2023年自考類機(jī)電一體化自考工程力學(xué)(一)歷年高頻考題帶答案難題附詳解

2023年自考類機(jī)電一體化自考工程力學(xué)(一)歷年高頻考題帶答案難題附詳解（圖片大小可自由調(diào)整）第1卷一.歷年考點(diǎn)試題參考題庫(共50題)1.軸向拉伸時(shí)，桿的伸長量______A.與軸力和抗拉剛度均成正比B.與軸力和抗拉剛度均成反比C.與軸力成反比，與抗拉剛度成正比D.與軸力成正比，與抗拉剛度成反比2.地球表面物體的重力可以看作是平行力系，此平行力系的中心就是______。3.倒T形截面鑄鐵懸臂梁，尺寸及載荷如下圖所示。若材料的許用拉應(yīng)力為[στ]=40MPa，許用壓應(yīng)力為[στ]=160MPa，截面對(duì)形心軸zC的慣性矩為IzC=10180cm4，h1=9.64cm，試計(jì)算該梁的許可載荷[F]。

4.兩個(gè)力的大小相等、方向相反且作用線沿同一條直線，這是______A.它們作用在同一剛體上并使之保持平衡的必要和充分條件B.它們作用在同一剛體上并使之保持平衡的必要和充分條件C.它們作用在同一剛體上并使之保持平衡的充分條件，但不是必要條件D.它們作用在同一剛體上并使之保持平衡的必要條件，但不是充分條件5.若材料服從胡克定律，且物體的變形滿足小變形，則該物體的變形量與載荷之間呈現(xiàn)______關(guān)系。6.對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力的循環(huán)特征r=______。7.直角剛桿AOB繞軸O作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，OA=2m，OB=3m，已知某瞬時(shí)點(diǎn)A速度的大小為vA=6m/s；點(diǎn)B的加速度與OB成β=45°角。則該瞬時(shí)剛桿的角加速度大小為α=______rad/s2。

8.自由落體沖擊問題的動(dòng)荷系數(shù)為，其中h表示______。9.盲徑為d的圓截面壓桿，桿長為l，一端固定，另一端鉸支，其柔度λ=______。10.變截面直桿如下圖所示，F(xiàn)1=12kN，F(xiàn)2=60kN；橫截面面積A1=400mm2·A2=250mm2；長度l1=2m，l2=1m；材料的彈性模量E=200GPa。試求桿AB和BC段的軸力及桿的總伸長。

11.力系中各力的作用線都在同一個(gè)平面內(nèi)且匯交于同一點(diǎn)，這樣的力系稱為______力系。12.力F對(duì)O點(diǎn)之矩MO(F)=±Fh，當(dāng)F≠0時(shí)，若MO(F)=0，此時(shí)力F的作用線必______。13.質(zhì)量為m的物塊，從點(diǎn)A無初速度地沿半徑為R的光滑滑槽下滑到傳送帶B上，如下圖所示。欲使物塊滑到傳送帶上后不發(fā)生滑動(dòng)，半徑為r的帶輪的角速度應(yīng)為______。

14.汽車以勻速率υ在不平的道路上行駛，如下圖所示。當(dāng)通過A、B、C三個(gè)位置時(shí)，汽車對(duì)路面的壓力分別為FA、FB、FC，則______

A.FA=FB=FCB.FA＞FB＞FCC.FA＜FB＜FCD.FA=FB＞FC15.直徑和長度相同而材料不同的圓軸，在相同扭矩作用下，它們的______A.最大切應(yīng)力不同，而扭轉(zhuǎn)角相同B.最大切應(yīng)力相同，扭轉(zhuǎn)角也相同C.最大切應(yīng)力相同，而扭轉(zhuǎn)角不同D.最大切應(yīng)力不同，扭轉(zhuǎn)角也不同16.隨時(shí)間作周期性變化的應(yīng)力稱為______。17.構(gòu)件在對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力作用下的許用應(yīng)力等于______A.構(gòu)件的持久極限B.材料的持久極限C.構(gòu)件的持久極限與疲勞安全因數(shù)之比D.材料的持久極限與疲勞安全因數(shù)之比18.兩根材料和長度均相同的圓軸，第一根的直徑是第二根的兩倍，若受相同扭矩的作用，則兩根軸的扭轉(zhuǎn)角之比為______A.1:4B.1:8C.1:16D.1:3219.工程中通常將延伸率δ＜______的材料，稱為脆性材料。20.如圖所示，一重物放在光滑支承面上，其重量為G，對(duì)水平支承面的壓力為FN，水平支承面對(duì)物塊的約束反力為，則構(gòu)成平衡力的兩個(gè)力應(yīng)為______

