山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》项目八任务一 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机械制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共220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机械制造类理论知识，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机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《金属加工基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》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）机械制造类 《机械基础》 项目八：直杆的基本变形 任务一：直梁弯曲 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20小题，每题2分，共40分） 1. 若有两根材质相同、长度相同、截面面积和截面高度相同但截面形状不同的梁（一根为工字形截面，一根为矩形截面），在相同的弯曲载荷作用下，哪根梁的整体变形相对更小（ ） A. 工字形截面梁 B. 矩形截面梁 C. 两者变形一样大 D. 矩形截面梁的惯性矩更大 2. 在梁中，有集中力偶作用的截面上（ ） A. 剪力有突变 B. 剪力为零 C. 弯矩为零 D. 弯矩有突变 3. 下图为梁纯弯曲时中性轴的示意图，关于此说法正确的是（ ） A. 中性轴是横截面上压应力与拉应力的分界线 B. 中性轴是通过横截面形心、垂直于横截面对称轴的轴线 C. 中性轴是纵向对称面与横截面的交线 D. 中性轴上的正应力最大 4. 当梁的纵向对称平面内只有力偶作用时，梁将产生______（ ） A. 平面弯曲 B. 一般弯曲 C. 纯弯曲 D. 扭转 5. 直杆在受到均布载荷作用时，其弯曲变形特点是（ ） A. 中性层保持不变 B. 中性层发生移动 C. 横截面保持平面 D. 横截面发生扭曲 6. 矩形截面梁在弹性范围内受弯，若弯矩增大一倍，截面尺寸不变，则梁内最大正应力将（ ） A. 增大一倍 B. 减小一半 C. 保持不变 D. 增大两倍 7. 下图中轴的变形属于（ ） A. 单纯扭转变形 B. 单纯弯曲变形 C. 扭转与弯曲的组合变形 D. 拉伸与扭转的组合变形 8. 当梁上载荷只有集中力时，弯矩图为（ ） A. 水平直线 B. 双曲线 C. 圆弧 D. 直线段 9. 中性轴是梁的______的交线（ ） A. 纵向对称面与横截面 B. 纵向对称面与中性层 C. 横截面与中性层 D. 横截面与顶面 10. 悬臂梁受力如图，其中（ ） A. AB是纯弯曲，BC是剪切弯曲 B. AB是剪切弯曲，BC是纯弯曲 C. 全梁均是纯弯曲 D. 全梁均为剪切弯曲 11. 为减小车削细长轴的弯曲振动，应选用（ ） A. 小主偏角 B. 大主偏角 C. 零度主偏角 D. 任意主偏角 12. 自行车的前轮轴的变形是（ ） A. 直梁弯曲 B. 扭转变形 C. 剪切变形 D. 轴向拉压变形 13. 一端为固定铰支座，另一端为活动铰支座的梁，称为（ ） A. 简支梁 B. 外伸梁 C. 悬臂梁 D. 都不是 14. 悬臂梁受力如图，其中正确的是( ) A. AB段是纯弯曲，BC段是剪切弯曲 B. AB段是剪切弯曲，BC段是纯弯曲 C. 全梁均是纯弯曲 D. 全梁均为剪切弯曲 15. 梁横力弯曲时，其横截面上______（ ） A. 只有正应力，无切应力 B. 只有切应力，无正应力 C. 既有正应力，又有切应力 D. 既无正应力，也无切应力 16. 梁弯曲时，横截面上的最大正应力在（ ） A. 中性轴上 B. 中性轴与边缘之间 C. 对称轴上 D. 离中性轴最远的边缘处 17. 