水力学模拟题库带答案(精选)
1. 下列物理量中，有量纲的数为（ ）
a) A ．佛汝德数Fr B. 沿程阻力系数λ b) C ．渗流系数k D. 堰流流量系数m 2. 缓坡明渠中的均匀流是（ ）
a) A ．缓流 B. 急流 C. 临界流 D. 可以是急流或缓流 3. 管流的负压区是指测压管水头线（ ）
A 在基准面以下的部分 B. 在下游自由水面以下的部分 C ． 在管轴线以下的部分 D. 在基准面以上的部分
4. 有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数、糙率和底坡相同，但底坡i 1>i 2，
则其均匀流水深h 1和h 2的关系为（ ）
A ．h 1>h 2 B. h 1 A ．流量 B. 切应力 C. 沿程水头损失 D. 水力坡度 6. 平衡液体的等压面必为（ ） A ．水平面 B. 斜平面 C. 旋转抛物面 D. 与质量力正交的面 7. 理想液体恒定有势流动，当质量力只有重力时， （ ） A 整个流场内各点的总水头)2//(2g u p z ++γ相等 B 只有位于同一流线上的点，总水头)2//(2g u p z ++γ相等 C 沿流线总水头)2//(2g u p z ++γ沿程减小 D 沿流线总水头)2//(2g u p z ++γ沿程增加 8. 有一溢流堰，堰顶厚度为2m ，堰上水头为2m ，则该堰流属于（ ） A ．薄壁堰流 B. 宽顶堰流 C. 实用堰流 D. 明渠水流 9. 同一管道中，当流速不变，温度上升时，则雷诺数（ ） A ．增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 10. 一段直径不变管道的流速从2m/s 增加到4m/s 时，在水流都处于紊流粗糙区时，沿程水 损失是原来的（ ）倍 A ．1 B.2 C. 2 D. 4 1．有一明渠均匀流，通过流量s m Q /553=，底坡0004.0=i ，则其流量模数K = . 2．水泵进口真空计的读数为2/5.24m KN p k =，则该处的相对压强水头为 m 3．矩形断面渠道，水深h=1m ，单宽流量s m q /13=,则该水流的佛汝德数Fr = 。 4．宽顶堰的总水头H 0=2m, 下游水位超过堰顶的高度h s =1.4m ，此时堰流为 出流。 5．渗流杜比公式表明，在渐变渗流中过水断面的流速分布为 。 6．已知谢才系数s m C /1002/1=，则沿程阻力系数λ= 。 7．当液流为 流时，流线与迹线重合。 8．直径为1m 的管道中的水流，其水力半径为 。 1．画出如图示曲面ABC 上的水平压强分布图与压力体图。 2．画出如图短管上的总水头线与测压管水头线。 3．有三段不同底坡的棱柱体渠道首尾相连，每段都很长，且断面形状、尺度及糙率均相同。试定性画出各段渠道中水面曲线可能的连接形式。 四、计算题 （本大题分5小题，共52分） 1．（本小题10分）如图所示，一个封闭水箱，下面有一1/4园柱曲面AB ，宽为1m （垂直于纸面方向），半径R =1m ，m h 21=，m h 32=，计算曲面AB 所受静水总压力的大小、方向和作用点。 2．（本小题10分）有一长度为L 的有压管道，管径d=0.1m ，作用水头H=3m ，在L/2处装一测压管，已知测压管水面高于管轴1m ，不计行进流速，求管道中通过的流量。 ≠上V 0≠下V h 1 h 2 R p 0 i 1=i c i 2 i 3>i c K K 3．（本小题12分）如图示管路渐变段，已知管轴线与水平面夹角o 30=θ，渐变段长L=10m ，渐变段中水体重量G=2KN ，进水管直径m d 2.01=，流速s m V /11=，形心点相对压强水头 m p 50/1=γ水柱高，出水管直径m d 1.02=，不计水头损失，试求固定段管路所受的 作用力x R 和y R 。 4．（本小题10分）在矩形断面河道上，有一单孔的与渠道等宽的泄水闸，已知闸前水深 m H 8=，闸门开度m e 5.2=，闸下游水深m h t 5.4=，闸门宽度m b 8=， （闸门垂向收缩系数625.02=ε，堰流的流量系数34.0=m ，闸孔出流的流量系数H e /18.060.0-=μ），不计行进流速，试求： （1） 通过水闸的流量； （2） 判断闸下游的水流衔接形式，并判断闸下是否要建消能工。 1m H L/2 L H e h t L x y 1 1 2 2 答案： 一、单项选择题（20分） 1.C 2. A 3.C 4.B 5. C 6.D 7.B 8.C 9.A 10.D 二、填空题（16分） 1. 2750m 3/s 2. –2.5m 3. 0.32m 4. 自由出流 5. 矩形/或均匀分布 6．0.00784 7.恒定流 8. 0.25m 三、作图题 一、计算题 1． （10分） 画出水平方向压强分布图（1分）；画出垂直方向压力体图（1分）； 水平方向静水总压力：)(5.24115.28.9←=???==KN A h P c x γ （2分） 垂直方向静水总压力：)(71.21)4/1113(8.92↑=?-???==KN V P z πγ （2分） 总静水总压力：KN P P P z x 73.3271.215.242222=+=+= （1分） 与水平方向的夹角：o x z tg P P tg 5.415 .2471.2111 ===--θ （1分） 距底部B 点的垂直距离：m R e o 663.05.41sin 1sin =?==θ （2分） ≠上V 0≠下V i 1=i c i 2 i 3>i c 2．（10分） 以管道轴线为基准面，列测压管断面和处口断面的能量方程： 得m h f 12/= （4分） 列水箱和出口断面能量方程得，g V g V 2/2/2322++=ξ（5.0=ξ） 所以V=m g 615.33/4= （5分） s l s m VA Q /4.28/0284.04/1.01.0615.33==???==π （1分） 3．（12分） s m V d d V /4)/(12212==， s m A V Q /0314.0311== （1分） 以过1-1断面中心的水平面为基准面，写出1-1和2-2断面能量方程： g V p z g V p z 222222221111αγαγ++=++ 取121==αα （3分） 6 .19430sin 106.191500222++?=++γp o ， 得m p 23.44/2=γ水柱，即22/5.43323.448.9m KN p =?= （2分） 而21/490508.9m KN p =?