A．G與FN

B．G與

C．FN與

D．G與和FN與21.拉(壓)桿應(yīng)力公式的應(yīng)用條件是______A.應(yīng)力在比例極限內(nèi)B.應(yīng)力在屈服極限內(nèi)C.外力合力作用線必須沿桿的軸線D.桿件必須為矩形截面桿22.將受扭圓軸的橫截面面積增加一倍，則該軸的單位轉(zhuǎn)角是原來的______倍。23.揉茶機(jī)的揉桶由三根曲柄支持(如圖所示)，點(diǎn)A、B、C之間和點(diǎn)A'、B'、C'之間都可構(gòu)成等邊三角形。已知曲柄長度均為l=15cm，轉(zhuǎn)速n=45r/min。則下列說法中不正確的是______

A.O點(diǎn)的速度大小為70.69cm/sB.O點(diǎn)的加速度大小為0C.A'點(diǎn)的速度大小為70.69cm/sD.A'點(diǎn)的加速度大小為333.1cm/s224.直角彎桿OAB繞水平軸O作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，OA=3m，AB=4m，已知某瞬時(shí)桿的角速度ω=3rad/s，角加速度α=3rad/s2，則該瞬時(shí)桿端B點(diǎn)的加速度大小aB=______。

25.直角彎桿BCD與直桿AB在B處鉸接，幾何尺寸如圖所示，桿AB受力偶矩為M的力偶作用，若不計(jì)各桿的自重和各接觸處摩擦，則D處約束力的大小為______。

26.當(dāng)?shù)吞间撝睏U軸向拉伸應(yīng)力不大于______時(shí)，沿桿軸向，胡克定律σ=Eε成立。27.已知?jiǎng)傮w質(zhì)心C到相互平行的z'、z軸的距離分別為a、b，剛體的質(zhì)量為m，對(duì)z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為Jz，則該剛體對(duì)z'軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為______。

28.汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子在起動(dòng)過程中的轉(zhuǎn)動(dòng)方程為φ=3t3+2t[式中φ以弧度(rad)計(jì)，t以秒(s)計(jì)]。試求由開始后4s末轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的圈數(shù)及該瞬時(shí)的角速度和角加速度。29.如圖所示兩個(gè)鉚釘連接構(gòu)件，假設(shè)每個(gè)鉚釘受力相等，則鉚釘?shù)臄D壓應(yīng)力為______

A．

B．

C．

D．30.求桿件內(nèi)力的基本方法是______。31.火車運(yùn)行時(shí)，其車廂輪軸中段橫截面邊緣上任一點(diǎn)的應(yīng)力為______A.靜應(yīng)力B.對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力C.脈動(dòng)循環(huán)交變應(yīng)力D.非對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力32.用鋼絲繩吊重物時(shí)，在下列工況中，鋼絲繩受到靜應(yīng)力的情況是______A.以勻加速度起吊重物B.以勻速提升重物C.以勻加速度制動(dòng)D.突然制動(dòng)33.光滑面對(duì)物體的約束反力，作用在接觸點(diǎn)處，其方向沿接觸面的公法線______A.指向受力物體，為壓力B.指向受力物體，為拉力C.背離受力物體，為拉力D.背離受力物體，為壓力34.如圖所示結(jié)構(gòu)由AB和CD兩桿組成，A、C、D為鉸鏈，CD桿屬于______桿。

