山东省（春季高考）建筑类 《建筑材料》项目七任务二 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）建筑类《建筑材料》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》《土木工程力学基础》《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 《建筑材料》 项目七：建筑钢材 任务二：钢材的化学成分与性能 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. 以下能使钢材产生热裂纹现象的元素是 （ ） A. 适量硫元素 B. 适量磷元素 C. 适量碳元素 D. 适量锰元素 2. 钢的含碳量（ ） A. <2.06% B. >3.00% C. >2.06% D. <1.26% 3. 甲、乙两钢筋直径相同，所作冷弯试验的弯曲角相同，甲的弯心直径较小，则两钢筋的冷弯性能（ ） A. 甲较好 B. 相同 C. 乙较好 D. 无法判断 4. 钢材的化学成分对钢材性能的影响中，增加哪种元素可以提高钢材的硬度和耐磨性？（ ） A. 锌 B. 铜 C. 钨 D. 镍 5. 硅是我国钢材的______元素。（ ） A. 有害 B. 主要合金 C. 脱氧 D. 微量 6. 下列元素中，______对钢材性能有害。（ ） A. 碳 B. 硅 C. 锰 D. 磷 7. 钢材在低温下易发生（ ） A. 塑性破坏 B. 脆性破坏 C. 疲劳破坏 D. 徐变破坏 8. 下列关于钢材可焊性的说法，错误的是（ ） A. 可焊性是指钢材在一定焊接工艺条件下的焊接性能 B. 含碳量越高，钢材的可焊性越好 C. 硫、磷含量会影响钢材的可焊性 D. 可焊性好的钢材焊接后力学性能与原钢材一致程度高 9. 普通碳素结构钢随钢号的增加，钢材的（ ） A. 强度增加、塑性增加 B. 强度降低、塑性增加 C. 强度降低、塑性降低 D. 强度增加、塑性降低 10. 钢材拉伸试验中，衡量钢材塑性的指标是（ ） A. 屈服强度 B. 抗拉强度 C. 伸长率 D. 屈强比 11. 某钢结构工程位于严寒地区，为提高钢材的低温韧性，宜适量加入（ ） A. 碳元素 B. 镍元素 C. 硫元素 D. 磷元素 12. 钢材的可焊性与______关系密切（ ） A. 含碳量 B. 伸长率 C. 屈服强度 D. 抗拉强度 13. 下列材料中，属于韧性材料的是（ ） A. 陶瓷 B. 钢材 C. 砖 D. 石材 14. 钢结构设计时，碳素结构钢以______强度作为设计计算取值的依据。（ ） A. σs B. σb C. σ0．2 D. σp 15. 低碳钢试件在拉伸初期，应力与应变成正比例关系的阶段称为（ ） A. 比例阶段 B. 弹性阶段 C. 屈服阶段 D. 颈缩阶段 16. 建筑钢材的主要技术性能不包括（ ） A. 拉伸性能 B. 弯曲性能 C. 耐火性能 D. 疲劳性能 17. 钢材的冲击韧性试验中，试样缺口越深、温度越低，测得的冲击功（ ） A. 越大 B. 越小 C. 不变 D. 先增大后减小 18. 对于有抗震要求的结构，钢材的______性能更为重要。（ ） A. 强度 B. 塑性 C. 韧性 D. 硬度 19. 在低碳钢的拉伸中，观察到“钢材抵抗变形的能力明显降低，在受拉试件的某处，迅速发生较大的塑性变形”，这属于____现象。（ ） A. 颈缩阶段 B. 强化阶段 C. 屈服阶段 D. 弹性阶段 20. 测定钢材屈服强度时，可使测得的材料强度值较标准值偏高的因素是 （ ） A. 较大的试件尺寸和较快的加载速度 B. 较大的试件尺寸和较慢的加载速度 C. 较小的试件尺寸和较快的加载速度 D. 较小的试件尺寸和较慢的加载速度 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 钢结构用钢的钢种和牌号主要根据什么因素来选择? 