四川省（对口招生）土木水利类 《土木工程力学基础》项目二任务三 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》 项目二：平面力系的合成与平衡 任务三：力矩 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. 平面上的合力对该平面内一点的矩（ ） A. 大于其各分力对该点的矩的代数和 B. 等于其各分力对该点的矩的代数和 C. 小于其各分力对该点的矩的代数和 D. 有时大于、有时小于其各分力对该点的矩的代数和 【答案】B 【解析】合力矩定理：平面上的合力对该平面内一点的矩等于其各分力对该点的矩的代数和。 2. 力矩的国际单位是什么（ ） A. 牛顿 B. 焦耳 C. 帕斯卡 D. 牛顿米 【答案】D 【解析】力矩的国际单位是牛顿米（Nm），表示力和力臂的乘积。 3. 如图所示，平面上有两个力F、F'，已知F = -F'，则F、F'对O点的矩的代数和为（ ） A. F(d + h) B. FL C. Fd D. F'(d + h) + Fh 【答案】C 4. 一个力矩为80牛·米的力作用在一个4米长的杠杆上。如果力的方向与杠杆的方向垂直，那么力的大小是多少（ ） A. 20 牛 B. 40 牛 C. 60 牛 D. 80 牛 【答案】A 【解析】力矩 = 力 × 距离，解得力 = 力矩 / 距离。所以，力 = 80牛·米 / 4米 = 20牛。 5. 力臂是指什么（ ） A. 力的作用线到支点的距离 B. 力的作用点到力的作用线的距离 C. 力的作用点到支点的距离 D. 力的作用线到力的作用点的距离 【答案】A 【解析】力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。 6. 如图所示，作用在L形杆B端的力偶矩为m，距离a、b已知，则该力偶对A点的力矩（ ） A. ma B. mb C. D. m 【答案】C 【解析】考查的核心知识点是力偶的基本性质。 7. 在力矩的计算中，力臂乘以力的大小称为什么？（ ） A. 合力 B. 力矢量 C. 动量 D. 力矩 【答案】D 【解析】力矩的大小为M=F·l，其中F为力的大小，l为力臂，即转轴到力的作用线的垂直距离。因此，力与力臂的乘积称为力矩，选D。 8. 力偶的作用效果是使物体（ ） A. 单纯移动 B. 既移动又转动 C. 单纯转动 D. 既不移动也不转动 【答案】C 【解析】力偶只能使物体产生转动效应，不能使物体产生移动效应。 9. 一根水平杆左端为固定点O，距O点0.40 m处受到竖直向下的200 N力作用。该力对O点的力矩为（ ） A. 80 N·m，顺时针 B. 80 N·m，逆时针 C. 500 N·m，顺时针 D. 500 N·m，逆时针 【答案】A 【解析】力对O点的力矩大小为力的大小乘以力臂，即200 N×0.40 m，结果为80 N·m。该力使杆绕O点产生顺时针转动趋势。 10. 下图示平面直角硬杆 ABC，AB=3m，BC=4m，受两个力偶作用，其力偶矩数值及转向如图所示。若不计杆重及各接触处摩擦，求A、C支座的约束反力大小。（ ） A. B. C. D. 【答案】D 11. 两个力偶等效，力偶臂一定相等吗（ ） A. 一定相等 B. 不一定相等 C. 一定不相等 D. 以上都不对 【答案】B 【解析】力偶的作用效果由力偶矩决定，力偶矩M=F·d，其中F为力偶中任一力的大小，d为力偶臂。两个力偶等效时，只需力偶矩的大小相等、转向相同；力偶臂d可以不同，并可通过改变力F使力偶矩保持相等。因此选B。 12. 力偶的三要素是（ ） A. 大小、转向、作用面 B. 大小、方向、作用面 C. 大小、方向、作用点 D. 以上都不对 【答案】A 【解析】力偶的三要素；大小、转向、作用面。 13. 图示曲杆 AB受力偶矩为 M的力偶作用，若不计杆自重和摩擦，则固定铰支座 B处约束力的作用线 （ ） A. 过B点且与AC平行的直线，指向B点 B. 过A点且与AC平行的直线，背离B点 C. 过B点且与AB平行的直线，指向B点 D. 过B点，作用线无法确定 【答案】A 14. 关于平面力对某一点的力矩，下列说法正确的是（ ） A. 力的大小为零时力矩最大 B. 作用线通过该点时力矩为零 C. 力臂越短时力矩越大 D. 作用点越远时力矩越大 【答案】B 【解析】力对点的力矩等于力与力臂的乘积，力臂是该点到力作用线的垂直距离。