=， 取1-1和2-2断面间水体为脱离体，假设管壁对水体的作用力为x R 和y R ，（水流方向为x 轴，与水流方向垂直为y 轴） x 方向大的动量方程： )(30sin 112202211V V Q R G A p A p x ββρ-=--- 取121==ββ )(30sin 122211V V Q G A p A p R o x ----=ρ 1000/)14(0314.010005.0200785.05.4330314.0490-?-?-?-?= KN 9.109.014.393.15=---= （3分） y 方向的动量方程： 030cos 0=-G R y KN G R y 73.1866.0230cos 0=?== （2分） 水流对管壁的作用力与x R 和y R 大小相等，方向相反。 （1分） 4．(10分) （1）由于e/H=2.5/8=0.3125<0.65，所以为闸孔出流（1分） 假定为自由出流（1分） s m gH be Q /2.13686.195.28)3125.018.06.0(23=?????-==μ（2分） m e h c 563.15.2625.02=?==ε sm m b Q q /03.17/3== m gh q h h c c c 42.5)1563.18.903.1703.1781(2563.1)181(2332=-???+=-+='' 由于c t h h ''>，所以闸孔为自由出流，假设正确。（2分） （2） m g q h k 09.38.9/03.171/3 232=?==α （1分） 由于k c h h <，所以出闸水流为急流，又k t h h >，所以下游河道为缓流 （1分） 则下游水流衔接形式为远驱式水跃（1分） 要设消能工。（1分） 一、 单项选择题（填写唯一正确答案的编号） （本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1．液体动力粘滞系数μ的单位是（） A.m2/s B.（N. s）/m2 C.N/m2 D.Pa/s 2．流线与等势线的关系为（） A.平行 B.斜交 C.正交 D.不确定 3．在下列底坡渠道中，不可能发生明渠均匀流的底坡为（） A.平坡 B.缓坡 C.陡坡 D.临界坡 4．两种矩形断面渠道，其过水面积A，糙率n，底坡i均相等，但是底宽b及水深h不同，渠道一b1×h1 = 4m×1m，渠道二b2×h2 = 2m×2m，比较渠道中通过的流量相对大小为（） A.Q1 > Q2 B.Q1 = Q2 C.Q1 < Q2 D.无法确定 5．管道发生水击现象时，其水流类型为（） A.有压、恒定均匀流 B.无压恒定非均匀流 C.有压、恒定非均匀流 D.有压非恒定流 6．水流在等直径管中作恒定流动时，其测压管水头线沿程（） A.下降 B.不变 C.上升 D.可上升，亦可下降 7．串联管道，无支流分出，则各管段的（） A.流量相等 B.切应力相等 C.沿程水头损失相等 D.水力坡度相等 8．粘性底层厚度δ随雷诺数Re的增大而（） A.增大 B.不变 C.减小 D.不定 9．圆管水流中的下临界雷诺数等于（） A.2000 B.1500 C.3000 D.5000 10．宽b = 2m的矩形明渠中，通过的流量Q恒定，水深从h1 = 1m渐变到h2 = 2m，其雷诺数之比Re1 / Re2为（） A.1/2 B.2 C.4/3 D.3/2 二、填空题（在空格中填写正确答案） 1．理想液体流动时，切应力τ= 。 2．地下河槽的浸润线共有条。 3．两条梯形断面渠道，其边坡系数m、底坡i及底宽b均相等，但粗糙系数n1> n2，在通过相等流量时，其均匀流水深（即正常水深）的相对大小为h1h2。 4．管道中的水击过程可分为个阶段。 5．处于相对平衡的液体中，等压面与力正交。 6．如图所示，B点的相对压强p B = KN/m2。（γ水银= 13.6γ水） （题6图） （题7图） 7．图示长管中，A 点的相对压强p A = 米水柱。 8．尼古拉兹试验表明，当管道的尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流区的变化为 。 9．水力坡度是单位长度流程上的 。 10．层流时，沿程水头损失h f 与断面平均流速的 次方成正比。 三、 简答题 （本大题共5小题，每小题4分,共20分） 1．什么是绝对压强，什么是相对压强？ 2．均匀流具有的特征是什么？ 3．流线为什么不能相交？ 4．圆管层流和紊流粗糙区时的沿程水头损失分别与速度的一次方和二次方成正比，而两种流态下都能应用达西公式 计算沿程水头损失，它们是否矛盾？为什么？ 5．渗透系数k 值的确定有哪几种方法？ 四、 计算题 1．图示一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m ，管内液面压强p 0=7.8N/cm 2，左支管与大气相通，求左侧管内水面距容器液面的高度h = ？ h L d V g f λ 2 2 2．为将水库中水引至堤外灌溉，安装了一根直径d=1.5m 的虹吸管，当不计水头损失时，求虹吸管顶部s 处的压强。 3． 水密封容器，液面上气体的相对压强p 0=0.5个大气压，在容器底部接一段管路，管长 L= 4m ，与水平面夹角为30°，管径d= 50mm ，若管路进口断面到液面的水头H= 5m ，水流的总水头损失h w = 2.3v 2 /(2g)，求流量Q （容器内水面保持不变，容器内水流速度 近似为零）。 4．已知一射流在平面上以速度v 冲击一斜置平板，平板和射流的夹角?=60α，如不考虑 水头损失即v=v 1=v 2且取动量系数为1，试证明两分流的流量比32 1 =Q Q 。 （注，不考虑水流和平板的摩擦力） 水力学试题（B ）答案 一、单项选择题 1．B 2．C 3．A 4．B 5．D 6．A 7．A 8．C 9．A 10．D 60° Q V （图五题）V 2Q 2 V 1Q 1 二、填空题 1．零 2．4 3．> 4．四 5．质量力 6．9.8 7．2 8．光滑区、过渡粗糙区、粗糙区 9．沿程水头损失 10．一 三、简答题 1．绝对压强是以绝对真空为基准的压强，相对压强是以当地大气压强为基准的压强。 2．①过水断面为平面，过水断面形状、尺寸沿程不变； ②同一流线上的流速相等，流速分布相同，平均流速相同； ③动水压强按静水压强分布。 3．因流线上任一点的切线方向代表该点的流速方向，如果流线相交，在交点出就会出现两个切线方向，而同一时刻同一点流体质点不可能同时向两个方向运动。 