2025 年大学工程力学（理论力学）试题及答案

2025年大学工程力学（理论力学）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填入括号内）1.作用在刚体上的力，可沿其作用线移到刚体内任意一点，而不改变该力对刚体的作用效果，这一原理称为（）A.力的可传性原理B.力的平行四边形法则C.二力平衡公理D.作用与反作用定律2.平面汇交力系平衡的必要和充分条件是（）A.力系中各力在x轴上投影的代数和为零B.力系中各力在y轴上投影的代数和为零C.力系中各力的矢量和为零D.力系中各力对某点之矩的代数和为零3.力偶对刚体的作用效果取决于（）A.力偶的大小B.力偶的转向C.力偶的作用平面D.力偶的大小、转向和作用平面4.平面任意力系向作用面内任一点简化，主矢与简化中心的位置（）A.有关B.无关C.有时有关，有时无关D.以上都不对5.平面平行力系平衡的必要和充分条件是（）A.力系中各力在x轴上投影的代数和为零B.力系中各力在y轴上投影的代数和为零C.力系中各力的矢量和为零D.力系中各力对某点之矩的代数和为零6.材料力学中，构件的基本变形形式有（）A.拉伸与压缩、扭转、弯曲B.拉伸与压缩、扭转、剪切C.拉伸与压缩、弯曲、剪切D.拉伸与压缩、扭转、弯曲、剪切7.轴向拉压杆横截面上的正应力公式σ=N/A的应用条件是（）A.应力必须小于比例极限B.外力的合力作用线必须与杆轴线重合C.应力必须小于屈服极限D.杆件必须是等截面直杆8.圆轴扭转时，横截面上的切应力公式τ=Tρ/Ip的应用条件是（）A.材料必须是线弹性的B.截面形状必须是圆形C.扭矩必须是常数D.以上都是9.梁弯曲时，横截面上的正应力公式σ=My/Iz的应用条件是（）A.梁必须是等截面直梁B.梁的变形必须是小变形C.材料必须是线弹性的D.以上都是10.压杆的稳定性是指压杆（）A.在外力作用下保持平衡的能力B.在外力作用下保持直线的能力C.在外力作用下不发生失稳破坏的能力D.在外力作用下不发生强度破坏的能力二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填入括号内）1.静力学的基本公理包括（）A.二力平衡公理B.力的平行四边形法则C.加减平衡力系公理D.作用与反作用定律E.刚化原理2.平面汇交力系的合成方法有（）A.几何法B.解析法C.多边形法D.三角形法E.平行四边形法3.力偶的性质有（）A.力偶无合力B.力偶对刚体的转动效应与矩心位置无关C.力偶可在其作用面内任意移动和转动，而不改变其对刚体的作用效果D.力偶可在刚体上任意移动和转动，而不改变其对刚体的作用效果E.只要保持力偶矩不变，力偶可同时改变力的大小和力偶臂的长短，而不改变其对刚体的作用效果4.平面任意力系向作用面内任一点简化的结果可能是（）A.一个主矢和一个主矩B.一个主矢C.一个主矩D.平衡E.一个力偶5.材料力学中，衡量构件承载能力的指标有（）A.强度B.刚度C.稳定性D.韧性E.硬度三、判断题（总共10题，每题2分，正确的打“√”，错误的打“×”）1.作用在刚体上的两个力，使刚体平衡的必要和充分条件是这两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。（）2.力的可传性原理只适用于刚体，不适用于变形体。（）3.平面汇交力系的合力一定大于分力。（）4.力偶对刚体的转动效应与矩心位置有关。（）5.平面任意力系向作用面内任一点简化，主矢与简化中心的位置有关。（）6.平面平行力系平衡的必要和充分条件是力系中各力的矢量和为零。（）7.轴向拉压杆横截面上的正应力公式σ=N/A适用于任何截面形状的杆件。（）8.圆轴扭转时，横截面上的切应力公式τ=Tρ/Ip适用于任何材料的圆轴。（）9.梁弯曲时，横截面上的正应力公式σ=My/Iz适用于任何材料的梁。（）10.压杆的稳定性与压杆的长度、截面形状和尺寸、材料性质等因素有关。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述平面汇交力系平衡的几何条件和解析条件，并举例说明其应用。2.什么是力偶？力偶有哪些性质？试举例说明力偶在工程中的应用。3.简述材料力学中构件的基本变形形式及其特点，并分别举例说明在工程中的应用。五、计算题（总共2题，每题15分）1.已知平面汇交力系F1=100N，沿x轴正方向；F2=200N，与x轴夹角为60°；F3=150N，与x轴夹角为120°。求该力系的合力大小和方向。2.一简支梁AB，跨度l=4m，在梁的中点C处作用一集中载荷F=10kN。梁的截面为矩形，宽b=,高h=。求梁跨中截面的最大正应力。答案：一、选择题1.A2.C3.D4.B5.D6.A7.B8.D9.D10.C二、多项选择题1.ABCDE2.AB3.ABCE4.ACD5.ABC三、判断题1.√2.√3.×4.×5.×6.×7.×8.×9.×10.√四、简答题1.平面汇交力系平衡的几何条件是力系中各力的矢量和为零，即力多边形自行封闭。解析条件是力系中各力在两个坐标轴上投影的代数和分别为零。例如在桥梁结构中，通过分析各构件所受的平面汇交力系来确保结构平衡。2.力偶是由两个大小相等、方向相反且不共线的平行力组成的力系。性质有力偶无合力；力偶对刚体的转动效应与矩心位置无关等。在方向盘转动中，双手施加的力形成力偶来控制车辆转向。3.构件基本变形形式有拉伸与压缩，特点是外力沿杆轴线方向，使杆产生伸长或缩短；扭转，特点是外力偶作用使杆绕轴线转动；弯曲，特点是外力垂直于杆轴线，使杆发生弯曲变形。拉伸压缩用于桁架结构，扭转用于传动轴，弯曲用于梁式结构。五、计算题1.解：分别计算各力在x、y轴上的投影。F1x=100N，F1y=0；F2x=200cos60°=100N，F2y=200sin60°=100√3N；F3x=150cos120°=-75N，F3y=150sin120°=75√3N。合力在x轴上投影Fx=F1x+F2x+F3x=100+100-75=125N；合力在y轴上投影Fy=F1y+F2y+F3y=0+100√3+75√3=175√3N。合力大小F=√(Fx²+Fy²)=√(125²+(175√3)²)=250N。合力方向与x轴夹角α=arctan(Fy/Fx)=arc