江苏省（职教高考）机电类 《机械基础》项目三任务一 45分钟专题训练卷

江苏省（职教高考）机电类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共245份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机电类高考的学生。 与本专辑配套的还有江苏省职教高考考试《机械制图》《金属加工基础》《电工电子技术与技能》《工厂电气控制设备》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 江苏省（职教高考）机电类 《机械基础》 项目三：直杆的基本变形 任务一：直杆的基本变形 时间：45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. 圆轴扭转时，主要考虑的变形特点是什么 （ ） A. 拉伸变形 B. 压缩变形 C. 扭转变形 D. 弯曲变形 2. 圆轴扭转时，横截面上切应力的大小（ ） A. 与点到圆心的距离平方成正比 B. 与点到圆心的距离成反比 C. 处处相等 D. 与点到圆心的距离成正比 3. 观察低碳钢拉伸应力-应变曲线，图中屈服阶段对应的特征是（ ） A. 应力与应变成正比，变形可完全恢复 B. 应力基本不变，应变显著增加，材料出现塑性变形 C. 应力随应变增加持续增大，材料产生强化 D. 材料局部出现颈缩，应力快速下降直至断裂 4. 在下列说法中，正确的是（ ） A. 内力随外力的增大而增大 B. 内力与外力无关 C. 内力的单位是Pa D. 内力沿杆轴是不变的 5. 已知拉杆横截面上的正应力为90MPa，其所用材料的许用应力为80MPa，下列说法正确的是（ ） A. 拉杆的强度条件已满足 B. 拉杆不一定破坏 C. 拉杆一定破坏 D. 拉杆的变形一定过大 6. 对于塑性材料，许用应力通常以_____为基础确定。（ ） A. 比例极限 B. 屈服极限 C. 强度极限 D. 弹性极限 7. 图所示AB杆两端受大小为F的力的作用，则杆内截面上的内力大小为（ ） A. F B. C. 0 D. 1 8. 运用拉伸与压缩的强度条件，不可解决的问题是（ ） A. 强度校核 B. 截面设计 C. 确定许用载荷 D. 计算剪切应力 9. 剪切变形的特点是（ ） A. 杆件轴向长度发生变化 B. 杆件横截面绕轴线转动 C. 杆件横截面发生相对错动 D. 杆件轴线由直线变为曲线 10. 如下图所示，杆A、B端分别受力 F的作用，则杆内截面上的内力为（ ） A. 2F B. F/2 C. F D. 1.5F 11. 下列实例中，属于剪切变形的是（ ） A. 钻头钻孔 B. 火车车轴 C. 起重吊钩 D. 零件冲孔 12. 提高抗扭能力的措施为（ ） A. 提高扭矩 B. 相同扭矩，抗扭能力相同 C. 任意布置受力位置 D. 降低扭矩，提高截面抗扭系数 13. 圆轴扭转时，横截面上切应力的方向（ ） A. 与半径垂直 B. 与半径平行 C. 沿轴线方向 D. 任意方向 14. 在下图中，仅发生扭转变形的轴是（ ） A. a B. b C. c D. d 15. 关于中性轴的说法错误的是（ ） A. 中性轴是梁弯曲变形时横截面绕之转动的轴 B. 中性轴是横截面上拉.压应力区的分界线 C. 中性轴上正应力最大 D. 中性轴上正应力为零 16. 梁弯曲时，横截面上正应力为零的点位于（ ） A. 中性轴上 B. 上边缘 C. 下边缘 D. 任意位置 17. 图示三种截面的截面积相等，高度相同，试按其抗弯截面模量由大到小依次排列（ ） A. ABC B. CBA C. CAB D. BAC 18. 直梁弯曲时，受力特点的主要区别是什么？（ ） A. 弯矩分布不均匀 B. 横截面积不均匀 C. 应力分布不均匀 D. 变形不均匀 19. 简支梁在集中力作用下，最大弯矩通常出现在（ ） A. 支座处 B. 跨中 C. 任意位置 D. 集中力作用点 20. 按弯扭合成计算轴的应力时，要引入系数α，这α是考虑（ ） A. 轴上键槽削弱轴的强度 B. 合成正应力与切应力时的折算系数 C. 正应力与切应力的循环特性不同的系数 D. 正应力与切应力方向不同 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 梁的常见形式有______、______和______。 22. 图示木榫接头，左右两部分形状完全一样，当受F力作用时，接头的剪切面积等于______，挤压面积等于 ______。 23. 