四川省（对口招生）土木水利类 《土木工程力学基础》项目三任务四 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 任务四：直杆轴向拉（四） 时间：45分钟 总分：96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. 直杆发生轴向拉伸或压缩时，外力的作用线应当（ ） A. 垂直于杆轴线并作用于横截面 B. 沿杆轴线并作用于横截面 C. 平行于杆轴线并作用于纵向截面 D. 绕杆轴线并形成力偶 2. 某简支屋架在竖向荷载作用下，其下弦杆通常主要承受（ ） A. 沿杆轴线的拉力 B. 沿杆轴线的压力 C. 垂直杆轴的剪力 D. 垂直杆轴的弯矩 3. 直杆横截面上的平均正应力可用下列哪个公式计算（ ） A. σ＝NL／A B. σ＝N／A C. σ＝EA／N D. σ＝N／（EA） 4. 为使承受相同拉力的钢拉杆实际应力降低，最直接的措施是（ ） A. 减小杆件截面面积 B. 增大杆件截面面积 C. 增大杆件计算长度 D. 改变杆件受力方向 5. 按通常的应力符号约定，轴向拉力作用下杆件的正应力（ ） A. 取正值，表示截面承受拉应力 B. 取负值，表示截面承受拉应力 C. 取正值，表示截面承受压应力 D. 取负值，表示截面承受压应力 6. 某钢构件材料的屈服强度为 ，安全系数为 。该构件材料的许用应力为（ ） A. B. C. D. 7. 直杆的轴向正应变是（ ） A. 横向变形量与原长度之比 B. 轴向变形量与横截面面积之比 C. 轴向力与原长度之比 D. 轴向变形量与原长度之比 8. 某钢结构圆钢拉杆两端采用螺母连接，进行拉杆强度验算时，截面面积应取（ ） A. 杆身光滑段截面面积 B. 螺母外缘处截面面积 C. 垫板接触处截面面积 D. 螺纹根部危险截面面积 9. 在弹性范围内，等截面直杆轴向变形量的计算公式是（ ） A. ΔL＝NL／EA B. ΔL＝NE／AL C. ΔL＝EA／NL D. ΔL＝N／EAL 10. 某钢拉杆承受轴向拉力 ，截面面积为 ，材料许用应力为 。该拉杆的强度校核结果是（ ） A. 实际应力为160 MPa，满足强度要求 B. 实际应力为180 MPa，满足强度要求 C. 实际应力为200 MPa，不满足强度要求 D. 实际应力为300 MPa，不满足强度要求 11. 对于同种受力条件下的不同材料，弹性模量越大的材料（ ） A. 产生的正应力越小 B. 产生的正应变越小 C. 产生的轴向力越小 D. 产生的轴向变形越大 12. 某设备的钢制拉杆由两段串联组成，承受轴向拉力 。第一段长度为 、面积为 ；第二段长度为 、面积为 。材料弹性模量为 ，允许总伸长量为 。校核结果是（ ） A. 总伸长为1.0 mm，满足限值要求 B. 总伸长为1.5 mm，满足限值要求 C. 总伸长为2.0 mm，满足限值要求 D. 总伸长为2.0 mm，超过限值要求 13. 下列工程构件中，主要承受轴向拉力的是（ ） A. 屋架上弦杆主要承受轴向拉力 B. 钢筋混凝土柱主要承受轴向拉力 C. 桥梁吊杆主要承受轴向拉力 D. 车床主轴主要承受轴向拉力 14. 一根直钢拉杆两端受到大小相等、方向相反且沿杆轴线的拉力时，杆件通常会（ ） A. 横截面产生拉应力，杆长发生伸长 B. 横截面产生压应力，杆长发生缩短 C. 横截面产生剪应力，杆长保持不变 D. 横截面产生弯曲应力，杆身发生弯曲 15. 某钢制圆截面拉杆直径为20 mm，承受轴向拉力31.4 kN，许用应力为120 MPa。忽略自重，该拉杆的受力状态为（ ） A. 应力为50 MPa，满足强度要求 B. 应力为100 MPa，不满足强度要求 C. 应力为157 MPa，不满足强度要求 D. 应力为100 MPa，满足强度要求 16. 一根钢制阶梯直杆由两段同轴连接组成，承受轴向拉力40 kN。第一段长度500 mm、截面积400 mm2，第二段长度300 mm、截面积200 mm2，钢材弹性模量为200 GPa。