四川省（对口招生）土木水利类 《土木工程力学基础》项目三任务三 45分钟专题训练卷

四川省（对口招生）土木水利类《土木工程力学基础》45分钟专题训练卷专辑，共105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土木水利类理论知识，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土木水利类高考的学生。 与本专辑配套的还有四川省对口招生考试《建筑材料》《建筑工程测量》《土木工程识图》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 四川省（对口招生）土木水利类 《土木工程力学基础》 项目三：轴向拉伸和压缩 任务三：直杆轴向拉（三） 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16小题，每题3分，共48分） 1. 下列哪项测试不用于确定材料的许用应力（ ） A. 拉伸测试 B. 冲击测试 C. 硬度测试 D. 疲劳测试 2. 一根等截面钢杆承受轴向拉力60 kN，杆的横截面面积为300 mm2。该杆横截面上的正应力为（ ）。 A. 100 MPa B. 200 MPa C. 300 MPa D. 600 MPa 3. 如图所示变截面轴向拉杆受力F的作用，两杆的许用应力[σ]=150MPa，杆1的截面积.，杆2的截面积，若要保证变截面杆满足强度要求，力F的大小为（ ） A. F≤12KN B. F≥12KN C. F≤15KN D. F≥27KN 4. 两根材料、长度和所受轴向拉力均相同的等截面直杆，其中乙杆的横截面面积为甲杆的2倍。两杆均在弹性范围内工作，则乙杆的轴向变形量为甲杆的（ ）。 A. 2倍 B. 1倍 C. 1/2倍 D. 1/4倍 5. 当一个轴向受拉杆件的实际应力接近其屈服极限时会发生什么（ ） A. 杆件会立即断裂 B. 杆件会发生塑性变形 C. 杆件会恢复原状 D. 杆件无任何变化 6. 图所示结构中二杆的材料相同，横截面面积分别为A和2A，则该结构的许用载荷（ ） A. [F]=A[σ] B. [F]=2A[σ] C. [F]=3A[σ] D. [F]=4A[σ] 7. 在工程结构中，弹性模量E越大，则杆件在相同拉力作用下的变形量（ ） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 变化不确定 8. 两根长度不同，而材料、截面尺寸和形状完全相同的直杆，受同样大小拉力的作用，在以下选项中不相同的是（ ） A. 工作应力 B. 抗拉强度 C. 纵向变形 D. 许用应力 9. 下列决定弹性模量E的是 （ ） A. 构件受的外力 B. 构件的材料 C. 构件的变形 D. 构件的几何尺寸 10. 某材料从开始受力到最终断开的完整应力 - 应变曲线如图所示，该材料的变形过程无（ ） A. 弹性阶段和屈服阶段 B. 强化阶段和颈缩阶段 C. 屈服阶段和强化阶段 D. 屈服阶段和颈缩阶段 11. 胡克定律不适用于描述（ ） A. 橡胶带的拉伸 B. 金属丝的弯曲 C. 玻璃的压缩 D. 塑料的扭曲 12. 已知钢杆长l = 2m，截面面积A = 200mm2，受到压力F = 32kN的作用，钢杆的弹性模量E = 2.0×10MPa，则此钢杆的变形量l为（ ） A. 1.6mm B. 0.16mm C. -1.6mm D. -0.16mm 13. 如图所示两杆，其中杆1为变截面圆杆，杆2为等截面圆杆。两杆材料，受力情况相同。则下列结论中正确的是（ ） A. 杆1的伸长小于杆2的伸长 B. 杆1的伸长等于杆2的伸长 C. 杆1的伸长为杆2的伸长的2.5倍 D. 杆1的伸长为杆2的伸长的2倍 14. 在弹性范围内，增加施加在材料上的应力会导致（ ） A. 减少应变 B. 增加应变 C. 保持应变不变 D. 减少应变速率 15. 杨氏模量的单位是什么（ ） A. N·m B. N/m C. Pa D. m/N 16. 塑性材料试件拉伸试验时，在强化阶段（ ） A. 只发生弹性变形 B. 只发生塑性变形 C. 