4．不矛盾。层流时， λ和Re 成反比，即：vd vd νν λ6464Re 64=== ，则g v d l vd g v d l h f 26422 2??==νλ，即f h ∝v 。 而紊流粗糙区)(d f ?=λ，则 g v d l d f g v d l h f 2)(222???==λ，即f h ∝2 v 5．经验法，室内测定法，野外测定法。 四、计算题 1．解：设容器内水面延长线交左、右测压管 于A 、B 点，则由连通器原理 3000?+==γp p p A C 74.10300108.98.73=??+=-（N/cm 2） . h p p a B ?+=γ , γ/)(a B p p h -= , 而74.10==C B p p （N/cm 2） 则92.95)108.9/(94.0)108.9/()8.974.10(3 3 =?=?-=--h cm ≈0.96m （答：左侧管内水面距容器液面的高度为0.96m 。） ` 2．解：当不计水头损失时，管中的流速 668.738.922=??==gH v m/s 对水面和S 点列能量方程得： 022 =++γ S p g v z 49)2668.72(2 -=?+-=γg p S kN/m 2 或水面S 点和出口断面列能量方程： g v p g v S 22)32(22=+++γ 5-=γS p mh 2o 49 -=S p 3．解：以出口断面中心为基准对水面和出口断面列能量方 程： g v g v 23.22000 108.910 8.95.0)sin 45(2 2 2223 4 +++=+???++αα 12=α44 .83.32128.92≈??=v ∴0166 .005.04 44.8222=?? ==π A v Q 60° Q V V 2Q 2 V 1Q 14．解：由连续性方程：21Q Q Q += x 方向列动量方程： )60cos (22221111=+-v Q Qv v Q ρββρρβ 121===βββ 取1 2=α 44.83 .32128.92≈??=v m/s ∴ 0166.005.04 44.8222=??==π A v Q m 3/s=16.6l/s 扬州大 11.下列物理量中，单位有可能为m2/s的系数为（） A. 运动粘滞系数 B. 动力粘滞系数 C. 体积弹性系数 D. 体积压缩系数 12.临界坡明渠中的均匀流是（） A. 缓流 B. 急流 C. 临界流 D. 可以是急流或缓流 13.下列情况中，总水头线与测压管水头线重合的是（） A. 实际液体 B. 理想液体 C. 长管 D. 短管 14.有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数和底坡相同，糙率n1>n2，则其均 匀流水深h1和h2的关系为（） A．h1>h2 B. h1 15.下列水流中，时变（当地）加速度为零是（） A．恒定流 B. 均匀流 C. 层流 D. 一元流 16.某陡坡渠道，临界水深为1.5m，正常水深为1.0m，当实际水深为1.3m时所发生的水 面曲线为( ) A. a1 B. a2 C. b1 D. b2 17.静止液体中某点的真空压强水头为1m，则该点的绝对压强为（） A. 107.8kN/m2 B. 88.2kN/m2 C. 9.8kN/m2 D. -9.8kN/m2 18.下列水流中，属于非恒定有压流的是（） A. 堰流 B. 水跃 C. 水击 D. 闸孔出流 19.一管径从大到小渐缩的管道中，雷诺数沿水流方向（） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 20.沿程水头损失与流速一次方成正比的水流为（） A. 层流 B. 紊流光滑区 C. 紊流过渡区 D. 紊流粗糙区 1．有一管径d=0.4m 的管道，其糙率n=0.025，则水力半径为m，其流量模数K= m3/s。 2．静水压强的特性为 、 3．有一溢流堰，堰顶厚度为10m ，堰上水头为2m ，则该堰流属于 ；堰上总水头H 0=2m, 下游水位超过堰顶的高度h s =1.4m ，此时堰流为 出流。 4．理想液体与实际液体最主要的区别在于 。 5．渗流达西公式的适用条件为 ，渗流杜比公式与渗流达西公式的区别在于 。 6．已知谢才系数s m C /402/1=，则沿程阻力系数λ= 。 7．当液流为 流时，流线与迹线重合。 8．正坡明渠渐变水流的水面曲线共 条，而正坡地下河槽中渐变渗流的浸润曲线共 条。 9．描述液体运动的两种方法分别为 、 。 1．（本小题12分）如图所示，一个封闭水箱，下面有一1/4园柱曲面AB ，宽为2m （垂直于纸面方向），半径R =1m ，m h 21=，m h 32=，计算曲面AB 所受静水总压力的大小、方向和作用点。 2．（本小题10分）有一长度L=10m 的有压管道，管径d=0.1m ，作用水头H=2.5m ，沿程阻力系数λ=0.02，不计行进流速，管道进口及阀门的局部阻力系数分别为ζ1=0.5、ζ2=1.5。求： （1）阀门全开时管道中通过的流量。 （2）阀门由全开突然关闭时管道中的水击压强水头。（水击波波速为1000m/s ） 3．（本小题14分）如图示一直径m d 15.01=的钢管，水平放置，其末端用螺栓连接一收缩段，水流通过收缩段流入大气中，出口断面直径m d 05.02=，已知管中流速为s m V /31=，不计水头损失，求螺栓所受作用力。 5．（本小题10分）已知一矩形渠道糙率n=0.02，底坡i=0.0001，底宽b=4m ，在发生均匀流时，过水断面形状满足水力最优（佳）断面。求： （1）均匀流时渠道通过的流量； （2）均匀流时佛汝德数及临界水深。 6．（本小题14分）在矩形断面河道上，有一单孔的与渠道等宽的泄水闸，已知闸前水深 m H 6=，闸门开度m e 2=，闸下游水深m h t 3=，闸门宽度m b 4=， （闸门垂向收缩系数625.02=ε，堰流的流量系数34.0=m ，闸孔出流的流量系数H e /18.060.0-=μ），不计行进流速，试求： （1）通过水闸的流量（自由出流）； （2）判断闸下游的水流衔接形式，并判断闸下是否要建消能工。 H e h t 《水力学》（A ）答案 一、单项选择题 1-A ； 2-C ； 3-C ； 4-A ； 5-A 6-D ； 7-B ； 8-C ； 9-A ； 10-A 二、填空题 1 0.1m; s m /083.11.06.133/2=?