【学历类职业资格】工程力学(一)自考题真题2015年10月及答案解析.doc

1、工程力学(一)自考题真题 2015 年 10 月及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：10，分数：20.00)1.已知 为作用于刚体上的平面汇交力系，其各力的大小和方向如图所示，由此可知该力系的合力为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D.2.如图所示矩形薄平板 ABCD，边长为 a 和 b，在 A、B、C 三点分别作用大小均为 F 的力 和 。该力系向 D 点简化的主矢 和主矩 M D 应为_ A ，M D =-F(a+b) B ，M D =F(a-b) C ，M D =F(a+b) D （分数：2.00）A.B.C.D.3.如图所示

2、小物块重 W=40N，在水平力 F=300N 作用下靠在铅垂墙面上。物块与墙面之间的静摩擦因数 f s =0.2，则墙面对物块的摩擦力大小为_ （分数：2.00）A.0B.40NC.60ND.300N4.动点 A 和 B 在同一直角坐标系中的坐标随时间 t 变化的规律，即运动方程分别为 x A =t，y A =2t 2 ；x B =t 2 ，y B =2t 4 ，则在 A、B 两点相遇的瞬时，它们速度大小的比值应该为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D.5.图片结构中截面相同的两根杆件，从承载能力与经济成本方面考虑，合理的方案应该是_ （分数：2.00）A.杆 1 为钢，杆 2

3、 为铸铁B.杆 1 为铸铁，杆 2 为钢C.两根杆均为钢D.两根杆均为铸铁6.如图所示两个铆钉连接构件，假设每个铆钉受力相等，则铆钉的挤压应力为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C.D.7.一等截面空心圆轴的内外径之比为 ，扭转时某横截面 A 内的最大切应力为 ，则该横截面 A 的内边缘的切应力为_ A.0 B. C.(1- 4) D.（分数：2.00）A.B.C.D.8.图示悬臂梁 AC，受均布载荷 q 和集中力 F 作用，则在集中力 F 所作用的 B 截面处_ （分数：2.00）A.剪力图有突跳，弯矩图连续光滑B.剪力图有转折，弯矩图连续光滑C.剪力图、弯矩图都有转折D.剪力图

4、有突跳，弯矩图有转折9.如图所示外伸梁，AB 段受均布载荷作用发生弯曲变形后，截面 A 的转角 A 和截面 C 的转角 C 满足_ （分数：2.00）A.|A|C|B.A=CC.|A|C|D.A=-C10.如图所示矩形截面细长压杆，其中 h=2b；该压杆的截面改为边长为 h 的正方形后仍为细长杆，则其临界力 F cr 是原来的_ （分数：2.00）A.2 倍B.4 倍C.8 倍D.16 倍二、第部分 非选择题(总题数：15，分数：30.00)11.如图所示直角弯杆 AB 的 B 端作用一与水平线成 45夹角的 ，其大小 。弯杆的几何尺寸如图所示，则力 对 A 点的矩 = 1。 （分数：2.00

5、）12.如图所示，力 沿长方体对角线 DA 作用，其大小 F=100N，则该力 对 x 轴的力矩 = 1。 （分数：2.00）13.点作曲线运动时的法向加速度表明了该点速度 1 对时间的变化率。 （分数：2.00）14.如图所示半径为 r 的圆盘绕垂直于盘面的 O 轴作定轴转动，已知某瞬时圆盘边缘上一点 A 的加速度为 ，与半径 OA 之间的夹角为 ，则该瞬时网盘的角加速度大小为 1。 （分数：2.00）15.如图所示平面机构中，三角形刚板 ABM 与杆 O 1 A、O 2 B 铰接，O 1 A=O 2 B=l，O 1 O 2 =AB，图示瞬时 O 1 A 杆的角速度为 ，则该瞬时板上 M 点

6、的速度大小为 1。 （分数：2.00）16.小球 A 重 W=2kN，用两根细绳静止悬挂于如图所示位置。现将绳 AC 突然剪断，则在此瞬时绳 AB 的拉力大小为 1kN。 （分数：2.00）17.弹簧的刚度系数是 c，其一端固定在 O 点，另一端 M 可沿半径为 r 的半圆轨道滑动。弹簧的原长等于r，则当弹簧的 M 端由 B 点运动至 D 点的过程中，弹性力所作的功 A= 1。 （分数：2.00）18.杆件的四种基本变形为拉伸与压缩、剪切、扭转和 1。 （分数：2.00）19.拉压胡克定律的表达式 =E，其中 E 是 1。 （分数：2.00）20.通过缩短梁的跨度可以 1 梁的弯曲挠度。 （分