弹性变形与塑性变形均不发生 D. 弹性变形与塑性变形同时发生 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 轴向拉、压杆只要满足强度条件，就一定不会发生破坏。（ ） 18. 构件安全工作的应力均小于许用应力才安全。（ ） 19. 设计直杆轴向拉、压时不需要考虑受力作用位置。（ ） 20. 强度计算中需要考虑构件的形状和温度等因素。 （ ） 21. 因为变形是力引起的，所以变形的大小仅仅与外力作用方式有关。（ ） 22. 直杆在轴向外力作用下产生纵向变形，用△l 表示杆件纵向总的变形，用线应变ε表示轴线方向单位长度的变形，即杆件的变形程度。（ ） 23. 对于塑性材料制成的杆件，在弹性阶段胡克定律不适用。（ ） 24. 直杆在受到轴向拉力后，发生的变形一定是塑性变形。（ ） 25. 直杆的轴向变形与受到的力成反比。（ ） 26. 在轴向拉伸试验中，杆件达到屈服点后，其应力和应变之间仍为线性关系。（ ） 27. 对于同一种材料构成的两根直杆，在相同温度和相同截面尺寸的条件下，施加相同大小的轴向拉力，它们的变形量也必定相同。（ ） 28. 杆件受到轴向拉力时，其长度会增加。（ ） 三、综合应用题（本大题共4小题，共28分） 29.（6分）某钢结构厂房的屋架采用圆钢拉杆承受轴向拉力。已知拉杆承受的设计拉力为 ，原设计直径为 ，材料的许用应力为 。（1）计算原设计拉杆的工作应力。（2）判断该拉杆是否满足强度条件。（3）若保持设计拉力不变，计算拉杆所需的最小直径，并说明工程上应如何选用规格。 30.（10分）某钢索起吊构件时正处于静力平衡状态，如图a所示。已知构件重W=10kN，钢索的许用应力[σ]=160MPa，钢索的横截面都是圆形，其中AC、BC的直径为10mm，DA、EB的直径为6mm。试校核各钢索是否满足强度条件，若不能满足，试说明原因并提出解决办法。 31.（6分）某建筑工地塔式起重机的斜拉杆采用低碳钢圆杆，拉杆长度为2500 mm，直径为45 mm，承受的轴向拉力为180 kN。已知材料的弹性模量，许用应力为140 MPa，屈服应力为235 MPa，抗拉强度极限应力为370 MPa。（1）计算拉杆横截面上的工作应力和纵向伸长量。（2）判断该拉杆在现有载荷下是否满足强度条件，并说明其变形属于弹性变形还是塑性变形。（3）若因起吊超载使拉力增至400 kN，分析拉杆可能出现的变形情况，并提出一项处理措施。 32.（6分）某水利闸门启闭装置的钢制拉杆长度为 ，直径为 ，工作拉力为 。已知钢材的弹性模量为 ，许用应力为 ，设备规定拉杆的纵向伸长量不得超过 。（1）计算该拉杆在工作拉力作用下的纵向伸长量。（2）判断该拉杆是否同时满足强度和刚度要求。（3）若拉杆在卸载后长度能够恢复原状，说明此时产生的是弹性变形还是塑性变形。 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 $ 四川省（对口招生）土木水利类《土木工程力学基础》45分钟专题训练卷专辑，共105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土木水利类理论知识，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土木水利类高考的学生。 与本专辑配套的还有四川省对口招生考试《建筑材料》《建筑工程测量》《土木工程识图》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 四川省（对口招生）土木水利类 《土木工程力学基础》 项目三：轴向拉伸和压缩 任务三：直杆轴向拉（三） 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16小题，每题3分，共48分） 1. 下列哪项测试不用于确定材料的许用应力（ ） A. 拉伸测试 B. 冲击测试 C. 硬度测试 D. 疲劳测试 【答案】C 【解析】硬度测试主要用于评估材料的表面硬度，并不直接用于确定许用应力。 2. 一根等截面钢杆承受轴向拉力60 kN，杆的横截面面积为300 mm2。