杆件拉压变形时，截面上的内力称为______，与杆件的轴线______。 24. 应力是指构件内部单位面积上所受的力，分为______和______两种基本形式。 25. 如图所示铆钉结构，钢板在外力P作用下，已知钢板厚为t、宽为b，铆钉直径为d，铆钉的剪应力，铆钉挤压应力。 26. 在直杆轴向拉伸时，应变是指单位长度的______变化，通常用______表示。 27. 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。梁的类型包括______，______和______。 28. 如下图，拉杆的轴力是______，剪力是______。 29. 梁的中性轴是______和______交线。 30. 平面弯曲梁截面上的内力为______，梁纯弯曲时，横截面上只有______，没有______。用截面法研究梁上任一截面的剪力，等于该截面一侧（左侧或右侧）梁上所有横向外力的代数和。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 直杆在受到温度变化下的热膨胀不属于直杆的基本变形。（ ） 32. 以弯曲变形为主要变形的杆件称为轴。（ ） 33. 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（ ） 34. 扭矩属于内力，其单位是牛。（ ） 35. 剪切变形中，剪切面与外力作用线平行。（ ） 36. 圆轴扭转时，工程计算中横截面上的切应力分布常假定是均匀的。（ ） 37. 在杆件截面突变处的横截面上，应力分布是均匀的。（ ） 38. 圆轴扭转时，最大剪应力通常出现在轴心位置。（ ） 39. 梁的横截面上距离中性轴越远的点，其正应力就越小。（ ） 40. 在集中力所在的截面上，弯矩图上将出现转折（ ） 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 轴的强度计算需要考虑哪些载荷？ 42. 在拧紧或拆卸管状零件时，常常要使用如图所示的管给管件施加转矩。当拆卸连接牢固的管子时，常在管钳柄部加装套管，以增大转矩，那么，在这种情况下，牙是否会损坏？ 43. 什么是载荷？根据性质不同可分为哪几种？ 44. 纯弯曲 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某机械设备采用阶梯形钢制拉杆传递轴向拉力。拉杆由两段同轴连接的直杆组成，第一段长度为 ，横截面积为 ；第二段长度为 ，横截面积为 。拉杆承受轴向拉力 ，材料弹性模量为 。忽略自重及连接处变形。（1）分别计算两段拉杆的伸长量，并求拉杆的总伸长量和最大正应力。（2）若该拉杆的许用正应力为 ，许用总伸长量为 ，判断其强度和刚度是否满足要求。（3）若第一段尺寸保持不变，仅增大第二段横截面积，使总伸长量不超过 ，求第二段横截面积的最小值，并说明直杆轴向拉伸时的主要变形特点。 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 $ 江苏省（职教高考）机电类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共245份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机电类高考的学生。 与本专辑配套的还有江苏省职教高考考试《机械制图》《金属加工基础》《电工电子技术与技能》《工厂电气控制设备》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 江苏省（职教高考）机电类 《机械基础》 项目三：直杆的基本变形 任务一：直杆的基本变形 时间：45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. 圆轴扭转时，主要考虑的变形特点是什么 （ ） A. 拉伸变形 B. 压缩变形 C. 扭转变形 D. 弯曲变形 【答案】C 【解析】圆轴受到扭矩作用时，主要发生绕轴线的扭转变形，因此选C。 2. 圆轴扭转时，横截面上切应力的大小（ ） A. 与点到圆心的距离平方成正比 B. 与点到圆心的距离成反比 C. 处处相等 D. 与点到圆心的距离成正比 【答案】D 【解析】圆轴扭转时，横截面上的切应力与该点到圆心的距离成正比，距圆心越远，切应力越大。因此选D。 3. 观察低碳钢拉伸应力-应变曲线，图中屈服阶段对应的特征是（ ） A. 应力与应变成正比，变形可完全恢复 B. 