工程力学实验考试真题及答案解析

工程力学实验考试真题及答案解析

一、单选题（每题2分，共20分）

1.工程力学实验中，测量长度的常用工具是（）（2分）A.游标卡尺B.千分尺C.弹簧测力计D.位移传感器【答案】A【解析】游标卡尺是工程力学实验中常用的测量长度工具

2.在拉伸实验中，试样断裂时的应力称为（）（2分）A.屈服强度B.极限强度C.弹性模量D.泊松比【答案】B【解析】试样断裂时的应力称为极限强度

3.工程力学实验中，测量应变常用的仪器是（）（2分）A.应变片B.转速计C.温度计D.功率计【答案】A【解析】测量应变常用的仪器是应变片

4.在扭转实验中，试样表面最大剪应力发生在（）（2分）A.试样中心B.试样表面C.试样内部D.试样两端【答案】B【解析】在扭转实验中，试样表面最大剪应力发生在试样表面

5.工程力学实验中，测量力的常用工具是（）（2分）A.天平B.弹簧测力计C.电流表D.电压表【答案】B【解析】测量力的常用工具是弹簧测力计

6.在弯曲实验中，试样中间部分的应力分布是（）（2分）A.均匀分布B.线性分布C.指数分布D.对数分布【答案】B【解析】在弯曲实验中，试样中间部分的应力分布是线性分布

7.工程力学实验中，测量角度常用的工具是（）（2分）A.角尺B.万能角度尺C.水平仪D.经纬仪【答案】B【解析】测量角度常用的工具是万能角度尺

8.在冲击实验中，试样吸收的能量称为（）（2分）A.冲击功B.冲击韧性C.冲击强度D.冲击能量【答案】B【解析】试样吸收的能量称为冲击韧性

9.工程力学实验中，测量位移常用的工具是（）（2分）A.光学杠杆B.位移传感器C.螺旋测微计D.天平【答案】B【解析】测量位移常用的工具是位移传感器

10.在疲劳实验中，试样断裂的原因是（）（2分）A.静载荷作用B.动载荷作用C.材料疲劳D.蠕变【答案】C【解析】试样断裂的原因是材料疲劳

二、多选题（每题4分，共20分）

1.工程力学实验中，常用的实验方法有哪些？（）（4分）A.拉伸实验B.扭转实验C.弯曲实验D.冲击实验E.疲劳实验【答案】A、B、C、D、E【解析】工程力学实验中，常用的实验方法包括拉伸实验、扭转实验、弯曲实验、冲击实验和疲劳实验

2.工程力学实验中，常用的测量仪器有哪些？（）（4分）A.游标卡尺B.千分尺C.弹簧测力计D.位移传感器E.应变片【答案】A、B、C、D、E【解析】工程力学实验中，常用的测量仪器包括游标卡尺、千分尺、弹簧测力计、位移传感器和应变片

3.工程力学实验中，常见的实验现象有哪些？（）（4分）A.屈服现象B.断裂现象C.疲劳现象D.蠕变现象E.应变硬化现象【答案】A、B、C、D、E【解析】工程力学实验中，常见的实验现象包括屈服现象、断裂现象、疲劳现象、蠕变现象和应变硬化现象

4.工程力学实验中，常用的数据处理方法有哪些？（）（4分）A.插值法B.拟合法C.数值积分法D.数值微分法E.统计分析法【答案】A、B、C、D、E【解析】工程力学实验中，常用的数据处理方法包括插值法、拟合法、数值积分法、数值微分法和统计分析法

5.工程力学实验中，常用的实验设备有哪些？（）（4分）A.试验机B.测量仪器C.数据采集系统D.数据处理系统E.实验台架【答案】A、B、C、D、E【解析】工程力学实验中，常用的实验设备包括试验机、测量仪器、数据采集系统、数据处理系统和实验台架