该杆横截面上的正应力为（ ）。 A. 100 MPa B. 200 MPa C. 300 MPa D. 600 MPa 【答案】B 【解析】轴向拉伸时，横截面正应力等于轴向力除以横截面面积。将60 kN换算为60000 N，计算得正应力为60000÷300，即200 MPa。 3. 如图所示变截面轴向拉杆受力F的作用，两杆的许用应力[σ]=150MPa，杆1的截面积.，杆2的截面积，若要保证变截面杆满足强度要求，力F的大小为（ ） A. F≤12KN B. F≥12KN C. F≤15KN D. F≥27KN 【答案】A 4. 两根材料、长度和所受轴向拉力均相同的等截面直杆，其中乙杆的横截面面积为甲杆的2倍。两杆均在弹性范围内工作，则乙杆的轴向变形量为甲杆的（ ）。 A. 2倍 B. 1倍 C. 1/2倍 D. 1/4倍 【答案】C 【解析】等截面直杆的轴向变形量与轴向力和杆长成正比，与材料弹性模量和横截面面积成反比。乙杆面积增大为2倍，其他条件相同，其轴向变形量变为甲杆的1/2。 5. 当一个轴向受拉杆件的实际应力接近其屈服极限时会发生什么（ ） A. 杆件会立即断裂 B. 杆件会发生塑性变形 C. 杆件会恢复原状 D. 杆件无任何变化 【答案】B 【解析】当实际应力接近屈服极限时，材料会发生塑性变形而不是立即断裂。 6. 图所示结构中二杆的材料相同，横截面面积分别为A和2A，则该结构的许用载荷（ ） A. [F]=A[σ] B. [F]=2A[σ] C. [F]=3A[σ] D. [F]=4A[σ] 【答案】D 7. 在工程结构中，弹性模量E越大，则杆件在相同拉力作用下的变形量（ ） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 变化不确定 【答案】B 【解析】弹性模量E越大，杆件在相同拉力作用下的变形量越小。 8. 两根长度不同，而材料、截面尺寸和形状完全相同的直杆，受同样大小拉力的作用，在以下选项中不相同的是（ ） A. 工作应力 B. 抗拉强度 C. 纵向变形 D. 许用应力 【答案】C 【解析】工作应力σ=F/A（F为拉力，A为截面积）相同，抗拉强度取决于材料本身相同，许用应力取决于材料相同，而纵向变形𝛥L=FL/EA（L为杆长），杆长不同则纵向变形不同。 9. 下列决定弹性模量E的是 （ ） A. 构件受的外力 B. 构件的材料 C. 构件的变形 D. 构件的几何尺寸 【答案】B 【解析】弹性模量E是反映材料弹性变形能力的力学性能指标，只与材料本身的性质有关，与构件所受外力、变形及几何尺寸无关。因此选B。 10. 某材料从开始受力到最终断开的完整应力 - 应变曲线如图所示，该材料的变形过程无（ ） A. 弹性阶段和屈服阶段 B. 强化阶段和颈缩阶段 C. 屈服阶段和强化阶段 D. 屈服阶段和颈缩阶段 【答案】D 11. 胡克定律不适用于描述（ ） A. 橡胶带的拉伸 B. 金属丝的弯曲 C. 玻璃的压缩 D. 塑料的扭曲 【答案】D 【解析】胡克定律主要描述的是材料在弹性范围内的直线应力-应变关系，不适用于非线性行为如塑料扭曲。 12. 已知钢杆长l = 2m，截面面积A = 200mm2，受到压力F = 32kN的作用，钢杆的弹性模量E = 2.0×10MPa，则此钢杆的变形量l为（ ） A. 1.6mm B. 0.16mm C. -1.6mm D. -0.16mm 【答案】C 【解析】轴向变形量计算公式为Δl=FL/(AE)。取拉力为正、压力为负，则F=-32kN=-32000N；l=2m=2000mm；A=200mm2；E=2.0×105MPa=2.0×105N/mm2。因此，Δl=(-32000×2000)/(200×2.0×105)mm=-1.6mm。负号表示钢杆受压后长度缩短，所以正确答案为C。 13. 如图所示两杆，其中杆1为变截面圆杆，杆2为等截面圆杆。两杆材料，受力情况相同。则下列结论中正确的是（ ） A. 杆1的伸长小于杆2的伸长 B. 杆1的伸长等于杆2的伸长 C. 杆1的伸长为杆2的伸长的2.5倍 D. 杆1的伸长为杆2的伸长的2倍 【答案】C 14. 在弹性范围内，增加施加在材料上的应力会导致（ ） A. 