横截面在图示 M 弯矩作用下（ ） A. 上缘受压、下缘受拉 B. 下缘受压、上缘受拉 C. 上下缘都受拉 D. 上下缘都受压 18. 弯曲变形时，构件中性轴的特点是（ ） A. 正应力为零 B. 切应力最大 C. 正应力最大 D. 变形量最大 19. 梁的截面形状不同，其抗弯能力（ ） A. 相同 B. 不同 C. 取决于梁的长度 D. 无关 20. 当梁上的载荷只有集中力时，弯矩图为（ ） A. 水平直线 B. 曲线 C. 抛物线 D. 斜直线 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 什么叫纯弯曲？梁纯弯曲变形时内力有哪些？ 22. 图示为矩形截面的悬臂梁，在B端受力F作用。已知b=200mm，h=600mm，l=6000mm，梁的许用应力[120MPa，试求力F的最大许用值。 23. 什么是梁?梁的基本形式有哪些？ 24. 中性轴。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 如图所示梁AB为等截面梁，其上作用着两个集中力F。 （1）求A、B两端的约束反力。 （2）画出此梁的弯矩图。（仅画弯矩图即可，不必写中间计算过程） 26. 一简支直梁，跨度为 ，在跨中承受集中载荷 。忽略梁自重，求：（1）两端支座的反力。（2）梁内最大弯矩的数值及其所在位置。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某车间需在两根支座间安装一根用于吊装小型电动机的钢梁，钢梁两端支承，支座间距离为2.4 m。现将重力为1.8 kN的电动机吊挂在梁的跨中位置，忽略钢梁自重。（1）计算两个支座对钢梁的竖直支承力。（2）判断该钢梁属于哪种基本形式。（3）说明将电动机布置在跨中时，安装人员应重点关注的弯曲现象。 28.（10分）悬臂梁受载荷如图所示，其截面形状如下：（ ） （1）梁的材料为钢时，应选（ ）截面； （2）梁的材料为铸铁时，应选（ ）截面。 29.（5分）某车间设备维修时，需要在两支架之间安装一根水平直梁，用于承载工件。两支架间距离为4 m，直梁两端采用铰支承，工件质量为1200 kg，取重力加速度 ，工件放置在梁的跨中位置，不计梁自重。（1）计算直梁两端支座的支承力，并计算梁跨中截面的最大弯矩。（2）判断该直梁属于哪种基本受弯梁形式，并说明理由。（3）分析工件若由跨中向左支座移动，梁的最大弯矩将如何变化，并提出一项减小梁弯曲变形的措施。 30.（10分）某数控设备的防护罩通过一根水平安装的钢制支臂固定在机架侧壁上。支臂一端固定，另一端自由，长度为1.2 m。防护罩及附件在自由端形成0.8 kN的集中载荷，支臂自重折算为均布载荷0.3 kN/m。（1）计算固定端承受的竖向力和弯矩。（2）判断该支臂属于哪种基本形式。（3）说明为减小支臂弯曲变形，可采取的一项结构改进措施。 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 $ 山东省（春季高考）机械制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共220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机械制造类理论知识，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机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《金属加工基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》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）机械制造类 《机械基础》 项目八：直杆的基本变形 任务一：直梁弯曲 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20小题，每题2分，共40分） 1. 