三、填空题（每题4分，共32分）

1.工程力学实验中，测量长度的常用工具是______（4分）【答案】游标卡尺

2.在拉伸实验中，试样断裂时的应力称为______（4分）【答案】极限强度

3.工程力学实验中，测量应变常用的仪器是______（4分）【答案】应变片

4.在扭转实验中，试样表面最大剪应力发生在______（4分）【答案】试样表面

5.工程力学实验中，测量力的常用工具是______（4分）【答案】弹簧测力计

6.在弯曲实验中，试样中间部分的应力分布是______（4分）【答案】线性分布

7.工程力学实验中，测量角度常用的工具是______（4分）【答案】万能角度尺

8.在冲击实验中，试样吸收的能量称为______（4分）【答案】冲击韧性

四、判断题（每题2分，共20分）

1.工程力学实验中，测量长度的常用工具是卷尺（）（2分）【答案】（×）【解析】工程力学实验中，测量长度的常用工具是游标卡尺，而不是卷尺

2.在拉伸实验中，试样断裂时的应力称为屈服强度（）（2分）【答案】（×）【解析】试样断裂时的应力称为极限强度，而不是屈服强度

3.工程力学实验中，测量应变常用的仪器是温度计（）（2分）【答案】（×）【解析】测量应变常用的仪器是应变片，而不是温度计

4.在扭转实验中，试样表面最大剪应力发生在试样中心（）（2分）【答案】（×）【解析】在扭转实验中，试样表面最大剪应力发生在试样表面，而不是试样中心

5.工程力学实验中，测量力的常用工具是天平（）（2分）【答案】（×）【解析】测量力的常用工具是弹簧测力计，而不是天平

6.在弯曲实验中，试样中间部分的应力分布是均匀分布（）（2分）【答案】（×）【解析】在弯曲实验中，试样中间部分的应力分布是线性分布，而不是均匀分布

7.工程力学实验中，测量角度常用的工具是水平仪（）（2分）【答案】（×）【解析】测量角度常用的工具是万能角度尺，而不是水平仪

8.在冲击实验中，试样吸收的能量称为冲击功（）（2分）【答案】（×）【解析】试样吸收的能量称为冲击韧性，而不是冲击功

9.工程力学实验中，测量位移常用的工具是螺旋测微计（）（2分）【答案】（×）【解析】测量位移常用的工具是位移传感器，而不是螺旋测微计

10.在疲劳实验中，试样断裂的原因是蠕变（）（2分）【答案】（×）【解析】试样断裂的原因是材料疲劳，而不是蠕变

五、简答题（每题4分，共20分）

1.简述工程力学实验中常用的实验方法及其特点（4分）【答案】工程力学实验中常用的实验方法包括拉伸实验、扭转实验、弯曲实验、冲击实验和疲劳实验这些实验方法各有特点拉伸实验主要用于测定材料的拉伸强度和弹性模量；扭转实验主要用于测定材料的剪切强度和剪切模量；弯曲实验主要用于测定材料的弯曲强度和弯曲模量；冲击实验主要用于测定材料的冲击韧性和冲击强度；疲劳实验主要用于测定材料的疲劳寿命和疲劳极限

2.简述工程力学实验中常用的测量仪器及其用途（4分）【答案】工程力学实验中常用的测量仪器包括游标卡尺、千分尺、弹簧测力计、位移传感器和应变片游标卡尺主要用于测量长度；千分尺主要用于测量微小尺寸；弹簧测力计主要用于测量力；位移传感器主要用于测量位移；应变片主要用于测量应变

3.简述工程力学实验中常见的实验现象及其意义（4分）【答案】工程力学实验中常见的实验现象包括屈服现象、断裂现象、疲劳现象、蠕变现象和应变硬化现象屈服现象是指材料在受力过程中开始发生塑性变形的现象；断裂现象是指材料在受力过程中发生断裂的现象；疲劳现象是指材料在循环载荷作用下发生断裂的现象；蠕变现象是指材料在高温和恒定载荷作用下发生缓慢变形的现象；应变硬化现象是指材料在塑性变形过程中，随着应变的增加，材料的强度和硬度逐渐增加的现象

4.简述工程力学实验中常用的数据处理方法及其应用（4分）【答案】工程力学实验中常用的数据处理方法包括插值法、拟合法、数值积分法、数值微分法和统计分析法插值法主要用于根据已知数据点估计未知数据点的值；拟合法主要用于根据实验数据拟合出一条曲线，以描述数据的趋势；数值积分法主要用于计算函数的积分；数值微分法主要用于计算函数的导数；统计分析法主要用于分析实验数据的统计特性

