西安交通大学2007年理论力学考试试卷.doc

浙江大学2007年硕士学位研究生入学考试试题
理论力学
1. 填空题（每小题5分，填空答案按题中标号写在答题纸上）
1.2 图示机构中，曲柄OA长为R，以匀角速度ω绕o轴转动，均质圆轮B在水平直线轨道上作纯滚动，其质量为m，半径为r。

在图示瞬时，OA杆铅直，则圆轮B对接触点C的动量矩为？
1.3 T形均质杆OABC以匀角速度ω绕o轴转动，如图示。

已知OA杆质量为2m，长为2l，BC杆质量为m，长为l，则T形杆在图示位置时动量的大小为？
6. 计算题（25分）
物体系统如图所示。

均质轮半径为r，质量为M，物块A质量为m。

假设轮子无
侧向摆动，且轮子与绳子之间无相对滑动，不计绳子与弹簧的质量，弹簧的刚度系数为k。

试求系统受铅直微扰后的微振动微分方程及其固有频率？（提示：可取静平衡位置为原点，x为广义坐标）。

西南交通大学2007年硕士研究生入学考试材料力学试题编号：923一、选择题（共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分）（ 1 ）矩形梁纯弯曲时（如下图所示）的正应力分布电测实验主要是为了______。

A、验证平面假设的正确性； B 、验证胡克定律的正确性；C、测量测点处的应力； D 、测量测点处的应变（ 2 ）在弹性压杆稳定实验中，当“中间支承”（如图中所示）向上移动一段距离后，所测得的压杆临界力数值会＿＿__。

（3）如下图所示截面，为计算截面核心所作的部分中性轴，其中正确的是_______。

A、A图；B、B图；C、C图；D、D图。

（ 4 ）下图所示悬臂梁在力F作用下，将产生斜弯曲和扭转两种变形的截面形式是_______。

（5）下图所示梁发生的是 __________。

A 、纵弯曲；B 、斜弯曲；C 、对称弯曲；D 、非平面弯曲。

（6）构件在交变应力作用下发生疲劳破坏，以下结论________是错误的。

A 、用脆性材料制成的构件，断裂时呈脆性断裂；B 、用塑性材料制成的构件，断裂时有明显的塑性变形；C 、断口表面一般可明显的分为光滑区和粗糙区；D 、断裂时的最大应力小于材料的静强度极限。

（7）材料为铸铁的等截面梁，在下图所示位置作用一力F ，有下列四种截面形状（截面积相等），则合理的形状为图中________。

（ 8 ）结构由于制造误差或温度变化，则有________。

A 、无论静定或静不定结构，都将引起应力和变形；B 、静定结构中将引起应力和变形，静不定结构中将引起应力；C 、静定结构中将引起变形，静不定结构中将引起应力；D 、静定结构中将引起应力，静不定结构中将引起变形（9）下图所示受扭实心和空心圆轴的横截面切应力分布，正确的是_________。

（10）直梁受载如下图，在弹性范围内工作，其应变能为V ε，则ðV ε/ðF 表示_________。

A 、C 、D 两点的挠度之和；B 、C 、D 两点的挠度之差； C 、C 点的挠度； D 点的挠度。

试题代码：923西南交通大学2007年硕士研究生招生入学考试试题名称：材料力学考试时间：2007年1月考生请注意：1. 本试題共8大 题，共 7页，満分】50分，请认典检查；2. 答题时，直孩将筌题内容写在考场提供的答題奴上，签在试卷上的内容 无效；3. 请在签題纸上按要求填写试題代码和试题名称；4. 试卷不得拆幵，否则遗失后果自负.一、选择题（共10小题，每小题3分，共30分）（1）矩形梁纯弯曲时（如下图所示）的正应力分布电测实验主要是为了 _________ 。

B 、验证胡克定律的正确性 D 、测量测点处的应变（2）在弹性压杆稳定实验中，当“中间支承”（如图中所示）A 、验证平面假设的正确性; C ：测量测点处的应力；向上移动一段距离后，所测律的压杆临界力数值会__________A 、可能变大, 也可能变小； B 、 变大；C 、 不变；D 、 变小。

MS备位(4) 下图所示悬臂梁在力F 作用下，将产生斜弯曲和扭转两种 变形的截面形式是 ________ 。

A 、⑻图; B 、 （b ）图; C 、 （c ）匕爪头 试仃（3）如下图所示截面.为计算截面核心所作的部分中性轴，其中正确的是 。

（5）下图所示梁发生的是_________A.纵弯曲：B.斜弯曲:C.对称弯曲；D.非平面弯曲。

<6）构件在交变应力作用下发生疲劳破坏•以下结论误的。

A、用脆性材料制成的构件，断裂吋呈脆性断裂；B、用塑性材料制成的构件，断裂时有明显的塑*C、断口表面一般可明显的分为光滑区和粗糙区；D、断裂时的最大应力小于材料的静强度极限。

