工程力学(二)习题及参考答案

2022年自考专业(建筑工程)工程力学（二）考试真题及答案一、单项选择题 (本大题共10小题，每小题2分，共20分)1、平面汇交力系如图所示，已知：F1=F2=2kN，F3=4kN，则该力系合力R的大小为()A.A )kNB.BC.C kND.D2、图示物块重量为Q=2kN，拉动此物块所需力P的最小值为0.6kN，那么物块与水平面之间的摩擦系数f为()A.f=0.3B.f=0.4C.f=0.5D.f=0.63、半径为R的匀质薄板挖去半径为r的圆孔如图所示，R=6cm，r=2cm，y为薄板对称轴，则此薄板重心坐标为()A.yC=0.75cmB.yC=0.5cmC.yC=0.25cmD.yC=04、如图所示，在边长为a的正六面体的棱边CD上，作用着与其重合的力F，则力F对x、y、z轴的矩的大小为()A.mx(F)=Fa my(F)=0 mz(F)=0B.mx(F)=0 my(F)=0 mz(F)=FaC.mx(F)=Fa my(F)=Fa mz(F)=0D.mx(F)=0 my(F)=0 mz(F)=05、图示长度为L的轴向受拉杆在P力作用下的弹性变形能为U，当杆长为2l其它条件不变时，杆内的弹性变形能为()A.16UB.8UC.4UD.2U6、图示结构为()A.静定结构B.一次超静定结构C.二次超静定结构D.三次超静定结构7、图示受轴向荷载作用的等截面直杆ABC，EA为常数，杆件的轴向总变形Δ1为()A.-B.-C.-D.-8、若截面图形的z轴过形心，则该图形对z轴的()A.静矩不为零，惯性矩为零B.静矩和惯性矩均为零C.静矩和惯性矩均不为零D.静矩为零，惯性矩不为零9、图示结构，用积分法计算AB梁的位移时，梁的边界条件为()10、图示为材料和长度相同而横截面尺寸不同的两个杆件，它们受到重量Q和高度h都相同的自由落体的冲击，动荷系数为()A.Kd2Kd1B.Kd1=1C.Kd2=1D.Kd2参考答案：【一、单项选择题】1~5AACCD6~10BBDD。

工程力学二试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪项不是材料力学性能的基本指标？A. 弹性模量B. 屈服强度C. 硬度D. 导热系数2. 在梁的弯曲问题中，下列哪个量是不变的？A. 弯矩B. 剪力C. 曲率D. 挠度3. 根据材料力学，下列哪种情况下材料不会发生塑性变形？A. 应力超过屈服强度B. 应力超过抗拉强度C. 应力超过弹性极限D. 应力在弹性范围内...20. 根据能量守恒定律，以下哪个选项是错误的？A. 功等于能量的转移B. 能量不能被创造或销毁C. 能量可以在不同形式之间转换D. 能量守恒定律只适用于封闭系统二、填空题（每题2分，共20分）请在下列各题的空格中填入适当的内容。

