山东省（春季高考）建筑类 《土木工程力学基础》项目一任务三 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）建筑类《土木工程力学基础》45分钟专题训练卷专辑，共172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建筑类理论知识，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建筑类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《建筑识图与构造》《建筑材料》《建筑施工组织与管理》《建筑施工技术与机械》《建筑结构》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）建筑类 《土木工程力学基础》 项目一：力和受力图 任务三：约束与受力图 时间：45分钟 总分：90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. 当物体受到光滑接触面约束时，若物体有离开接触面的趋势，此时约束反力（ ） A. 大小为零 B. 方向沿接触面公切线 C. 方向沿接触面公法线背离物体 D. 方向沿接触面公法线指向物体 2. 柔性约束的约束力方向总是______受约束物体。（ ） A. 铅垂指向 B. 沿绳索指向 C. 沿绳索背离 D. 水平指向 3. 小球受力如图所示，小球被绳略微斜靠在斜面上，小球共受到______个约束力的作用。（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 4. 约束反力中能确定约束反力方向的约束为（ ） A. 固定铰支座 B. 固定端支座 C. 可动铰支座 D. 光滑接触面 5. 如何区分运动约束和几何约束（ ） A. 运动约束限制物体的能量 B. 运动约束限制物体的形状、尺寸 C. 运动约束限制物体的速度 D. 几何约束限制物体的速度 6. 在几何约束条件下，物体可能受到哪种类型的力（ ） A. 弹簧力 B. 约束力 C. 摩擦力 D. 重力 7. 如图所示，关于A、B的约束反力说法正确的是（ ） A. 存在水平反力，垂直反力为零 B. 存在垂直反力，水平反力为零 C. 存在垂直反力和水平反力 D. 垂直反力和水平反均不存在 8. 上下、左右都不能移动，同时又不能转动，我们把这种支座称为（ ） A. 固定端支座 B. 固定铰支座 C. 移动铰支座 D. 可动铰支座 9. 对于一个物体的运动，不受任何约束时，它的运动受到什么支配（ ） A. 重力 B. 磁力 C. 弹簧力 D. 惯性 10. 下图中约束反力有______个。（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 0 11. 以下关于主动力的说法，正确的是（ ） A. 主动力就是约束反力 B. 主动力不受其他力影响，处于主动地位 C. 主动力的方向总是与约束反力方向相同 D. 柔性约束反力属于主动力 12. 下列可看成固定端支座的是（ ） A. 框架梁支撑在洞口处 B. 钢屋架—钢柱螺栓连接 C. 钢柱插入杯形基础，用细石混凝土浇注 D. 门窗连接处用的合页 13. 下列哪种情况属于运动约束（ ） A. 物体只能在直线路径上运动 B. 物体受到手指的约束 C. 物体的运动速度受到限制 D. 物体只能在圆周上运动 14. 如题图所示构件______是二力杆。（ ） A. AB、CB、AC B. AC、BC、DC C. AB、AC、DC D. AB、BC、AB 15. 与固定铰支座约束性能相同的是（ ） A. 柔体约束 B. 可动铰支座 C. 链杆约束 D. 圆柱铰链 16. 如果一个物体受到束缚约束，在束缚路径上运动时，它的速度可能发生什么变化（ ） A. 速度保持恒定 B. 速度增加 C. 速度减小 D. 速度方向改变 17. 图示三铰钢架，支座A的反力方向是（ ） A. 垂直方向 B. 水平方向 C. 随F1、F2而变化 D. 沿AC连线方向 18. 既限制物体任何方向运动，又限制物体转动的支座称______支座。（ ） A. 固定铰 B. 可动铰 C. 固定端 D. 光滑面 19. 一根直杆两端均用光滑铰链与其他构件连接，杆身不受其他外力。画该直杆的受力图时，两端约束力的作用线应（ ） A. 均垂直杆轴且方向相同 B. 均平行杆轴且方向相同 C. 共线沿杆轴且方向相反 D. 相交于杆中且方向相反 20. 