应力基本不变，应变显著增加，材料出现塑性变形 C. 应力随应变增加持续增大，材料产生强化 D. 材料局部出现颈缩，应力快速下降直至断裂 【答案】B 【解析】屈服阶段的典型特征是应力几乎不变（或微小波动），但应变明显增大，材料开始产生不可恢复的塑性变形，与图中屈服阶段（SK阶段）的表现一致，故选B。 4. 在下列说法中，正确的是（ ） A. 内力随外力的增大而增大 B. 内力与外力无关 C. 内力的单位是Pa D. 内力沿杆轴是不变的 【答案】A 【解析】在同一构件、受力形式和边界条件不变时，外力增大，依据静力平衡关系求得的内力通常也随之增大，因此A正确。内力的量纲不是Pa，Pa是应力的单位；内力沿杆轴是否不变还取决于构件所受外载荷和截面情况。因此选A。 5. 已知拉杆横截面上的正应力为90MPa，其所用材料的许用应力为80MPa，下列说法正确的是（ ） A. 拉杆的强度条件已满足 B. 拉杆不一定破坏 C. 拉杆一定破坏 D. 拉杆的变形一定过大 【答案】B 【解析】实际正应力90MPa大于许用应力80MPa，说明强度条件不满足，但不代表构件一定立即破坏，因此选B。 6. 对于塑性材料，许用应力通常以_____为基础确定。（ ） A. 比例极限 B. 屈服极限 C. 强度极限 D. 弹性极限 【答案】B 【解析】塑性材料受力达到屈服极限后会产生显著塑性变形，影响构件正常工作，故以屈服极限除以安全系数作为许用应力；脆性材料无屈服，以强度极限为基础。 7. 图所示AB杆两端受大小为F的力的作用，则杆内截面上的内力大小为（ ） A. F B. C. 0 D. 1 【答案】A 【解析】利用截面法求内力。 8. 运用拉伸与压缩的强度条件，不可解决的问题是（ ） A. 强度校核 B. 截面设计 C. 确定许用载荷 D. 计算剪切应力 【答案】D 【解析】拉伸与压缩强度条件用于强度校核、截面设计和确定许用载荷，不能直接用于计算剪切应力，因此选D。 9. 剪切变形的特点是（ ） A. 杆件轴向长度发生变化 B. 杆件横截面绕轴线转动 C. 杆件横截面发生相对错动 D. 杆件轴线由直线变为曲线 【答案】C 【解析】剪切变形的主要特征是杆件相邻截面沿横向发生相对错动，因此选C。 10. 如下图所示，杆A、B端分别受力 F的作用，则杆内截面上的内力为（ ） A. 2F B. F/2 C. F D. 1.5F 【答案】C 【解析】分析内力，用截面法，由平衡条件可知F。 11. 下列实例中，属于剪切变形的是（ ） A. 钻头钻孔 B. 火车车轴 C. 起重吊钩 D. 零件冲孔 【答案】D 【解析】钻头钻孔时，钻头主要受扭转；火车车轴主要受弯曲；起重吊钩主要受拉伸；零件冲孔时，零件主要发生剪切变形。因此选D。 12. 提高抗扭能力的措施为（ ） A. 提高扭矩 B. 相同扭矩，抗扭能力相同 C. 任意布置受力位置 D. 降低扭矩，提高截面抗扭系数 【答案】D 【解析】根据扭转强度条件，圆轴中的最大切应力与所受扭矩成正比、与截面抗扭系数成反比。因此，降低扭矩并提高截面抗扭系数，可以降低切应力或提高构件的承载能力，从而提高抗扭能力。故选D。 13. 圆轴扭转时，横截面上切应力的方向（ ） A. 与半径垂直 B. 与半径平行 C. 沿轴线方向 D. 任意方向 【答案】A 【解析】圆轴扭转时，横截面上的切应力沿圆周切线方向，切线与半径垂直，因此选A。 14. 在下图中，仅发生扭转变形的轴是（ ） A. a B. b C. c D. d 【答案】A 15. 关于中性轴的说法错误的是（ ） A. 中性轴是梁弯曲变形时横截面绕之转动的轴 B. 中性轴是横截面上拉.压应力区的分界线 C. 中性轴上正应力最大 D. 中性轴上正应力为零 【答案】C 【解析】中性轴是横截面绕之转动的轴，也是拉、压应力区的分界线；中性轴上正应力为零，而不是最大，因此错误的是C。 16. 梁弯曲时，横截面上正应力为零的点位于（ ） A. 中性轴上 B. 上边缘 C. 下边缘 D. 任意位置 【答案】A 【解析】梁弯曲时，横截面上正应力沿距离中性轴的距离变化，中性轴上的正应力为零，因此选A。 17. 图示三种截面的截面积相等，高度相同，试按其抗弯截面模量由大到小依次排列（ ） A. ABC B. CBA C. CAB D. BAC 【答案】B 18. 直梁弯曲时，受力特点的主要区别是什么？（ ） A. 弯矩分布不均匀 B. 横截面积不均匀 C. 应力分布不均匀 D. 变形不均匀 【答案】C 【解析】直梁弯曲时，横截面上各点距中性轴的距离不同，因而正应力的大小呈不均匀分布，因此选C。 19. 