1. 材料力学中的应力定义为_______。

2. 当梁的截面受到纯弯曲时，中性轴位于截面的_______。

3. 材料的弹性模量E与泊松比μ之间的关系可以用公式_______表示。

4. 根据材料力学，当外力作用下材料发生_______时，材料的变形是可逆的。

5. 材料在拉伸试验中，当应力达到_______时，材料开始发生塑性变形。

...20. 在梁的剪力图和弯矩图中，剪力图的斜率等于_______，弯矩图的斜率等于_______。

三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料力学中材料的弹性模量和屈服强度的区别。

2. 解释为什么在梁的纯弯曲中，中性轴上的应力为零。

3. 描述材料力学中的能量方法在结构分析中的应用。

四、计算题（每题15分，共30分）1. 已知一矩形截面梁，其宽度b=0.2m，高度h=0.5m，弹性模量E=200GPa，受力F=20kN。

求梁在中点的挠度。

2. 给定一材料的应力-应变曲线，当应变ε=0.002时，应力σ=300MPa。

若材料的弹性模量E=100GPa，求该材料的屈服强度。

五、论述题（共30分）1. 论述材料力学在现代工程设计中的应用及其重要性。

（15分）2. 讨论材料力学中的疲劳破坏现象及其对结构安全的影响。

组合变形思考题1.何谓组合变形？如何计算组合变形杆件横截面上任一点的应力？2.何谓平面弯曲？何谓斜弯曲？二者有何区别？3.何谓单向偏心拉伸（压缩）？何谓双向偏心拉伸（压缩）？4.将斜弯曲、拉（压）弯组合及偏心拉伸（压缩）分解为基本变形时，如何确定各基本变形下正应力的正负？5.对斜弯曲和拉（压）弯组合变形杆进行强度计算时，为何只考虑正应力而不考虑剪应力？6.什么叫截面核心？为什么工程中将偏心压力控制在受压杆件的截面核心范围内？习题1.如图所示木制悬臂梁在水平对称平面内受力F1＝1.6ｋＮ，竖直对称平面内受力F2＝0.8KN的作用，梁的矩形截面尺寸为9×18，，试求梁的最大拉压应力数值及其位置。

题1图2.矩形截面悬臂梁受力如图所示，Ｆ通过截面形心且与ｙ轴成角，已知F ＝1.2ｋN，ｌ＝2ｍ，，材料的容许正应力［σ］＝10MPa，试确定ｂ和ｈ的尺寸。

题2图3.承受均布荷载作用的矩形截面简支梁如图所示，ｑ与ｙ轴成角且通过形心，已知ｌ＝4ｍ，ｂ＝10ｃｍ，ｈ＝15ｃｍ，材料的容许应力［σ］＝10MPa，试求梁能承受的最大分布荷载。

题3图4.如图所示斜梁横截面为正方形，a＝10ｃｍ，F＝3ｋN作用在梁纵向对称平面内且为铅垂方向，试求斜梁最大拉压应力大小及其位置。

题4图5.柱截面为正方形，边长为ａ，顶端受轴向压力F作用，在右侧中部挖一个槽（如图），槽深。

求开槽前后柱内的最大压应力值。

题5图6.砖墙及其基础截面如图，设在1ｍ长的墙上有偏心力F＝40kN的作用，试求截面1-1和2-2上的应力分布图。

题6图7.矩形截面偏心受拉木杆，偏心力F＝160kN，ｅ＝5cm，［σ］＝10MPa，矩形截面宽度ｂ＝16cm，试确定木杆的截面高度ｈ。

题7图8.一混凝土重力坝，坝高Ｈ＝30ｍ，底宽Ｂ＝19ｍ，受水压力和自重作用。

已知坝前水深Ｈ＝30ｍ，坝体材料容重，许用应力[]＝10MPa，坝体底面不允许出现拉应力，试校核该截面正应力强度。

《工程力学（二）》参考样卷20XX 年X 月高等教育自学考试全国统一命题考试工程力学（二）试卷（课程代码02391）本试卷共7页，满分100分，考试时间150分钟。