忽略连接变形，该杆的总伸长量为（ ） A. 0.20 mm B. 0.35 mm C. 0.55 mm D. 0.75 mm 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 工程中，受轴向拉力作用的钢拉杆主要产生轴向伸长变形。（ ） 18. 某钢拉杆承受轴向拉力时，为减小工作应力，可在材料强度满足要求的条件下适当增大拉杆横截面面积。（ ） 19. 直杆承受轴向拉力时，将杆在任一横截面处截开并取一侧研究，截面内力应使该部分杆件呈受拉趋势。（ ） 20. 在轴向拉力相同的条件下，拉杆的横截面面积越大，杆内的正应力越大。（ ） 21. 屋架中的吊杆通常按承受轴向拉力进行设计和验算。（ ） 22. 同一种材料制成的两根等截面拉杆，在轴向拉力和截面面积相同的条件下，杆长较大者的轴向伸长量较大。（ ） 23. 材料相同、截面面积相同的两根拉杆，长度较大的拉杆在相同轴向拉力作用下伸长量较大。（ ） 24. 某钢拉杆工作长度不变，若轴向拉力增大一倍，则其轴向正应力也增大一倍。（ ） 25. 拉杆存在局部削弱截面时，进行强度验算可仍按未削弱处的原截面面积计算正应力。（ ） 26. 某受拉钢杆的截面面积增大后，在相同拉力作用下，其轴向应力和轴向变形都会增大。（ ） 27. 在其他条件相同的情况下，将圆钢拉杆改用弹性模量较小的材料制作，其受拉后的伸长量会减小。（ ） 28. 某厂房采用两根并列钢拉杆共同承受轴向拉力，若两杆材料、长度和截面面积均相同，则可认为两杆分担的拉力相等。（ ） 三、综合应用题（本大题共4小题，每题6分，共24分） 29. 某钢结构雨棚采用一根圆钢拉杆悬吊，拉杆长度为 ，直径为 ，承受轴向拉力 。钢材弹性模量为 ，许用拉应力为 。（1）计算拉杆的横截面面积、工作应力和伸长量。（2）判断该拉杆的强度是否满足要求。（3）若雨棚使用中发现拉杆伸长量明显增大，应分析哪些方面的原因并提出处理措施。 30. 已知 E=2×1MPa，每段杆的长度为 1m，400m，300m，200m。求杆端D 点的水平位移△D。 31. 某钢结构设备的吊装拉杆采用直径为20 mm的圆钢，计算长度为3.0 m。拉杆承受的轴向拉力为50 kN，钢材弹性模量为2.0×105 MPa，许用拉应力为160 MPa。连接施工中应保证拉力作用线通过拉杆截面形心。 （1）计算拉杆的横截面面积和工作拉应力。 （2）计算拉杆的轴向伸长量，并判断其强度是否满足要求。 （3）若安装时两端连接位置偏离拉杆轴线，说明对拉杆受力的影响，并提出一项改进措施。 32. 某厂房管道支架采用两根相同的圆钢吊杆共同承受设备和管道荷载，吊杆长度均为 。总荷载为 ，假定两根吊杆均匀受力。钢材许用拉应力为 ，弹性模量为 ，要求每根吊杆的伸长量不超过 。（1）分别按强度条件和刚度条件计算每根吊杆所需的最小截面面积，并确定最小直径。（2）若选用直径为 的圆钢吊杆，验算其强度和伸长量是否满足要求。（3）若现场安装后两根吊杆受力不均，应说明可能造成的后果及调整措施。 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 任务四：直杆轴向拉（四） 时间：45分钟 总分：96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. 直杆发生轴向拉伸或压缩时，外力的作用线应当（ ） A. 垂直于杆轴线并作用于横截面 B. 沿杆轴线并作用于横截面 C. 平行于杆轴线并作用于纵向截面 D. 绕杆轴线并形成力偶 【答案】B 【解析】轴向拉压的外力作用线与杆轴线重合，并通过杆件横截面的形心。 2. 某简支屋架在竖向荷载作用下，其下弦杆通常主要承受（ ） A. 沿杆轴线的拉力 B. 沿杆轴线的压力 C. 垂直杆轴的剪力 D. 垂直杆轴的弯矩 【答案】A 【解析】屋架下弦杆在竖向荷载作用下通常被拉长，主要承受沿杆轴线方向的拉力。 3. 