当力的作用线通过该点时，力臂为零，力矩也为零。 15. 在同一平面内的两个力偶只要______，则这两个力偶就彼此等效（ ） A. 力偶中二力大小相等 B. 力偶相等 C. 力偶的方向完全一样 D. 力偶矩相等 【答案】D 【解析】在同一平面内的两个力偶只要力偶矩相等，则这两个力偶就彼此等效 16. 物体平衡时，作用在物体上平面力偶系的合力偶______为零。（ ） A. 一定 B. 不一定 C. 一定不 D. 有时 【答案】A 【解析】本题考查物体在平面力偶系作用下的平衡条件，平面力偶系平衡的必要和充分条件是：该力系的合力偶等于零。 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 力沿其作用线任意移动，不会改变力对某点的矩 。（ ） 【答案】正确 【解析】力沿其作用线移动时，力对任意一点的力矩不变，因为该点到力作用线的垂直距离不变。因此题干说法正确。 18. 力矩的大小和转向与矩心位置的选择有关。（ ） 【答案】正确 【解析】不同的矩心位置，力臂会改变，从而导致力矩的大小和转向可能改变。 19. 如图所示，力偶由A点移到B点，不改变力偶对杆AC的作用效果。（ ） 【答案】错误 20. 由力矩的定义可知，在力臂一定的条件下，力越大，力矩越大。（ ） 【答案】正确 【解析】力矩等于力与力臂的乘积，力臂一定时，力越大，乘积越大，即力矩越大。 21. 如果一个物体受到的力矩为40牛·米，到支点的距离为10米，那么它受到的力一定为4牛。（ ） 【答案】错误 【解析】力矩的大小满足 M=F·l，其中 l 为支点到力作用线的垂直距离，即力臂。题中给出的“到支点的距离”不一定等于力臂，因此不能必然由 40牛·米÷10米 得出力为4牛。只有当10米恰好为力臂时，力才为 F=40÷10=4牛。故题干说法错误。 22. 根据力偶的基本性质，如图所示结构中作用于D点的力偶m可以移动到E点，而不改变它对结构的作用效果。（ ） 【答案】正确 23. 平面力偶对物体的转动效应完全取决于力偶矩的大小和力偶的转向，而与矩心无关。（ ） 【答案】正确 【解析】平面力偶对物体的转动效应只与力偶矩的大小和力偶的转向有关，与矩心的位置无关。 24. 力偶的两个力的大小可以不相等。（ ） 【答案】错误 【解析】力偶的两个力大小必须相等，方向相反，以产生零合力的效果。 25. 如图所示外伸梁受集中力偶m作用，当m作用在C以右时，梁中无正弯矩。（ ） 【答案】正确 26. 同一平面内的力偶对刚体任意一点的力矩相同，因此力偶矩与所取矩心的位置无关。（ ） 【答案】正确 【解析】力偶由大小相等、方向相反且不共线的两个平行力组成，其合力为零。力偶对刚体的转动效应只由力偶矩决定，不随矩心位置改变。 27. 若两个力偶大小相等、转向相同，则这两个力偶等效。（ ） 【答案】正确 【解析】力偶的等效条件就是力偶矩大小相等且转向相同。 28. 力偶既能使物体移动，又能使物体转动。（ ） 【答案】错误 【解析】力偶只能使物体转动，不会产生移动效应。 三、综合应用题（本大题共4小题，共28分） 29.（6分）某预制混凝土梁采用单钩吊装。以梁左端 A 点为原点，梁自重及附属构件形成三个竖直向下的集中力，分别为 、、，其作用线距 A 点分别为 、、。吊钩允许设置位置为距 A 点 至 。（1）计算三个集中力对 A 点的合力矩，并求合力的大小及其作用线距 A 点的距离。（2）判断合力作用线是否位于吊钩允许设置范围内。（3）若吊钩误设在距 A 点 处，分析梁在起吊初期可能出现的现象，并说明改进措施。 【答案】（1）三个集中力对A点的合力矩为 MA=12×1.20+18×3.60+8×5.00=119.20 kN·m（顺时针）。合力大小为 R=12+18+8=38 kN，方向竖直向下。设合力作用线距A点为x，则 R·x=MA，x=119.20÷38=3.14 m。（2）合力作用线距A点3.14 m，位于3.10 m至3.16 m的允许范围内。（3）吊钩设在距A点3.10 m处时，合力作用线位于吊钩右侧0.04 m处，荷载对吊钩的力矩为 M=119.20-38×3.10=1.40 kN·m，为顺时针方向。起吊初期梁将绕吊钩顺时针倾斜，右侧下沉、左侧上翘。应将吊钩调整至距A点约3.14 m的合力作用线处后再起吊。 【解析】取A点矩：MA=12×1.20+18×3.60+8×5.00=119.20 kN·m（顺时针）。