有两个力，大小相等、方向相反、作用在一条直线上，则这两个力（ ） A. 一定是二力平衡 B. 一定是作用与反作用 C. 一定是约束与反约束 D. 不能确定 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 简述约束和约束反力的概念。 22. 对下图进行受力分析。 23. 一根水平放置的简支梁，左端为固定铰支座，右端为可动铰支座。简述画出该梁受力图时应表示的约束反力及其方向。 24. 施工现场用绳索将一块预制墙板吊起，墙板处于静止状态。墙板上端有两个吊点，分别通过两根斜吊索连接到吊钩。请说明以墙板为研究对象时受力图的画法，并分析两根吊索受力相等的条件。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 如下图所示的压榨机中，杆 AB 和杆 AC 铰接与 A，B为固定铰链支座。作用在销钉A处的水平力P使压块C压紧物块D，尺寸如下图所示。不计摩擦以及各构件的质量。求：物块D所受压力的大小。 26. 某施工平台的水平梁 AB 长 6 m，A 端采用铰支座，B 端采用滚动支座。梁上距 A 点 2 m 处作用竖直向下的集中力 12 kN，距 A 点 4.5 m 处作用竖直向下的集中力 18 kN。忽略梁自重。（1）画出梁 AB 的受力图，并标明各约束反力的方向。（2）计算 A、B 两支座的约束反力。（3）说明计算结果中 A 点水平方向约束反力为零的原因。 四、综合应用题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 27. 如图所示用滑轮组起吊重物，重物处于上升阶段。滑轮、吊索、吊钩 的自重不计，分别画滑轮 I、 滑轮Ⅱ的受力图，并简述步骤。 28. 某建筑工地搭设钢平台，平台主梁 AB 长 6 m，A 端采用固定铰支座，B 端采用可动铰支座。主梁承受均布荷载 ，另有一台设备在距 A 端 2 m 处产生竖向集中荷载 。忽略主梁自重。（1）计算 A、B 两支座的竖向约束反力。（2）说明 A、B 两处约束反力在主梁受力图中的表示方法。（3）画主梁 AB 的受力图时，应标出哪些外力和约束反力？说明均布荷载的表示要求。 29. 对下图进行受力分析。 30. 某单层建筑屋面采用对称三角形钢屋架，屋架底边 AB 长 6 m，顶点 C 位于 AB 中点正上方 4 m 处。A 点为固定铰支座，B 点为可动铰支座，杆件 AC、BC 和 AB 均为铰接杆。屋面荷载集中作用于 C 点，竖向荷载为 ，忽略杆件自重。（1）计算屋架整体在 A、B 两支座处的约束反力。（2）取 C 节点为研究对象，计算杆件 AC、BC 的轴力，并判断其受拉或受压。（3）说明绘制 C 节点受力图时，杆件内力的假定方向及判断实际方向的方法。 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 $ 山东省（春季高考）建筑类《土木工程力学基础》45分钟专题训练卷专辑，共172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建筑类理论知识，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建筑类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《建筑识图与构造》《建筑材料》《建筑施工组织与管理》《建筑施工技术与机械》《建筑结构》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）建筑类 《土木工程力学基础》 项目一：力和受力图 任务三：约束与受力图 时间：45分钟 总分：90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. 当物体受到光滑接触面约束时，若物体有离开接触面的趋势，此时约束反力（ ） A. 大小为零 B. 方向沿接触面公切线 C. 方向沿接触面公法线背离物体 D. 方向沿接触面公法线指向物体 【答案】A 【解析】物体有离开光滑接触面趋势时，二者无挤压，约束反力为零。 2. 柔性约束的约束力方向总是______受约束物体。（ ） A. 铅垂指向 B. 沿绳索指向 C. 沿绳索背离 D. 水平指向 【答案】C 【解析】柔性约束（如绳索）的约束力方向是沿着绳索背离被约束物体。 3. 小球受力如图所示，小球被绳略微斜靠在斜面上，小球共受到______个约束力的作用。