山东省（春季高考）机电技术类 《机械基础》项目八任务四 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机电技术类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共208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电技术类理论知识，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电技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《液压与气压传动》《金属加工基础》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）机电技术类 《机械基础》 项目八：直杆的基本变形 任务四：直杆轴向拉伸与压缩 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. 一根钢制拉杆承受轴向拉力60 kN，其横截面积为300 mm2，杆内正应力为（ ） A. 100 MPa B. 150 MPa C. 180 MPa D. 200 MPa 2. 拉压杆的危险截面______是横截面积最小的截面。（ ） A. 一定 B. 不一定 C. 一定不 D. 都不对 3. 如图所示杆件，1-1载面、2-2截面、3-3截面上的轴力分别为（ ） A. F，2F，2F B. F，3F，5F C. 2F，3F，2F D. F，F，2F 4. 胡克定律的适用范围是（ ） A. 任何受力状态 B. 塑性阶段 C. 弹性阶段 D. 断裂前的所有阶段 5. 在下列说法中，正确的是（ ） A. 内力随外力的增大而增大 B. 内力与外力无关 C. 内力的单位是N、kN D. 内力沿杆轴是不变的 6. 轴力（ ） A. 是杆件截面上的内力 B. 是杆件轴线上的载荷 C. 与杆件的截面积有关 D. 与杆件材料有关 7. 图示为一轴力杆，其中最大的轴力为（ ） A. 12kN B. 20kN C. 8kN D. 13kN 8. 已知拉杆横截面上的正应力为90MPa，其所用材料的许用应力为80MPa，下列说法正确的是（ ） A. 拉杆的强度条件已满足 B. 拉杆不一定破坏 C. 拉杆一定破坏 D. 拉杆的强度条件已满足 9. 应用拉压正应力公式σ=FN/A的条件是（ ） A. 应力小于比例极限 B. 外力的合力沿杆轴线 C. 应力小于弹性极限 D. 应力小于屈服极限 10. 图所示AB杆两端受大小为F的力的作用，则杆内截面上的内力大小为（ ） A. F B. C. 0 D. 1 11. 两根长度相同的圆轴，受相同的轴向力，第二根轴直径是第一根轴直径的两倍，则第一根轴与第二根轴拉应力之比为（ ） A. 2:1 B. 8:1 C. 4:1 D. 16:1 12. 轴向拉（压）杆横截面上只有（ ） A. 正应力 B. 切应力 C. 既有切应力又有正应力 D. 应力为零 13. 直径为d=8mm的圆钢，两端的拉力为10kN，这圆钢横截面上的正应力为（ ） A. 15MPa B. 7.5MPa C. 95.5MPa D. 199MPa 14. 如下图所示，杆A、B端分别受力 F的作用，则杆内截面上的内力为（ ） A. 2F B. F/2 C. F D. 1.5F 15. 对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，若轴向工作载荷F在0～1 000 N之间循环变化，则该连接螺栓所受拉应力的类型为（ ） A. 非对称循环应力 B. 脉动循环变压力 C. 对称循环变应力 D. 非稳定循环变应力 16. 对于塑性材料，许用应力通常以_____为基础确定。