7、数：2.00）21.影响构件持久极限的主要因素有构件外形、尺寸大小和 1。 （分数：2.00）22.如图所示平面图形，其形心为 C，面积为 A，对 z 轴的惯性矩为 I z ，则对平行于 z 轴的 z C 轴的惯性矩 I zC = 1。 （分数：2.00）23.图示简支梁 AB，其中 CD 段的剪力 F s = 1。 （分数：2.00）24.盲径为 d 的圆截面压杆，杆长为 l，一端固定，另一端铰支，其柔度 = 1。 （分数：2.00）25.如图所示，重物 G 从高度 h 处自由下落冲击水平梁 AB 的点 D，动荷因数 K d =1+ ，其中 j 是指点 D 的 1 挠度。 （分数：2.00）

8、三、计算题(总题数：5，分数：30.00)26.如图所示 T 型刚架 ABC 受均布载荷 q、集中力 和矩为 M 的力偶作用。已知 q=2kN/m， ，M=20kNm，=60，BD=DC=AD=a=2m，不计刚架自重，试求铰链支座 A 处的约束反力。 （分数：6.00）_27.如图所示均质圆盘的半径为 r，质量为 m，与一根质量也为 m 的均质细直杆 OA 固连，在铅垂面内绕水平固定轴 O 转动。已知 OA=2r，初瞬时系统静止，且 OA 杆处于铅垂向下位置。若系统在矩为 的常值力偶作用下转动，不计支座 O 处摩擦，试求杆 OA 转至水平向右位置的瞬时，该杆的角速度。 （分数：6.00）_28

9、.直径为 d 的圆轴所受载荷及其几何尺寸如图所示，该轴材料的许用切应力=30MPa。试画出扭矩图，并确定轴的直径。 （分数：6.00）_29.如图所示悬臂梁 AB 受均布载荷 q 和集中力 F 作用，其中 F=qa，试作 AB 梁的剪力图和弯矩图。 （分数：6.00）_30.矩形截面外伸梁所受载荷与几何尺寸如图所示，已知梁的材料许用应力=160MPa，所作用集中力F=4kN，试校核梁弯曲正应力强度。 （分数：6.00）_四、综合应用题(总题数：2，分数：20.00)31.如图所示平面结构，杆 CD 的 D 端与水平梁 AB 铰接，C 端靠在铅垂墙面上。结构所受载荷和几何尺寸如图所示，其中 M=

10、3qa 2 ，CD=AD=DB=a。若不计各构件自重和各处摩擦，试求支座 A、B 处的约束反力。 （分数：10.00）_32.由电机带动的传动轴如图所示，轴上皮带轮的直径 D=300mm，皮带张力 F 1 =12kN，F 2 =6kN，轴的直径 d=100mm，轴材料的许用应力=100MPa。不计各构件自重。试作轴的扭矩图和弯矩图，并用第三强度理论校核轴的强度。 （分数：10.00）_工程力学(一)自考题真题 2015 年 10 月答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：10，分数：20.00)1.已知 为作用于刚体上的平面汇交力系，其各力的大小和方向如

11、图所示，由此可知该力系的合力为_ A B C D （分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 连续应用力的三角形法则，将力系中的各个力逐一相加，最终求得合力矢量。 ，则2.如图所示矩形薄平板 ABCD，边长为 a 和 b，在 A、B、C 三点分别作用大小均为 F 的力 和 。该力系向 D 点简化的主矢 和主矩 M D 应为_ A ，M D =-F(a+b) B ，M D =F(a-b) C ，M D =F(a+b) D （分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 平面任意力系向作用面内任一点 O 简化，可得一个力和一个力偶。这个力等于该力系的主矢，作用线过简化中心 O；这个力偶的矩等于

