点之间的距离始终保持不变，或形状和尺寸始终保持不变的物体称为刚体。（ ） 【答案】正确 【解析】刚体是理想化的力学模型。 22. 体荷载的作用对象只能是固体。（ ） 【答案】错误 【解析】体荷载是分布在物体体积内的荷载，其作用对象可以是固体、液体等具有体积的物体。 23. 一个物体受到的合力越大，它的加速度就越小。（ ） 【答案】错误 【解析】根据牛顿第二定律，一个物体受到的合力越大，它的加速度就越大。 24. 二力的夹角越小，合力也越小。（ ） 【答案】错误 【解析】二力的夹角越小，合力越大，当二力方向相同时，夹角为，合力最大，等于两分力之和。 25. 在平面上，两个力的合力的方向一定与这两个力之一的方向相同。（ ） 【答案】错误 【解析】两个力的合力的方向由这两个力的矢量合成决定，可能与任意一个力的方向都不完全一致。 26. 作用在物体上的力沿其作用线移到物体的任一点，而不改变该力对物体的作用效果。（ ） 【答案】正确 【解析】这是力的可传递性原理，适用于刚体。 27. 力沿其作用线移动到物体内的任一点，而不改变力对物体的运动效果。（ ） 【答案】错误 【解析】力沿其作用线移动到物体内的任一点，并不一定不会改变力对物体的运动效果。虽然力的大小、方向和作用线没有改变，但是力的作用点改变了，这可能导致物体的转动惯量、受力点的应力状态等发生变化。因此，力对物体的运动效果可能会有所不同。 28. 作用在物体上的力可沿其作用线移到物体的任一点，而不改变该力对物体的运动效果。（ ） 【答案】正确 【解析】满足力的可传性定义。 29. 如果一个刚体受到两个力的作用，并且这两个力的大小不相等、方向相反，那么这个刚体不可能保持平衡。（ ） 【答案】正确 【解析】根据二力平衡公理，如果两个力的大小不相等，即使方向相反，它们也不能使刚体保持平衡，因为不平衡力会产生加速度。 30. 实际结构是比较复杂的，完全按照结构的实际情况进行力学分析，相当繁琐困难，也没有必要。（ ） 【答案】正确 【解析】实际结构是比较复杂的，完全按照结构的实际情况进行力学分析，相当繁琐困难，也没有必要。 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 31. 力的图示中，线段的长度表示力的______。 【答案】大小 【解析】力的图示是用带箭头的线段来表示力，其中线段长度代表力的大小，箭头方向表示力的方向，起点或终点表示力的作用点，本题考查力的图示中线段长度的含义。 32. 作用于反作用公理表明______。 【答案】两个物体之间的作用力大小相等、方向相反 【解析】这是描述物体之间相互作用的基本原理。 33. 如图所示重量为G的小球，用绳子悬挂在天花板上，其中______和______是二力平衡，______ 和______是作用力和反作用力。 【答案】① 小球的重力 ② 绳子对小球的拉力 ③ 绳子对小球的拉力 ④ 小球对绳子的拉力 【解析】小球静止悬挂时处于平衡状态，作用在小球上的两个力为小球的重力和绳子对小球的拉力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体小球上，属于二力平衡。绳子对小球的拉力与小球对绳子的拉力分别作用在小球和绳子两个不同物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，属于作用力和反作用力。 34. 一刚体受不平行的三个力作用而平衡时，这三个力的作用线必______。 【答案】汇交于一点 【解析】一刚体受不平行的三个力作用而平衡时，这三个力的作用线必汇交于一点。 35. 如果物体受到几个力的作用，这些力之间可能存在______的约束关系。 【答案】相互约束 【解析】多个力之间可能相互约束，导致物体的运动受到限制。 四、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 36. 力对物体的两种作用效果是什么？ 【答案】（1）运动效果：力使物体的运动状态发生变化。物体的运动状态变化是指物体运动速度大小或运动方向改变。 （2）变形效果（内效应）：力使物体产生变形。物体的变形是指物体的形状或大小发生变化。 【解析】力对物体的两种作用效果为：（1）运动效果：力使物体的运动状态发生变化。物体的运动状态变化是指物体运动速度大小或运动方向改变。 （2）变形效果（内效应）：力使物体产生变形。物体的变形是指物体的形状或大小发生变化。 37. 对下图进行受力分析。 【答案】斜杆受重力竖直向下，左侧墙面处受水平向右支持力和竖直向上摩擦力，底部横杆受压力，横杆两端受墙面水平方向约束反力。 【解析】进行受力分析时，应先明确研究对象，再将其与周围物体分离并画出全部外力。对斜杆分析时，应画出自身重力，方向竖直向下；与左侧墙面接触处受到墙面的法向支持力，方向水平向右，若接触面粗糙且有相对滑动趋势，还应画出摩擦力，方向沿墙面竖直向上；与底部横杆接触处受到横杆的作用力。对底部横杆分析时，应画出斜杆对横杆的压力，以及横杆两端墙面对其产生的水平方向约束反力。受力图中各力应作用在相应接触点或重心处，并标明方向。 38. 为什么说力是矢量？ 【答案】因为力既有大小又有方向，并且力的合成与分解遵循平行四边形定则，这些特征符合矢量的定义，所以力是矢量。 【解析】矢量不仅有大小，而且有方向，并且运算时遵循矢量运算法则。力对物体的作用效果与力的大小、方向和作用点有关，其中力的合成与分解遵循平行四边形定则或三角形法则，符合矢量的基本特征。因此力是矢量。 五、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 39. 刚架AB上受一力偶的作用，其力偶矩M为已知。求支座A和B的约束力。 【答案】AB 受力偶矩M 作用，则支座A.B处约束力必构成一反向平衡力偶，大小等于M,如图。 所以： M =a 从而： a （方向如图所示） 【解析】刚架只受一个已知力偶矩 和支座 A、B 的约束力作用。由于力偶不能由单个力平衡，只能由另一个大小相等、转向相反的力偶来平衡，因此 A、B 两支座的约束力应组成一对等值、反向、平行的力，其合力为零，但形成力偶。若两支座约束力之间的垂直距离为 ，则平衡条件为 ，且 。所以 ，方向应与外加力偶矩 的转向相反，以构成平衡力偶。 40. 一根水平简支梁 AB，A 端为固定铰支座，B 端为活动铰支座，梁长 6 m。在距 A 端 2 m 处作用一竖向向下集中力 12 kN，梁自重不计。 A. B 两支座的竖向约束反力。 【答案】（1）应标出集中力 12 kN、A 端水平反力 、A 端竖向反力 、B 端竖向反力 。 （2）；，方向竖直向上；，方向竖直向上。 【解析】（1）固定铰支座有水平、竖向两个反力，活动铰支座只有垂直支承面的反力。 （2）由 得 ，所以 ；由 得 。 六、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 41. 如下图所示的压榨机中，杆 AB 和杆 AC 铰接与 A，B为固定铰链支座。作用在销钉A处的水平力P使压块C压紧物块D，尺寸如下图所示。不计摩擦以及各构件的质量。求：物块D所受压力的大小。 【答案】（1）取销钉 A 为研究对象，杆 AB、AC 均为二力杆，其作用力沿杆轴方向。设两杆与水平线夹角均为 ，杆 AB、AC 对销钉 A 的轴向力分别为 、。 由平衡条件： ，SAC，$\sinθ-\sinθ=0SAB=SAC2SAC\cosθ=PSAC=\dP/2\cosθ\sum Y=0ND-S'_{AC}\sinθ=0S'_{AC}=SACND=SAC\sinθ=\dP/2\cosθ\sinθ=\dP/2\tanθND=\dP/2\tanθ$。 【解析】杆 AB 和杆 AC 均为两端铰接且不计自重的构件，可按二力杆处理，其受力方向沿杆轴线。先分析销钉 A，可利用水平方向和竖直方向平衡方程求出杆 AC 的轴力；再分析压块 C，物块 D 所受压力与杆 AC 对压块 C 作用力的竖直分量大小相等。由销钉 A 的平衡可得 ，由压块 C 的竖直平衡可得 ，故 。 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 $