简支梁在集中力作用下，最大弯矩通常出现在（ ） A. 支座处 B. 跨中 C. 任意位置 D. 集中力作用点 【答案】D 【解析】简支梁在单个集中力作用下，剪力在集中力作用点发生突变。弯矩图在集中力作用点两侧的斜率发生变化，最大弯矩通常出现在集中力作用点。因此应选D。 20. 按弯扭合成计算轴的应力时，要引入系数α，这α是考虑（ ） A. 轴上键槽削弱轴的强度 B. 合成正应力与切应力时的折算系数 C. 正应力与切应力的循环特性不同的系数 D. 正应力与切应力方向不同 【答案】C 【解析】弯扭合成计算中，系数α用于考虑正应力与切应力循环特性不同对强度的影响，因此选C。 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 梁的常见形式有______、______和______。 【答案】① 简支梁 ② 外伸梁 ③ 悬臂梁 【解析】外伸梁一端或两端伸出支座，悬臂梁一端固定一端自由，这三种是常见梁的形式。 22. 图示木榫接头，左右两部分形状完全一样，当受F力作用时，接头的剪切面积等于______，挤压面积等于 ______。 【答案】① ② ab 【解析】分析其中一个木榫的受力，受力图如下： 两个木榫的接触面为挤压面，即绿色所示平面为挤压面，面积为ab，黄色平面为剪切面，面积为Lb。 23. 杆件拉压变形时，截面上的内力称为______，与杆件的轴线______。 【答案】① 轴力 ② 重合 【解析】杆件发生拉伸或压缩时，截面上的内力沿杆轴线方向，称为轴力，其作用线与杆件轴线重合。 24. 应力是指构件内部单位面积上所受的力，分为______和______两种基本形式。 【答案】① 正应力 ② 切应力 【解析】应力按作用方向分为正应力和切应力。 25. 如图所示铆钉结构，钢板在外力P作用下，已知钢板厚为t、宽为b，铆钉直径为d，铆钉的剪应力，铆钉挤压应力。 【答案】① ② 26. 在直杆轴向拉伸时，应变是指单位长度的______变化，通常用______表示。 【答案】① 长度 ② 【解析】应变描述了材料单位长度的变化情况，通常用表示。 27. 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。梁的类型包括______，______和______。 【答案】① 纵向对称 ② 垂直 ③ 简支梁 ④ 外伸梁 ⑤ 悬臂梁 【解析】当全部外力作用在梁的纵向对称平面内，且作用线与梁轴线垂直时，梁发生平面弯曲。按支承形式，梁可分为简支梁、外伸梁和悬臂梁。 28. 如下图，拉杆的轴力是______，剪力是______。 【答案】① 50N ② 0 29. 梁的中性轴是______和______交线。 【答案】① 中性层 ② 横截面 【解析】梁弯曲时，中性层与横截面的交线就是中性轴。 30. 平面弯曲梁截面上的内力为______，梁纯弯曲时，横截面上只有______，没有______。用截面法研究梁上任一截面的剪力，等于该截面一侧（左侧或右侧）梁上所有横向外力的代数和。 【答案】① 剪力和弯矩 ② 正应力 ③ 切应力 【解析】平面弯曲梁截面上的内力包括剪力和弯矩。纯弯曲时横截面上只有正应力，没有切应力。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 直杆在受到温度变化下的热膨胀不属于直杆的基本变形。（ ） 【答案】正确 【解析】直杆受温度变化产生热膨胀属于热变形，通常不属于拉伸、压缩、弯曲和扭转等基本变形，因此判断为正确。 32. 以弯曲变形为主要变形的杆件称为轴。（ ） 【答案】错误 【解析】以弯曲变形为主要变形的杆件称为梁，以扭转变形为主要变形的杆件才称为轴，因此判断为错误。 33. 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。 34. 扭矩属于内力，其单位是牛。（ ） 【答案】错误 【解析】扭矩是力矩的一种，属于内力，其单位是N·m，而不是牛顿N，因此判断为错误。 35. 剪切变形中，剪切面与外力作用线平行。（ ） 【答案】正确 【解析】剪切变形的外力是一对平行力，剪切面与外力作用线平行，构件沿剪切面发生相对错动。 36. 圆轴扭转时，工程计算中横截面上的切应力分布常假定是均匀的。（ ） 【答案】错误 【解析】圆轴扭转时，横截面上任意点的切应力大小与该点到圆心的距离成正比，方向与过该点的半径垂直；切应力最大处发生在半径最大处。 37. 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 38. 