若有两根材质相同、长度相同、截面面积和截面高度相同但截面形状不同的梁（一根为工字形截面，一根为矩形截面），在相同的弯曲载荷作用下，哪根梁的整体变形相对更小（ ） A. 工字形截面梁 B. 矩形截面梁 C. 两者变形一样大 D. 矩形截面梁的惯性矩更大 【答案】A 【解析】在截面面积和截面高度相同的条件下，工字形截面的材料更多分布在远离中性轴的位置，其对弯曲中性轴的惯性矩通常大于矩形截面。梁的弯曲变形与抗弯刚度EI有关；材料相同时E相同，惯性矩I越大，挠度越小。因此工字形截面梁的整体变形相对更小，选A。 2. 在梁中，有集中力偶作用的截面上（ ） A. 剪力有突变 B. 剪力为零 C. 弯矩为零 D. 弯矩有突变 【答案】D 【解析】集中力偶作用的截面上不产生竖向合力，因此剪力不发生突变；力偶直接使弯矩图产生突变，弯矩的突变值等于该集中力偶矩的代数值。因此选D。 3. 下图为梁纯弯曲时中性轴的示意图，关于此说法正确的是（ ） A. 中性轴是横截面上压应力与拉应力的分界线 B. 中性轴是通过横截面形心、垂直于横截面对称轴的轴线 C. 中性轴是纵向对称面与横截面的交线 D. 中性轴上的正应力最大 【答案】C 【解析】梁纯弯曲时，中性轴通过横截面形心，且与横截面的对称轴垂直，B正确。A错误，中性层是拉压分界线；C错误，中性轴是中性层与横截面的交线；D错误，中性轴上正应力为零。 4. 当梁的纵向对称平面内只有力偶作用时，梁将产生______（ ） A. 平面弯曲 B. 一般弯曲 C. 纯弯曲 D. 扭转 【答案】C 【解析】一般情况下，梁弯曲时横截面上既有剪力，又有弯矩，这种弯曲称为剪力弯曲，又叫横力弯曲。若梁横截面上只有弯矩，而剪力等于零，这种情况称为平面纯弯曲。 5. 直杆在受到均布载荷作用时，其弯曲变形特点是（ ） A. 中性层保持不变 B. 中性层发生移动 C. 横截面保持平面 D. 横截面发生扭曲 【答案】C 【解析】直杆受均布横向载荷后产生弯曲。在小变形的平面弯曲条件下，依据平截面假设，弯曲前为平面的横截面在弯曲后仍保持平面，只是绕中性轴发生转动。因此选C。 6. 矩形截面梁在弹性范围内受弯，若弯矩增大一倍，截面尺寸不变，则梁内最大正应力将（ ） A. 增大一倍 B. 减小一半 C. 保持不变 D. 增大两倍 【答案】A 【解析】梁的最大正应力与弯矩成正比，截面尺寸不变时，弯矩增大一倍，最大正应力也增大一倍。 7. 下图中轴的变形属于（ ） A. 单纯扭转变形 B. 单纯弯曲变形 C. 扭转与弯曲的组合变形 D. 拉伸与扭转的组合变形 【答案】C 【解析】图中轴既受扭矩M作用，又受横向力F作用产生弯曲，属于扭转与弯曲的组合变形，因此选C。 8. 当梁上载荷只有集中力时，弯矩图为（ ） A. 水平直线 B. 双曲线 C. 圆弧 D. 直线段 【答案】D 【解析】梁上只有集中力作用时，在相邻集中力之间没有分布载荷，故该区段内剪力为常量。由dM/dx=Q可知，弯矩图的斜率为常量，因此弯矩图在各区段内为直线段。集中力作用处剪力发生突变，但弯矩图仍连续。故选D。 9. 中性轴是梁的______的交线（ ） A. 纵向对称面与横截面 B. 纵向对称面与中性层 C. 横截面与中性层 D. 横截面与顶面 【答案】C 【解析】梁弯曲时，纵向纤维既不伸长也不缩短的曲面称为中性层。中性层与横截面的交线称为中性轴；中性轴上各点的弯曲正应力为零。因此选C。 10. 悬臂梁受力如图，其中（ ） A. AB是纯弯曲，BC是剪切弯曲 B. AB是剪切弯曲，BC是纯弯曲 C. 全梁均是纯弯曲 D. 全梁均为剪切弯曲 【答案】B 11. 为减小车削细长轴的弯曲振动，应选用（ ） A. 小主偏角 B. 大主偏角 C. 零度主偏角 D. 任意主偏角 【答案】B 【解析】大主偏角可减小径向切削力，避免细长轴受径向力弯曲变形、振动。 12. 自行车的前轮轴的变形是（ ） A. 直梁弯曲 B. 扭转变形 C. 剪切变形 D. 轴向拉压变形 【答案】A 【解析】自行车前轮轴承受车架和骑行者传递的竖向载荷时，主要产生弯矩，表现为直梁弯曲变形，故选A。 13. 一端为固定铰支座，另一端为活动铰支座的梁，称为（ ） A. 