合力R=38 kN，作用点x=MA/R=3.14 m，在允许范围内。钩设3.10 m时偏心0.04 m，梁顺时针倾斜，应移至约3.14 m处。 30.（10分）已知力F的作用点A的坐标为（3m，4m），F＝10 kN，如图所示，计算力对坐标原点O的力矩。 【答案】（F）=（）+（） = - 19.64kN·m 【解析】查阅教材（力矩的计算） 31.（6分）某施工现场的钢结构悬臂支架以铰点 O 为基准建立平面直角坐标系，x 轴水平向右，y 轴竖直向上。支架受力如下：在点 P（2 m，0）处受到竖直向下的力 ；在点 Q（4 m，1 m）处受到大小为 的斜向力，其方向与 x 轴正向夹角为 ，且指向右下方；同时支架受到一个逆时针力偶，力偶矩为 。规定逆时针力矩为正。（1）计算各力对 O 点的力矩、力系的合力矩以及合力的大小。（2）判断该力系能否简化为一个合力，并计算合力作用线到 O 点的垂直距离。（3）若要求合力作用线通过 O 点，应附加一个多大的力偶矩，并说明其转向。 【答案】（1） 对 O 点的力矩为：。 的分力为：，。 对 O 点的力矩为：。力系合力矩为：。合力分量为：，。合力大小为：。（2）该力系合力不为零，能够简化为一个合力。合力作用线到 O 点的垂直距离为：。（3）应附加逆时针力偶矩：。 【解析】分解为 kN、=-2 kN。MO=-10+(-8-2≈-13.46 kN·m；R=(2,-7) kN，|R|=≈7.81 kN。因合力非零，可化为单一合力，d=|MO|/R≈1.72 m；需附加13.46 kN·m逆时针力偶。 32.（6分）某钢模板连接螺栓需要的紧固力矩不小于 。施工人员使用双柄扳手操作，两手在扳手两端施加大小相等、方向相反的切向力，每只手施力大小为 ，两力作用线间的垂直距离为 。（1）计算两手施力形成的力偶矩。（2）判断该扳手施加的力偶矩是否满足螺栓紧固要求；若不满足，保持力臂不变，每只手至少应施加多大的力。（3）说明在保持两力大小、方向和力臂均不变的条件下，将该力偶整体移至扳手另一位置时，其转动效果是否改变。 【答案】（1）力偶矩为。（2），不满足紧固要求。所需最小施力为。每只手至少应施加约 的切向力。（3）转动效果不改变。力偶的合力为零，力偶矩与取矩点的位置无关，只要力偶矩大小和转向不变，其对螺栓的转动作用相同。 【解析】两平行反向力构成力偶，M=Fd=150×0.32=48 N·m，小于55 N·m。保持力臂不变时，每只手最小力F=55/0.32=171.875 N，约172 N。力偶合力为零，力矩与位置无关，整体平移不改变转动效果。 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》 项目二：平面力系的合成与平衡 任务三：力矩 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. 平面上的合力对该平面内一点的矩（ ） A. 大于其各分力对该点的矩的代数和 B. 等于其各分力对该点的矩的代数和 C. 小于其各分力对该点的矩的代数和 D. 有时大于、有时小于其各分力对该点的矩的代数和 2. 力矩的国际单位是什么（ ） A. 牛顿 B. 焦耳 C. 帕斯卡 D. 牛顿米 3. 如图所示，平面上有两个力F、F'，已知F = -F'，则F、F'对O点的矩的代数和为（ ） A. F(d + h) B. FL C. Fd D. F'(d + h) + Fh 4. 一个力矩为80牛·米的力作用在一个4米长的杠杆上。如果力的方向与杠杆的方向垂直，那么力的大小是多少（ ） A. 20 牛 B. 40 牛 C. 60 牛 D. 80 牛 5. 力臂是指什么（ ） A. 力的作用线到支点的距离 B. 力的作用点到力的作用线的距离 C. 力的作用点到支点的距离 D. 力的作用线到力的作用点的距离 6. 如图所示，作用在L形杆B端的力偶矩为m，距离a、b已知，则该力偶对A点的力矩（ ） A. ma B. mb C. D. m 7. 在力矩的计算中，力臂乘以力的大小称为什么？（ ） A. 合力 B. 力矢量 C. 动量 D. 力矩 8. 力偶的作用效果是使物体（ ） A. 单纯移动 B. 既移动又转动 C. 单纯转动 D. 既不移动也不转动 9. 一根水平杆左端为固定点O，距O点0.40 m处受到竖直向下的200 N力作用。该力对O点的力矩为（ ） A. 80 N·m，顺时针 B. 80 N·m，逆时针 C. 500 N·m，顺时针 D. 500 N·m，逆时针 10. 