减少应变 B. 增加应变 C. 保持应变不变 D. 减少应变速率 【答案】B 【解析】在弹性范围内，材料服从胡克定律，即σ=Eε，其中σ为应力，E为弹性模量，ε为应变。对于同一种材料，E为常数，因此应力增加时，应变也随之增加。题目未涉及时间变化，不能表述为应变速率增加，所以正确答案为B。 15. 杨氏模量的单位是什么（ ） A. N·m B. N/m C. Pa D. m/N 【答案】C 【解析】杨氏模量的国际单位制是帕斯卡（Pa），即N/。 16. 塑性材料试件拉伸试验时，在强化阶段（ ） A. 只发生弹性变形 B. 只发生塑性变形 C. 弹性变形与塑性变形均不发生 D. 弹性变形与塑性变形同时发生 【答案】D 【解析】塑性材料在强化阶段，既有因外力去除可恢复的弹性变形，也有不可恢复的塑性变形。 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 轴向拉、压杆只要满足强度条件，就一定不会发生破坏。（ ） 【答案】错误 【解析】满足强度条件只是保证在强度方面安全，但还有可能因刚度等问题发生破坏。 18. 构件安全工作的应力均小于许用应力才安全。（ ） 【答案】正确 【解析】许用应力是构件安全工作允许的最大应力，实际应力小于它才安全。 19. 设计直杆轴向拉、压时不需要考虑受力作用位置。（ ） 【答案】错误 【解析】设计直杆轴向拉、压时，需要考虑外力的作用位置。只有当外力作用线与杆件轴线重合时，杆件才主要承受轴向拉力或压力；若外力偏离轴线，还会产生弯曲等附加效应，影响构件的承载能力和安全性。 20. 强度计算中需要考虑构件的形状和温度等因素。 （ ） 【答案】正确 【解析】强度计算时，需要综合考虑材料的力学性能、构件或截面的形状和尺寸，以及温度等因素。这些因素会影响构件的承载能力和许用应力，因此该说法正确。 21. 因为变形是力引起的，所以变形的大小仅仅与外力作用方式有关。（ ） 【答案】错误 【解析】变形大小不仅与外力作用方式有关，还与杆件材料、截面形状尺寸等有关。 22. 直杆在轴向外力作用下产生纵向变形，用△l 表示杆件纵向总的变形，用线应变ε表示轴线方向单位长度的变形，即杆件的变形程度。（ ） 【答案】正确 【解析】直杆受轴向外力作用时，长度会发生变化，这种沿杆轴线方向的变形称为纵向变形，通常用Δl表示。线应变ε表示单位长度上的纵向变形，其计算式为ε=Δl/l，其中l为杆件的原始长度。拉伸时Δl为正，压缩时Δl为负；线应变反映了杆件的变形程度，因此该说法正确。 23. 对于塑性材料制成的杆件，在弹性阶段胡克定律不适用。（ ） 【答案】错误 【解析】在弹性阶段，塑性材料的应力与应变在比例极限内成正比，满足胡克定律，即σ=Eε。因此，题干说“胡克定律不适用”是错误的。 24. 直杆在受到轴向拉力后，发生的变形一定是塑性变形。（ ） 【答案】错误 【解析】直杆在受到轴向拉力后可能先发生弹性变形，如果所受应力不超过材料的屈服强度，当外力撤去后，变形可以恢复。只有当应力超过屈服点，材料才会发生塑性变形。 25. 直杆的轴向变形与受到的力成反比。（ ） 【答案】错误 【解析】在杆件材料、横截面面积和长度均不变的条件下，轴向变形量Δl=FL/(EA)，其中F为轴向力。因此，轴向变形量与轴向力成正比，而不是成反比，所以题述错误。 26. 在轴向拉伸试验中，杆件达到屈服点后，其应力和应变之间仍为线性关系。（ ） 【答案】错误 【解析】杆件在达到屈服点前，应力与应变近似成正比，符合胡克定律；达到屈服点后，材料发生塑性变形，应力与应变不再保持线性关系。因此题述错误。 27. 对于同一种材料构成的两根直杆，在相同温度和相同截面尺寸的条件下，施加相同大小的轴向拉力，它们的变形量也必定相同。（ ） 【答案】错误 【解析】直杆在轴向拉力作用下的纵向变形量为 Δl=Fl/(EA)。同种材料且温度相同，则弹性模量 E 相同；截面尺寸相同，则横截面面积 A 相同；轴向拉力相同，则 F 相同。但题干未说明两根直杆的长度 l 相同。若两杆长度不同，则其变形量 Δl 不同，因此“变形量也必定相同”的说法错误。 28. 杆件受到轴向拉力时，其长度会增加。