直杆横截面上的平均正应力可用下列哪个公式计算（ ） A. σ＝NL／A B. σ＝N／A C. σ＝EA／N D. σ＝N／（EA） 【答案】B 【解析】平均正应力等于横截面上的轴向内力除以横截面面积，即 σ＝N／A。 4. 为使承受相同拉力的钢拉杆实际应力降低，最直接的措施是（ ） A. 减小杆件截面面积 B. 增大杆件截面面积 C. 增大杆件计算长度 D. 改变杆件受力方向 【答案】B 【解析】轴向拉伸时，杆件应力等于轴力除以截面面积，增大截面面积可降低实际应力。 5. 按通常的应力符号约定，轴向拉力作用下杆件的正应力（ ） A. 取正值，表示截面承受拉应力 B. 取负值，表示截面承受拉应力 C. 取正值，表示截面承受压应力 D. 取负值，表示截面承受压应力 【答案】A 【解析】通常规定拉应力为正，压应力为负，因此轴向拉力产生的正应力取正值。 6. 某钢构件材料的屈服强度为 ，安全系数为 。该构件材料的许用应力为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】许用应力是在材料强度基础上考虑安全储备后确定，等于屈服强度除以安全系数。 7. 直杆的轴向正应变是（ ） A. 横向变形量与原长度之比 B. 轴向变形量与横截面面积之比 C. 轴向力与原长度之比 D. 轴向变形量与原长度之比 【答案】D 【解析】轴向正应变表示杆件轴向变形的相对程度，等于轴向变形量与原长度之比。 8. 某钢结构圆钢拉杆两端采用螺母连接，进行拉杆强度验算时，截面面积应取（ ） A. 杆身光滑段截面面积 B. 螺母外缘处截面面积 C. 垫板接触处截面面积 D. 螺纹根部危险截面面积 【答案】D 【解析】螺纹根部的有效截面最小，是拉杆受拉时最容易发生破坏的危险截面。 9. 在弹性范围内，等截面直杆轴向变形量的计算公式是（ ） A. ΔL＝NL／EA B. ΔL＝NE／AL C. ΔL＝EA／NL D. ΔL＝N／EAL 【答案】A 【解析】根据胡克定律，等截面直杆的轴向变形量为轴力乘长度除以弹性模量与截面积的乘积。 10. 某钢拉杆承受轴向拉力 ，截面面积为 ，材料许用应力为 。该拉杆的强度校核结果是（ ） A. 实际应力为160 MPa，满足强度要求 B. 实际应力为180 MPa，满足强度要求 C. 实际应力为200 MPa，不满足强度要求 D. 实际应力为300 MPa，不满足强度要求 【答案】C 【解析】实际应力为 ，大于许用应力 ，强度不足。 11. 对于同种受力条件下的不同材料，弹性模量越大的材料（ ） A. 产生的正应力越小 B. 产生的正应变越小 C. 产生的轴向力越小 D. 产生的轴向变形越大 【答案】B 【解析】在正应力相同的条件下，弹性模量越大，材料的正应变越小，弹性变形能力越弱。 12. 某设备的钢制拉杆由两段串联组成，承受轴向拉力 。第一段长度为 、面积为 ；第二段长度为 、面积为 。材料弹性模量为 ，允许总伸长量为 。校核结果是（ ） A. 总伸长为1.0 mm，满足限值要求 B. 总伸长为1.5 mm，满足限值要求 C. 总伸长为2.0 mm，满足限值要求 D. 总伸长为2.0 mm，超过限值要求 【答案】D 【解析】总伸长量为 ，超过允许值。 13. 下列工程构件中，主要承受轴向拉力的是（ ） A. 屋架上弦杆主要承受轴向拉力 B. 钢筋混凝土柱主要承受轴向拉力 C. 桥梁吊杆主要承受轴向拉力 D. 车床主轴主要承受轴向拉力 【答案】C 【解析】桥梁吊杆通过拉力悬挂桥面或承受荷载，主要受轴向拉伸作用。 14. 一根直钢拉杆两端受到大小相等、方向相反且沿杆轴线的拉力时，杆件通常会（ ） A. 横截面产生拉应力，杆长发生伸长 B. 横截面产生压应力，杆长发生缩短 C. 横截面产生剪应力，杆长保持不变 D. 横截面产生弯曲应力，杆身发生弯曲 【答案】A 【解析】轴向拉力的作用线与杆轴线重合时，杆件横截面上产生拉应力，杆件沿轴线方向伸长。 15. 某钢制圆截面拉杆直径为20 mm，承受轴向拉力31.4 kN，许用应力为120 MPa。