（ ） A. 比例极限 B. 屈服极限 C. 强度极限 D. 弹性极限 17. 下图为某材料由受力到拉断的完整的应力应变曲线，该材料的变化过程无（ ） A. 弹性阶段，屈服阶段 B. 强化阶段，颈缩阶段 C. 屈服阶段，强化阶段 D. 屈服阶段，颈缩阶段 18. 下列不属于机械零件动载荷的是（ ） A. 交通载荷 B. 风载荷 C. 地震载荷 D. 重力载荷 19. 运用拉伸与压缩的强度条件，不可解决的问题是（ ） A. 强度校核 B. 截面设计 C. 确定许用载荷 D. 计算剪切应力 20. 构件抵抗破坏的能力称为（ ） A. 强度 B. 刚度 C. 硬度 D. 弹性 二、计算题（本大题共5题（含1篇语篇、3个小题），每题4分，共20分） 21. 某低碳钢拉伸试样，直径为10mm，标长为50mm，屈服时载荷为18840N，断裂前的最大拉力为35320N，拉断后将试样接起来，标距之间的长度为73mm，断口处截面直径为6.7mm。问该低碳钢的，，，各是多少？ 22. 某机架拉杆承受轴向拉力 ，拉杆长度 ，直径 ，材料的弹性模量 。不计拉杆自重，求：（1）拉杆横截面上的正应力。（2）拉杆的轴向伸长量。 23. 汽车离合器踏板如图5-10所示。已知踏板受压力F=400N，拉杆直径d=20mm，杠杆臂长l=330mm，h=56mm，拉杆材料的许用应力[σ]=40MPa，完成下面小题。 （1）（1）计算拉杆所受的外力F2。 （2）（2）求拉杆横截面上的内力 （3）（3）校核拉杆的强度。 24. 一根阶梯形钢杆竖直悬挂，上段 AB 长 ，横截面面积 ；下段 BC 长 ，横截面面积 。在 B 点悬挂 载荷，在 C 点悬挂 载荷。钢杆弹性模量 ，不计钢杆自重。求：（1）两段杆的轴力。（2）两段杆的正应力。（3）钢杆总伸长量。 25. 某设备采用空心圆钢管作为受压支柱，钢管长度 ，外径 ，内径 ，承受轴向压力 。钢材弹性模量 ，许用压应力为 。不考虑失稳影响，求：（1）钢管横截面面积和实际压应力。（2）该钢管的强度是否满足要求。（3）钢管的轴向缩短量。 三、综合应用题（本大题共6题（含2篇语篇、6个小题），每题5分，共30分） 26. 写出低碳钢拉伸实验时四个明显的变形阶段及每个阶段所对应的极限点。 变形阶段 极限点 备注 变形阶段排列顺序完全正确得1分，否则不得此1分 27. 用截面法求内力的步骤： （1）（1）______：沿需求内力的截面处，假想把构件截开； （2）（2）______：取其中一部分为研究对象； （3）（3）______：另一部分对研究对象的作用，以截面上的未知内力来代替； （4）（4）______：列出研究对象的平衡方程，确定未知内力的大小和方向。 28. 在图所示结构中，假设AB杆为刚体，CD杆的截面面积，材料的许用应力。 （1）（1）B点承受载荷F=40kN时，试校核CD杆的强度； （2）（2）求B点能承受的最大载荷Fmax。 29. 某车间安装一台起吊装置，吊钩通过一根圆钢拉杆悬挂电动葫芦。电动葫芦及额定载荷总重为24 kN，拉杆直径为20 mm，材料的许用拉应力为80 MPa。忽略拉杆自重。（1）计算拉杆横截面积及工作应力。（2）判断该拉杆能否满足强度要求。（3）说明拉杆受轴向拉伸时的主要变形特点。 30. 某压力机工作时，压头通过4根相同的圆形导柱承受总压力300 kN。每根导柱直径为30 mm，导柱材料的许用压应力为90 MPa。正常工作时载荷由4根导柱平均承担；调整不当时，其中1根导柱承担总压力的40%。（1）计算正常工作时每根导柱的轴向压力及压应力。（2）计算载荷不均时该导柱的压应力，并判断是否满足强度要求。（3）针对载荷分配不均的情况，提出1项改进措施。 31. 某设备检修平台采用分段圆钢吊杆悬挂。上段吊杆AC直径为24 mm，下段吊杆CB直径为18 mm。