2025 年大学机械工程（工程力学基础）上学期期末测试卷

2025年大学机械工程（工程力学基础）上学期期末测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（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上的任一点，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该力系的（）为零。A.主矢B.主矩C.合力D.合力偶3.材料力学中，杆件的基本变形形式不包括（）。A.拉伸与压缩B.剪切C.扭转D.爆炸4.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.应力不超过比例极限B.外力合力作用线与杆轴线重合C.应力不超过屈服极限D.杆件必须是等截面直杆5.梁发生平面弯曲时，其横截面绕（）旋转。A.梁的轴线B.中性轴C.截面形心D.截面重心6.低碳钢拉伸试验的应力-应变曲线大致可分为四个阶段，其中材料开始产生塑性变形的阶段是（）。A.弹性阶段B.屈服阶段C.强化阶段D.颈缩阶段7.对于静不定结构，求解时需要考虑（）。A.平衡条件B.几何条件C.物理条件D.A、B、C三者都要考虑8.平面力偶系合成的结果是一个（）。A.力B.力偶C.主矢D.主矩9.构件抵抗破坏的能力称为（）。A.强度B.刚度C.稳定性D.韧性10.材料的弹性模量E反映了材料抵抗（）变形的能力。A.弹性B.塑性C.弯曲D.扭转二、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，少选、多选、错选均不得分）1.以下属于力的三要素的是（）。A.大小B.方向C.作用点D.作用时间2.关于力的投影，下列说法正确的是（）。A.力在坐标轴上的投影是矢量B.力在坐标轴上的投影是代数量C.力在坐标轴上的投影与力的大小和方向有关D.力在坐标轴上的投影与坐标轴的方向有关3.杆件变形的基本形式有（）。A.拉伸与压缩B.剪切C.扭转D.弯曲4.提高梁弯曲强度的主要措施有（）。A.合理安排梁所受载荷的作用位置B.选择合理的截面形状C.采用变截面梁D.增加梁的长度5.以下关于材料力学性能指标的说法，正确的是（）。A.屈服极限是材料开始产生明显塑性变形时对应的应力B.强度极限是材料所能承受的最大应力C.伸长率反映材料在拉伸断裂后塑性变形的能力D.断面收缩率反映材料在拉伸断裂后断面缩小的程度三、判断题（总共10题，每题2分，判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”）1.力是物体间的相互机械作用，力可以脱离物体而存在。（）2.力的作用线通过矩心时，力矩为零。（）3.平面任意力系向作用面内任一点简化，主矢和主矩都与简化中心的位置有关。（）4.轴向拉压杆的内力只有轴力。（）5.梁的最大正应力一定发生在弯矩最大的截面处。（）6.材料的塑性指标越高，其塑性越好。（）7.静不定结构的未知力数目一定多于独立的平衡方程数目。（）8.力偶可以在其作用面内任意移动和转动，而不改变它对刚体的作用效果。（）9.构件的稳定性是指构件在外力作用下保持其原有平衡状态的能力。（）10.对于塑性材料制成的梁，采用中性轴为对称轴的截面形状可提高梁的抗弯强度。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述平面汇交力系合成的几何法和解析法。2.说明低碳钢拉伸试验的四个阶段及其特点。3.简述提高梁弯曲强度的主要途径。五、计算题（总共2题，每题15分，请写出详细的计算过程和答案）1.已知一简支梁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=100mm，高h=200mm。求梁跨中截面的最大正应力。2.如图所示，平面力系由三个力组成，F1=100N，沿x轴正向；F2=200N，与x轴夹角为60°；F3=150N，沿y轴负向。力系作用点A的坐标为(1,2)，力系作用点B的坐标为(3,1)，力系作用点C的坐标为(2,3)。求该力系向坐标原点O简化的主矢和主矩。答案：一、1.A2.A3.D4.B5.B6.B7.D8.B9.A10.A二、1.ABC2.BCD3.ABCD4.ABC5.ABCD三、1.×2.√3.×4.√5.×6.√7.√8.√9.√10.√四、1.几何法：用平行四边形法则或多边形法则将各力依次合成，最后得到的合力即为该力系的合力。解析法：先将各力向两个坐标轴投影，求出各力在坐标轴上的投影，然后分别计算力系的主矢在x、y轴上的分量，进而求出主矢大小和方向；再计算各力对简化中心的力矩，求出主矩。2.弹性阶段：应力与应变成正比，材料产生弹性变形，卸载后变形完全恢复。屈服阶段：应力基本不变，应变显著增加，材料开始产生塑性变形。强化阶段：材料抵抗变形能力增强，应力应变继续增加。颈缩阶段：变形集中在局部区域，截面急剧缩小，应力下降，直至材料断裂。3.合理安排梁的受力情况，使弯矩尽量减小；选择合理的截面形状，如采用抗弯截面模量较大的截面；采用变截面梁，根据弯矩分布调整截面尺寸。五、1.梁跨中弯矩M=FL/4=10×4/4=10kN·m。截面惯性矩I=bh³/12=100×200³/12=6.67×10^8mm^4=6.67×10^-4m^4。最大正应力σ=Mymax/I=10×10^6×0.1/6.67×10^-4=15MPa。2.主矢：Fx=Fx1+Fx2=100+200×cos60°=200N，Fy=Fy2+Fy3=200×sin60°-150=23.2N。主矢大小FR=√(Fx²+Fy²)=√(200²+23.2²)≈201