（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】B 4. 约束反力中能确定约束反力方向的约束为（ ） A. 固定铰支座 B. 固定端支座 C. 可动铰支座 D. 光滑接触面 【答案】D 【解析】光滑接触面约束反力方向沿接触面公法线指向被约束物体，方向确定；固定铰支座、固定端支座约束反力方向需根据具体受力分析；可动铰支座约束反力垂直于支撑面，但具体方向也需结合实际情况判断。 5. 如何区分运动约束和几何约束（ ） A. 运动约束限制物体的能量 B. 运动约束限制物体的形状、尺寸 C. 运动约束限制物体的速度 D. 几何约束限制物体的速度 【答案】C 【解析】几何约束主要限制物体的位置或构形，如物体只能在某一曲线上运动；运动约束主要限制物体的速度等运动学条件。因此，运动约束限制物体的速度，选C。 6. 在几何约束条件下，物体可能受到哪种类型的力（ ） A. 弹簧力 B. 约束力 C. 摩擦力 D. 重力 【答案】B 【解析】几何约束限制物体的可能位置或运动状态。为维持这种限制，约束物会对受约束物体施加约束力。因此选B。 7. 如图所示，关于A、B的约束反力说法正确的是（ ） A. 存在水平反力，垂直反力为零 B. 存在垂直反力，水平反力为零 C. 存在垂直反力和水平反力 D. 垂直反力和水平反均不存在 【答案】A 【解析】主要考查的是平面静定结构的约束反力分析。 8. 上下、左右都不能移动，同时又不能转动，我们把这种支座称为（ ） A. 固定端支座 B. 固定铰支座 C. 移动铰支座 D. 可动铰支座 【答案】A 【解析】构件与支承物固定在一起，构件在固定端既不能沿任意方向移动，同时又不能转动，我们把这种支座称为固定端支座。 9. 对于一个物体的运动，不受任何约束时，它的运动受到什么支配（ ） A. 重力 B. 磁力 C. 弹簧力 D. 惯性 【答案】D 【解析】在不受任何约束的情况下，物体的运动受惯性支配。 10. 下图中约束反力有______个。（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 0 【答案】B 【解析】水平方向可以移动，竖直和转动受到限制。 11. 以下关于主动力的说法，正确的是（ ） A. 主动力就是约束反力 B. 主动力不受其他力影响，处于主动地位 C. 主动力的方向总是与约束反力方向相同 D. 柔性约束反力属于主动力 【答案】B 【解析】主动力又称荷载，不受质点所受其他力影响，处于主动地位，B 正确；主动力和约束反力不同，A 错误；主动力与约束反力方向不一定相同，C 错误；柔体约束反力是被动产生的，不是主动力，D 错误。 12. 下列可看成固定端支座的是（ ） A. 框架梁支撑在洞口处 B. 钢屋架—钢柱螺栓连接 C. 钢柱插入杯形基础，用细石混凝土浇注 D. 门窗连接处用的合页 【答案】C 【解析】钢柱插入杯形基础后用细石混凝土浇注，可限制柱端的水平、竖向移动和转动，因此可看成固定端支座。 13. 下列哪种情况属于运动约束（ ） A. 物体只能在直线路径上运动 B. 物体受到手指的约束 C. 物体的运动速度受到限制 D. 物体只能在圆周上运动 【答案】C 【解析】运动约束是对物体速度等运动学条件的限制。A、D分别限制物体的运动路径，属于几何约束；C限制物体的运动速度，属于运动约束。因此选C。 14. 如题图所示构件______是二力杆。（ ） A. AB、CB、AC B. AC、BC、DC C. AB、AC、DC D. AB、BC、AB 【答案】B 15. 与固定铰支座约束性能相同的是（ ） A. 柔体约束 B. 可动铰支座 C. 链杆约束 D. 圆柱铰链 【答案】D 【解析】固定铰支座可限制构件在两个方向的移动，但允许绕铰点转动。圆柱铰链具有相同的约束性能。 16. 如果一个物体受到束缚约束，在束缚路径上运动时，它的速度可能发生什么变化（ ） A. 速度保持恒定 B. 速度增加 C. 速度减小 D. 速度方向改变 【答案】D 【解析】物体受到路径约束时，其运动轨迹受约束路径限制。速度方向应沿运动轨迹的切线方向；当约束路径方向发生改变时，速度方向也随之改变。因此选D。 17. 图示三铰钢架，支座A的反力方向是（ ） A. 垂直方向 B. 水平方向 C. 随F1、F2而变化 D. 沿AC连线方向 【答案】D 18. 既限制物体任何方向运动，又限制物体转动的支座称______支座。（ ） A. 固定铰 B. 可动铰 C. 固定端 D. 