2025年大學(xué)第一學(xué)年（機(jī)械工程）工程力學(xué)基礎(chǔ)試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請將正確答案的序號(hào)填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.作用在剛體上的力，可沿其作用線任意移動(dòng)，而不改變該力對剛體的作用效果，這一原理稱為（）A.力的可傳性原理B.力的平行四邊形法則C.二力平衡公理D.作用與反作用定律2.平面匯交力系平衡的必要和充分條件是（）A.力系中各力在x軸上投影的代數(shù)和為零B.力系中各力在y軸上投影的代數(shù)和為零C.力系中各力的矢量和為零D.力系中各力對某點(diǎn)的力矩代數(shù)和為零3.平面任意力系向作用面內(nèi)任一點(diǎn)簡化，主矢與簡化中心的位置（）A.有關(guān)B.無關(guān)C.有時(shí)有關(guān)，有時(shí)無關(guān)D.無法確定4.材料力學(xué)中，構(gòu)件的基本變形形式不包括（）A.拉伸與壓縮B.剪切C.扭轉(zhuǎn)D.碰撞5.軸向拉壓桿橫截面上的正應(yīng)力公式σ=N/A的應(yīng)用條件是（）A.應(yīng)力必須是均勻分布的B.桿件必須是等截面直桿C.外力合力作用線必須與桿件軸線重合D.同時(shí)滿足上述三個(gè)條件6.低碳鋼拉伸試驗(yàn)的四個(gè)階段依次為（）A.彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、頸縮階段B.彈性階段、強(qiáng)化階段、屈服階段、頸縮階段C.屈服階段、彈性階段、強(qiáng)化階段、頸縮階段D.屈服階段、強(qiáng)化階段、彈性階段、頸縮階段7.圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，橫截面上的切應(yīng)力分布規(guī)律是（）A.均勻分布B.線性分布，圓心處為零，圓周處最大C.拋物線分布，圓心處為零，圓周處最大D.雙曲線分布，圓心處為零，圓周處最大8.梁彎曲時(shí)，橫截面上的中性軸是（）A.正應(yīng)力為零的線B.剪應(yīng)力為零的線C.彎矩為零的線D.剪力為零的線9.靜定結(jié)構(gòu)的幾何特征是（）A.體系幾何不變且無多余約束B.體系幾何可變C.體系幾何瞬變D.體系幾何不變但有多余約束10.力法的基本未知量是（）A.多余未知力B.結(jié)點(diǎn)位移C.桿端彎矩D.桿端剪力第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（本大題共5小題，每小題4分，共20分）答題要求：請?jiān)诿啃☆}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無分。1.力的三要素是______、______和______。2.力在坐標(biāo)軸上的投影是______，力在平面上的投影是______。3.材料力學(xué)中衡量材料強(qiáng)度的兩個(gè)重要指標(biāo)是______和______。4.圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，扭矩的正負(fù)號(hào)規(guī)定為：按______方向用右手螺旋法則確定扭矩矢量，若矢量的指向與截面外法線方向一致，則扭矩為______；反之則為______。5.梁的內(nèi)力有______和______，它們的正負(fù)號(hào)規(guī)定分別是______和______。三、判斷題（本大題共5小題，每小題3分，共15分）答題要求：判斷下列各題，正確的在題后括號(hào)內(nèi)打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。1.作用在剛體上的兩個(gè)力，使剛體平衡的必要和充分條件是這兩個(gè)力大小相等、方向相反且作用在同一直線上。（）2.平面力系向作用面內(nèi)任意一點(diǎn)簡化，其主矢與簡化中心的位置有關(guān)。（）3.軸向拉壓桿的強(qiáng)度條件是σ≤[σ]，其中[σ]是材料的許用應(yīng)力，它等于材料的極限應(yīng)力除以安全系數(shù)。（）4.圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，橫截面上的最大切應(yīng)力發(fā)生在圓心處。（）5.靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與桿件的材料性質(zhì)無關(guān)。（）四、簡答題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）答題要求：簡要回答問題，答案應(yīng)條理清晰，要點(diǎn)突出。1.簡述平面任意力系簡化的結(jié)果有哪些情況？2.簡述低碳鋼拉伸試驗(yàn)的四個(gè)階段及各階段的特點(diǎn)。五、計(jì)算題（本大題共1小題，15分）答題要求：解答應(yīng)寫出必要的文字說明、計(jì)算步驟和答案。1.一簡支梁AB，跨度l=4m，在梁的中點(diǎn)C處受一集中力F=10kN作用。已知梁的截面為矩形bh=100mm×200mm，材料的許用應(yīng)力[σ]=10MPa。試校核梁的正應(yīng)力強(qiáng)度。答案：第I卷1.A2.C3.B4.D5.D6.A7.B8.A9.A10.A第II卷二、填空題1.大小、方向、作用點(diǎn)2.代數(shù)量、矢量3.屈服極限、強(qiáng)度極限4.右手螺旋、正、負(fù)5.剪力、彎矩、使梁段有順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢為正、使梁段產(chǎn)生下凸變形為正三、判斷題1.√2.×3.√4.×5.√四、簡答題1.平面任意力系簡化的結(jié)果有以下幾種情況：主矢和主矩都為零，此時(shí)力系平衡；主矢為零，主矩不為零，此時(shí)力系可簡化為一個(gè)力偶；主矢不為零，主矩為零，此時(shí)力系可簡化為一個(gè)作用在簡化中心的力；主矢和主矩都不為零，可進(jìn)一步簡化為一個(gè)作用在某點(diǎn)的力和一個(gè)力偶。2.低碳鋼拉伸試驗(yàn)的四個(gè)階段及特點(diǎn)如下：彈性階段，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，材料可恢復(fù)原狀；屈服階段，應(yīng)力基本不變，應(yīng)變迅速增加，材料開始塑性變形；強(qiáng)化階段，應(yīng)力繼續(xù)增加，應(yīng)變也增加，材料強(qiáng)度提高；頸縮階段，應(yīng)力下降，應(yīng)變迅速增大，試件在薄弱處出現(xiàn)頸縮，直至斷裂。五、計(jì)算題1.計(jì)算梁的最大彎矩：-簡支梁中點(diǎn)受集中力作用，最大彎矩\(M_{max}=\frac{Fl}{4}\)。-已知\(F=10kN\)，\(l=4m\)，則\(M_{max}=\frac{10×4}{4}=10kN·m\)。2.計(jì)算梁的截面慣性矩：-矩形截面慣性矩\(I=\frac{bh^{3}}{12}\)。-已知\(b=100mm=0.1m\)，\(h=200mm=0.2m\)，則\(I=\frac{0.1×0.2^{3}}{12}=\frac{1}{3000}m^{4}\)。3.根據(jù)正應(yīng)力公式計(jì)算最大正應(yīng)力：-\(\sigma_{max}=\frac{M_{max}}{W}\)，其中\(zhòng)(W=\frac{I}{y}\)，\(y=\frac{h}{2}\)。-則\(W=\frac{\frac{1}{3000}}{\frac{0.2}{2}}=\frac{1}{300}m^{3}\)。-\(\sigma_{max}=\frac