22. 为何说屈服点、抗拉强度和伸长率δ是建筑用钢材的重要技术性能指标。 23. 简述影响钢材冲击韧性的因素。 24. 与碳素结构钢相比，低合金高强度结构钢性能上和用途上有什么特点？ 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某钢材进行拉伸试验，试样原始直径为 10 mm，原始标距为 50 mm。试验中测得屈服荷载为 37.70 kN，最大荷载为 47.10 kN，断后标距为 62.50 mm。（1）计算该钢材的屈服强度和抗拉强度。（2）计算该钢材的断后伸长率。（3）根据计算结果，说明断后伸长率反映钢材的哪项性能。 26. 某建筑构件需选用钢材进行冷弯加工。已知甲、乙两种钢材的其他合金元素含量和热处理状态相同，拉伸试样的原始直径均为 12 mm，原始标距均为 60 mm。试验测得甲钢最大荷载为 61.10 kN，断后标距为 75.60 mm；乙钢最大荷载为 67.90 kN，断后标距为 70.20 mm。（1）分别计算甲、乙两种钢材的抗拉强度。（2）分别计算甲、乙两种钢材的断后伸长率。（3）若仅考虑碳含量对性能的影响，判断哪种钢材的碳含量较高；若该构件需进行冷弯加工，应优先选用哪种钢材，并说明理由。 四、综合应用题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 27. 一钢材试件，直径为25㎜，原标距为125㎜，做拉伸试验，当屈服点荷载为201.0KN，达到最大荷载为250.3KN，拉断后测得的标距长为138㎜，求该钢筋的屈服点、抗拉强度及拉断后的伸长率。 28. 经试验测得某工程用热轧钢筋的屈服荷载为29kN，极限荷载为50kN，钢筋直径12mm，5d标距拉断后的长度为78.4mm，10d标距拉断后的长度为148mm。试计算屈服点、抗拉强度、δ5和δ10。 29. 有一根直径为16mm的钢筋做拉伸试验，达到B点（屈服点）时的读数为70.52kN，达到C点（最大点）时的读数为104.52kN，试验时试件标距长度为80mm，拉断后的长度为94mm，试求屈服强度，抗拉强度，伸长率? 30. 某建筑用钢材的屈服强度为400MPa，弹性模量为200GPa，试求该钢材在受到200MPa拉应力时的应变值? 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《建筑材料》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》《土木工程力学基础》《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 《建筑材料》 项目七：建筑钢材 任务二：钢材的化学成分与性能 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. 以下能使钢材产生热裂纹现象的元素是 （ ） A. 适量硫元素 B. 适量磷元素 C. 适量碳元素 D. 适量锰元素 【答案】A 【解析】硫是钢材中的有害元素，易与铁形成低熔点共晶体，在高温加工时会使钢材产生热脆性，严重时可能出现热裂纹。故选A。 2. 钢的含碳量（ ） A. <2.06% B. >3.00% C. >2.06% D. <1.26% 【答案】A 【解析】钢是含碳量小于2.06%的铁碳合金；含碳量大于2.06%的铁碳合金通常称为铸铁。因此选A。 3. 甲、乙两钢筋直径相同，所作冷弯试验的弯曲角相同，甲的弯心直径较小，则两钢筋的冷弯性能（ ） A. 甲较好 B. 相同 C. 乙较好 D. 无法判断 【答案】A 【解析】冷弯性能看弯心直径与钢筋直径比，比值小（ 弯心直径小 ）性能好，选A。 4. 钢材的化学成分对钢材性能的影响中，增加哪种元素可以提高钢材的硬度和耐磨性？（ ） A. 锌 B. 铜 C. 