π 2 静水压强的方向垂直指向作用面；同一点不同方向上的静水压强大小相等 3 宽顶堰；自由出流 4 理想液体不考虑液体的黏滞性 5 层流均匀渗流；达西公式适用于均匀渗流而杜比公式适用与非均匀渐变渗流 6 0.049 7 恒定流 8 8；2 9 拉格朗日法、欧拉法 三、计算题 1 解：水平分力： kN N A gh P x cx x 4.2929400125.18.91000==????==ρ （3’） 垂直分力： kN N gV P z 806.232.23806)14 2212(8.910002 ==??-????==π ρ (3’) 合力： kN P P P z x 83.378.234.292222=+=+= (2’) 方向：与χ方向的夹角为 00.398097.04.29806 .23====arctg arctg P P arctg x z θ (2’) 作用点距水箱底部距离： m R e 629.039sin 1sin 0=?==θ (2’) 2 解：（1）列水箱断面和出口断面的能量方程（出口断面中心所在平面为基准面），得： g V g V D L g V g V g V g V d L H 252)1(22222 221222212=+++=+++=ζζλζζλ (5’) 所以s m gH V /13.35/5.26.195/2=?== s m VA Q /02458.01.04 13.332=??==π (2’) （2）m V g a H 4.31913.38 .91000=?==? (3’) 3 解：s m d V A V Q /053.015.04 34 32211 11=?? ===π π (1’) s m d d V V /2733)/(222112=?== (1’) 列管道和出口断面的能量方程： w h g V g p z g V g p z +++=++222 222221111αραρ 代入数据得： 06 .1927006.1930221+++=++ g p ρ 所以：21/360m kN p = (5’) N kN A p P 74.636136174.615.04 3602 111==?? ==π (1’) 02=P (1’) 假定螺栓对水流的作用力为R （方向左） 则由动量方程得： ∑ -=--=)(112221V V Q R P P F x ββρ (2’) 即：N V V Q P R 74.5089)327(053.0100074.6361)(121=-?-=--=ρ (2’) 水流对螺栓的作用力R ’=R ，方向向右。(1’) 4 解：（1）22y x y u x -=??=ψ (2’) xy x u y 2-=??- =ψ (2’) （2）0)22(2 1)(21=+-=??-??= y y y u x u x y z ω 所以为无旋流 (3’) dy xy dx y x dy u dx u d y x )2()(22-+-=+=φ C x y x +-==233/φ (3’) 5 解：（1）水力最优断面时，水深h=2m (1’) 则水力半径m h b bh x A R 12 242 42=?+?=+== (1’) s m R n i V /5.0102.00001.03 /23/22/1=?== (2’) s m Vbh VA Q /485.03=?=== (2’) （2）113.02 8.95.0=?= = gh V Fr (2’) m g q h c 467.0102.08 .9)4/4(33232==== (2’) 6 解：（1）54.06/218.060.0/18.060.0=?-=-=H e μ （1’） s m gH be Q /85.4666.192454.023=????==μ (4’) （2）m e h c 25.12625.02=?==ε (1’) m s m b Q q //71.114/85.46/3=== m gh q h h c c c 15.4)125.18.971.1181(225.1)181(23 2 32=-??+=-+='' (4’) 由于m h m h t c 315.4=<='' 所以是远驱式水跃衔接 (2’) 需设置消能工 (2’) 1．下列物理量中，无量纲的数为（ ） A ．动力粘滞系数（动力粘度）η B ．渗透系数k C ．堰闸侧收缩系数1ε D ．谢齐系数C 2．某变径管的雷诺数之比Re1∶Re2=1∶2，则其管径之比d1∶d2为（ ） A ．2∶1 B ．1∶1 C ．1∶2 D ．1∶4 3．下列论述正确的为（ ） A ．液体的粘度随温度的减小而减小； B ．静水压力属于质量力； C ．相对平衡液体中的等压面可以是倾斜平面或曲面； D ．急变流过水断面上的测压管水头相等。 4．明渠水流中发生2b 型水面曲线，则该水流为（ ） A ．均匀的缓流； B ．均匀的急流； C ．非均匀的缓流； D ．非均匀的急流； 5．断面单位能量s E 随水深h 的变化规律是( ) A ．s E 存在极大值 B ．s E 存在极小值 C ．s E 随h 增加而单调增加 D ．s E 随h 增加而单调减少 6．有两条梯形断面渠道1和2，已知其底坡、边坡系数、糙率和底宽相同，但流量Q 1>Q 2，则其均匀流水深h 1和h 2的关系为（ ） A ．h 1>h 2 B ．h 1 C ．h 1=h 2 D ．无法确定 7．某输水管道长度L=1000m ， 若发生水击时水击波速a=1000m/s, 则水击周期为（ ）秒。 A ． 1 B ．2 C ．3 D ． 4 8．渗流的达西定律适用的条件，除渗透介质是均质各向同性外，还要满足：（ ） A ．恒定非均匀渐变流； B ．恒定非均匀层流 C ．恒定均匀紊流 D ．恒定均匀层流 9．两沿程阻力系数相同且长度相同的并联圆形管道，已知212d d =，则流量之比21:Q Q 为( ) A ．2:1 B ．5.22:1 C ．3/82:1 D ．3 /162:1 10．层流的沿程阻力系数（ ） A ．仅与雷诺数有关 B ．仅与相对粗糙度有关 C ．与雷诺数及相对粗糙度有关 D ．是常数 1．有一管径d=4m 的管道，其糙率n =0.025，则谢才系数为 s m /5 .0，沿程阻力系 数为 。 2．恒定流动的_______加速度为零，均匀流动的___ ___加速度为零。 3．雷诺数的物理意义是表示惯性力和 力之比；而佛汝德数的物理意义是表示惯性力和 力之比。 4．明渠层流的流速分布为 形；而恒定渐变渗流的流速分布为 形。 5．平底水闸闸下出流的水跃淹没系数表示的是 和 比值。 6．