圆轴扭转时，最大剪应力通常出现在轴心位置。（ ） 【答案】错误 【解析】圆轴扭转时，切应力随到圆心距离的增大而增大，最大剪应力通常出现在圆周表面，因此判断为错误。 39. 梁的横截面上距离中性轴越远的点，其正应力就越小。（ ） 【答案】错误 【解析】梁弯曲时，正应力的绝对值与该点到中性轴的距离成正比，距离越远，正应力越大，因此判断为错误。 40. 在集中力所在的截面上，弯矩图上将出现转折（ ） 【答案】正确 【解析】正确。集中力作用在梁的某一截面时，该截面两侧的剪力发生突变。根据弯矩与剪力的微分关系 dM/dx=V，弯矩图在该截面左、右两侧的斜率不同，因此弯矩图在集中力作用截面处出现转折。 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 轴的强度计算需要考虑哪些载荷？ 【答案】需考虑弯矩和扭矩，通常用当量弯矩综合计算。 【解析】轴多同时受弯和扭，当量弯矩能反映两者对强度的联合作用。 42. 在拧紧或拆卸管状零件时，常常要使用如图所示的管给管件施加转矩。当拆卸连接牢固的管子时，常在管钳柄部加装套管，以增大转矩，那么，在这种情况下，牙是否会损坏？ 【答案】由于钳牙是用优质材料制造并经过热处理的,所以,通常情况下钳牙是不容易损坏的。管钳工作时，在钳柄端部有作用力F,钳柄产生弯曲变形，其弯矩图如图所示。由弯矩图可知,钳柄根部A—A截面处弯矩值最大,该处最容易发生弯曲损坏。而错柄的材料多为45钢,一般情况下不容易产生柄部弯曲。但若钳柄!部分加上套管,长度超过1的三倍时,则A-A截面处的弯矩也将超过原来的三倍,这时钳柄根部的应力也将超过原来的三倍，这时就有可能因施力过猛而导致A—A截面处出现弯曲损坏。 43. 什么是载荷？根据性质不同可分为哪几种？ 【答案】材料在加工及使用过程中所受的外力称为载荷。根据载荷作用性质不同，通常可分为静载荷、冲击载荷、交变载荷等三种。 【解析】载荷是材料或构件在加工、运输及使用过程中所承受的外力。根据载荷作用性质的不同，可分为静载荷、冲击载荷和交变载荷等。静载荷的大小和方向随时间变化很小；冲击载荷在短时间内突然作用；交变载荷的大小或方向随时间作周期性变化。 44. 纯弯曲 【答案】梁上某段内各横截面上的弯矩全相同且无剪力,这种弯曲称为纯弯曲。 【解析】梁上某段内各横截面上的弯矩均相同且无剪力。根据梁的微分关系，剪力为零时弯矩沿梁长不发生变化，因此该段内各横截面的弯矩相同。这种弯曲称为纯弯曲。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某机械设备采用阶梯形钢制拉杆传递轴向拉力。拉杆由两段同轴连接的直杆组成，第一段长度为 ，横截面积为 ；第二段长度为 ，横截面积为 。拉杆承受轴向拉力 ，材料弹性模量为 。忽略自重及连接处变形。（1）分别计算两段拉杆的伸长量，并求拉杆的总伸长量和最大正应力。（2）若该拉杆的许用正应力为 ，许用总伸长量为 ，判断其强度和刚度是否满足要求。（3）若第一段尺寸保持不变，仅增大第二段横截面积，使总伸长量不超过 ，求第二段横截面积的最小值，并说明直杆轴向拉伸时的主要变形特点。 【答案】（1）取 。第一段伸长量\[\Delta l1=\frac{PL1}{EA1}=\frac{12000\times400}{200000\times200}=0.12 mm\]第二段伸长量\[\Delta l2=\frac{PL2}{EA2}=\frac{12000\times600}{200000\times300}=0.12 mm\]总伸长量\[\Delta l=0.12+0.12=0.24 mm\]两段正应力分别为 和 ，最大正应力为 。（2）最大正应力 ，强度满足要求；总伸长量 ，刚度不满足要求。（3）第一段伸长量为 ，第二段允许伸长量为 。第二段面积最小值\[A2=\frac{PL2}{E\Delta l2}=\frac{12000\times600}{200000\times0.08}=450 mm2\]因此，第二段横截面积应不小于 。直杆轴向拉伸时，杆长伸长，横向尺寸缩小；轴向压缩时，杆长缩短，横向尺寸增大。 【解析】（1）两段均承受相同轴向力，分别利用轴向变形公式计算伸长量，再求和；正应力用轴向力除以横截面积，面积较小的第一段应力最大。（2）将最大应力和总伸长量分别与对应许用值比较即可。（3）先扣除第一段变形量，再依据剩余允许变形量反求第二段面积。 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 $