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国家开放大学电大本科《工程力学》期末考试练习题及答案(试卷测试题号64)

一、选择题（每题5分，共20分）

1.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：平面汇交力系平衡的必要和充分条件是该力系的合力为零。合力为零意味着力系对物体的作用效果相互抵消，物体处于平衡状态。合力偶主要针对力偶系而言；主矢和主矩是一般力系简化的概念，对于平面汇交力系，平衡条件直接表述为合力为零。

2.低碳钢材料在拉伸试验过程中，不发生明显的塑性变形时，承受的最大应力应当小于（）极限。

A.比例

B.弹性

C.屈服

D.强度

答案：B

解析：弹性极限是材料产生弹性变形的最大应力，当应力小于弹性极限时，材料只发生弹性变形，卸载后变形完全恢复，不产生明显的塑性变形。比例极限是应力与应变呈线性关系的最大应力；屈服极限是材料开始产生明显塑性变形时的应力；强度极限是材料所能承受的最大应力。

3.圆轴扭转时，横截面上的切应力（）。

A.与截面到圆心的距离成正比

B.与截面到圆心的距离成反比

C.均匀分布

D.与截面到圆心的距离无关

答案：A

解析：根据圆轴扭转时横截面上切应力的计算公式$\tau=\frac{T\rho}{I_p}$（其中$\tau$为切应力，$T$为扭矩，$\rho$为截面到圆心的距离，$I_p$为极惯性矩），可知圆轴扭转时横截面上的切应力与截面到圆心的距离成正比，在圆心处切应力为零，在圆周处切应力最大。

4.静定结构的几何特征是（）。

A.体系几何不变

B.体系几何可变

C.体系几何不变且无多余约束

D.体系几何不变且有多余约束

答案：C

解析：静定结构是指仅用静力平衡方程就能确定全部反力和内力的结构，其几何特征是体系几何不变且无多余约束。几何可变体系不能作为结构使用；有多余约束的几何不变体系是超静定结构。

二、填空题（每题5分，共20分）

1.力的三要素是指力的大小、方向和______。

答案：作用点

解析：力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点，这三个因素称为力的三要素。改变其中任何一个要素，力对物体的作用效果都会发生改变。

2.轴向拉（压）杆的强度条件是$\sigma_{max}=\frac{F_{Nmax}}{A}\leq[\sigma]$，其中$F_{Nmax}$表示______，$A$表示______，$[\sigma]$表示______。

答案：最大轴力；杆件的横截面面积；材料的许用应力

解析：在轴向拉（压）杆的强度条件中，$F_{Nmax}$是杆件在受力过程中所承受的最大轴力；$A$是杆件的横截面面积，轴力与横截面面积的比值就是横截面上的正应力；$[\sigma]$是材料的许用应力，它是根据材料的极限应力和安全系数确定的，是保证杆件安全工作时所允许的最大应力。

3.梁发生平面弯曲时，其横截面上的内力一般有______和______。

答案：剪力；弯矩

解析：当梁发生平面弯曲时，横截面上通常会同时存在剪力和弯矩。剪力是与横截面相切的内力，它使梁的相邻截面产生相对错动；弯矩是使梁发生弯曲变形的内力，它使梁的轴线由直线变为曲线。

4.平面一般力系向一点简化的结果是一个主矢和一个主矩，主矢的大小和方向与简化中心______，主矩的大小和转向与简化中心______。

答案：无关；有关

解析：平面一般力系向一点简化时，主矢等于原力系中各力的矢量和，其大小和方向只取决于原力系中各力的大小和方向，与简化中心的位置无关；主矩等于原力系中各力对简化中心之矩的代数和，由于力对不同点的矩一般不同，所以主矩的大小和转向与简化中心的位置有关。

三、判断题（每题4分，共20分）

1.物体的平衡就是指物体静止不动。（）

答案：错误

解析：物体的平衡是指物体相对于惯性参考系处于静止或作匀速直线运动的状态，不仅仅是静止不动，匀速直线运动也是平衡状态。

2.胡克定律只适用于塑性变形范围内。（）

答案：错误

解析：胡克定律是指在弹性范围内，应力与应变成正比，即$\sigma=E\varepsilon$（其中$\sigma$为应力，$E$为弹性模量，$\varepsilon$为应变），它只适用于弹性变形范围，当应力超过弹性极限后，材料进入塑性变形阶段，胡克定律不再适用。

3.圆轴扭转时，横截面上的最大切应力发生在圆心处。（）

答案：错误

解析：根据圆轴扭转时横截面上切应力的分布规律，切应力与截面到圆心的距离成正比，圆心处切应力为零，最大切应力发生在圆周处。

4.梁的最大弯矩一定发生在剪力为零的截面上。（）

答案：错误

解析：梁的最大弯矩可能发生在剪力为零的截面上，但不是一定。