平台在B处对吊杆产生18 kN的竖直向下拉力，检修工具在C处对吊杆产生6 kN的竖直向下拉力。吊杆材料的许用拉应力为75 MPa，忽略吊杆自重。（1）分别计算上段AC和下段CB中的轴力。（2）计算两段吊杆的工作应力，并判断哪一段更容易发生强度问题。（3）说明检修时不应在C处额外悬挂重物的原因。 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）机电技术类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共208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电技术类理论知识，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电技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《液压与气压传动》《金属加工基础》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）机电技术类 《机械基础》 项目八：直杆的基本变形 任务四：直杆轴向拉伸与压缩 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. 一根钢制拉杆承受轴向拉力60 kN，其横截面积为300 mm2，杆内正应力为（ ） A. 100 MPa B. 150 MPa C. 180 MPa D. 200 MPa 【答案】D 【解析】轴向拉杆的正应力等于轴力除以横截面积，即60 000 N除以300 mm2，计算得200 MPa。 2. 拉压杆的危险截面______是横截面积最小的截面。（ ） A. 一定 B. 不一定 C. 一定不 D. 都不对 【答案】B 【解析】拉压杆的危险截面是正应力最大的截面。当轴力沿杆变化时，危险截面不一定是横截面积最小的截面，故选B。 3. 如图所示杆件，1-1载面、2-2截面、3-3截面上的轴力分别为（ ） A. F，2F，2F B. F，3F，5F C. 2F，3F，2F D. F，F，2F 【答案】D 【解析】(1) 取1-1截面左段杆为研究对象画出受力图右图。 (2) （2）取2-2截面右段杆为研究对象，画出受力图如右图。 列平衡方程如下： （压力） (3)90取3-3截面右段杆为研究对象，画出受力图如右图。 列平衡方程如下：（拉力） 4. 胡克定律的适用范围是（ ） A. 任何受力状态 B. 塑性阶段 C. 弹性阶段 D. 断裂前的所有阶段 【答案】C 【解析】胡克定律描述应力与应变的正比关系，仅在材料的弹性阶段（应力未超过比例极限）成立，超过弹性阶段后，应力与应变不再成正比。 5. 在下列说法中，正确的是（ ） A. 内力随外力的增大而增大 B. 内力与外力无关 C. 内力的单位是N、kN D. 内力沿杆轴是不变的 【答案】A 【解析】在材料和结构处于弹性范围内时，内力随外力的增大而增大。内力与外力有关，且沿杆轴不一定恒定，故选A。 6. 轴力（ ） A. 是杆件截面上的内力 B. 是杆件轴线上的载荷 C. 与杆件的截面积有关 D. 与杆件材料有关 【答案】A 【解析】轴力是杆件受轴向外力作用后，在横截面上产生的内力，其作用线与杆轴重合，故选A。 7. 图示为一轴力杆，其中最大的轴力为（ ） A. 12kN B. 20kN C. 8kN D. 13kN 【答案】B 8. 已知拉杆横截面上的正应力为90MPa，其所用材料的许用应力为80MPa，下列说法正确的是（ ） A. 拉杆的强度条件已满足 B. 拉杆不一定破坏 C. 拉杆一定破坏 D. 拉杆的强度条件已满足 【答案】B 【解析】拉杆的实际正应力为90MPa，大于许用应力80MPa，说明其强度条件不满足，但超过许用应力不代表构件一定立即破坏，故选B。 