35.力對(duì)物體的作用效應(yīng)一般分為外效應(yīng)和內(nèi)效應(yīng)，平衡力系對(duì)剛體的作用效應(yīng)為______。36.如圖所示平面結(jié)構(gòu)，桿CD的D端與水平梁AB鉸接，C端靠在鉛垂墻面上。結(jié)構(gòu)所受載荷和幾何尺寸如圖所示，其中M=3qa2，CD=AD=DB=a。若不計(jì)各構(gòu)件自重和各處摩擦，試求支座A、B處的約束反力。

37.剛體作平面運(yùn)動(dòng)時(shí)，在剛體或其延伸部分上，每一瞬時(shí)都存在一個(gè)速度等于______的點(diǎn)，簡稱瞬心。38.外界物體作用于質(zhì)點(diǎn)系的力和質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)間的相互作用分別稱為______。39.設(shè)電動(dòng)機(jī)外殼和定子質(zhì)量為m1，轉(zhuǎn)子質(zhì)量為m2。轉(zhuǎn)子質(zhì)心位于O2，由于制造和安裝上的誤差不在軸線上，如下圖所示。設(shè)偏心距O1O2=e，轉(zhuǎn)子以勻角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)。如電動(dòng)機(jī)固定在機(jī)座上，求機(jī)座對(duì)電動(dòng)機(jī)的約束反力。

40.在彎曲正應(yīng)力公式中，y表示欲求應(yīng)力點(diǎn)到______的距離。41.如圖所示懸臂梁AB受均布載荷q和集中力F作用，其中F=qa，試作AB梁的剪力圖和彎矩圖。

42.作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力，可以合成為一個(gè)合力，該合力的大小和方向由力的______法則確定。43.點(diǎn)作勻變速曲線運(yùn)動(dòng)是指______A.點(diǎn)的加速度為常矢量B.點(diǎn)的加速度大小為常量C.點(diǎn)的切向加速度的代數(shù)值保持不變D.點(diǎn)的切向加速度大小隨時(shí)間均勻增加44.右端固定的水平懸臂梁，長度為5m，其彎矩圖如圖所示，則梁的受載情況是______

A.在x=1m處，作用有一順時(shí)針轉(zhuǎn)向的力偶B.在x=1m處，作用有一逆時(shí)針轉(zhuǎn)向的力偶C.在x=1m處，作用有一向下的集中力D.在1m≤x≤5m處，作用有向下的均布載荷45.牽連運(yùn)動(dòng)是指______A.牽連點(diǎn)相對(duì)于動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)B.動(dòng)系相對(duì)于靜系的運(yùn)動(dòng)C.靜系相對(duì)于動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)D.牽連點(diǎn)相對(duì)于靜系的運(yùn)動(dòng)46.直桿的直徑為d=10mm，長度為l=100mm，經(jīng)過拉伸后的長度為l1=100.05mm，己知桿的彈性模量為E=200GPa，泊松比為μ=0.3，比例極限為σp=200MPa。試求該桿的軸向線應(yīng)變?chǔ)藕蜋M向線應(yīng)變?chǔ)?，判斷該桿的變形是否在線彈性范圍內(nèi)，并計(jì)算桿承受的軸向拉力F。47.某軸材料為低碳鋼，工作時(shí)發(fā)生彎扭組合變形，對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，宜采用______A.第一或第二強(qiáng)度理論B.第二或第三強(qiáng)度理論C.第一或第四強(qiáng)度理論D.第三或第四強(qiáng)度理論48.對(duì)于鉚釘?shù)纫活悎A柱形構(gòu)件，擠壓面的計(jì)算面積簡化為圓柱的______A.圓周面積B.實(shí)際面積C.半圓周面積D.直徑平面面積49.如下圖所示，鏈條由兩層鋼板組成，每層板的厚度t=4.5mm，寬度H=65mm，h=40mm，鉚釘孔直徑d=20mm，鋼板材料的許用應(yīng)力[σ]=80MPa。若鏈條的拉力F=25kN，校核它的拉伸強(qiáng)度。

