第4卷 直杆的基本变形（一） 湖北省（技能高考）《机械基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

湖北省（技能高考）机械类 《机械基础》（高教版·第3版） 直杆的基本变形（一） 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3分，共60分） 1. 使用截面法求某截面内力时，需在该截面（ ） A. 左侧列平衡方程 B. 右侧列平衡方程 C. 两侧同时列平衡方程 D. 任意一侧列平衡方程 2. 等截面直杆在两个外力的作用下发生压缩变形时，这对外力所具备的特点一定是等值的，并且（ ） A. 反向、共线 B. 方向相反，作用线与杆轴线重合 C. 方向相反，沿同一直线作用 D. 反向，过界面形心 3. 下图中,若将力P从B截面平移至C截面，则只有（ ） 不改变。 A. 每个截面上的轴力； B. 每个截面上的应力； C. 杆的总变形； D. 杆左端的约束反力。 4. “截面法”是材料力学中常用的______的方法（ ） A. 假想切断杆件并研究截面上内力 B. 实际切断杆件并研究截面上内力 C. 实际切断杆件后，画出外力代表内力 D. 实际切断杆件并研究截面上外力 5. 关于截面法下列叙述中正确的是（ ） A. 截面法是分析杆件变形的基本方法 B. 截面法是分析杆件应力的基本方法 C. 截面法是分析杆件内力的基本方法 D. 截面法是分析杆件内力与应力关系的基本方法 6. 应力的概念为（ ） A. 单向拉伸或单向压缩时，试样所受的作用力 B. 单向拉伸或单向压缩时，试样单位面积上的力 C. 单向拉伸或单向压缩时，试样断裂时的力 D. 单向拉伸或单向压缩时，试样拉断前所受的作用力 7. 如下图所示，一个两端形状一样的阶梯形杆件受拉力作用，其横截面1-1、2-2、3-3上的内力分别为、、，试比较三者的关系（ ） A. ≠，≠ B. =，= C. =，＞ D. =，＜ 8. 对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，若轴向工作载荷F在0～1 000 N之间循环变化，则该连接螺栓所受拉应力的类型为（ ） A. 非对称循环应力 B. 脉动循环变压力 C. 对称循环变应力 D. 非稳定循环变应力 9. 应力不超过比例极限范围内，应力和应变成（ ） A. 正比 B. 反比 C. 指数关系 D. 对数关系 10. 图示为一轴力杆，其中最大的轴力为（ ） A. 12kN B. 20kN C. 8kN D. 13kN 11. 材料开始发生塑性变形的应力值叫做材料的（ ） A. 弹性极限 B. 屈服强度 C. 抗拉强度 D. 条件屈服强度 12. 关于应力的概念，下列说法正确的是______。（ ） A. 应力是内力在截面上的分布集度 B. 应力是外力在截面上的分布集度 C. 应力是单位面积上的内力 D. 应力是单位面积上的外力 13. 杆件在轴向拉伸或压缩过程中，其横截面上的应力分布情况如何（ ） A. 均匀分布 B. 非均匀分布 C. 只在边缘分布 D. 只在中心分布 14. 物块A、B自重不计，并与光滑的平面mm和nn相接触，如图所示。若其上分别作用有大小相等、方向相反且作用线相同的力和力，试问两刚体是否平衡。 （ ） A. A、B都不平衡 B. A、B都平衡 C. A平衡，B不平衡 D. A不平衡，B平衡 15. 在机械设计中，评估机械零件强度时，下列哪个因素不是主要考虑的（ ） A. 零件的材料 B. 零件的尺寸 C. 零件的颜色 D. 零件的工作环境 16. 下列不属于机械零件动载荷的是（ ） A. 交通载荷 B. 风载荷 C. 地震载荷 D. 重力载荷 17. 如图铆接的每个铆钉受到的剪切应力是（ ） A. B. C. D. 18. 以面接触作相对运动的零件，在载荷作用下，零件的强度表现形式为（ ） A. 挤压强度 B. 接触强度 C. 磨损强度 D. 体积强度 19. 同一材料制成的不等截面的杆件，两端受拉力或压力作用，应选择哪个截面以计算其应力进行强度校核（ ） A. 截面面积最大截面 B. 截面面积最小的截面 C. 沿杆件长度方向上的中点处的截面 D. 任意截面 20. 在直杆轴向拉伸过程中，材料的弹性模量越大，则（ ） A. 断裂易发生 B. 变形越明显 C. 材料越脆 D. 会保持原状 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 若长度相同、截面积不同的两直杆受到相同的轴向外力，则内力相同，应力不同。