9. 应用拉压正应力公式σ=FN/A的条件是（ ） A. 应力小于比例极限 B. 外力的合力沿杆轴线 C. 应力小于弹性极限 D. 应力小于屈服极限 【答案】B 【解析】拉压正应力公式σ=FN/A适用于外力合力沿杆轴线作用的轴向拉伸或压缩杆件，故选B。 10. 图所示AB杆两端受大小为F的力的作用，则杆内截面上的内力大小为（ ） A. F B. C. 0 D. 1 【答案】A 【解析】利用截面法求内力。 11. 两根长度相同的圆轴，受相同的轴向力，第二根轴直径是第一根轴直径的两倍，则第一根轴与第二根轴拉应力之比为（ ） A. 2:1 B. 8:1 C. 4:1 D. 16:1 【答案】C 【解析】轴向拉应力σ=F/A。圆轴横截面积A=π/4，与直径的平方成正比。第二根轴直径为第一根的2倍，故。在轴向力相同的条件下，σ1/σ2=(F/:1，故选C。 12. 轴向拉（压）杆横截面上只有（ ） A. 正应力 B. 切应力 C. 既有切应力又有正应力 D. 应力为零 【答案】A 【解析】沿横截面法线方向的应力称为正应力，轴向拉（压）杆横截面上只有均匀分布的正应力。 13. 直径为d=8mm的圆钢，两端的拉力为10kN，这圆钢横截面上的正应力为（ ） A. 15MPa B. 7.5MPa C. 95.5MPa D. 199MPa 【答案】D 【解析】圆钢横截面积A=π/4=π×82/4≈50.3mm2。正应力σ=F/A=10000/50.3≈199MPa，故选D。 14. 如下图所示，杆A、B端分别受力 F的作用，则杆内截面上的内力为（ ） A. 2F B. F/2 C. F D. 1.5F 【答案】C 【解析】分析内力，用截面法，由平衡条件可知=F。 15. 对于受轴向变载荷作用的紧螺栓连接，若轴向工作载荷F在0～1 000 N之间循环变化，则该连接螺栓所受拉应力的类型为（ ） A. 非对称循环应力 B. 脉动循环变压力 C. 对称循环变应力 D. 非稳定循环变应力 【答案】A 【解析】紧螺栓连接存在预紧力，工作载荷在0～1000N之间变化时，螺栓拉应力始终为拉应力且大小周期变化，属于非对称循环应力，故选A。 16. 对于塑性材料，许用应力通常以_____为基础确定。（ ） A. 比例极限 B. 屈服极限 C. 强度极限 D. 弹性极限 【答案】B 【解析】塑性材料受力达到屈服极限后会产生显著塑性变形，影响构件正常工作，故以屈服极限除以安全系数作为许用应力；脆性材料无屈服，以强度极限为基础。 17. 下图为某材料由受力到拉断的完整的应力应变曲线，该材料的变化过程无（ ） A. 弹性阶段，屈服阶段 B. 强化阶段，颈缩阶段 C. 屈服阶段，强化阶段 D. 屈服阶段，颈缩阶段 【答案】D 18. 下列不属于机械零件动载荷的是（ ） A. 交通载荷 B. 风载荷 C. 地震载荷 D. 重力载荷 【答案】D 【解析】交通载荷、风载荷和地震载荷均随时间变化，属于动载荷；重力载荷通常保持不变，属于静载荷，故选D。 19. 运用拉伸与压缩的强度条件，不可解决的问题是（ ） A. 强度校核 B. 截面设计 C. 确定许用载荷 D. 计算剪切应力 【答案】D 【解析】拉伸与压缩强度条件可用于强度校核、截面设计和确定许用载荷，不能用于计算剪切应力，故选D。 20. 构件抵抗破坏的能力称为（ ） A. 强度 B. 刚度 C. 硬度 D. 弹性 【答案】A 【解析】构件抵抗破坏的能力称为强度；构件抵抗变形的能力称为刚度。因此选A。 二、计算题（本大题共5题（含1篇语篇、3个小题），每题4分，共20分） 21. 某低碳钢拉伸试样，直径为10mm，标长为50mm，屈服时载荷为18840N，断裂前的最大拉力为35320N，拉断后将试样接起来，标距之间的长度为73mm，断口处截面直径为6.7mm。