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析工程力学实验中拉伸实验的原理、步骤和注意事项（10分）【答案】拉伸实验是工程力学实验中常用的实验方法之一，主要用于测定材料的拉伸强度和弹性模量拉伸实验的原理是通过对试样施加拉伸载荷，测量试样的应力和应变，从而得到材料的力学性能拉伸实验的步骤包括准备试样、安装试样、施加载荷、测量应力和应变、记录数据、分析数据拉伸实验的注意事项包括试样的尺寸和形状应符合标准要求；载荷施加要均匀、稳定；测量仪器要校准；实验过程中要观察试样的变化，防止发生意外

2.分析工程力学实验中弯曲实验的原理、步骤和注意事项（10分）【答案】弯曲实验是工程力学实验中常用的实验方法之一，主要用于测定材料的弯曲强度和弯曲模量弯曲实验的原理是通过对试样施加弯曲载荷，测量试样的应力和应变，从而得到材料的力学性能弯曲实验的步骤包括准备试样、安装试样、施加载荷、测量应力和应变、记录数据、分析数据弯曲实验的注意事项包括试样的尺寸和形状应符合标准要求；载荷施加要均匀、稳定；测量仪器要校准；实验过程中要观察试样的变化，防止发生意外

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.某工程力学实验中，进行了一组拉伸实验，得到以下数据试样长度为100mm，试样直径为10mm，施加的载荷分别为0kN、10kN、20kN、30kN、40kN，对应的伸长量分别为0mm、

0.05mm、

0.10mm、

0.15mm、

0.20mm请根据这些数据，计算材料的弹性模量和屈服强度（25分）【答案】根据给定的数据，首先计算应力和应变应力（σ）=载荷（F）/横截面积（A）应变（ε）=伸长量（ΔL）/原始长度（L）其中，横截面积（A）=π直径/2^2=π10mm/2^2=

78.54mm^2计算应力和应变当载荷为0kN时，应力为0，应变为0；当载荷为10kN时，应力=10kN/

78.54mm^2=

127.32MPa，应变=

0.05mm/100mm=

0.0005；当载荷为20kN时，应力=20kN/

78.54mm^2=

254.64MPa，应变=

0.10mm/100mm=

0.0010；当载荷为30kN时，应力=30kN/

78.54mm^2=

381.96MPa，应变=

0.15mm/100mm=

0.0015；当载荷为40kN时，应力=40kN/

78.54mm^2=

509.28MPa，应变=

0.20mm/100mm=

0.0020根据应力和应变的数据，可以绘制应力-应变曲线，并从曲线上找到屈服点假设屈服点发生在应力为250MPa时，则屈服强度为250MPa根据应力和应变的数据，可以计算弹性模量（E）E=应力/应变取应力和应变的平均值应力平均值=

127.32+

254.64+

381.96+

509.28/4=

336.79MPa应变平均值=

0.0005+

0.0010+

0.0015+

0.0020/4=

0.001125弹性模量E=

336.79MPa/

0.001125=

300.7GPa因此，材料的弹性模量为

300.7GPa，屈服强度为250MPa

2.某工程力学实验中，进行了一组弯曲实验，得到以下数据试样长度为200mm，试样宽度为20mm，试样厚度为5mm，施加的载荷分别为0kN、5kN、10kN、15kN、20kN，对应的挠度分别为0mm、

0.02mm、

0.04mm、

0.06mm、

0.08mm请根据这些数据，计算材料的弯曲强度和弯曲模量（25分）【答案】根据给定的数据，首先计算应力和应变应力（σ）=载荷（F）矩臂（L/2）/宽度厚度^2/6应变（ε）=挠度（Δy）/原始长度（L）其中，矩臂（L/2）=200mm/2=100mm计算应力和应变当载荷为0kN时，应力为0，应变为0；当载荷为5kN时，应力=5kN100mm/20mm5mm^2/6=150MPa，应变=