简支梁 B. 外伸梁 C. 悬臂梁 D. 都不是 【答案】A 【解析】简支梁的支座形式就是一端固定铰支座，另一端活动铰支座，A正确。 14. 悬臂梁受力如图，其中正确的是( ) A. AB段是纯弯曲，BC段是剪切弯曲 B. AB段是剪切弯曲，BC段是纯弯曲 C. 全梁均是纯弯曲 D. 全梁均为剪切弯曲 【答案】B 15. 梁横力弯曲时，其横截面上______（ ） A. 只有正应力，无切应力 B. 只有切应力，无正应力 C. 既有正应力，又有切应力 D. 既无正应力，也无切应力 【答案】C 【解析】横力弯曲时，梁的横截面内一般同时存在弯矩和剪力。弯矩使横截面产生正应力，剪力使横截面产生切应力，因此横截面上既有正应力，又有切应力，故选C。 16. 梁弯曲时，横截面上的最大正应力在（ ） A. 中性轴上 B. 中性轴与边缘之间 C. 对称轴上 D. 离中性轴最远的边缘处 【答案】D 【解析】梁弯曲时，横截面上各点的正应力与该点到中性轴的距离成正比。中性轴上的正应力为零，离中性轴越远，正应力越大，因此最大正应力出现在离中性轴最远的边缘处，故选D。 17. 横截面在图示 M 弯矩作用下（ ） A. 上缘受压、下缘受拉 B. 下缘受压、上缘受拉 C. 上下缘都受拉 D. 上下缘都受压 【答案】A 【解析】根据梁的弯曲理论，当杆件受弯时，横截面上的正应力分布规律为：中性轴上正应力为零，距离中性轴越远，正应力越大。并且，对于受弯的梁，当弯矩为正时，梁的下缘受拉，上缘受压；当弯矩为负时，梁的上缘受拉，下缘受压。 18. 弯曲变形时，构件中性轴的特点是（ ） A. 正应力为零 B. 切应力最大 C. 正应力最大 D. 变形量最大 【答案】A 【解析】中性轴是弯曲时横截面上正应力为零的轴线，一侧为拉应力，另一侧为压应力，离中性轴越远，正应力越大。 19. 梁的截面形状不同，其抗弯能力（ ） A. 相同 B. 不同 C. 取决于梁的长度 D. 无关 【答案】B 【解析】梁的抗弯能力与截面的惯性矩和截面模量等有关。截面形状不同时，这些几何性质通常不同，因此抗弯能力也不同，故选B。 20. 当梁上的载荷只有集中力时，弯矩图为（ ） A. 水平直线 B. 曲线 C. 抛物线 D. 斜直线 【答案】D 【解析】梁上只有集中力作用时，在相邻集中力之间没有分布载荷，剪力保持不变。由dM/dx=Q可知，弯矩随坐标线性变化，因此弯矩图由若干斜直线组成，故选D。 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 什么叫纯弯曲？梁纯弯曲变形时内力有哪些？ 【答案】剪力为零，弯矩为常数的弯曲叫纯弯曲。纯弯曲梁上的内力是弯矩 【解析】纯弯曲是指梁的某一段内剪力Q恒为零、弯矩M为常数的弯曲状态。由于该段剪力为零，横截面的内力只有弯矩，不存在剪力；弯矩使梁产生正应力并发生弯曲变形。 22. 图示为矩形截面的悬臂梁，在B端受力F作用。已知b=200mm，h=600mm，l=6000mm，梁的许用应力[120MPa，试求力F的最大许用值。 【答案】(1)计算最大弯矩值由截面法可求得 (2)计算抗弯截面系数Wz (3)确定许可载荷F 解方程得： 故力F的最大许用值为240kN。 23. 什么是梁?梁的基本形式有哪些？ 【答案】通常将只发生弯曲变形（或以弯曲变形为主）的杆件称为梁。工程实际中，根据梁的支承情况，可将梁分为三种基本形式：简支梁、悬臂梁和外伸梁。 【解析】梁是主要承受横向载荷并以弯曲变形为主的杆件。按支承情况，梁的基本形式通常包括：两端支承的简支梁、一端固定另一端自由的悬臂梁，以及梁的一端或两端伸出支座外的外伸梁。 24. 中性轴。 【答案】中性轴是梁的中性层与横截面的交线。在平面弯曲或斜弯曲时，横截面上中性轴各点的正应力均为零。 【解析】梁弯曲时，沿梁长方向存在一层纤维长度不变，既不受拉也不受压，称为中性层。中性层与任一横截面的交线称为中性轴。由于中性轴上的纤维不发生轴向伸缩，其正应力为零。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 如图所示梁AB为等截面梁，其上作用着两个集中力F。 （1）求A、B两端的约束反力。 （2）画出此梁的弯矩图。（仅画弯矩图即可，不必写中间计算过程） 【答案】（1）解：(1)取梁AB为研究对象，受力图如 上面第2个图所示。 受力图画对 列平衡方程如下： （1） （2） （3） 三式联立解方程得： 弯矩图如图所示，最大弯矩是 （2） 26. 一简支直梁，跨度为 ，在跨中承受集中载荷 。忽略梁自重，求：（1）两端支座的反力。（2）梁内最大弯矩的数值及其所在位置。 【答案】（1）左、右支座反力均为 。（2）最大弯矩为 ，位于梁的跨中。 【解析】（1）由竖直方向平衡条件，；载荷位于跨中，故 。（2）跨中截面弯矩最大，。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某车间需在两根支座间安装一根用于吊装小型电动机的钢梁，钢梁两端支承，支座间距离为2.4 m。现将重力为1.8 kN的电动机吊挂在梁的跨中位置，忽略钢梁自重。（1）计算两个支座对钢梁的竖直支承力。（2）判断该钢梁属于哪种基本形式。（3）说明将电动机布置在跨中时，安装人员应重点关注的弯曲现象。 【答案】（1）设两端支承力分别为、。由竖直方向平衡条件，。由于载荷位于跨中，。（2）该钢梁属于简支梁。（3）跨中处弯曲最明显，应检查钢梁跨中是否出现过大的挠度，并防止吊挂载荷超过允许值。 【解析】（1）跨中集中载荷作用下，梁的受力关于跨中对称。由竖直方向平衡条件，RA+RB=1.8 kN，故RA=RB=1.8/2=0.9 kN。（2）按题干中梁两端支承的常规简化模型，该钢梁属于简支梁。（3）简支梁承受跨中集中载荷时，跨中弯矩最大，弯曲和挠度最明显。安装时应重点检查跨中挠度是否超过允许值，并校核梁的抗弯强度。 28.（10分）悬臂梁受载荷如图所示，其截面形状如下：（ ） （1）梁的材料为钢时，应选（ ）截面； （2）梁的材料为铸铁时，应选（ ）截面。 【答案】（1）A （2）D 29.（5分）某车间设备维修时，需要在两支架之间安装一根水平直梁，用于承载工件。两支架间距离为4 m，直梁两端采用铰支承，工件质量为1200 kg，取重力加速度 ，工件放置在梁的跨中位置，不计梁自重。（1）计算直梁两端支座的支承力，并计算梁跨中截面的最大弯矩。（2）判断该直梁属于哪种基本受弯梁形式，并说明理由。（3）分析工件若由跨中向左支座移动，梁的最大弯矩将如何变化，并提出一项减小梁弯曲变形的措施。 【答案】（1）工件重力为 。两端支座受力相等，。跨中最大弯矩为 。（2）该梁属于简支梁。梁两端由支座支承，载荷作用在两支座之间，符合简支梁的受力特点。（3）工件向左支座移动后，最大弯矩减小。可增大梁的截面高度，提高梁的抗弯刚度，减小弯曲变形。 【解析】工件重力为12 kN，跨中集中载荷下两端反力相等，均为6 kN；跨中最大弯矩为6×2=12 kN·m。两端铰支承且载荷位于支座间，属简支梁。载荷向左移动时，Mmax=Fab/l，ab减小，故最大弯矩减小；可增大梁截面高度以提高抗弯刚度。 30.（10分）某数控设备的防护罩通过一根水平安装的钢制支臂固定在机架侧壁上。支臂一端固定，另一端自由，长度为1.2 m。防护罩及附件在自由端形成0.8 kN的集中载荷，支臂自重折算为均布载荷0.3 kN/m。（1）计算固定端承受的竖向力和弯矩。（2）判断该支臂属于哪种基本形式。（3）说明为减小支臂弯曲变形，可采取的一项结构改进措施。 【答案】（1）均布载荷的合力为。固定端竖向力为。固定端弯矩为。（2）该支臂属于悬臂梁。（3）可增大支臂截面高度，或在支臂下方增设斜撑，以提高抗弯能力。 【解析】（1）自由端集中载荷为 。均布载荷的合力为 ，其作用点位于支臂中点，距固定端 。固定端承担全部竖向载荷，故竖向力为 。固定端弯矩为各载荷对固定端弯矩之和： 。（2）该支臂一端固定于机架侧壁、另一端自由，属于悬臂梁。（3）可增大支臂截面高度，以增大截面惯性矩和抗弯刚度，从而减小弯曲变形；也可在支臂下方增设斜撑以减小悬臂受力效应。 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 学科网（北京）股份有限公司 $