液体质点运动的基本形式包含平移、旋转、 和 。 7．单位流程上的水头损失称为 。 8．液体平衡微分方程的积分条件是 。 9．图示长管中，A 点的相对压强p A = 米水柱。 三、计算题 （本大题分6小题，共70分） 1．（本小题12分）某半圆柱面挡水建筑物，半径R =2m ，宽度m b 2=，距自由液面m h 2=的上端A 与一挡水板相连，求（1）求曲面下端B 的绝对压强和相对压强；（2）试计算曲面AB 所受静水总压力的大小、方向和作用点。 2．（本小题10分）有一长度为L=10m 的有压管道连结两水池（不计水池中流速），管径d=0.1m ，两水池水位差Z=3.5m ，在L/2处装一测压管，已知管道进口和出口的局部阻力系数分别为0.5和1.0，管道沿程阻力系数为0.02，求(1)管道中通过的流量；（2）测压管水面比下游水池水面高多少。 3．（本小题14分）如图一矩形断面渠道，底宽为3m ，渠底在某处抬高0.3m ，水深原来是2m ，抬高后水面降低0.1m ，流量为6m 3/s ，（1）求1-1和2-2两断面间的水头损失；（2）求水流对坎的冲击力。 5．（本小题10分）已知一矩形渠道糙率n=0.02，底坡i=0.0001，临界水深为m h k 5=，在发生均匀流时，过水断面形状满足水力最优（佳）断面。求： （1）均匀流时渠道通过的流量； （2）均匀流时渠道断面尺寸。 6．（本小题14分）在矩形断面河道上，有一单孔的与渠道等宽的泄水闸，已知闸前水深 m H 4=，闸门开度m e 1=，闸下游水深m h t 2=，闸门宽度m b 2=， （闸门的流速系数98.0=?，堰流的流量系数34.0=m ，闸孔出流的流量系数H e /18.060.0-=μ），不计行进 流速，试求： （1）通过水闸的流量，并判别闸下是自由出流还是淹没出流； （2）判断闸下游的水流衔接形式，并判断闸下是否要建消能工。 H e h t 《水力学》（A ）答案 （水工04级，2006-07-05） 一、单项选择题 1-C ； 2-A ； 3-C ； 4-D ； 5-B ； 6-A ； 7-B ； 8-D ； 9-B ； 10-A 二、填空题 1 40；0.049 2 当地；迁移 3 粘滞；重 4 抛物线；矩 5 下游水深；收缩断面跃后水深 6 线变形；角变形 7 水力坡度 8 质量力有势 9 2 三、计算题 1 解：（1）B 点绝对压强： 2/8.156)222(8.998)2(m kN R h g p p a B =?+?+=++='ρ （2’） B 点相对压强： 2/8.58988.156m kN p p p a B B =-=-'= (2’) （2）水平分力： kN Rb R h g A gh P x cx x 6.31324)22(8.92)(=??+?=+==ρρ （2’） 垂直分力： N b R g gV P z 15.123222 8.92 2 2=??? ===π π ρρ (2’) 合力： kN P P P z x 9.33615.1236.3132222=+=+= (1’) 方向：与χ方向的夹角为 044.21393.06 .31315.123====arctg arctg P P arctg x z θ (1’) 作用点距水箱底部距离： m R R e 269.1)3655.01(2)44.21sin 1(2sin 0 =-=-=-=θ (2’) 或距水面 m e R h e 731.4269.162=-=-+=' 2 解：(1)列上下游水池断面的能量方程（基准面取下游水池水面）： g V d L g V g V Z 222222λξξ++=出进 =g V g V 25.32)1.01002.00.15.0(2 2=?++(3’) 所以有 122 =g V ，即V=4.43m/s ，则s m V d Q /0348.043.41.0414.34322=??==π (2’) (2)列测压管断面和下游水池断面的能量方程（基准面取下游水池水面）： g V d L g V g V h 25.0222 22λξ+=+出 (3’) 所以m g V d L h 111 .010 02.05.025.02=???==λ (2’) 3 (1)s m bh Q V /123611=?== （1’）；s m bh Q V /25.1) 3.01.02(36 22=--?== (1’) 列出上下游断面的能量方程（基准面取为上游河底）：(1’) w h g V p z g V p z ++ + =+ + 222 222 22 111 1αγ αγ (2’) 所以 m g V p z g V p z h w 0713.00287.01.0)6 .1925.109.1()6.19102(2)2(2 22 222 22 111 1=-=++-++=+ + -+ + =αγ αγ (2’) (2)取1-1和2-2断面间水体受力分析，取水流方向为x 方向，列x 方向动量方程：(1’) )(112221V V Q R P P ββρ-=-- (1’) kN b gH P 8.58328.95.02122 21=???== ρ (1’) kN b gh P 632.373)3.01.02(8.95.02122 22=?--??==ρ (1’) kN V V Q P P R 668.19)125.1(6632.378.58)(11 2221=---=---=ββρ (2’) 水流对坎的冲击力与R 大小相等，方向相反。 (1’) 1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 答案：c （2）在平衡液体中，质量力与等压面（） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 答案：d （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（） a、8； b、4； c、2； d、1。 答案：b （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于 a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 答案：c （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m 答案：c （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 答案：c （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 答案：b （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为 a、缓流； b、急流； c、临界流； 答案：b 水力学试题1 一、填空题 1．