50.如下圖所示為一軸力桿，其中桿截面上最大的拉力為______

A.12kNB.20kNC.8kND.13kN第1卷參考答案一.歷年考點(diǎn)試題參考題庫1.參考答案：D[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為桿件拉壓形變的胡克定律。

[解析]根據(jù)桿件拉壓形變的胡克定律Δl=可知，桿的伸長量與軸力成正比，與抗拉剛度成反比，所以本題D項(xiàng)為正確答案。2.參考答案：物體的重心3.參考答案：A截面處有最大正彎矩：MA=1.4×2F-2F=0.8F

C截面處有最大負(fù)彎矩：MC=-0.6F

A截面：

C截面：

因?yàn)镸Ah1＜MCh2，所以MCh2/IzC≤[στ]，故F≤44.2kN

因?yàn)镸Ah2＞MCh1，所以MAh2/IzC≤[σc]，故F≤132.6kN

因此[F]=44.2kN。4.參考答案：D[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為作用力與反作用力和一對(duì)平衡力的區(qū)別。

當(dāng)一對(duì)力作用在同一剛體上并使之平衡時(shí)，這兩個(gè)力必定大小相等，方向相反，并且作用在同一直線上。但反過來，當(dāng)兩個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一直線上時(shí)，這兩個(gè)力可能是一對(duì)平衡力，也可能是一對(duì)作用力與反作用力，因此它是二力平衡的必要條件而非充分條件。故本題應(yīng)該選D。5.參考答案：線性6.參考答案：-17.參考答案：98.參考答案：自由落體的高度9.參考答案：10.參考答案：(1)軸力FAB=(60-12)kN=48kN；

FBC=60kN

(2)AB段伸長

BC段伸長

(3)總伸長

ΔlAC=ΔlAB+ΔlBC=(1.2×10-3+1.2×10-3)m=2.4×10-3m=2.4mm11.參考答案：平面匯交12.參考答案：通過矩心O13.參考答案：14.參考答案：B[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)物體向心力的計(jì)算及受力分析。

[解析]汽車在A、B、C三處對(duì)地面的壓力的大小等于地面對(duì)汽車的支持力大小，而汽車向心力為地面對(duì)汽車的支持力和汽車所受重力的合力，故通過受力分析易知本題B項(xiàng)為正確答案。15.參考答案：C[考點(diǎn)]主要考查的知識(shí)點(diǎn)為圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和變形。[解析]根據(jù)圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和變形計(jì)算公式：

其中G為材料的切變模量，不同的材料，G不相同?？赏浦?，本題C選項(xiàng)為正確答案。16.參考答案：交變應(yīng)力17.參考答案：C[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為構(gòu)件受對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力作用時(shí)許用應(yīng)力的計(jì)算。

[解析]構(gòu)件受對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力作用時(shí)許用應(yīng)力等于構(gòu)件的持久極限與疲勞安全因數(shù)之比，故本題C項(xiàng)為正確答案。18.參考答案：C[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為桿的扭轉(zhuǎn)角的計(jì)算。

[解析]根據(jù)桿的扭轉(zhuǎn)角的計(jì)算公式，扭轉(zhuǎn)角的大小與桿直徑的4次方成反比，故本題C項(xiàng)為正確答案。19.參考答案：5%20.參考答案：B[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為同一直線上二力平衡與作用力和反作用力的區(qū)別。

根據(jù)同一直線上兩個(gè)力的平衡的條件：兩個(gè)力作用在同一物體上，大小相等，方向相反，并且作用在同一直線上，由此可以判斷圖中重力和地面的支持力為一對(duì)平衡力，所以本題B項(xiàng)為正確答案。21.參考答案：C[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為拉(壓)桿應(yīng)力公式的應(yīng)用條件。

應(yīng)力公式的應(yīng)用條件是外力合力作用線必須沿著桿的軸線，故正確答案為C。22.參考答案：23.參考答案：B[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為點(diǎn)的速度和加速度的相關(guān)計(jì)算。