光滑面 【答案】C 【解析】既限制物体任何方向运动，又限制物体转动的支座称固定端支座。 19. 一根直杆两端均用光滑铰链与其他构件连接，杆身不受其他外力。画该直杆的受力图时，两端约束力的作用线应（ ） A. 均垂直杆轴且方向相同 B. 均平行杆轴且方向相同 C. 共线沿杆轴且方向相反 D. 相交于杆中且方向相反 【答案】C 【解析】该直杆为二力构件，两端所受约束力必须大小相等、方向相反且作用在同一直线上，作用线沿杆轴方向。 20. 有两个力，大小相等、方向相反、作用在一条直线上，则这两个力（ ） A. 一定是二力平衡 B. 一定是作用与反作用 C. 一定是约束与反约束 D. 不能确定 【答案】D 【解析】仅根据大小相等、方向相反、作用在一条直线上，不能确定这两个力是二力平衡（需作用在同一物体）、作用与反作用（需作用在不同物体）还是约束与反约束，所以不能确定。 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 简述约束和约束反力的概念。 【答案】（1）约束是限制物体某些运动的周围物体或装置。（2）约束反力是约束对被约束物体产生的作用力。（3）约束反力的方向应与约束所能限制的运动方向相反。 【解析】物体受到周围物体限制而不能任意运动时，就形成约束。约束通过作用力限制物体运动，该作用力称为约束反力。 22. 对下图进行受力分析。 【答案】梁受荷载P1、P2竖直向下，A、B、D处支座有竖直向上的支撑力，梁在各支座处及荷载作用点间有内力（弯矩、剪力），具体内力大小需根据梁的尺寸、荷载大小及位置等通过力学计算确定。各支座反力大小也需根据平衡条件计算得出。 23. 一根水平放置的简支梁，左端为固定铰支座，右端为可动铰支座。简述画出该梁受力图时应表示的约束反力及其方向。 【答案】（1）应将梁从支座及其他相互作用物体中分离出来，单独画出研究对象。（2）左端固定铰支座应画出水平和竖直两个方向的约束反力。（3）右端可动铰支座应画出垂直于支承面的一个约束反力，支承面水平时反力方向竖直向上。 【解析】固定铰支座限制两个方向的平动，可产生两个正交分力；可动铰支座只限制垂直于支承面的运动，故只画一个反力。 24. 施工现场用绳索将一块预制墙板吊起，墙板处于静止状态。墙板上端有两个吊点，分别通过两根斜吊索连接到吊钩。请说明以墙板为研究对象时受力图的画法，并分析两根吊索受力相等的条件。 【答案】（1）应将墙板从吊索和其他周围物体中分离出来，画出墙板的重力，方向竖直向下，作用在墙板重心处。（2）应在两个吊点分别画出吊索对墙板的拉力，拉力方向沿各自吊索指向吊钩。（3）当两个吊点相对于墙板重心对称、两根吊索与竖直方向夹角相等，且墙板处于静止平衡状态时，两根吊索的拉力大小相等。 【解析】（1）受力图只保留墙板受到的外力，不画墙板对吊索的反作用力。（2）柔绳只能受拉，绳的拉力方向沿绳轴线。（3）对称布置且受力状态对称时，两吊索拉力的竖直分量相等，水平方向分量相互平衡。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 如下图所示的压榨机中，杆 AB 和杆 AC 铰接与 A，B为固定铰链支座。作用在销钉A处的水平力P使压块C压紧物块D，尺寸如下图所示。不计摩擦以及各构件的质量。求：物块D所受压力的大小。 【答案】（1）取消钉A为研究对象，受力如上图（b）所示 建立坐标系Axy，列平衡方程 （2）取压块C为研究对象，受力分析如上图（c）所示 选取投影轴为x和y，列平衡方程 （3）联立以上3个方程，注意，解得物块D所受压力大小为 26. 某施工平台的水平梁 AB 长 6 m，A 端采用铰支座，B 端采用滚动支座。梁上距 A 点 2 m 处作用竖直向下的集中力 12 kN，距 A 点 4.5 m 处作用竖直向下的集中力 18 kN。忽略梁自重。（1）画出梁 AB 的受力图，并标明各约束反力的方向。（2）计算 A、B 两支座的约束反力。（3）说明计算结果中 A 点水平方向约束反力为零的原因。 【答案】（1）梁受两个竖直向下的集中力 12 kN、18 kN；A 点铰支座反力为水平反力 和竖直反力 ，B 点滚动支座反力为竖直反力 。可先假定 向右、 向上、 向上。（2）。。。（3）外力均沿竖直方向作用，梁在水平方向不受外力，因此 A 点水平方向约束反力为 。 【解析】（1）铰支座可产生两个相互垂直的反力，滚动支座只产生垂直于支承面的反力。（2）对 A 点取矩求得 ，再由竖向力平衡求得 。（3）水平方向外力合力为零，故 为零。 四、综合应用题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 27. 