总分题号 一 二 三 四 核分人题分20202040复查人得分得分 评卷人 复查人 一' 单项选择题（本大题共1°小题’每小题2分’共20分） - -^― --------- 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要 求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1.作用在同一个刚体上A 、B 、C 三点的三个共面力F l=F 2=F 3=F ,方向如图，则 该力系A. 为一平衡力系B. 可简化为一合力C. 可简化为一合力偶D. 可简化为一力螺旋 2.图示钢楔劈物，若楔和被劈物间摩擦角为9,欲使劈入后钢楔不滑出，则钢楔顶角 a 应小大于 A. 0.5(p B. (p附件2：C. 1.5"D. 2(p 3.图示力F 作用在边长为a 的正方体右端面的对角线上，它对x 轴之矩大小等于A. -Fa2 口 扼厂 B. --- F Q2 C. Fa D. \[2Fa 4.图示重物A 用绳悬绕在鼓轮上，若以绳与轮缘的切点C 为y 轴坐标原点，A 物的运动方程为＞ =5户m,鼓轮半径为r=lm,则轮外缘上的某点在1= Is 时的加速度应 题4图图不为受轴向荷载作用的等截面直杆ABCD,瓦4为常数，杆件的轴向总变形△/为为A. a T = 5m/s 2 a n =10m/s 2B. a T =10m/s 2a n =10m/s 2 C. a T =100m/s 2a n =10m/s 2D. a T =10m/s 2 a n = lOOm/s 5. C. ----B. ------ _p P 防 V 2PEAEA —「 A n Pl 'B . __ I ___ 1 ___ 1 ____ J C-____ I6. 图示轴为空心圆轴, A TtD .4、J-.A • ------ (1 — cc ) B.32a=-,其极惯性矩为 DP----- (1-a ) 32,2 A. 2P DEA 题5图EA7.截面形状和尺寸完全相同的二简支梁，一为钢梁，另一为木梁，当梁上作用相同的横向荷载时，关于梁的应力，正确答案是【】A.木梁的最大正应力大于钢梁中的最大正应力B.钢梁中的最大正应力大于木梁中的最大正应力C.木梁和钢梁中的最大正应力相同D.钢梁中的最大剪应力大于木梁中的最大剪应力8.某点的应力状态如图所不，其主应力为[ 】D. ’=20 %=0 %=-30 题8 图9.图示结构为【】，////〈//////////(///////〃///(///.A.静定结构\ I /B.一次超静定结构\JL/C.二次超静定结构|D.二次超静定结构10.图示为起吊一杆件示意图，杆件吊索以加速度a向上提升.对于杆件的轴力N,正确答案是I—I横截面上的轴力最大II —II横截面上的轴力最大III—III横截面上的轴力最大D.各横截面上的轴力相同题11图12. 平面力偶系独立的平衡方程个数为=13. 作用在刚体上的力可以平行移动到刚体内的任意一点，但必须 附加一个力偶,该附加力偶的力偶矩应等于。

自考工程力学二试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 在工程力学中，下列哪个选项不是内力的表现形式？A. 压力B. 拉力C. 剪力D. 重力答案：D2. 根据牛顿第三定律，作用力与反作用力的关系是什么？A. 大小相等，方向相反B. 大小不等，方向相同C. 大小相等，方向相同D. 大小不等，方向相反答案：A3. 以下哪种材料在受到外力作用时，表现出的弹性模量最大？A. 橡胶B. 铝合金C. 钢D. 塑料答案：C4. 在静力学中，一个物体处于平衡状态的必要和充分条件是什么？A. 合力为零B. 合力矩为零C. 合力为零且合力矩为零D. 以上都不是答案：C5. 根据能量守恒定律，一个封闭系统中的总能量是：A. 增加的B. 减少的C. 保持不变的D. 无法确定答案：C6. 在材料力学中，下列哪种情况下材料不会发生塑性变形？A. 应力超过屈服强度B. 应力超过弹性极限C. 应力低于弹性极限D. 应力低于比例极限答案：D7. 一个悬臂梁的自由端受到向下的力F作用，该梁的挠度与什么因素有关？A. 力F的大小B. 梁的长度C. 梁的弹性模量D. 所有上述因素答案：D8. 在受压杆件的稳定性分析中，欧拉临界力公式适用于哪种类型的杆件？A. 长细比很大的杆件B. 长细比较小的杆件C. 任何形状的杆件D. 只有圆形截面的杆件答案：A9. 在结构力学中，桁架结构的特点是：A. 所有杆件只承受拉力或压力B. 所有杆件只承受弯矩C. 所有杆件只承受剪力D. 所有杆件只承受扭矩答案：A10. 根据达西定律，流体通过多孔介质的流速与什么成正比？A. 压力梯度B. 孔隙率C. 有效应力D. 孔隙介质的渗透率答案：D二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述应力集中现象及其对结构设计的影响。