问该低碳钢的，，，各是多少？ 【答案】 ， ， ， 。 【解析】原始横截面面积为。因，屈服强度为。抗拉强度为。伸长率为。断口处截面面积为，断面收缩率为 。 22. 某机架拉杆承受轴向拉力 ，拉杆长度 ，直径 ，材料的弹性模量 。不计拉杆自重，求：（1）拉杆横截面上的正应力。（2）拉杆的轴向伸长量。 【答案】（1）拉杆横截面面积为 。正应力为 。（2）轴向伸长量为 。 【解析】取，，。拉杆横截面面积为。轴向拉力作用下，横截面轴力，故正应力为。拉杆处于弹性范围内时，轴向伸长量为。 23. 汽车离合器踏板如图5-10所示。已知踏板受压力F=400N，拉杆直径d=20mm，杠杆臂长l=330mm，h=56mm，拉杆材料的许用应力[σ]=40MPa，完成下面小题。 （1）（1）计算拉杆所受的外力F2。 【答案】解：踏板为绕固定轴A转动的杠杆， 由平衡方程∑MA(Fi)=0，列方程:F1 l-F2h=0 F2=F1 l/h=400X330/56≈2357.1N （2）（2）求拉杆横截面上的内力 【答案】解：由截面法可以求得: FN=F2=2357.1N （3）（3）校核拉杆的强度。 【答案】解：由σ=FN/A 得: σ=F2/(π/4)=4F2/π≈4X2357.1/(3.14X)≈7. 5 MPa<[σ]=40 MPa 所以拉杆强度足够。 24. 一根阶梯形钢杆竖直悬挂，上段 AB 长 ，横截面面积 ；下段 BC 长 ，横截面面积 。在 B 点悬挂 载荷，在 C 点悬挂 载荷。钢杆弹性模量 ，不计钢杆自重。求：（1）两段杆的轴力。（2）两段杆的正应力。（3）钢杆总伸长量。 【答案】（1）BC 段轴力为 ，为拉力。AB 段轴力为 ，为拉力。（2）AB 段正应力为 。BC 段正应力为 。（3）AB 段伸长量为 。BC 段伸长量为 。钢杆总伸长量为 。 【解析】取各段杆件任一横截面，截面轴力等于截面下方外载荷的代数和。BC段仅承受C点载荷，故，为拉力；AB段承受B点和C点载荷，故，为拉力。各段正应力分别为，。取，，。AB段伸长量为 ；BC段伸长量为 。钢杆总伸长量为。 25. 某设备采用空心圆钢管作为受压支柱，钢管长度 ，外径 ，内径 ，承受轴向压力 。钢材弹性模量 ，许用压应力为 。不考虑失稳影响，求：（1）钢管横截面面积和实际压应力。（2）该钢管的强度是否满足要求。（3）钢管的轴向缩短量。 【答案】（1）钢管横截面面积为 。实际压应力为 。（2）实际压应力 小于许用压应力 ，钢管强度满足要求。（3）钢管轴向缩短量为 。 【解析】钢管横截面面积为。取压力，实际压应力为。因，故钢管强度满足要求。又，，受压杆的轴向缩短量为。 三、综合应用题（本大题共6题（含2篇语篇、6个小题），每题5分，共30分） 26. 写出低碳钢拉伸实验时四个明显的变形阶段及每个阶段所对应的极限点。 变形阶段 极限点 备注 变形阶段排列顺序完全正确得1分，否则不得此1分 【答案】弹性变形阶段：比例极限、弹性极限；屈服阶段：屈服极限；变形强化阶段：强度极限；缩颈与断裂阶段：断裂点。 【解析】低碳钢拉伸时，试样首先经历弹性变形阶段。其中，应力与应变成正比的最高应力为比例极限，卸载后仍能完全恢复原状的最高应力为弹性极限。随后进入屈服阶段，对应屈服极限；继续拉伸进入变形强化阶段，达到最大工程应力时对应强度极限；超过强度极限后试样发生缩颈并最终断裂，对应断裂点。 27. 用截面法求内力的步骤： 【解析】截面法以截开后的局部构件为研究对象。先在所求内力处截开构件，再选取受力较简单的一侧作为分离体；将被截去部分对分离体的作用用截面内力代替；最后依据、、等平衡方程求出未知内力。对于直杆轴向受力问题，通常列杆轴线方向的力平衡方程即可求得轴力。 （1）（1）______：沿需求内力的截面处，假想把构件截开； 【答案】截 （2）（2）______：取其中一部分为研究对象； 【答案】取 （3）（3）______：另一部分对研究对象的作用，以截面上的未知内力来代替； 【答案】代 （4）（4）______：列出研究对象的平衡方程，确定未知内力的大小和方向。 【答案】平 28. 在图所示结构中，假设AB杆为刚体，CD杆的截面面积，材料的许用应力。 （1）（1）B点承受载荷F=40kN时，试校核CD杆的强度； 【答案】校核CD杆的强度 1）取AB 杆为研究对象，画其受力图如下图所示。 2）建立直角坐标系Axy，列平衡方程求解。由， 得（拉力） 3）校核CD杆的强度 强度满足。 （2）（2）求B点能承受的最大载荷Fmax。 【答案】求B点能承受的最大载荷Fmax。 ①求CD杆能承受的最大载荷FCDmax。 得： ②求B点能承受的最大载荷Fmax 29. 某车间安装一台起吊装置，吊钩通过一根圆钢拉杆悬挂电动葫芦。电动葫芦及额定载荷总重为24 kN，拉杆直径为20 mm，材料的许用拉应力为80 MPa。忽略拉杆自重。（1）计算拉杆横截面积及工作应力。（2）判断该拉杆能否满足强度要求。（3）说明拉杆受轴向拉伸时的主要变形特点。 【答案】（1）拉杆横截面积为 。拉杆轴力为 。工作应力为 。（2）拉杆工作应力为76.43 MPa，小于许用拉应力80 MPa，能够满足强度要求。（3）拉杆沿轴线方向伸长，横向尺寸缩小，杆件内部产生拉力。 【解析】截面积A=π/4=314 mm2，工作应力σ=N/A=24000/314=76.43 MPa。因σ小于许用拉应力80 MPa，拉杆满足强度要求。受轴向拉伸时，杆件轴向伸长、横向缩小，内部产生拉应力。 30. 某压力机工作时，压头通过4根相同的圆形导柱承受总压力300 kN。每根导柱直径为30 mm，导柱材料的许用压应力为90 MPa。正常工作时载荷由4根导柱平均承担；调整不当时，其中1根导柱承担总压力的40%。（1）计算正常工作时每根导柱的轴向压力及压应力。（2）计算载荷不均时该导柱的压应力，并判断是否满足强度要求。（3）针对载荷分配不均的情况，提出1项改进措施。 【答案】（1）每根导柱的轴向压力为 。导柱横截面积为 。压应力为 。（2）载荷不均时导柱轴向压力为 。压应力为 ，大于许用压应力90 MPa，不满足强度要求。（3）应校正压头与工作台的平行度，保证各导柱受力均匀。 【解析】正常时每根导柱承受75 kN，A=π/4=706.5 mm2，σ=75000/706.5=106.16 MPa。载荷不均时该柱承受120 kN，σ=120000/706.5=169.85 MPa，大于90 MPa，不满足强度要求；应校正压头与工作台平行度以均匀分载。 31. 某设备检修平台采用分段圆钢吊杆悬挂。上段吊杆AC直径为24 mm，下段吊杆CB直径为18 mm。平台在B处对吊杆产生18 kN的竖直向下拉力，检修工具在C处对吊杆产生6 kN的竖直向下拉力。吊杆材料的许用拉应力为75 MPa，忽略吊杆自重。（1）分别计算上段AC和下段CB中的轴力。（2）计算两段吊杆的工作应力，并判断哪一段更容易发生强度问题。（3）说明检修时不应在C处额外悬挂重物的原因。 【答案】（1）下段CB只承受平台载荷，轴力为 。上段AC承受平台和工具载荷，轴力为 。（2）上段截面积为 。上段应力为 。下段截面积为 。下段应力为 。下段CB应力较大，更容易发生强度问题。（3）额外载荷会增大上段AC的轴力和拉应力，可能使其超过许用应力，存在断裂危险。 【解析】下段CB仅承受18 kN，故 kN；上段AC承受平台及工具载荷， kN。σAC=24000/452.16=53.08 MPa，σCB=18000/254.34=70.77 MPa，下段应力较大。C处增挂重物会增大上段拉应力，可能导致超许用而断裂。 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 $