如图所示用滑轮组起吊重物，重物处于上升阶段。滑轮、吊索、吊钩 的自重不计，分别画滑轮 I、 滑轮Ⅱ的受力图，并简述步骤。 【答案】整个系统的主动力有吊重 W 和拉力F。 （1）先画动滑轮Ⅱ的受力图 1）取动滑轮Ⅱ连同接触的绳段 de 为隔离体。 2）画主动力：重物通过吊钩将重力W 传到动滑轮Ⅱ的轴孔处，使动滑轮有向下运动的 趋势。绳段be 的拉力Fn2作用在绳与滑轮的切点e 处，使滑轮上升。 3）画约束力：cd 绳段拉住滑轮的力Fm作用在绳子与轮的切点d 处，沿绳索背离滑轮。 （2）再画定滑轮 I 的受力图 1）取定滑轮I 连同接触的绳段ab为隔离体。 2）画主动力：滑轮Ⅱ通过绳段eb 传给滑轮I 的力为主动力，使滑轮I 有顺时针转动的 趋势。根据二力平衡条件，滑轮Ⅱ、 I 作用在绳段eb 两端的力大小相等。根据作用与反作用公理，绳段 eb作用在滑轮Ⅱ、 I 上的力也大小相等。因此，这两个力用同一字符F 表示 大小相等。a 处的拉力F 使滑轮逆时针转动。 绳段dc 的上端拴在支座上，对滑轮I没有作用。 3）画约束力；固定铰支座O 对滑轮I 的约束力方位不便判定，用相互垂直的分力Fvo、 F表示。 28. 某建筑工地搭设钢平台，平台主梁 AB 长 6 m，A 端采用固定铰支座，B 端采用可动铰支座。主梁承受均布荷载 ，另有一台设备在距 A 端 2 m 处产生竖向集中荷载 。忽略主梁自重。（1）计算 A、B 两支座的竖向约束反力。（2）说明 A、B 两处约束反力在主梁受力图中的表示方法。（3）画主梁 AB 的受力图时，应标出哪些外力和约束反力？说明均布荷载的表示要求。 【答案】（1）均布荷载合力为 ，其作用点距 A 端为 。以 A 点取矩，，得 。由竖向力平衡，，得 。（2）A 端固定铰支座应画出水平反力 和竖向反力 ，反力方向可先假定。B 端可动铰支座仅画出垂直于支承面的反力 ，本题中方向竖直向上。（3）受力图中应标出均布荷载 、集中荷载 、A 端的 与 、B 端的 。均布荷载应在受载梁段上用均匀分布的竖向箭头表示，并标注荷载强度和作用长度。 【解析】（1）先将均布荷载等效为集中力，再由力矩平衡和竖向力平衡求支座反力。（2）固定铰支座限制两个方向移动，可动铰支座只限制垂直于支承面的移动。（3）受力图必须将研究对象分离，完整画出全部外力和约束反力。 29. 对下图进行受力分析。 【答案】研究对象：L 形刚架（A-C-D-B 刚体） 主动力：作用在竖杆上的顺时针力偶 M 约束类型： A 点：可动铰支座（滚动支座）：仅限制竖直方向位移，反力垂直于水平支承面（竖直方向） B 点：固定铰支座：限制平面内任意位移，反力为水平 + 竖直两个正交分量 D 点：柔性绳索约束：仅承受拉力，反力沿绳索轴线（与水平成 α=45∘ 斜向下，拉刚架） 右下角：绳索的固定铰支座（仅为绳索提供约束，不直接作用于刚架）。 30. 某单层建筑屋面采用对称三角形钢屋架，屋架底边 AB 长 6 m，顶点 C 位于 AB 中点正上方 4 m 处。A 点为固定铰支座，B 点为可动铰支座，杆件 AC、BC 和 AB 均为铰接杆。屋面荷载集中作用于 C 点，竖向荷载为 ，忽略杆件自重。（1）计算屋架整体在 A、B 两支座处的约束反力。（2）取 C 节点为研究对象，计算杆件 AC、BC 的轴力，并判断其受拉或受压。（3）说明绘制 C 节点受力图时，杆件内力的假定方向及判断实际方向的方法。 【答案】（1）屋架整体受竖向荷载，列平衡方程： ：，得。 ：，得。 ：。 （2），杆件与水平方向夹角的正弦为。取C节点为研究对象，先假定、均为拉力，方向沿杆轴线背离C节点。由对称性，。列竖向平衡方程： ：，得。 计算结果为负，说明实际方向与假定受拉方向相反，因此AC、BC均受压，轴压力大小均为。 （3）绘制C节点受力图时，杆件内力应沿各杆件轴线绘制，可先统一假定为背离节点的拉力方向。计算结果为正，表示假定方向正确、杆件受拉；计算结果为负，表示实际方向与假定方向相反、杆件受压。 【解析】（1）将整个屋架作为研究对象。由得，故；由得；由得。 （2）C节点处两杆对称，，竖向方向余弦为。若按受拉方向假定杆力均背离C节点，则两杆力的竖向分量均向下，故，解得。负号表明实际受力方向与假定受拉方向相反，所以AC、BC均受压，轴压力大小均为。 （3）二力杆内力必须沿杆轴线绘制；先假定受拉方向，利用计算结果的正负判断实际受拉或受压。 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 $