答案：应力集中是指在结构的某些局部区域，由于几何形状、载荷方式或材料不连续等原因，应力值显著高于周围区域的现象。

这种现象可能导致结构的疲劳裂纹和断裂，对结构的安全性和使用寿命产生不利影响。

浙江工业大学工程力学（二）考试试卷及参考答案2一、单项选择题（5’）1.体系的动力自由度数目决定于：A、质点数B、质点数及体质对质点的约束C、质点数及多余约束数D、质点数及结构结点情况答案：B2.如图所示桁架，若不考虑各杆重量时，其动力自由度为：A、单自由度B、两个自由度C、三个自由度D、四个自由度答案：D3.可单一地使用动力系数法求结构动力反应的条件是：A、单自由度体系，简谐荷载B、单自由度体系，简谐荷载与惯性力作用点及作用线方向相同C、单自由度体系，任意干扰力作用在质点处D、多自由度体系答案：B4.力法典型方程的物理意义是：A、结构的平衡条件B、结点的平衡条件C、结构变形协调条件D、结构的平衡条件及变形协调条件答案：C5.图a结构，取图b为力法基本结构，EI为常数，δ11为：A、2l／3EIB、l／2EIC、l／EID、4l／3EI答案：C6.如图所示超静定梁，EI＝常数，Mca＝：A、10.2knB、8.2knC、6.2knD、7.2kn答案：C7.在力矩分配法中反复进行力矩分配及传递，结点不平衡力矩（约束力矩）越来越小，主要是因为：A、分配系数及传递系数＜1B、分配系数＜1C、传递系数＝1／2D、传递系数＜1答案：A8.在图示连续梁中，力矩分配系数μbc和μcb为：A、0．429，0．571B、0．5，0．5C、0．571，0．5D、0．6，0．4答案：C9.对于图示AB杆的转动刚度，下面哪个答案是正确的：A、S ab＝S baB、S ab＞S baC、S ab＜S baD、S ab＝i答案：B10.力矩分配法对图示结构能否适用：A、要视各杆刚度情况和具体荷载情况而定B、要视具体的荷载情况而定C、不管什么荷载作用均能单独使用D、根本不能单独使用答案：C11.当结构发生共振时(考虑阻尼),结构的:A、动力条件不能满足B、干扰力与阻尼力平衡,惯性力与弹性力平衡C、干扰力与弹性力平衡,惯性力与阻尼力平衡D、干扰力与惯性力平衡,阻尼力与弹性力平衡答案：B12.如图荷载随时间变化的曲线，它对结构的作用看成：A、动荷载B、静荷载C、动载或静载，取决于结构自振周期D、动载或静载，取决于Pmax的值答案：C13.单自由度简谐受迫振动中，若算得位移放大系数μ为负值，则表示：A、不可能振动B、干扰力频率与自振频率不同步C、位移小于静位移D、干扰力方向与位移方向相反答案：D14.用能量法求图所示具有分布质量m的固定梁的第一频率时，可取振型曲线为：A、y（x）＝asin（πx／l）B、y（x）＝a[1－cos（2πx／l）]C、y（x）＝ax＾2（l－x）D、y（x）＝al＾2x＾2（1－2x／l）答案：B15.力法方程中的自由项代表基本体系在荷载作用下产生的：A、X iB、X jC、X i方向的位移D、X j方向的位移答案：C16.在动力计算中，体系自由度数N与质点个数M：A、总是相等B、N总是大于MC、M总是大于ND、不确定答案：D17.图示对称结构EI常数，对称轴穿过的截面C内力应满足：qqA 、0≠M ，0=Q F ，0=N F B 、0=M ，0≠Q F ，0=N F C 、0=M ，0=Q F ，0≠N FD 、0≠M ，0=Q F ，0≠N F 答案：B 18.根据影响线的定义，图示悬臂梁A 截面的剪力影响线在B 点的纵坐标为：4m B 1A 、1B 、-4C 、4D 、-1答案：A二、判断题（5’）1.结构的基本部分某截面某量值的影响线在附属部分的影响线竖标值为零。