12、该力系时简化中心 O 的主矩。主矢 3.如图所示小物块重 W=40N，在水平力 F=300N 作用下靠在铅垂墙面上。物块与墙面之间的静摩擦因数 f s =0.2，则墙面对物块的摩擦力大小为_ （分数：2.00）A.0B.40N C.60ND.300N解析：解析 F s =W=40N，F max =f s F=60NF s ，则本题中墙面对物块的摩擦力大小为 40N。4.动点 A 和 B 在同一直角坐标系中的坐标随时间 t 变化的规律，即运动方程分别为 x A =t，y A =2t 2 ；x B =t 2 ，y B =2t 4 ，则在 A、B 两点相遇的瞬时，它们速度大小的比值应该为_ A B

13、C D （分数：2.00）A.B. C.D.解析：5.图片结构中截面相同的两根杆件，从承载能力与经济成本方面考虑，合理的方案应该是_ （分数：2.00）A.杆 1 为钢，杆 2 为铸铁 B.杆 1 为铸铁，杆 2 为钢C.两根杆均为钢D.两根杆均为铸铁解析：解析 根据力的平衡可判断杆 1 受拉、杆 2 受压。铸铁是典型的脆性材料，不宜用来制作受拉构件。铸铁压缩强度极限比拉伸强度极限高 35 倍，是良好的耐压、减振材料，由于它价格低廉，在工程中得到广泛应用。6.如图所示两个铆钉连接构件，假设每个铆钉受力相等，则铆钉的挤压应力为_ A B C D （分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析 对

14、于铆钉等一类圆柱形构件，其实际挤压面应是半圆柱面，为简化计算，取圆柱的直径平面作为挤压面的计算面积，即 A bs =dl。7.一等截面空心圆轴的内外径之比为 ，扭转时某横截面 A 内的最大切应力为 ，则该横截面 A 的内边缘的切应力为_ A.0 B. C.(1- 4) D.（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 切应力 与半径 成正比，方向垂直于半径。8.图示悬臂梁 AC，受均布载荷 q 和集中力 F 作用，则在集中力 F 所作用的 B 截面处_ （分数：2.00）A.剪力图有突跳，弯矩图连续光滑B.剪力图有转折，弯矩图连续光滑C.剪力图、弯矩图都有转折D.剪力图有突跳，弯矩图有转折

15、解析：9.如图所示外伸梁，AB 段受均布载荷作用发生弯曲变形后，截面 A 的转角 A 和截面 C 的转角 C 满足_ （分数：2.00）A.|A|C|B.A=CC.|A|C|D.A=-C 解析：10.如图所示矩形截面细长压杆，其中 h=2b；该压杆的截面改为边长为 h 的正方形后仍为细长杆，则其临界力 F cr 是原来的_ （分数：2.00）A.2 倍B.4 倍C.8 倍 D.16 倍解析：二、第部分 非选择题(总题数：15，分数：30.00)11.如图所示直角弯杆 AB 的 B 端作用一与水平线成 45夹角的 ，其大小 。弯杆的几何尺寸如图所示，则力 对 A 点的矩 = 1。 （分数：2.0

16、0）解析：-10kNm12.如图所示，力 沿长方体对角线 DA 作用，其大小 F=100N，则该力 对 x 轴的力矩 = 1。 （分数：2.00）解析：15Nm13.点作曲线运动时的法向加速度表明了该点速度 1 对时间的变化率。 （分数：2.00）解析：方向14.如图所示半径为 r 的圆盘绕垂直于盘面的 O 轴作定轴转动，已知某瞬时圆盘边缘上一点 A 的加速度为 ，与半径 OA 之间的夹角为 ，则该瞬时网盘的角加速度大小为 1。 （分数：2.00）解析：15.如图所示平面机构中，三角形刚板 ABM 与杆 O 1 A、O 2 B 铰接，O 1 A=O 2 B=l，O 1 O 2 =AB，图示瞬时

17、 O 1 A 杆的角速度为 ，则该瞬时板上 M 点的速度大小为 1。 （分数：2.00）解析：l16.小球 A 重 W=2kN，用两根细绳静止悬挂于如图所示位置。现将绳 AC 突然剪断，则在此瞬时绳 AB 的拉力大小为 1kN。 （分数：2.00）解析：17.弹簧的刚度系数是 c，其一端固定在 O 点，另一端 M 可沿半径为 r 的半圆轨道滑动。弹簧的原长等于r，则当弹簧的 M 端由 B 点运动至 D 点的过程中，弹性力所作的功 A= 1。 （分数：2.00）解析：18.杆件的四种基本变形为拉伸与压缩、剪切、扭转和 1。 （分数：2.00）解析：弯曲19.拉压胡克定律的表达式 =E，其中 E

