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工程力学期末试卷测试题及答案试卷测试题A

一、选择题（每题3分，共30分）

1.力的三要素是（）。

A.大小、方向和作用点

B.大小、方向和作用线

C.大小、作用点和作用线

D.方向、作用点和作用线

答案：A

解析：力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点，这三个因素被称为力的三要素。

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.合力

B.合力偶

C.主矢

D.主矩

答案：A

解析：平面汇交力系平衡时，所有力的合成结果为零，即合力为零。合力偶是针对力偶系而言；主矢和主矩是平面任意力系简化的概念。

3.材料的塑性指标有（）。

A.比例极限和伸长率

B.伸长率和断面收缩率

C.弹性模量和泊松比

D.屈服极限和强度极限

答案：B

解析：伸长率和断面收缩率是衡量材料塑性的指标。比例极限是材料弹性阶段的一个应力界限；弹性模量反映材料抵抗弹性变形的能力；泊松比是横向应变与纵向应变的比值；屈服极限和强度极限是材料强度方面的指标。

4.梁弯曲时，横截面上的内力有（）。

A.轴力和剪力

B.剪力和弯矩

C.轴力和弯矩

D.扭矩和弯矩

答案：B

解析：梁在弯曲变形时，横截面上一般存在剪力和弯矩两种内力。轴力是轴向拉压杆横截面上的内力；扭矩是受扭杆件横截面上的内力。

5.压杆的临界力与（）无关。

A.压杆的材料

B.压杆的长度

C.压杆的截面形状和尺寸

D.压杆的实际工作荷载

答案：D

解析：压杆的临界力计算公式为$F_{cr}=\frac{\pi^{2}EI}{(\mul)^{2}}$，其中$E$与材料有关，$I$与截面形状和尺寸有关，$\mul$与压杆长度有关。而临界力是压杆即将失去稳定时的荷载，与实际工作荷载无关。

6.下列关于刚体的说法正确的是（）。

A.刚体是一种理想化的力学模型，实际并不存在

B.刚体在任何外力作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变

C.刚体在力的作用下不会产生变形

D.以上说法都正确

答案：D

解析：刚体是为了简化问题而引入的理想化力学模型，实际中并不存在绝对的刚体。刚体的定义就是在任何外力作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变，即不会产生变形。

7.平面任意力系向一点简化，得到的主矢与简化中心（）。

A.有关

B.无关

C.有时有关，有时无关

D.以上说法都不对

答案：B

解析：平面任意力系的主矢等于力系中各力的矢量和，它只与力系中各力的大小和方向有关，而与简化中心的位置无关。

8.圆轴扭转时，横截面上的切应力（）。

A.与半径成正比

B.与半径成反比

C.均匀分布

D.与半径的平方成正比

答案：A

解析：圆轴扭转时，横截面上切应力的计算公式为$\tau=\frac{T\rho}{I_{p}}$，其中$\tau$为切应力，$T$为扭矩，$\rho$为所求点到圆心的距离（半径），$I_{p}$为极惯性矩。可见切应力与半径成正比。

9.低碳钢拉伸试验的应力应变曲线可分为四个阶段，其中材料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.局部变形阶段

答案：B

解析：在低碳钢拉伸试验的应力应变曲线中，弹性阶段材料只产生弹性变形；屈服阶段材料开始产生明显的塑性变形；强化阶段材料继续变形且强度有所提高；局部变形阶段是试件局部出现颈缩直至断裂。

10.构件的强度是指（）。

A.构件抵抗变形的能力

B.构件抵抗破坏的能力

C.构件保持平衡的能力

D.构件保持稳定的能力

答案：B

解析：构件的强度是指构件抵抗破坏的能力；构件抵抗变形的能力是刚度；构件保持平衡的能力不是一个特定的力学性能指标；构件保持稳定的能力是稳定性。

二、填空题（每题3分，共15分）

1.力偶对其作用面内任一点的矩恒等于______，与矩心的位置______。

答案：力偶矩；无关

解析：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，力偶对其作用面内任一点的矩都等于力偶矩，其大小等于力与力偶臂的乘积，与矩心的位置无关。

2.轴向拉压杆横截面上的正应力计算公式为______，其应用条件是______。

答案：$\sigma=\frac{F_{N}}{A}$；外力合力的作用线与杆轴线重合（轴向拉压）且应力不超过材料的比例极限

解析：$\sigma$为正应力，$F_{N}$为轴力，$A$为横截面面积。该公式是在轴向拉压且应力处于弹性范围内推导得出的。

3.梁弯曲时，中性轴是______与______的交线。

答案：中性层；横截面

解析：梁弯曲时，存在一个既不伸长也不缩短的纵向层，称为中性层，中性层与横截面的交线就是中性轴。

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