有一管径d=0.4m 的管道，其糙率n=0.025，则水力半径为 m，其流量模数K= m3/s。 2．静水压强的特性 为、 。3．有一溢流堰，堰顶厚度为10m，堰上水头为2m，则该堰流属于；堰上总水头H0=2m, 下游水位超过堰顶的高度 h s=1.4m，此时堰流为出流。 4．理想液体与实际液体最主要的区别在于。5．渗流达西公式的适用条件为，渗流杜比公式与渗流达西公式的区别在于。 6．已知谢才系数s 402/1 =，则沿程阻力系数λ= 。 C/ m 7．当液流为流时，流线与迹线重合。 8．正坡明渠渐变水流的水面曲线共条，而正坡地下河槽中渐变渗流的浸润曲线共条。 9．描述液体运动的两种方法分别 为、。 二、选择题： 1、在静止液体中，静水压强的方向总是（） A、倾斜指向受压面 B、平行于受压面 C、垂直指向受压面 D、背离受压面 2、液体中某点的绝对压强为108kN/2m，则该点的相对压强为（） A、1 kN/2m B、2 kN/2m C、8 kN/2m D、10 kN/2m 3、图示容器中有两种液体，密度ρ2 > ρ1，则 A、B 两测压管中的液面必为（） A、B管高于A管 B、A管高于B管 C、AB两管同高 D、不能确定 4、一个工程大气压相当于（）m水柱高。一个工程大气压1p a=98kN/m2=736mmHg柱=10m水柱 A、9.8 B、10 C、98 D、1000 5、沿程水头损失与断面平均流速的一次方成正比的水流属（） 220328d vl r vl h f γμγμ==（圆管层流） A 、层流区 B 、紊流水力光滑区 C 、紊流过渡区 D 、紊流水力粗糙区 6、矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比β等于（ ） A 、1 B 、2 C 、3 D 、4 7、佛汝德数Fr 是判别下列哪种流态的重要的无量纲数（ ） A 、急流和缓流 B 、均匀流和非均匀流 C 、层流和紊流 D 、恒定流和非恒定流。 8、在临界坡上发生明渠均匀流时，正常水深0h 和临界水深k h 的 关系是（ ） A 、0h ＞k h B 、0h ＜k h C 、0h ＝k h D 、0h ≥k h 9、闸孔出流的流量与闸前水头（ ）成正比 A 、1次方 B 、2次方 C 、0.5次方 D 、2/3次方 10、对WES 曲线型实用堰来说，当实际水头小于设计水头时， 实用堰的实际过水能力（ ）设计过水能力。 A 、大于 B 、小于 C 、等于 D 、不一定 2007年 一 ，名词解释： 1．连续介质：流体质点完全充满所占空间，没有间隙存在，其物理性质和运动要素都是连 续分布的介质。 2．流线： 某一确定时刻t ，在流场中一定有这样的曲线存在，使得曲线上各点处的流体质 点的流速都在切线方向，这样的曲线就叫做该时刻t 的流线。 3．长管：在水力计算中，管道沿程阻力远远大于局部阻力，局部阻力可以忽略不计的管道。 4．水跃：明渠水流从急流过渡到缓流状态时，会产生一种水面突然跃起的特殊局部水里现 象，既在较短的渠段内水深从小于临界水深急剧地跃到大于临界水深的现象。 5。渗流模型： 在保持渗流区原有边界条件和渗透流量不变的条件下，把渗流看成是由液体 质点充满全部渗流区的连续总流流动。 二，解答题 1. 温度对流体粘性系数有何影响？原因何在？ 答：温度升高时液体的粘滞系数降低，流动性增加，气体则相反，粘滞系数增大。这是因为液体的粘性主要由分子间的内聚力造成的。温度升高时，分子间的内聚力减小，粘滞系数就要降低。造成气体粘性的主要原因则是气体内部分子的运动，它使得速度不同的相邻气体层之间发生质量和动量的变换。当温度升高时，气体分子运动的速度加大，速度不同的相邻气体层之间的质量交换随之加剧，所以，气体的粘性将增大。 2. 写出总流伯努利方程，解释各项及方程的物理意义。 答：总流伯努利方程为：l h g V P Z g V P Z +++=++222 222 22 111 1αγαγ 其中：Z 表示总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的平均位置势能 γP 表示总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的平均压强势能。 g V 22 α 表示总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的平均动能。 l h 表示总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的平均机械能损失，称 为总流水头损失 γ P Z H P += 代表总流过流断面上单位重量流体的平均势能 g V P Z H 22 αγ++= 代表总流过流断面上单位重量流体的平均机械能 3. 长度比尺为40的传播模型实验，测得船速为1.2m/s 时模型受到的波浪阻力为0.03N ， 试求原型船速和原型船舶所受到的波浪阻力（以重力作用为主） 答：根据牛顿一般相似原理：力的比例尺：2222p p p p F m m m m F l v F l v ρλρ== 水力学试题 第一部分选择题(共20分) 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.某流体的运动粘度v=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其动力粘度μ为( ) A.3.75×10-9Pa·s B.2.4×10-3Pa·s C.2.4×105Pa·s D.2.4×109Pa·s 2.图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是 A.1-1断面和2-2断面 B.2-2断面和3-3断面 C.1-1断面和3-3断面 D.3-3断面和4-4断面 3.如图所示，孔板上各孔口的大小形状相同，则各孔口的出流量是( ) A.Q A>Q B B.Q A=Q B C.Q A A. B. C.+ D.+ + 6.在已知通过流量Q、渠道底坡i、边坡系数m及粗糙系数n的条件下，计算梯形断面渠道尺寸的补充条件及设问不能是( ) A.