忽略自重，该拉杆的受力状态为（ ） A. 应力为50 MPa，满足强度要求 B. 应力为100 MPa，不满足强度要求 C. 应力为157 MPa，不满足强度要求 D. 应力为100 MPa，满足强度要求 【答案】D 【解析】截面积约为314 mm2，平均应力约为31 400÷314，结果为100 MPa，小于许用应力，满足要求。 16. 一根钢制阶梯直杆由两段同轴连接组成，承受轴向拉力40 kN。第一段长度500 mm、截面积400 mm2，第二段长度300 mm、截面积200 mm2，钢材弹性模量为200 GPa。忽略连接变形，该杆的总伸长量为（ ） A. 0.20 mm B. 0.35 mm C. 0.55 mm D. 0.75 mm 【答案】C 【解析】两段杆轴力相同，第一段伸长0.25 mm，第二段伸长0.30 mm，总伸长量为0.55 mm。 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 工程中，受轴向拉力作用的钢拉杆主要产生轴向伸长变形。（ ） 【答案】正确 【解析】拉杆在轴向拉力作用下，杆件长度增加，产生轴向伸长变形。 18. 某钢拉杆承受轴向拉力时，为减小工作应力，可在材料强度满足要求的条件下适当增大拉杆横截面面积。（ ） 【答案】正确 【解析】轴向拉杆的正应力等于轴向力除以横截面面积。轴向力不变时，增大面积可降低工作应力。 19. 直杆承受轴向拉力时，将杆在任一横截面处截开并取一侧研究，截面内力应使该部分杆件呈受拉趋势。（ ） 【答案】正确 【解析】轴向拉伸杆截开后，截面上的内力为拉力，其作用效果是将所研究杆段向两端拉开。 20. 在轴向拉力相同的条件下，拉杆的横截面面积越大，杆内的正应力越大。（ ） 【答案】错误 【解析】轴向拉伸时，正应力由轴力除以横截面面积求得。在轴力相同的条件下，截面面积增大，正应力会减小。 21. 屋架中的吊杆通常按承受轴向拉力进行设计和验算。（ ） 【答案】正确 【解析】吊杆主要用于悬挂构件或传递拉力，工作时一般承受轴向拉力。 22. 同一种材料制成的两根等截面拉杆，在轴向拉力和截面面积相同的条件下，杆长较大者的轴向伸长量较大。（ ） 【答案】正确 【解析】在弹性范围内，轴向伸长量与轴力和杆长成正比，与截面面积和弹性模量成反比。因此其他条件相同时，杆越长，伸长量越大。 23. 材料相同、截面面积相同的两根拉杆，长度较大的拉杆在相同轴向拉力作用下伸长量较大。（ ） 【答案】正确 【解析】轴向伸长量与杆件原长度成正比，杆件越长，伸长量越大。 24. 某钢拉杆工作长度不变，若轴向拉力增大一倍，则其轴向正应力也增大一倍。（ ） 【答案】正确 【解析】在截面面积不变时，轴向正应力与轴向力成正比。 25. 拉杆存在局部削弱截面时，进行强度验算可仍按未削弱处的原截面面积计算正应力。（ ） 【答案】错误 【解析】拉杆有孔洞、螺纹或槽口等局部削弱时，削弱处的有效截面面积较小，正应力较大。强度验算应采用危险截面的有效面积。 26. 某受拉钢杆的截面面积增大后，在相同拉力作用下，其轴向应力和轴向变形都会增大。（ ） 【答案】错误 【解析】截面面积增大时，轴向应力减小，杆件的轴向变形也减小。 27. 在其他条件相同的情况下，将圆钢拉杆改用弹性模量较小的材料制作，其受拉后的伸长量会减小。（ ） 【答案】错误 【解析】轴向伸长量与材料弹性模量成反比，弹性模量减小时伸长量增大。 28. 某厂房采用两根并列钢拉杆共同承受轴向拉力，若两杆材料、长度和截面面积均相同，则可认为两杆分担的拉力相等。（ ） 【答案】正确 【解析】两杆刚度相同且连接可靠时，变形协调，所分担的轴向拉力相等。 三、综合应用题（本大题共4小题，每题6分，共24分） 29. 某钢结构雨棚采用一根圆钢拉杆悬吊，拉杆长度为 ，直径为 ，承受轴向拉力 。钢材弹性模量为 ，许用拉应力为 。（1）计算拉杆的横截面面积、工作应力和伸长量。（2）判断该拉杆的强度是否满足要求。