下图示平面直角硬杆 ABC，AB=3m，BC=4m，受两个力偶作用，其力偶矩数值及转向如图所示。若不计杆重及各接触处摩擦，求A、C支座的约束反力大小。（ ） A. B. C. D. 11. 两个力偶等效，力偶臂一定相等吗（ ） A. 一定相等 B. 不一定相等 C. 一定不相等 D. 以上都不对 12. 力偶的三要素是（ ） A. 大小、转向、作用面 B. 大小、方向、作用面 C. 大小、方向、作用点 D. 以上都不对 13. 图示曲杆 AB受力偶矩为 M的力偶作用，若不计杆自重和摩擦，则固定铰支座 B处约束力的作用线 （ ） A. 过B点且与AC平行的直线，指向B点 B. 过A点且与AC平行的直线，背离B点 C. 过B点且与AB平行的直线，指向B点 D. 过B点，作用线无法确定 14. 关于平面力对某一点的力矩，下列说法正确的是（ ） A. 力的大小为零时力矩最大 B. 作用线通过该点时力矩为零 C. 力臂越短时力矩越大 D. 作用点越远时力矩越大 15. 在同一平面内的两个力偶只要______，则这两个力偶就彼此等效（ ） A. 力偶中二力大小相等 B. 力偶相等 C. 力偶的方向完全一样 D. 力偶矩相等 16. 物体平衡时，作用在物体上平面力偶系的合力偶______为零。（ ） A. 一定 B. 不一定 C. 一定不 D. 有时 二、判断题（本大题共12小题，每题2分，共24分） 17. 力沿其作用线任意移动，不会改变力对某点的矩 。（ ） 18. 力矩的大小和转向与矩心位置的选择有关。（ ） 19. 如图所示，力偶由A点移到B点，不改变力偶对杆AC的作用效果。（ ） 20. 由力矩的定义可知，在力臂一定的条件下，力越大，力矩越大。（ ） 21. 如果一个物体受到的力矩为40牛·米，到支点的距离为10米，那么它受到的力一定为4牛。（ ） 22. 根据力偶的基本性质，如图所示结构中作用于D点的力偶m可以移动到E点，而不改变它对结构的作用效果。（ ） 23. 平面力偶对物体的转动效应完全取决于力偶矩的大小和力偶的转向，而与矩心无关。（ ） 24. 力偶的两个力的大小可以不相等。（ ） 25. 如图所示外伸梁受集中力偶m作用，当m作用在C以右时，梁中无正弯矩。（ ） 26. 同一平面内的力偶对刚体任意一点的力矩相同，因此力偶矩与所取矩心的位置无关。（ ） 27. 若两个力偶大小相等、转向相同，则这两个力偶等效。（ ） 28. 力偶既能使物体移动，又能使物体转动。（ ） 三、综合应用题（本大题共4小题，共28分） 29.（6分）某预制混凝土梁采用单钩吊装。以梁左端 A 点为原点，梁自重及附属构件形成三个竖直向下的集中力，分别为 、、，其作用线距 A 点分别为 、、。吊钩允许设置位置为距 A 点 至 。（1）计算三个集中力对 A 点的合力矩，并求合力的大小及其作用线距 A 点的距离。（2）判断合力作用线是否位于吊钩允许设置范围内。（3）若吊钩误设在距 A 点 处，分析梁在起吊初期可能出现的现象，并说明改进措施。 30.（10分）已知力F的作用点A的坐标为（3m，4m），F＝10 kN，如图所示，计算力对坐标原点O的力矩。 31.（6分）某施工现场的钢结构悬臂支架以铰点 O 为基准建立平面直角坐标系，x 轴水平向右，y 轴竖直向上。支架受力如下：在点 P（2 m，0）处受到竖直向下的力 ；在点 Q（4 m，1 m）处受到大小为 的斜向力，其方向与 x 轴正向夹角为 ，且指向右下方；同时支架受到一个逆时针力偶，力偶矩为 。规定逆时针力矩为正。（1）计算各力对 O 点的力矩、力系的合力矩以及合力的大小。（2）判断该力系能否简化为一个合力，并计算合力作用线到 O 点的垂直距离。（3）若要求合力作用线通过 O 点，应附加一个多大的力偶矩，并说明其转向。 32.（6分）某钢模板连接螺栓需要的紧固力矩不小于 。施工人员使用双柄扳手操作，两手在扳手两端施加大小相等、方向相反的切向力，每只手施力大小为 ，两力作用线间的垂直距离为 。（1）计算两手施力形成的力偶矩。（2）判断该扳手施加的力偶矩是否满足螺栓紧固要求；若不满足，保持力臂不变，每只手至少应施加多大的力。（3）说明在保持两力大小、方向和力臂均不变的条件下，将该力偶整体移至扳手另一位置时，其转动效果是否改变。 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 $