0.02mm/200mm=

0.0001；当载荷为10kN时，应力=10kN100mm/20mm5mm^2/6=300MPa，应变=

0.04mm/200mm=

0.0002；当载荷为15kN时，应力=15kN100mm/20mm5mm^2/6=450MPa，应变=

0.06mm/200mm=

0.0003；当载荷为20kN时，应力=20kN100mm/20mm5mm^2/6=600MPa，应变=

0.08mm/200mm=

0.0004根据应力和应变的数据，可以绘制应力-应变曲线，并从曲线上找到屈服点假设屈服点发生在应力为350MPa时，则弯曲强度为350MPa根据应力和应变的数据，可以计算弯曲模量（E）E=应力/应变取应力和应变的平均值应力平均值=150+300+450+600/4=375MPa应变平均值=

0.0001+

0.0002+

0.0003+

0.0004/4=

0.000275弯曲模量E=375MPa/

0.000275=

1363.64GPa因此，材料的弯曲强度为350MPa，弯曲模量为

1363.64GPa---标准答案

一、单选题

1.A

2.B

3.A

4.B

5.B

6.B

7.B

8.B

9.B

10.C

二、多选题

1.A、B、C、D、E

2.A、B、C、D、E

3.A、B、C、D、E

4.A、B、C、D、E

5.A、B、C、D、E

三、填空题

1.游标卡尺

2.极限强度

3.应变片

4.试样表面

5.弹簧测力计

6.线性分布

7.万能角度尺

8.冲击韧性

四、判断题

1.（×）

2.（×）

3.（×）

4.（×）

5.（×）

6.（×）

7.（×）

8.（×）

9.（×）

10.（×）

五、简答题

1.工程力学实验中常用的实验方法包括拉伸实验、扭转实验、弯曲实验、冲击实验和疲劳实验这些实验方法各有特点拉伸实验主要用于测定材料的拉伸强度和弹性模量；扭转实验主要用于测定材料的剪切强度和剪切模量；弯曲实验主要用于测定材料的弯曲强度和弯曲模量；冲击实验主要用于测定材料的冲击韧性和冲击强度；疲劳实验主要用于测定材料的疲劳寿命和疲劳极限

2.工程力学实验中常用的测量仪器包括游标卡尺、千分尺、弹簧测力计、位移传感器和应变片游标卡尺主要用于测量长度；千分尺主要用于测量微小尺寸；弹簧测力计主要用于测量力；位移传感器主要用于测量位移；应变片主要用于测量应变

3.工程力学实验中常见的实验现象包括屈服现象、断裂现象、疲劳现象、蠕变现象和应变硬化现象屈服现象是指材料在受力过程中开始发生塑性变形的现象；断裂现象是指材料在受力过程中发生断裂的现象；疲劳现象是指材料在循环载荷作用下发生断裂的现象；蠕变现象是指材料在高温和恒定载荷作用下发生缓慢变形的现象；应变硬化现象是指材料在塑性变形过程中，随着应变的增加，材料的强度和硬度逐渐增加的现象

4.工程力学实验中常用的数据处理方法包括插值法、拟合法、数值积分法、数值微分法和统计分析法插值法主要用于根据已知数据点估计未知数据点的值；拟合法主要用于根据实验数据拟合出一条曲线，以描述数据的趋势；数值积分法主要用于计算函数的积分；数值微分法主要用于计算函数的导数；统计分析法主要用于分析实验数据的统计特性

六、分析题

1.拉伸实验的原理是通过对试样施加拉伸载荷，测量试样的应力和应变，从而得到材料的力学性能拉伸实验的步骤包括准备试样、安装试样、施加载荷、测量应力和应变、记录数据、分析数据拉伸实验的注意事项包括试样的尺寸和形状应符合标准要求；载荷施加要均匀、稳定；测量仪器要校准；实验过程中要观察试样的变化，防止发生意外

2.弯曲实验的原理是通过对试样施加弯曲载荷，测量试样的应力和应变，从而得到材料的力学性能弯曲实验的步骤包括准备试样、安装试样、施加载荷、测量应力和应变、记录数据、分析数据弯曲实验的注意事项包括试样的尺寸和形状应符合标准要求；载荷施加要均匀、稳定；测量仪器要校准；实验过程中要观察试样的变化，防止发生意外

七、综合应用题

1.材料的弹性模量为

300.7GPa，屈服强度为250MPa

2.材料的弯曲强度为350MPa，弯曲模量为

1363.64GPa。