3.3 图3.3所示钢架的点B 作用一个水平力F ，钢架重量忽略不计。

求支座A 、D 的约束力。

解：由图3.3可以确定D 点受力的方向，这里将A 点的力分解为x 、y 方向，如图3.3.1 根据力与矩平衡有)2(:)(0:)(0:)(=-=-=-∑∑∑FL L F A M F F y F F F x F Dy Dx （1）解上面三个方程得到 )(2),(2),(↑=↓=←=F F F F F F D y x3.5如图3.5铰链四杆机构ABCD 的CD 边固定，在铰链A 、B 处有力F1、F2作用，如图所示。

该机构在图示位置平衡，杆重忽略不计。

求力F1和力F2的关系。

解：（1）对A 点分析，如图3.5.1，设AB 杆的内力为T ，则将力投影到垂直于AC 方向的AM 上有0)15cos()30cos(:)(1=︒-︒∑T F AM F ①图3.5（2）对B 点分析，如图3.5.2，将力投影到垂直于BD 方向的BN 有 0)30cos()60cos(:)B N (2=︒-︒∑T F F ②由①、②可得 22108593790.64395055332F F F ≈+=3.8如图3.8有5根杆件组成的结构在A 、B 点受力，且CA 平行于DB ，CA DE BE DB ===。

F=20kN,P=12kN 。

求BE 杆的受力。

解：（1）对A 点受力分析，将力投影到垂直于AC 方向的AN 上有060sin :)(=-︒∑F FAN F AB①（2）对B 点受力分析，如图3.8.2.将力投影到垂直于BD 方向的BM 上有060cos 60sin 30cos :)B M (=︒-︒-︒∑P F FF BE AB②由①、②可得373095kN 16.1658075kN 328≈=BE F （方向斜向上）3.9如图（见书上）所示3根杆均长2.5m ，其上端铰结于K 处，下端A 、B 、C 分别与地基铰结，且分布在半径r=1.5m 的圆周上，A 、B 、C 的相对位置如图所示。

《工程力学2习题解答》建筑1001班陈飞力学教研室编著1-2. 试求图示结构mm 和nn 两截面上的内力，并指出AB 和BC 两杆属何种基本变形。

解：（1）求约束反力：取杆AB 为研究对象∑∑∑=⨯-⨯==-+===0233 003 000BCABCAAN M N Y Y X X 解得：kN Y kN N A BC 1 2==（2）求m-m 截面内力：将杆AB 沿截面m-m 截开, 取左半部分kNm Y M kN Y Q A m-m A m m 11 1=⨯===-AB 杆发生弯曲变形。

（3）求n-n 截面内力：取杆BC 为研究对象，截开n-n 截面kN N N BC n n 2==-BC 杆发生拉伸变形1-3. 拉伸试件A 、B 两点的距离l 称为标距，在拉力作用下，用引伸仪量出两点距离的增量为Δl =5×10-2mm 。

若l 的原长为l =10cm ，试求A 、B 两点间的平均应变。

解：平均应变为42105100105Δ--⨯=⨯==l l m ε1-4. 图示三角形薄板因受外力而变形。

角点B 垂直向上的位移为0.03mm ，但AB和BC 仍保持为直线。

试求沿OB 的平均应变，并求AB 、BC 两边在B 点夹角的变化。

解：（1） 求OB 方向的平均线应变n4105.212003.0Δ120-⨯=====l l mmOA OB m ε （2）求AB 与BC 两边的角应变4105.2'22-⨯=-=OB AO arctg πγ2-1. 试求图示各杆1-1、2-2、3-3截面的轴力， 并作轴力图。

解: (a)（1）求约束反力kNR R X 500203040 0==-++-=∑（2）求截面1-1的轴力kNN NR X 500011==+-=∑（3）求截面2-2的轴力kNN NR X 10040 022==++-=∑（4）求截面3-3的轴力(a) (b)kNN NR X 2003040 033-==+++-=∑（5）画轴力图(b)（1）求截面1-1的轴力01=N（2）求截面2-2的轴力 PN4022==（3）求截面3-3的轴力PN P P NX 304 033==-+=∑（4）画轴力图2-2. 作用图示零件上的拉力P=38kN ，试问零件内最大拉应力发生于哪个横截面上？并求其值。