（7）材料为铸铁的等截面梁，在下图所示位迓作用一: 下列四种截面形状（截面积相等）,则合理的形,侑出參T丛却A B c L（8）结构由于制造误差或温度变化，则有______ .A、无论静定或静不定结构，都将引起应力和变形B、静定结构中将引起应力和变形，静不定结构q应力：沐乐代码："3 3 （平7及）c＞静定结构中将引起变形.静不定结构中将引起应力;D、静定结构中将引起应力.静不定结构中将引起变形; （9）下图所示受扭实心和空心圆轴的横截面切应力分布，正的是________ 0（10）直梁受载如下图，在弹性范围内工作.其应变能为匕，5B、C、D两点的挠度之差:D、D点的挠度。

2007普通高等学校招生全国统一考试（陕西）试卷类型B理科数学 （必修+选修II ）注意事项：1．本试卷分第一部分和第二部分，第一部分为选择题，第二部分为非选择题．2．考生领到试卷后，须按规定在试卷上填写姓名，准考证号，并在答题卡上填涂对应的试卷类型信息点．3．所有答案必须在答题卡上指定区域内作答，考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．第一部分（共60分）一、选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的（本大题共12小题，每小题5分，共60分）． 1．在复平面内，复数12z i=+对应的点位于（ ） A ．第一象限 B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限2．已知全集{12345}U =，，，，，集合A {3|2}x x =∈-<Z ||，则集合U A ð等于（ ） A ．{1234}，，，B ．{234}，，C ．{15}，D ．{5}3．抛物线2y x =的准线方程是（ ） A ．410y +=B ．410x +=C ．210y +=D ．210x +=4．已知sin 5α=，则44sin cos αα-的值为（ ） A ．15-B ．35-C ．15D ．355．各项均为正数的等比数列{}n a 的前n 项和为n S 为，若2n S =，214n S =，则4n S 等于（ ） A ．80 B ．30 C ．26 D ．166．一个正三棱锥的四个顶点都在半径为1的球面上，其中底面的三个顶点在该球的一个大圆上，则该正三棱锥的体积是（ ）A B C D 7．已知双曲线2222:1x y C a b-=（0a >，0b >），以C 的右焦点为圆心且与C 的渐近线相切的圆的半径是（ ）ABC ．aD ．b8．若函数()f x 的反函数为1f x -（），则函数(1)f x -与1(1)fx --的图象可能是（ ）Ａ． Ｂ． Ｃ． Ｄ． 9．给出如下三个命题：①四个非零实数a b c d ，，，依次成等比数列的充要条件是ad bc =； ②设,a b ∈R ，且 0ab ≠，若1a b <，则1ba>； ③若2()log f x x =，则(||)f x 是偶函数． 其中不正确．．．命题的序号是（ ） A ．①②③ B ．①②C ．②③D ．①③10．已知平面α∥平面β，直线m α⊂，直线n β⊂，点A m ∈，点B n ∈，记点A B ，之间的距离为a ，点A 到直线n 的距离为b ，直线m 和n 的距离为c ，则（ ） A ．b c a ≤≤ B ．a c b ≤≤ C ．c a b ≤≤ D ． c b a ≤≤ 11．()f x 是定义在(0)+∞，上的非负可导函数，且满足()()0xf x f x '+≤．对任意正数a b ，，若a b <，则必有（ ）A ．()()af b bf a ≤B ．()()bf a af b ≤C ．()()af a f b ≤D ．()()bf b f a ≤12．设集合0123{}S A A A A =，，，，在S 上定义运算⊕为：i j k A A A ⊕=，其中k 为i j +被4除的余数，0123i j =，，，，，则满足关系式0()z x x A A ⊕⊕=的()x x S ∈的个数为（ ） A ．4B ．3C ．2D ．1第二部分（共90分）二、填空题：把答案填在答题卡相应题号后的横线上（本大题共4小题，每小题4分，共16分） 13．21211lim 21x x x x x +⎛⎫-=⎪+--⎝⎭→ ． 14．已知实数x y ，满足条件240220330x y x y x y ⎧-+⎪+-⎨⎪--⎩≤≥≤，，，则2z x y =+的最大值为 ．x15．如图，平面内有三个向量OAOBOC ，，，其中OA 与OB 的夹角为120°，OA 与OC 的夹角为30°，且1OA OB ==，23OC =()OC OA OB λμλμ=+∈R ，，则λμ+的值为 ．16．安排3名支教教师去6所学校任教，每校至多2人，则不同的分配方案共有 种． （用数字作答）三、解答题：解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤（本大题共6小题，共74分） 17．