（3）若雨棚使用中发现拉杆伸长量明显增大，应分析哪些方面的原因并提出处理措施。 【答案】（1）拉杆面积为。工作应力为。伸长量为 。（2）拉杆工作应力为 ，小于许用拉应力 ，强度满足要求。（3）应检查拉杆是否超载、锚固连接是否松动、拉杆是否存在锈蚀减薄或塑性变形。发现异常时应卸载检查、紧固连接，必要时更换或增大截面的拉杆。 【解析】（1）拉杆直径为 ，横截面面积为：。轴向拉力 ，工作应力为：。拉杆长度 ，弹性模量 ，伸长量为： 。（2），因此拉杆强度满足要求。（3）拉杆伸长量明显增大，可能由实际荷载增大、锚固或连接部位松动、拉杆锈蚀减薄、材料发生塑性变形等造成。应检查实际荷载及连接状态，紧固松动连接；对锈蚀、塑性变形或截面削弱严重的拉杆，应及时更换，必要时增大拉杆截面面积。 30. 已知 E=2×1MPa，每段杆的长度为 1m，400m，300m，200m。求杆端D 点的水平位移△D。 【答案】端截面D的水平位移实际上就是杆AD长度的变化量Δl ，由于杆的截面积不是常数，杆的轴力AB段：50kN，BC段：10kN，CD段：20kN，故分段计算杆的变形，然后取其代数和。 Δ 0.625mm Δ 0.17mm Δ 0.5mm 总变形量为 【解析】查阅教材（胡克定律） 31. 某钢结构设备的吊装拉杆采用直径为20 mm的圆钢，计算长度为3.0 m。拉杆承受的轴向拉力为50 kN，钢材弹性模量为2.0×105 MPa，许用拉应力为160 MPa。连接施工中应保证拉力作用线通过拉杆截面形心。 （1）计算拉杆的横截面面积和工作拉应力。 （2）计算拉杆的轴向伸长量，并判断其强度是否满足要求。 （3）若安装时两端连接位置偏离拉杆轴线，说明对拉杆受力的影响，并提出一项改进措施。 【答案】（1）拉杆横截面面积为 A＝π／4＝3.14×202／4＝314 mm2。 工作拉应力为 σ＝N／A＝50000／314＝159.2 MPa。 （2）轴向伸长量为 Δl＝Nl／AE＝50000×3000／（314×2.0×105）＝2.39 mm。 工作拉应力159.2 MPa小于许用拉应力160 MPa，拉杆强度满足要求。 （3）连接位置偏离拉杆轴线会使拉杆除承受轴向拉力外还承受弯矩，形成拉弯组合受力，局部应力增大。应调整连接节点或设置连接垫板，使拉力作用线尽量通过截面形心。 【解析】（1）圆钢拉杆的截面面积按圆面积公式计算，再用轴力除以截面面积求工作拉应力。 （2）轴向伸长量按轴向变形公式计算。工作应力未超过许用拉应力，因此可满足强度要求。 （3）拉力作用线不通过截面形心时会产生附加弯矩，不再是理想的轴向拉伸状态，应通过调整节点位置减小偏心。 32. 某厂房管道支架采用两根相同的圆钢吊杆共同承受设备和管道荷载，吊杆长度均为 。总荷载为 ，假定两根吊杆均匀受力。钢材许用拉应力为 ，弹性模量为 ，要求每根吊杆的伸长量不超过 。（1）分别按强度条件和刚度条件计算每根吊杆所需的最小截面面积，并确定最小直径。（2）若选用直径为 的圆钢吊杆，验算其强度和伸长量是否满足要求。（3）若现场安装后两根吊杆受力不均，应说明可能造成的后果及调整措施。 【答案】（1）每根吊杆承受的拉力为。按强度条件计算：。按刚度条件计算： 。取较大值 ，则。最小直径应不小于 。（2）直径为 时，。。。工作应力小于许用应力，伸长量小于 ，满足要求。（3）受力较大的吊杆可能发生超应力和过大变形，严重时导致吊杆失效或管道倾斜。应调整吊杆螺母或采用可调支吊架，使两根吊杆共同均匀受力。 【解析】每根吊杆受拉45 kN。强度条件A≥45000/120=375 mm2；刚度条件A≥45000×1800/(2.0×105×1.2)=337.5 mm2，故取A=375 mm2，d≥21.85 mm。d=22 mm时，σ=118.38 MPa，Δl=1.07 mm，均满足要求。受力不均会致超应力、支架偏斜，应调螺母或采用可调支吊架。 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 $