（ ） 22. 在杆件截面突变处的横截面上，应力分布是均匀的。（ ） 23. 塑性材料拉压变形时，将屈服极限作为许用应力。（ ） 24. 直杆遭受轴向拉伸时，其主要失效形式是工作面的表面磨损。（ ） 25. 图中螺栓受剪时，其挤压面面积应按螺栓与被连接件接触的圆柱面的正投影面积计算（ ） 26. 剪力的方向与剪切面平行。（ ） 27. 在构件上有多个面积相同的剪切面，当材料一定时，若校核该构件的剪切强度则只对剪力较大的剪切面进行校核即可（ ） 28. 下图中钢板受剪，剪切变形区域的应力均匀分布（ ） 29. 直杆发生扭转变形时，横截面上的内力称为剪力。（ ） 30. 切应力是指物体在扭转时产生的应力。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 轴向拉伸和压缩计算中通常使用哪些物理量？ 32. 构件极受力如图所示，已知，，，，画出构件的轴力图。 33. 为使构件能安全可靠的工作，必须保证构件的最大工作应力不超过材料的许用应力，此条件可解决哪三类问题？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 用截面法求内力的步骤： （1）______：沿需求内力的截面处，假想把构件截开； （2）______：取其中一部分为研究对象； （3）______：另一部分对研究对象的作用，以截面上的未知内力来代替； （4）______：列出研究对象的平衡方程，确定未知内力的大小和方向。 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 $ 湖北省（技能高考）机械类 《机械基础》（高教版·第3版） 直杆的基本变形（一） 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3分，共60分） 1. 使用截面法求某截面内力时，需在该截面（ ） A. 左侧列平衡方程 B. 右侧列平衡方程 C. 两侧同时列平衡方程 D. 任意一侧列平衡方程 【答案】D 【解析】截面法是用假想截面将杆件截开，取截面一侧作为研究对象。由于研究对象可取截面的左侧或右侧，因此只需在截面任意一侧列平衡方程，即可求出截面上的内力。故选D。 2. 等截面直杆在两个外力的作用下发生压缩变形时，这对外力所具备的特点一定是等值的，并且（ ） A. 反向、共线 B. 方向相反，作用线与杆轴线重合 C. 方向相反，沿同一直线作用 D. 反向，过界面形心 【答案】B 【解析】杆件拉压变形的受力特点是：作用于直杆上外力的合力的作用线与直杆轴线重合。等截面直杆只受两个力作用产生压缩变形时，这两个力一定大小相等、方向相反，作用线在一条直线上，与杆件轴线重合。 3. 下图中,若将力P从B截面平移至C截面，则只有（ ） 不改变。 A. 每个截面上的轴力； B. 每个截面上的应力； C. 杆的总变形； D. 杆左端的约束反力。 【答案】D 4. “截面法”是材料力学中常用的______的方法（ ） A. 假想切断杆件并研究截面上内力 B. 实际切断杆件并研究截面上内力 C. 实际切断杆件后，画出外力代表内力 D. 实际切断杆件并研究截面上外力 【答案】A 【解析】截面法并不是真正切断杆件，而是在需要求内力的截面处作假想切开，取其中一部分作为研究对象，用截面上的内力代替另一部分对研究对象的作用，再列平衡方程求解。因此选A。 5. 关于截面法下列叙述中正确的是（ ） A. 截面法是分析杆件变形的基本方法 B. 截面法是分析杆件应力的基本方法 C. 截面法是分析杆件内力的基本方法 D. 截面法是分析杆件内力与应力关系的基本方法 【答案】C 【解析】截面法通过假想截开杆件并建立研究对象的平衡方程，求出截面上的轴力、剪力、弯矩和扭矩等内力。因此，截面法是分析杆件内力的基本方法，选C。 6. 应力的概念为（ ） A. 单向拉伸或单向压缩时，试样所受的作用力 B. 单向拉伸或单向压缩时，试样单位面积上的力 C. 单向拉伸或单向压缩时，试样断裂时的力 D. 单向拉伸或单向压缩时，试样拉断前所受的作用力 【答案】B 【解析】试样单位面积上所受的内力称为应力 7. 如下图所示，一个两端形状一样的阶梯形杆件受拉力作用，其横截面1-1、2-2、3-3上的内力分别为、、，试比较三者的关系（ ） A. ≠，≠ B. =，= C. =，＞ D. =，＜ 【答案】B 【解析】阶梯形杆件受轴向拉力作用时，若仅两端受力且中间无其他外力作用，根据静力平衡条件，各横截面上的内力（轴力）必须相等。