（本小题满分12分） 设函数()f x =·a b ，其中向量(cos2)m x =，a ，(1sin 21)x =+，b ，x ∈R ，且()y f x =的图象经过点π24⎛⎫ ⎪⎝⎭，． （Ⅰ）求实数m 的值；（Ⅱ）求函数()f x 的最小值及此时x 值的集合．18．（本小题满分12分）某项选拔共有四轮考核，每轮设有一问题，能正确回答问题者进入下一轮考核，否则即被淘汰．已知某选手能正确回答第一、二、三、四轮的问题的概率分别为432555，，，且各轮问题能否正确回答互不影响．（Ⅰ）求该选手被淘汰的概率；（Ⅱ）该选手在选择中回答问题的个数记为ξ，求随机变量ξ的分布列与数学期望． （注：本小题结果可用分数表示） 19．（本小题满分12分）如图，在底面为直角梯形的四棱锥P ABCD -中，90AD BC ABC ∠=，∥°，PA ⊥平面ABCD．326PA AD AB BC ====，，．（Ⅰ）求证：BD ⊥平面PAC ；（Ⅱ）求二面角P BD A --的大小．A OB C20．（本小题满分12分）设函数2()x e f x x ax a=++，其中a 为实数．（I ）若()f x 的定义域为R ，求a 的取值范围； （II ）当()f x 的定义域为R 时，求()f x 的单调减区间． 21．（本小题满分14分）已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的离心率为3．（Ⅰ）求椭圆C 的方程；（Ⅱ）设直线l 与椭圆C 交于A B ，两点，坐标原点O 到直线l，求AOB △面积的最大值． 22．（本小题满分12分）已知各项全不为零的数列{}n a 的前k 项和为k S ，且11()2k k k S a a k +=∈N*，其中11a =． （I ）求数列{}n a 的通项公式；（II ）对任意给定的正整数(2)n n ≥，数列{}n b 满足1k k b b +=1k k na +-（121k n =-，，，），11b =，求12n b b b +++．PCBADE2007年普通高等学校招生全国统一考试（陕西卷）数 学（理工农医类）参考答案一、选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的（本大题共12小题，每小题5分，共60分）．1．Ｄ 2．Ｂ 3．Ｄ 4．Ａ 5．Ｃ 6．Ｂ 7．Ｂ 8．Ｄ 9．Ａ 10．Ａ 11．Ｃ 12．Ｂ二、填空题：把答案填在答题卡相应题号后的横线上（本大题共4小题，每小题4分，共16分）． 13．1314．8 15．6 16．210 三、解答题：解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤（本大题共6小题，共74分） 17．（本小题满分12分） 解：（Ⅰ）()(1sin 2)cos 2f x a b m x x ==++，由已知πππ1sin cos 2422f m ⎛⎫⎛⎫=++=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，得1m =．（Ⅱ）由（Ⅰ）得π()1sin 2cos 2124f x x x x ⎛⎫=++=++⎪⎝⎭，∴当πsin 214x ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭时，()f x 的最小值为1由πsin 214x ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭，得x 值的集合为3ππ8x x k k ⎧⎫=-∈⎨⎬⎩⎭Z ，． 18．（本小题满分12分）解法一：（Ⅰ）记“该选手能正确回答第i 轮的问题”的事件为(123)i A i =，，，则14()5P A =，23()5P A =，32()5P A =， ∴该选手被淘汰的概率112223112123()()()()()()()P P A A A A A A P A P A P A P A P A P A =++=++ 142433101555555125=+⨯+⨯⨯=． （Ⅱ）ξ的可能值为123，，，11(1)()5P P A ξ===， 1212428(2)()()()5525P P A A P A P A ξ====⨯=，12124312(3)()()()5525P P A A P A P A ξ====⨯=．ξ∴的分布列为11235252525E ξ∴=⨯+⨯+⨯=． 解法二：（Ⅰ）记“该选手能正确回答第i 轮的问题”的事件为(123)i A i =，，，则14()5P A =，23()5P A =，32()5P A =． ∴该选手被淘汰的概率1231231()1()()()P P A A A P A P A P A =-=-4321011555125=-⨯⨯=． （Ⅱ）同解法一． 19．（本小题满分12分） 解法一：（Ⅰ）PA ⊥平面ABCD ，BD ⊂平面ABCD ．BD PA ∴⊥． 