18、是 1。 （分数：2.00）解析：弹性模量20.通过缩短梁的跨度可以 1 梁的弯曲挠度。 （分数：2.00）解析：减小(或降低)21.影响构件持久极限的主要因素有构件外形、尺寸大小和 1。 （分数：2.00）解析：表面加工质量22.如图所示平面图形，其形心为 C，面积为 A，对 z 轴的惯性矩为 I z ，则对平行于 z 轴的 z C 轴的惯性矩 I zC = 1。 （分数：2.00）解析：I z -a 2 A23.图示简支梁 AB，其中 CD 段的剪力 F s = 1。 （分数：2.00）解析：024.盲径为 d 的圆截面压杆，杆长为 l，一端固定，另一端铰支，其柔度 = 1。 （分数：2.

19、00）解析：25.如图所示，重物 G 从高度 h 处自由下落冲击水平梁 AB 的点 D，动荷因数 K d =1+ ，其中 j 是指点 D 的 1 挠度。 （分数：2.00）解析：静三、计算题(总题数：5，分数：30.00)26.如图所示 T 型刚架 ABC 受均布载荷 q、集中力 和矩为 M 的力偶作用。已知 q=2kN/m， ，M=20kNm，=60，BD=DC=AD=a=2m，不计刚架自重，试求铰链支座 A 处的约束反力。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：取 T 型刚架 ABC 为研究对象。受力如图所示。 F y =0，F Ay +Fsin-qa=0 求得： 求得： 27.如图所示

20、均质圆盘的半径为 r，质量为 m，与一根质量也为 m 的均质细直杆 OA 固连，在铅垂面内绕水平固定轴 O 转动。已知 OA=2r，初瞬时系统静止，且 OA 杆处于铅垂向下位置。若系统在矩为 的常值力偶作用下转动，不计支座 O 处摩擦，试求杆 OA 转至水平向右位置的瞬时，该杆的角速度。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：以整个系统为研究对象，在初瞬时到 OA 杆转至水平位置过程，应用动能定理。 T 1 =0， 由动能定理 T 2 -T 1 =A，得 求得： 28.直径为 d 的圆轴所受载荷及其几何尺寸如图所示，该轴材料的许用切应力=30MPa。试画出扭矩图，并确定轴的直径。 （分数：6

21、.00）_正确答案：()解析：(1)扭矩图如图所示。 (2)圆轴扭转的强度条件 轴的直径 29.如图所示悬臂梁 AB 受均布载荷 q 和集中力 F 作用，其中 F=qa，试作 AB 梁的剪力图和弯矩图。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：30.矩形截面外伸梁所受载荷与几何尺寸如图所示，已知梁的材料许用应力=160MPa，所作用集中力F=4kN，试校核梁弯曲正应力强度。 （分数：6.00）_正确答案：()解析：粱的最大弯矩 M max =FAC=0.24=0.8(kNm) 抗弯截面系数 最大弯曲正应力 四、综合应用题(总题数：2，分数：20.00)31.如图所示平面结构，杆 CD 的 D

22、端与水平梁 AB 铰接，C 端靠在铅垂墙面上。结构所受载荷和几何尺寸如图所示，其中 M=3qa 2 ，CD=AD=DB=a。若不计各构件自重和各处摩擦，试求支座 A、B 处的约束反力。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：(1)先取 CD 杆为研究对象，其受力如图所示。 求得： (2)再取 AB 梁为研究对象，其受力如图所示。 求得： F x =0，F A sin30+F“ D +F Bx =0 求得： F y =0，F A cos30-qa+F By =0 求得： 32.由电机带动的传动轴如图所示，轴上皮带轮的直径 D=300mm，皮带张力 F 1 =12kN，F 2 =6kN，轴的直径 d=100mm，轴材料的许用应力=100MPa。不计各构件自重。试作轴的扭矩图和弯矩图，并用第三强度理论校核轴的强度。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：(1)外力简化 F=F 1 +F 2 =12kN+6kN=18kN M C =120.15-60.15=0.9(kNm) (2)内力分析 轴的扭矩图和弯矩图如图所示。 危险截面在中间截面 C 左侧处，扭矩 T=0.9kNm 弯矩 (3)强度计算