钨 D. 镍 【答案】C 【解析】钨可以提高钢材的硬度和耐磨性。 5. 硅是我国钢材的______元素。（ ） A. 有害 B. 主要合金 C. 脱氧 D. 微量 【答案】B 【解析】硅是我国钢材的主要合金元素。 6. 下列元素中，______对钢材性能有害。（ ） A. 碳 B. 硅 C. 锰 D. 磷 【答案】D 【解析】磷会增加钢材冷脆性，对性能有害；碳、硅、锰在合理范围内有益，故答案为D。 7. 钢材在低温下易发生（ ） A. 塑性破坏 B. 脆性破坏 C. 疲劳破坏 D. 徐变破坏 【答案】B 【解析】低温下钢材塑性、韧性下降，受力易发生突然的脆性破坏，故选B。 8. 下列关于钢材可焊性的说法，错误的是（ ） A. 可焊性是指钢材在一定焊接工艺条件下的焊接性能 B. 含碳量越高，钢材的可焊性越好 C. 硫、磷含量会影响钢材的可焊性 D. 可焊性好的钢材焊接后力学性能与原钢材一致程度高 【答案】B 【解析】含碳量越高，钢材可焊性越差，不是越好。 9. 普通碳素结构钢随钢号的增加，钢材的（ ） A. 强度增加、塑性增加 B. 强度降低、塑性增加 C. 强度降低、塑性降低 D. 强度增加、塑性降低 【答案】D 【解析】普通碳素结构钢钢号增加，含碳量增加，强度提高，塑性降低，故答案为D。 10. 钢材拉伸试验中，衡量钢材塑性的指标是（ ） A. 屈服强度 B. 抗拉强度 C. 伸长率 D. 屈强比 【答案】C 【解析】伸长率反映钢材拉伸断裂后的变形能力，是塑性的关键指标。 11. 某钢结构工程位于严寒地区，为提高钢材的低温韧性，宜适量加入（ ） A. 碳元素 B. 镍元素 C. 硫元素 D. 磷元素 【答案】B 【解析】镍能提高钢材的韧性，尤其可改善其低温条件下的抗脆性破坏能力。 12. 钢材的可焊性与______关系密切（ ） A. 含碳量 B. 伸长率 C. 屈服强度 D. 抗拉强度 【答案】A 【解析】含碳量影响钢材可焊性，含碳量越高，可焊性越差。 13. 下列材料中，属于韧性材料的是（ ） A. 陶瓷 B. 钢材 C. 砖 D. 石材 【答案】B 【解析】钢材在冲击或振动荷载作用下能吸收能量且不易破坏，是韧性材料；陶瓷、砖、石材脆性较大，所以选B。 14. 钢结构设计时，碳素结构钢以______强度作为设计计算取值的依据。（ ） A. σs B. σb C. σ0．2 D. σp 【答案】A 【解析】碳素结构钢按屈服强度（ σs ）设计，选A。 15. 低碳钢试件在拉伸初期，应力与应变成正比例关系的阶段称为（ ） A. 比例阶段 B. 弹性阶段 C. 屈服阶段 D. 颈缩阶段 【答案】A 【解析】低碳钢拉伸初期，应力与应变呈正比例关系，符合胡克定律，该阶段称为比例阶段。故选A。 16. 建筑钢材的主要技术性能不包括（ ） A. 拉伸性能 B. 弯曲性能 C. 耐火性能 D. 疲劳性能 【答案】C 【解析】建筑钢材的主要技术性能通常包括拉伸性能、冲击韧性、冷弯性能、焊接性能和疲劳性能等。耐火性能是材料在高温或火灾作用下保持承载能力的性能，钢结构防火设计中需要考虑该性能，但它通常不属于钢材的主要技术性能指标。因此选C。 17. 钢材的冲击韧性试验中，试样缺口越深、温度越低，测得的冲击功（ ） A. 越大 B. 越小 C. 不变 D. 先增大后减小 【答案】B 【解析】缺口深会增加应力集中，温度低会降低钢材韧性，两者均会使钢材更易断裂，冲击功（抵抗冲击的能力）减小，故排除A、C、D。 18. 对于有抗震要求的结构，钢材的______性能更为重要。（ ） A. 强度 B. 塑性 C. 韧性 D. 硬度 【答案】C 【解析】抗震作用通常具有反复、动力和突发等特点，结构在地震作用下需要吸收能量并发生一定塑性变形而不发生脆性断裂。钢材的韧性反映其吸收能量和抵抗脆性断裂的能力，因此有抗震要求的结构应特别重视钢材的韧性。故选C。 19. 