这是因为轴力是外力传递的结果，与横截面积无关。 8. 对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，若轴向工作载荷F在0～1 000 N之间循环变化，则该连接螺栓所受拉应力的类型为（ ） A. 非对称循环应力 B. 脉动循环变压力 C. 对称循环变应力 D. 非稳定循环变应力 【答案】A 【解析】轴向工作载荷F在0～1 000 N之间变化时，螺栓的预紧力使其拉应力通常具有大于零的最小值；工作载荷变化又使拉应力在最小值和最大值之间循环变化，且应力最大值与最小值不等。因此属于非对称循环应力，选A。 9. 应力不超过比例极限范围内，应力和应变成（ ） A. 正比 B. 反比 C. 指数关系 D. 对数关系 【答案】A 【解析】胡克定律：应力不超过比例极限时，应力和应变成正比。 10. 图示为一轴力杆，其中最大的轴力为（ ） A. 12kN B. 20kN C. 8kN D. 13kN 【答案】B 11. 材料开始发生塑性变形的应力值叫做材料的（ ） A. 弹性极限 B. 屈服强度 C. 抗拉强度 D. 条件屈服强度 【答案】B 【解析】材料由弹性变形开始进入塑性变形时所对应的应力称为屈服强度。弹性极限表示材料保持弹性变形的最大应力，抗拉强度是材料拉断前所能承受的最大应力，条件屈服强度用于没有明显屈服现象的材料。因此选B。 12. 关于应力的概念，下列说法正确的是______。（ ） A. 应力是内力在截面上的分布集度 B. 应力是外力在截面上的分布集度 C. 应力是单位面积上的内力 D. 应力是单位面积上的外力 【答案】C 【解析】应力是截面上内力的分布集度，其某点处的平均表达可理解为单位面积上所承受的内力，数学上可表示为σ=ΔF/ΔA，极限形式为应力。因此选C。 13. 杆件在轴向拉伸或压缩过程中，其横截面上的应力分布情况如何（ ） A. 均匀分布 B. 非均匀分布 C. 只在边缘分布 D. 只在中心分布 【答案】A 【解析】在理想情况下，杆件在轴向拉伸或压缩过程中，其横截面上的应力是均匀分布的。 14. 物块A、B自重不计，并与光滑的平面mm和nn相接触，如图所示。若其上分别作用有大小相等、方向相反且作用线相同的力和力，试问两刚体是否平衡。 （ ） A. A、B都不平衡 B. A、B都平衡 C. A平衡，B不平衡 D. A不平衡，B平衡 【答案】A 15. 在机械设计中，评估机械零件强度时，下列哪个因素不是主要考虑的（ ） A. 零件的材料 B. 零件的尺寸 C. 零件的颜色 D. 零件的工作环境 【答案】C 【解析】零件强度与材料性能、零件尺寸及受载和工作环境有关，颜色通常不影响零件的承载能力和强度。因此不是主要考虑因素的是零件的颜色，选C。 16. 下列不属于机械零件动载荷的是（ ） A. 交通载荷 B. 风载荷 C. 地震载荷 D. 重力载荷 【答案】D 【解析】动载荷是大小、方向或作用点随时间变化的载荷。交通载荷、风载荷和地震载荷通常具有明显的时间变化或冲击、振动特征，属于动载荷；重力载荷在通常情况下大小和方向不随时间变化，属于静载荷。因此选D。 17. 如图铆接的每个铆钉受到的剪切应力是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 18. 以面接触作相对运动的零件，在载荷作用下，零件的强度表现形式为（ ） A. 挤压强度 B. 接触强度 C. 磨损强度 D. 体积强度 【答案】C 【解析】以面接触并作相对运动的零件，在载荷作用下接触表面会发生相互挤压并产生磨损。对于这类零件，强度或工作能力通常主要表现为抗磨损能力，即磨损强度。因此选C。 19. 同一材料制成的不等截面的杆件，两端受拉力或压力作用，应选择哪个截面以计算其应力进行强度校核（ ） A. 截面面积最大截面 B. 截面面积最小的截面 C. 沿杆件长度方向上的中点处的截面 D. 任意截面 【答案】B 【解析】同一材料制成的不等截面的杆件，两端受拉力或压力作用时，杆件内的轴力是相等的。根据应力的计算公式知当轴力(F)一定时，横截面面积(A)越小，应力越大。所以，应选择截面面积最小的截面计算其应力进行强度校核。 20. 在直杆轴向拉伸过程中，材料的弹性模量越大，则（ ） A. 断裂易发生 B. 变形越明显 C. 材料越脆 D. 会保持原状 【答案】D 【解析】弹性模量大表示材料刚度高，拉伸后能够保持原状。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 若长度相同、截面积不同的两直杆受到相同的轴向外力，则内力相同，应力不同。