2025年大學(xué)工學(xué)（工程力學(xué)）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共10題，每題3分)w1.作用在剛體上的力，可沿其作用線移到剛體上的任意一點，而不改變該力對剛體的作用效果，這是（）。A.二力平衡公理B.加減平衡力系公理C.力的可傳性原理D.作用力與反作用力公理w2.平面匯交力系平衡的必要和充分條件是（）。A.力系中各力在任意兩個坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和均為零B.力系中各力在任意一個坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和均為零C.該力系的合力等于零D.該力系的合力矩等于零w3.關(guān)于力對點之矩的說法，正確的是（）。A.力對點之矩與力的大小和方向有關(guān)，而與矩心位置無關(guān)B.力對點之矩不會因為力矢沿其作用線移動而改變C.力的數(shù)值為零、或力的作用線通過矩心時，力矩均為零D.互相平衡的兩個力，對同一點之矩的代數(shù)和等于零w4.平面一般力系向一點簡化后，主矢和主矩都不為零，則此力系最終簡化的結(jié)果為（）。A.一個力B.一個力偶C.一個力與一個力偶D.平衡w5.梁發(fā)生平面彎曲時，其橫截面繞（）旋轉(zhuǎn)。A.梁的軸線B.中性軸C.截面的對稱軸D.截面的上邊緣w6.圖示梁，在截面C處的剪力和彎矩值分別為（）。A.剪力為F，彎矩為FaB.剪力為-F，彎矩為FaC.剪力為F，彎矩為-FaD.剪力為-F，彎矩為-Faw7.材料力學(xué)中，衡量材料抵抗變形能力的指標(biāo)是（）。A.強度B.剛度C.穩(wěn)定性D.彈性模量w8.低碳鋼拉伸試驗的四個階段依次為（）。A.彈性階段、屈服階段、強化階段、頸縮階段B.彈性階段、強化階段、屈服階段、頸縮階段C.屈服階段、彈性階段、強化階段、頸縮階段D.屈服階段、強化階段、彈性階段、頸縮階段w9.兩根長度和橫截面面積相同，但材料不同的等直桿，在相同軸向拉力作用下，它們的應(yīng)力和變形（）。A.應(yīng)力相同，變形相同B.應(yīng)力相同，變形不同C.應(yīng)力不同，變形相同D.應(yīng)力不同，變形不同w10.靜矩的計算公式為（）。A.∫AydAB.∫AxdAC.∫AxydAD.∫A(x2+y2)dA第II卷（非選擇題共70分）w11.（10分）簡述力的平移定理，并說明其在工程力學(xué)中的應(yīng)用。w12.（15分）已知一平面力系由三個力組成，F(xiàn)1=100N，沿x軸正方向；F2=200N，與x軸夾角為30°；F3=150N，與x軸夾角為120°。求該力系的合力大小及方向。w13.（15分）如圖所示簡支梁，受均布載荷q作用，梁長為L。試求梁的支座反力，并畫出梁的剪力圖和彎矩圖。w14.（15分）材料力學(xué)性能試驗中，對低碳鋼進行拉伸試驗，得到以下數(shù)據(jù)：試樣原始直徑d0=10mm，標(biāo)距長度l0=50mm。拉伸過程中，當(dāng)載荷F=30kN時，試樣開始產(chǎn)生塑性變形；當(dāng)載荷F=45kN時，試樣達到屈服；當(dāng)載荷F=60kN時，試樣發(fā)生頸縮直至斷裂，此時標(biāo)距長度l1=65mm，斷面直徑d1=6mm。試計算低碳鋼的屈服極限σs、強度極限σb和伸長率δ。w15.（15分）閱讀以下材料，回答問題：在工程實際中，經(jīng)常會遇到各種結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，它們在承受外力作用時，需要滿足強度、剛度和穩(wěn)定性的要求。例如，橋梁在車輛和行人的荷載作用下，必須保證其結(jié)構(gòu)不發(fā)生破壞（強度要求），同時變形不能過大影響正常使用（剛度要求），并且在各種荷載組合下都能保持平衡狀態(tài)（穩(wěn)定性要求）。又如，建筑物的柱子在承受上部結(jié)構(gòu)傳來的豎向荷載和水平荷載時，也要滿足上述三個方面的要求。問題：請結(jié)合材料，闡述強度、剛度和穩(wěn)定性的概念，并舉例說明它們在工程中的重要性。答案：w1.Cw2.Cw3.Cw4.Cw5.Bw6.Bw7.Bw8.Aw9.Bw10.Aw11.力的平移定理：作用于剛體上的力F，可以平行移到剛體上的任意一點，但必須同時附加一個力偶，其力偶矩等于原來的力F對新作用點的矩。應(yīng)用：在分析桿件受力和變形時，可將作用于桿件某截面的力平移到截面形心，同時附加一個力偶，便于計算桿件的內(nèi)力和應(yīng)力。w12.合力在x軸上的投影：Fx=F1+F2cos30°+F3cos120°=100+200×√3/2+150×(-1/2)=100+100√3-75=25+100√3。合力在y軸上的投影：Fy=F2sin30°+F3sin120°=200×1/2+150×√3/2=100+75√3。合力大?。篎=√(Fx2+Fy2)。方向：tanα=Fy/Fx。w13.支座反力：RA=RB=qL/2。剪力圖：在梁的兩端剪力為±qL/2，中間剪力為零。彎矩圖：梁的兩端彎矩為零，中間彎矩為qL2/8，彎矩圖為拋物線。w14.屈服極限：σs=Fs/A0=45×103/(π×(10/2)2)=573MPa。強度極限：σb=Fb/A1=60×103/(π×(6/2)2)=667MPa。伸長率：δ=(l1-l0)/l0×100%=(65-50)/50×100%=30%。w15.強度是指材料在外力作用下抵抗破壞的能力。剛