又tan AD ABD AB ==tan BCBAC AB== 30ABD ∴=∠，60BAC =∠，90AEB ∴=∠，即BD AC ⊥．又PAAC A =．BD ∴⊥平面PAC ．（Ⅱ）过E 作EF PC ⊥，垂足为F，连接DF ．DE ⊥平面PAC ，EF 是DF 在平面PAC 上的射影，由三垂线定理知PC DF ⊥， EFD ∴∠为二面角A PC D --的平面角．又9030DAC BAC =-=∠∠，sin 1DE AD DAC ∴==，sin AE AB ABE ==又AC =EC ∴=，8PC =．由Rt Rt EFC PAC △∽△得332PA EC EF PC ==． 在Rt EFD △中，tan 9DE EFD EF ==，arctan 9EFD ∴=∠． ∴二面角A PC D --的大小为arctan9． AEDPCBF解法二：（Ⅰ）如图，建立坐标系，则(000)A ，，，0)B ，，0)C ，，(020)D ，，，(004)P ，，， (004)AP ∴=，，，0)AC =，，(0)BD =-，，0BD AP ∴=，0BD AC =．BD AP ∴⊥，BD AC ⊥，又PAAC A =，BD ∴⊥平面PAC ．（Ⅱ）设平面PCD 的法向量为(1)x y =，，n则0CD =n ，0PD =n ，又(40)CD =--，，(024)PD =-，，， 40240y y ⎧--=⎪∴⎨-=⎪⎩，，解得2x y ⎧=⎪⎨⎪=⎩，213⎛⎫∴=- ⎪ ⎪⎝⎭，n平面PAC 的法向量取为()0BD ==-，m ， cos <m ，39331>==m n n m n ． ∴二面角A PC D --的大小为arccos31． 20．（本小题满分12分）解：（Ⅰ）()f x 的定义域为R ，20x ax a ∴++≠恒成立，240a a ∴∆=-<，04a ∴<<，即当04a <<时()f x 的定义域为R ．（Ⅱ）22(2)e ()()x x x a f x x ax a +-'=++，令()0f x '≤，得(2)0x x a +-≤． 由()0f x '=，得0x =或2x a =-，又04a <<，02a ∴<<时，由()0f x '<得02x a <<-；当2a =时，()0f x '≥；当24a <<时，由()0f x '<得20a x -<<，即当02a <<时，()f x 的单调减区间为(02)a -，； C当24a <<时，()f x 的单调减区间为(20)a -，． 21．（本小题满分14分）解：（Ⅰ）设椭圆的半焦距为c，依题意3c a a ⎧=⎪⎨⎪=⎩1b ∴=，∴所求椭圆方程为2213x y +=．（Ⅱ）设11()A x y ，，22()B x y ，． （1）当AB x ⊥轴时，AB =． （2）当AB 与x 轴不垂直时， 设直线AB 的方程为y kx m =+．=，得223(1)4m k =+．把y kx m =+代入椭圆方程，整理得222(31)6330k x kmx m +++-=，122631kmx x k -∴+=+，21223(1)31m x x k -=+． 22221(1)()AB k x x ∴=+-22222223612(1)(1)(31)31k m m k k k ⎡⎤-=+-⎢⎥++⎣⎦22222222212(1)(31)3(1)(91)(31)(31)k k m k k k k ++-++==++ 2422212121233(0)34196123696k k k k k k=+=+≠+=++⨯+++≤． 当且仅当2219k k =，即k =时等号成立．当0k =时，AB =综上所述max 2AB =．∴当AB 最大时，AOB △面积取最大值max 12S AB =⨯=． 22．（本小题满分12分）解：（Ⅰ）当1k =，由111212a S a a ==及11a =，得22a =． 当2k ≥时，由1111122k k k k k k k a S S a a a a -+-=-=-，得11()2k k k k a a a a +--=．因为0k a ≠，所以112k k a a +--=．从而211(1)221m a m m -=+-=-．22(1)22m a m m =+-=，*m ∈N ．故*()k a k k =∈N ．（Ⅱ）因为k a k =，所以111k k k b n k n k b a k ++--=-=-+． 所以1121121(1)(2)(1)(1)1(1)21k k k k k k b b b n k n k n b b b b b k k -----+-+-==-- 11(1)(12)k kn C k n n-=-=，，，． 故123n b b b b ++++12311(1)n nn n n n C C C C n -⎡⎤=-+-+-⎣⎦ {}012111(1)n nn n n n C C C C n n ⎡⎤=--+-+-=⎣⎦．Ｂ卷选择题答案：1．Ｄ 2．Ｃ 3．Ａ 4．Ｂ 5．Ｂ 6．Ｃ 7．Ｄ 8．Ａ 9．Ｂ 10．Ｄ 11．Ａ 12．Ｃ。