在低碳钢的拉伸中，观察到“钢材抵抗变形的能力明显降低，在受拉试件的某处，迅速发生较大的塑性变形”，这属于____现象。（ ） A. 颈缩阶段 B. 强化阶段 C. 屈服阶段 D. 弹性阶段 【答案】A 【解析】颈缩阶段时，钢材抵抗变形的能力明显降低，试件某一局部截面会迅速产生较大的塑性变形，形成颈缩现象。故选A。 20. 测定钢材屈服强度时，可使测得的材料强度值较标准值偏高的因素是 （ ） A. 较大的试件尺寸和较快的加载速度 B. 较大的试件尺寸和较慢的加载速度 C. 较小的试件尺寸和较快的加载速度 D. 较小的试件尺寸和较慢的加载速度 【答案】C 【解析】钢材存在尺寸效应和加载速度效应：试件尺寸较小时，测得的屈服强度通常较高；加载速度较快时，测得的强度值也会偏高。因此，较小的试件尺寸和较快的加载速度会使测得值较标准值偏高。故选C。 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 钢结构用钢的钢种和牌号主要根据什么因素来选择? 【答案】钢结构用钢的钢种和牌号应根据结构的重要性、荷载性质、结构形式和受力状态、连接方法、钢材厚度、工作温度及环境条件等因素综合选择。 【解析】钢种和牌号的选择应满足强度、塑性、韧性、焊接性及耐久性等要求。结构重要性越高、荷载动力作用越明显、受力状态越复杂或工作温度越低时，对钢材的韧性和质量等级要求通常越高；焊接结构还应重视焊接性能。钢材厚度增大时，厚度方向性能和低温韧性等要求也应相应考虑，因此应结合上述因素综合确定钢种和牌号。 22. 为何说屈服点、抗拉强度和伸长率δ是建筑用钢材的重要技术性能指标。 【答案】屈服点是结构设计时取值的依据，表示钢材在正常工作承受的应力不超过；屈服点与抗拉强度的比值（）称为屈强比。它反应钢材的利用率和使用中安全可靠程度；伸长率（δ）表示钢材的塑性变形能力。钢材在使用中，为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发生脆断，要求其塑性良好，即具有一定的伸长率，可以使缺陷处超过时，随着发生塑性变形使应力重分布，而避免钢材提早破坏。同时，常温下将钢材加工成一定形状，也要求钢材要具有一定塑性。但伸长率不能过大，否则会使钢材在使用中超过允许的变形值。 23. 简述影响钢材冲击韧性的因素。 【答案】影响钢材冲击韧性的主要因素有：①化学成分，碳、硫、磷等含量增加通常会降低冲击韧性；②冶炼和轧制质量，晶粒细小、组织均匀、内部缺陷少时韧性较好；③温度，温度降低时冲击韧性下降，低温下易发生冷脆；④加载速度，加载速度越快，韧性通常越差；⑤应力集中，缺口、裂纹等应力集中会降低冲击韧性。 【解析】钢材的冲击韧性是其在冲击荷载下吸收能量并抵抗脆性断裂的能力。碳、硫、磷等元素含量增加会使钢材韧性降低；冶炼和轧制质量影响钢材的组织均匀性及内部缺陷，晶粒细小、夹杂和气孔少时韧性较好；温度降低会使钢材韧性显著下降，可能发生冷脆；加载速度增大以及缺口、裂纹等应力集中，都会增加脆性断裂倾向并降低冲击韧性。 24. 与碳素结构钢相比，低合金高强度结构钢性能上和用途上有什么特点？ 【答案】与碳素结构钢相比，低合金高强度结构钢在保持较好塑性、韧性和焊接性能的同时，具有较高的强度，并具有较好的耐低温性和耐大气腐蚀性。在相同承载力条件下，可减小构件截面、节约钢材。其适用于轧制型钢、钢板和钢管，常用于桥梁、高层建筑、大跨度结构及承受较大荷载的钢结构。 【解析】低合金高强度结构钢通过加入少量合金元素提高强度和耐蚀性，同时仍保持较好的塑性、韧性及焊接性能。由于其强度较高，在满足相同承载力要求时可采用较小截面，从而减轻结构自重、节约钢材。因此，这类钢材适用于桥梁、高层建筑、大跨度结构等对强度、韧性、耐久性和经济性要求较高的钢结构。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某钢材进行拉伸试验，试样原始直径为 10 mm，原始标距为 50 mm。