给定水深h，求底宽b B.给定宽深比β，求水深h与底宽b C.给定最大允许流速［v］max，求水底h与底宽b D.给定水力坡度J，求水深与底宽 7.断面单位能量随水深的变化规律是( ) A.存在极大值 B.存在极小值 C.随增加而单调增加 D.随增加而单调减少 8.下列各型水面曲线中，表现为上凸型的水面曲线是( ) A.M3型 B.C3型 C.S3型 D.H3型 9.根据堰顶厚度与堰上水头的比值，堰可分为( ) A.宽顶堰、实用堰和薄壁堰 B.自由溢流堰、淹没溢流堰和侧收缩堰 C.三角堰、梯形堰和矩形堰 D.溢流堰、曲线型实用堰和折线型实用堰 10.速度v、长度l、运动粘度v的无量纲组合是( ) A. B. C. D. 第二部分非选择题(共80分) 二、填空题(本大题共10空，每空1分，共10分) 不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均分无。 11.潜体所受浮力的大小与其所在液体的______成正比。 12.恒定流是各空间点上的运动参数都不随______变化的流动。 13.圆管流的临界雷诺数Re c为______。 14.水由孔口直接流入另一水体中，称为______出流。 15.在相同的作用水头作用下，同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量______。 16.渠道中的水深h大于临界水深h c时，水流流态为______。 17.水跃函数相等的两个不同水深称为______。 18.自由出流宽顶堰堰上水流流态为______。 19.达西定律适用于______渗流。 20.具有自由液面的水流模型试验，一般选用______准则设计模型。 三、名词解释题(本大题共5小题，每小题2分，共10分) 21.粘性 22.断面平均流速 23.粘性底层 24.短管 25.临界底坡 四、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分) 26.试述液体静力学的基本方程及其各项的物理意义。 27.如图所示，一倒置U形管，上部为油，其密度ρoil=800kg/m3，用来测定水管中的A点流速u A，若读数△h=200mm，求该点流速μA。 水力学模拟试题及答案（一） 1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（ C ） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力 （2）在平衡液体中，质量力与等压面（） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 答案：d （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（） a、8； b、4； c、2； d、1。 答案：b （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于 a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 答案：c （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m 答案：c （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 答案：c （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 答案：b （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为 a、缓流； b、急流； c、临界流； 答案：b 扬州大学试卷（附答案） 水力学试题（B） 班级学号姓名成绩 一、单项选择题（填写唯一正确答案的编号） （本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1．液体动力粘滞系数μ的单位是（） A.m2/s B.（N. s）/m2 C.N/m2 D.Pa/s 2．流线与等势线的关系为（） A.平行 B.斜交 C.正交 D.不确定 3．在下列底坡渠道中，不可能发生明渠均匀流的底坡为（） A.平坡 B.缓坡 C.陡坡 D.临界坡 4．两种矩形断面渠道，其过水面积A，糙率n，底坡i均相等，但是底宽b及水深h不同，渠道一b1×h1 = 4m×1m，渠道二b2×h2 = 2m×2m，比较渠道中通过的流量相对大小为（） A.Q1 > Q2 B.Q1 = Q2 C.Q1 < Q2 D.无法确定 5．管道发生水击现象时，其水流类型为（） A.有压、恒定均匀流 B.无压恒定非均匀流 C.有压、恒定非均匀流 D.有压非恒定流 6．水流在等直径管中作恒定流动时，其测压管水头线沿程（） A.下降 B.不变 C.上升 D.可上升，亦可下降 7．串联管道，无支流分出，则各管段的（） A.流量相等 B.切应力相等 C.沿程水头损失相等 D.水力坡度相等 8．粘性底层厚度δ随雷诺数Re的增大而（） A.增大 B.不变 C.减小 D.不定 9．圆管水流中的下临界雷诺数等于（） A.2000 B.1500 C.3000 D.5000 10．宽b = 2m的矩形明渠中，通过的流量Q恒定，水深从h1 = 1m渐变到h2 = 2m，其雷诺数之比Re1 / Re2为（） A.1/2 B.2 C.4/3 D.3/2 二、填空题（在空格中填写正确答案） （本大题共10小题，每小题2分，共20分） 水力学模拟试题库 一、判断题: (20分) 1.液体边界层的厚度总是沿所绕物体的长度减少的。（） 2.只要是平面液流即二元流，流函数都存在。（） 3.在落水的过程中，同一水位情况下，非恒定流的水面坡度比恒 定流时小，因而其流量亦小。（） 4.渗流模型中、过水断面上各点渗流流速的大小都一样，任一点 的渗流流速将与断面平均流速相等。（） 5.正坡明槽的浸润线只有两种形式，且存在于a、c两区。（） 6.平面势流的流函数与流速势函数一样是一个非调和函数。 （） 7.边界层内的液流型态只能是紊流。（） 8.平面势流流网就是流线和等势线正交构成的网状图形。 （） 9.达西公式与杜比公式都表明：在过水断面上各点的惨流流速都与断面平均流速相等。（） 10.在非恒定流情况下，过水断面上的水面坡度、流速、流量水位 的最大值并不在同一时刻出现。