（ ） 【答案】正确 【解析】两根直杆受到相同的轴向外力时，在不计其他外载荷的情况下，任一相应截面上的轴向内力均等于该外力，因此内力相同。轴向应力σ=F/A，由于两杆截面积不同，其应力不同。故题述正确。 22. 在杆件截面突变处的横截面上，应力分布是均匀的。（ ） 【答案】错误 23. 塑性材料拉压变形时，将屈服极限作为许用应力。（ ） 【答案】错误 【解析】塑性材料拉压变形时，将屈服极限作为极限应力，极限应力除以安全系数等于许用应力。 24. 直杆遭受轴向拉伸时，其主要失效形式是工作面的表面磨损。（ ） 【答案】错误 【解析】在力学性能测试中，直杆遭受轴向拉伸时，主要的失效形式是拉伸断裂。 25. 图中螺栓受剪时，其挤压面面积应按螺栓与被连接件接触的圆柱面的正投影面积计算（ ） 【答案】正确 【解析】计算挤压面面积时，对于螺栓这类圆柱面接触的情况，通常取圆柱面的正投影面积（即直径平面面积）作为挤压面面积，因此该说法正确。 26. 剪力的方向与剪切面平行。（ ） 【答案】正确 【解析】剪力是截面内力的切向分量，其作用方向位于截面内，并与剪切面平行。因此“剪力的方向与剪切面平行”的说法正确。 27. 在构件上有多个面积相同的剪切面，当材料一定时，若校核该构件的剪切强度则只对剪力较大的剪切面进行校核即可（ ） 【答案】正确 【解析】剪应力等于剪力与剪切面积之比，即： 。当剪切面积相同时，剪力大的截面剪应力也大，各截面材料相同，许用剪应力也相同，所以校核该构件的剪切强度则只对剪力较大的剪切面进行校核即可。 28. 下图中钢板受剪，剪切变形区域的应力均匀分布（ ） 【答案】错误 【解析】实际工程中，剪切变形区域的应力分布较为复杂，并非均匀分布。为简化计算，才假设剪切应力在剪切面上均匀分布，因此该说法错误。 29. 直杆发生扭转变形时，横截面上的内力称为剪力。（ ） 【答案】错误 【解析】直杆发生扭转变形时，横截面上的主要内力是绕杆轴线的内力偶矩，称为扭矩，而不是剪力。剪力是剪切变形时的主要内力。因此题述错误。 30. 切应力是指物体在扭转时产生的应力。（ ） 【答案】错误 【解析】切应力是指单位面积上的剪切力，不是特指在扭转时产生的应力。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 轴向拉伸和压缩计算中通常使用哪些物理量？ 【答案】通常使用的物理量包括轴向力（F）、横截面积（A）、弹性模量（E）、应变（ε）和位移（ΔL）。 【解析】轴向拉伸和压缩计算中，通常需要使用轴向力F、横截面积A、正应力σ、弹性模量E、正应变ε以及轴向变形或位移ΔL等物理量。它们之间常用关系为σ=F/A，σ=Eε，在线弹性范围内还可写成ΔL=FL/(EA)。题中列出的轴向力、横截面积、弹性模量、应变和位移均属于常用物理量。 32. 构件极受力如图所示，已知，，，，画出构件的轴力图。 【答案】如图所示，以向下为正y方向。 则当时，（为压力） 当时，（为压力） 当时，（为拉力） 轴力图如图所示 33. 为使构件能安全可靠的工作，必须保证构件的最大工作应力不超过材料的许用应力，此条件可解决哪三类问题？ 【答案】强度校核、设计截面尺寸、确定许用载荷 【解析】强度条件通常表示为σmax≤[σ]。当载荷、截面尺寸和材料参数中有不同未知量时，可分别用于解决三类问题：已知载荷、截面尺寸和材料许用应力时进行强度校核；已知载荷和许用应力时设计截面尺寸；已知截面尺寸和许用应力时确定构件所能承受的许用载荷。因此答案为强度校核、设计截面尺寸、确定许用载荷。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 用截面法求内力的步骤： （1）______：沿需求内力的截面处，假想把构件截开； （2）______：取其中一部分为研究对象； （3）______：另一部分对研究对象的作用，以截面上的未知内力来代替； （4）______：列出研究对象的平衡方程，确定未知内力的大小和方向。 【答案】（1）截 （2）取 （3）代 （4）平 【解析】截面法的基本步骤为：首先在需要求内力的截面处假想把构件截开，即“截”；然后取其中一部分作为研究对象，即“取”；用截面上的未知内力代替另一部分对研究对象的作用，即“代”；最后对研究对象列出平衡方程，求出未知内力的大小和方向，即“平”。因此各空依次为“截、取、代、平”。 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 $