试验中测得屈服荷载为 37.70 kN，最大荷载为 47.10 kN，断后标距为 62.50 mm。（1）计算该钢材的屈服强度和抗拉强度。（2）计算该钢材的断后伸长率。（3）根据计算结果，说明断后伸长率反映钢材的哪项性能。 【答案】（1）试样原始横截面积 。屈服强度 ；抗拉强度 。（2）断后伸长率 。（3）断后伸长率反映钢材在拉断前产生塑性变形的能力，即钢材的塑性。 【解析】试样原始横截面积为：。屈服荷载，故屈服强度。最大荷载，故抗拉强度。断后伸长率为。断后伸长率表示钢材拉断前产生塑性变形的能力，伸长率越大，钢材塑性越好。 26. 某建筑构件需选用钢材进行冷弯加工。已知甲、乙两种钢材的其他合金元素含量和热处理状态相同，拉伸试样的原始直径均为 12 mm，原始标距均为 60 mm。试验测得甲钢最大荷载为 61.10 kN，断后标距为 75.60 mm；乙钢最大荷载为 67.90 kN，断后标距为 70.20 mm。（1）分别计算甲、乙两种钢材的抗拉强度。（2）分别计算甲、乙两种钢材的断后伸长率。（3）若仅考虑碳含量对性能的影响，判断哪种钢材的碳含量较高；若该构件需进行冷弯加工，应优先选用哪种钢材，并说明理由。 【答案】（1）试样原始横截面积 。甲钢抗拉强度 ；乙钢抗拉强度 。（2）甲钢断后伸长率 ；乙钢断后伸长率 。（3）乙钢的碳含量较高。冷弯加工应优先选用甲钢，因为甲钢伸长率较大，塑性和冷弯加工性能较好。 【解析】两试样的原始直径均为，原始横截面积为。甲钢抗拉强度为；乙钢抗拉强度为。甲钢断后伸长率为；乙钢断后伸长率为。在其他合金元素含量和热处理状态相同的条件下，碳含量提高通常会提高强度、降低塑性，因此乙钢碳含量较高。冷弯加工要求较好的塑性，甲钢伸长率较大，故应优先选用甲钢。 四、综合应用题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 27. 一钢材试件，直径为25㎜，原标距为125㎜，做拉伸试验，当屈服点荷载为201.0KN，达到最大荷载为250.3KN，拉断后测得的标距长为138㎜，求该钢筋的屈服点、抗拉强度及拉断后的伸长率。 【答案】（1）试件原始横截面积为：。屈服强度为：。（2）抗拉强度为：。（3）拉断后伸长率为：。 【解析】拉伸试验中，屈服强度和抗拉强度均按荷载除以试件原始横截面积计算。原始直径，故。屈服点荷载，所以。最大荷载，所以。原标距，断后标距，故。 28. 经试验测得某工程用热轧钢筋的屈服荷载为29kN，极限荷载为50kN，钢筋直径12mm，5d标距拉断后的长度为78.4mm，10d标距拉断后的长度为148mm。试计算屈服点、抗拉强度、δ5和δ10。 【答案】屈服点： 抗拉强度： 【解析】钢筋原始横截面积为： 屈服点为： 抗拉强度为： 5d标距的原始长度为，故： 10d标距的原始长度为，故： 29. 有一根直径为16mm的钢筋做拉伸试验，达到B点（屈服点）时的读数为70.52kN，达到C点（最大点）时的读数为104.52kN，试验时试件标距长度为80mm，拉断后的长度为94mm，试求屈服强度，抗拉强度，伸长率? 【答案】屈服强度： 抗拉强度： 伸长率： 【解析】钢筋原始横截面积为： 达到B点时的荷载为屈服荷载，因此屈服强度为： 达到C点时的荷载为最大荷载，因此抗拉强度为： 试件原始标距为80mm，拉断后标距为94mm，故伸长率为： 30. 某建筑用钢材的屈服强度为400MPa，弹性模量为200GPa，试求该钢材在受到200MPa拉应力时的应变值? 【答案】解：钢材的应变与应力的关系可以通过胡克定律计算，其中E代表弹性模量，将带入公式可得，，即应变值为0.001。 【解析】钢材所受拉应力为200MPa，小于其屈服强度400MPa，材料处于弹性阶段，可以应用胡克定律： 统一单位： 代入计算： 因此，该钢材的应变值为0.001。 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 $