（ ） 【答案】正确 【解析】杆件受到轴向拉力时，杆内产生拉应力和拉应变。在线弹性范围内，纵向变形量 Δl=Fl/(EA)>0，因此杆件沿轴线方向伸长，长度增加。 三、综合应用题（本大题共4小题，共28分） 29.（6分）某钢结构厂房的屋架采用圆钢拉杆承受轴向拉力。已知拉杆承受的设计拉力为 ，原设计直径为 ，材料的许用应力为 。（1）计算原设计拉杆的工作应力。（2）判断该拉杆是否满足强度条件。（3）若保持设计拉力不变，计算拉杆所需的最小直径，并说明工程上应如何选用规格。 【答案】（1）拉杆横截面面积为 。工作应力为 。（2）不满足强度条件。因为 。（3）由强度条件 得 。。工程上应选用直径不小于 的标准圆钢拉杆。 【解析】A=π/4=314.16 mm2，σ=F/A=120000/314.16=381.97 MPa，大于140 MPa，故不满足强度要求。A≥F/[σ]=857.14 mm2， mm，工程上应向上选取不小于34 mm的标准圆钢。 30.（10分）某钢索起吊构件时正处于静力平衡状态，如图a所示。已知构件重W=10kN，钢索的许用应力[σ]=160MPa，钢索的横截面都是圆形，其中AC、BC的直径为10mm，DA、EB的直径为6mm。试校核各钢索是否满足强度条件，若不能满足，试说明原因并提出解决办法。 【答案】（1）校核钢索AC、BC的强度。取节点C为研究对象，钢索AC、BC的轴力分别用FNAC、FNBC表示，受力图如b所示。由静力平衡条件得 ，， 钢索AC、BC强度足够。 （2）校核钢索DA、EB的强度。取构件为研究对象，钢索DA、EB的轴力分别用FNDA、FNEB表示，受力图如c所示。由静力平衡条件得 经校核钢索DA、EB不能满足强度条件。虽然钢索AC、BC杆强度足够，但对整个起吊系统而言仍是强度不足。补救方法是加大钢索DA、EB的截面尺寸。 31.（6分）某建筑工地塔式起重机的斜拉杆采用低碳钢圆杆，拉杆长度为2500 mm，直径为45 mm，承受的轴向拉力为180 kN。已知材料的弹性模量，许用应力为140 MPa，屈服应力为235 MPa，抗拉强度极限应力为370 MPa。（1）计算拉杆横截面上的工作应力和纵向伸长量。（2）判断该拉杆在现有载荷下是否满足强度条件，并说明其变形属于弹性变形还是塑性变形。（3）若因起吊超载使拉力增至400 kN，分析拉杆可能出现的变形情况，并提出一项处理措施。 【答案】（1）拉杆横截面积为。工作应力为。纵向伸长量为 。（2）工作应力113.18 MPa小于许用应力140 MPa，拉杆满足强度条件。工作应力小于屈服应力235 MPa，卸载后变形能够恢复，属于弹性变形。（3）超载时工作应力为。该应力大于屈服应力，拉杆会产生塑性变形，卸载后仍存在残余伸长。应立即停止起吊并更换拉杆，或增大拉杆截面尺寸后重新校核强度。 【解析】A=π/4=1590.43 mm2，σ=180000/A=113.18 MPa，Δl=Fl/(AE)=1.41 mm。σ小于许用应力及屈服应力，满足强度要求，属弹性变形。超载400 kN时σ'=251.51 MPa>235 MPa，将产生残余伸长；应停止起吊并更换或加大拉杆截面。 32.（6分）某水利闸门启闭装置的钢制拉杆长度为 ，直径为 ，工作拉力为 。已知钢材的弹性模量为 ，许用应力为 ，设备规定拉杆的纵向伸长量不得超过 。（1）计算该拉杆在工作拉力作用下的纵向伸长量。（2）判断该拉杆是否同时满足强度和刚度要求。（3）若拉杆在卸载后长度能够恢复原状，说明此时产生的是弹性变形还是塑性变形。 【答案】（1）横截面面积为 。纵向伸长量为 。（2）工作应力为 。，不满足强度要求；，满足刚度要求。因此，该拉杆不能投入使用。（3）属于弹性变形。卸载后能够恢复原来长度的变形为弹性变形。 【解析】A=π/4=452.39 mm2，Δl=Fl/(EA)=1.79 mm，小于2.00 mm，满足刚度要求。σ=F/A=198.94 MPa，大于160 MPa，不满足强度要求，故不能投入使用。卸载后长度能恢复原状，说明产生的是弹性变形。 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 $