由于AA'，BB'，CC'是平行且長度相等，揉桶運(yùn)動(dòng)過程中，AA'，BB'，CC'始終平行，因此揉桶作平動(dòng)。根據(jù)剛體平動(dòng)的特點(diǎn)可知，揉桶上點(diǎn)O與點(diǎn)A'的速度與加速度完全一致。因此只要求得點(diǎn)A'的速度與加速度，就可以求得點(diǎn)O的速度與加速度。點(diǎn)A'繞點(diǎn)A做圓周運(yùn)動(dòng)，圓周半徑為l=AA'=15cm。以點(diǎn)A為弧坐標(biāo)的原點(diǎn)，設(shè)弧坐標(biāo)的正向與AA'的轉(zhuǎn)向一致，則點(diǎn)A'的運(yùn)動(dòng)方程為：s=AA'·φ=0.15×45×2π/60×t=0.225πt，點(diǎn)A'的速度和加速度分別為

vA'=ds/dt=0.225π=0.7069m/s=70.69cm/s

所以O(shè)點(diǎn)的速度和加速度分別為70.69cm/s和333.1cm/s2。選項(xiàng)B說法不正確，故B為正確答案。24.參考答案：25.參考答案：26.參考答案：比例極限(或σp)27.參考答案：Jz+m(a2-b2)28.參考答案：由轉(zhuǎn)動(dòng)方程φ=3t3+2t可知，當(dāng)t=0，φ0=0；

t=4s時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角為

φ|t=4=(3×43+2×4)rad=200rad

4秒末轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的圈數(shù)為n|t=4=φ/2π=200/2π=31.8(轉(zhuǎn))

將轉(zhuǎn)動(dòng)方程分別對(duì)時(shí)間求一次、二次導(dǎo)數(shù)，可分別得到轉(zhuǎn)子的角速度和角加速度：

于是，4s末轉(zhuǎn)子的角速度和角加速度分別為

ω|t=4=(9×42+2)rad/s=146rad/s

α|t=4=18×4rad/s2=72rad/s229.參考答案：A[解析]對(duì)于鉚釘?shù)纫活悎A柱形構(gòu)件，其實(shí)際擠壓面應(yīng)是半圓柱面，為簡化計(jì)算，取圓柱的直徑平面作為擠壓面的計(jì)算面積，即Abs=dl。30.參考答案：截面法31.參考答案：B32.參考答案：B[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為靜應(yīng)力與動(dòng)應(yīng)力的區(qū)別與分析。

[解析]當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)有加速度時(shí)，所受載荷為動(dòng)載荷，此時(shí)其內(nèi)部應(yīng)力為動(dòng)應(yīng)力，故本題B項(xiàng)為正確答案。33.參考答案：A[考點(diǎn)]本題主要考查的知識(shí)點(diǎn)為約束反力的性質(zhì)。

[解析]光滑面對(duì)物體的約束反力的方向指向受力物體且為壓力，故本題A項(xiàng)為正確答案。34.參考答案：二力35.參考答案：外效應(yīng)36.參考答案：(1)先取CD桿為研究對(duì)象，其受力如圖所示。

求得：

(2)再取AB梁為研究對(duì)象，其受力如圖所示。

求得：

∑Fx=0，F(xiàn)Asin30°+F'D+FBx=0

求得：

∑Fy=0，F(xiàn)Acos30°-qa+FBy=0

求得：37.參考答案：零38.參考答案：系統(tǒng)外力和系統(tǒng)內(nèi)力39.參考答案：選取外殼、定子及轉(zhuǎn)子為質(zhì)點(diǎn)系，作用在質(zhì)點(diǎn)系上的外力有外殼和定子的重力G1=m1g，轉(zhuǎn)子的重力G2=m2g，約束反力Fx及Fy。取坐標(biāo)系如下圖所示。外殼與定子的質(zhì)點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)O1處，轉(zhuǎn)子質(zhì)心O2的坐標(biāo)為x2=ecosωt，y2=esinωt。質(zhì)點(diǎn)系的質(zhì)心C的坐標(biāo)為

質(zhì)心C的加速度為：

根據(jù)質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理，有

(m1+m2)aCx=Fx

(m1+m2)aCy=Fy-G1-G2

將aCx、aCy代入公式，解