（） 二、填空题: (20分) 1.流场中，各运动要素的分析方法常在流场中任取一个微小平行六面体来研究，那么微小平行六面体最普遍的运动形式有：，，，，四种。 2.土的渗透恃性由：，二方面决定。 3.水击类型有：，两类。 4.泄水建筑物下游衔接与消能措施主要有，，三种。 5.构成液体对所绕物体的阻力的两部分是：，。 6.从理论上看，探索液体运动基本规律的两种不同的途径是：，。 7.在明渠恒定渐变流的能量方程式：J= J W+J V +J f 中，J V的物理意义是：。 8.在水力学中，拉普拉斯方程解法最常用的有：，，复变函数法，数值解法等。 9.加大下游水深的工程措施主要有：，使下游形成消能池；，使坎前形成消能池。 三计算题 1(15分).已知液体作平面流动的流场为： u x = y2–x2+2x u y = 2xy–2y 试问：①此流动是否存在流函数ψ，如存在，试求之； ②此流动是否存在速度势φ，如存在，试求之。 2(15分).某分洪闸，底坎为曲线型低堰．泄洪单宽流量q=11m2/s,上下游堰高相等为2米，下游水深h t=3米，堰前较远处液面到堰顶的高度为5米，若取?=0.903，试判断水跃形式，并建议下游衔接的形式。（E0=h c+q2/2g?2h c2） 3(15分).设某河槽剖面地层情况如图示，左岸透水层中有地下水渗入河槽，河槽水深1.0米，在距离河道1000米处的地下水深度为2.5米，当此河槽下游修建水库后，此河槽水位抬高了4米，若离左岸 1000米处的地下水位不变，试问在修建水库后单位长度上渗入流量减少多少? 其中 k=0.002cm/s ； s.i=h2-h1+2.3h0lg[(h2-h0)/( h1-h0)] (1)在水力学中，单位质量力是指( ) a、单位面积液体受到的质量力；b单位体积液体受到的质 量力； c单位质量液体受到的质量力；d单位重量液体受到的质量力。 答案：C (2)在平衡液体中，质量力与等压面( ) a、重合；b平行c、相交；d正交。 答案：d (3)液体中某点的绝对压强为100kN/m2,贝U该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b 2 kN/m2c、5 kN/m2d、10 kN/m2 答案：b (4)水力学中的一维流动是指( ) a、恒定流动；b均匀流动； c层流运动；d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d (5)有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=() a、8； b 4； c 2；d、1。 答案：b (6)已知液体流动的沿程水力摩擦系数，与边壁相对粗糙度和雷诺数Re 都有关，即可以判断该液体流动属于 a、层流区；b紊流光滑区；c紊流过渡粗糙区；d、 紊流粗糙区 答案：C （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波 速C=Iooom/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速V Q为 a、1.54m b 、2.0m C 、2.45m d、 3.22m 答案：C （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流；b恒定非均匀流； c非恒定均匀流；d、非恒定非均匀流。 答案：C （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流；b均匀急流；C非均匀缓流；d、非均匀 急流。 答案：b-+ （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s,已知渠 中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为HVHk 激流 a、缓流；b急流；C临界流；答案：b （11）闸孔出流的流量 1临界xx： 以全渠的临界水深作均匀流动时相应的底坡称为临界底坡。 2造床流量： 为了便于对河床演变进行研究，用一个与多年流量过程的综合造床作用相当的流量作为代表流量。 3、桥孔净长： 桥孔长度扣除全部桥墩宽度后的长度成为桥孔净长。 4、抽样误差： 用样本代表总体确定参数时必定存在一定误差，这个误差称为抽样误差。 5、重现期： 洪水频率的倒数，即某一变量在若干年后再次出现的时距。 1、易流动性： 静止时，液体不能承受切力、抵抗剪切变形的特性。 2、局部阻力： 局部边界条件急剧改变引起流速沿程突变所产生的惯性阻力。 3、弯曲系数： 河道全长与河源到xx的直线xxxx。 4、河槽集流： 坡面汇流由溪而涧进入河槽，最后到达流域出口断面的过程。 5、设计流量： 符合规定频率标准的流量。 1、xx均匀流： 水流的水深、断面平均流速沿程都不变的均匀流动。 2、流域： 一条河流两侧汇集水流的区域称为该河流的流域。 3、河相关系： 河流在水流、泥沙及河床的长期相互作用下，能形成与所在河段具体条件相适应的某种均衡状态，这种均衡状态与河流的有关部门要素常存在某种函数关系，这种函数关系称为河流的河相关系。 4、冲止流速： 桥下一般冲刷停止时垂线平均流速。 5、xx频率： P=m/n*100%，n年中等于或大于洪水流量的年数与具有最大流量值的总年数的比值。 1、临界水深： 在断面形式与流量给定的条件下，相对应于断面比能为最小时的水深。 2、径流总量： 一段时间内通过河流过水断面的总水量。 3、造床流量： 为了便于对河床演变进行研究，用一个与多年流量过程的综合造床作用相当的流量作为代表流量，称为造床流量。 4、桥孔xx： 设计水位上两桥台前缘之间的水面宽度。 水力学自测练习题之试题3 水力学自测练习题之试题(三) 一、是非题（正确的划“√”，错误的划“×”） （本大题分17小题，每小题1分，共17分） 1、水力学是研究液体机械运动和分子运动规律的学科。（） 2、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。（） 3、谢才系数C的单位是m。（） 4、均匀流中只考虑沿程水头损失；渐变流中只考虑局部水头损失。（） 5、公式既适用于层流，也适用于紊流。（） 6、当H=2m，δ=30m，如图所示的建筑物为宽顶堰。（） 7、对于实用堰与宽顶堰，只要下游水位不超过堰顶时，就一定是自由出流。（） 8、渗流模型流速与真实渗流流速数值相等。（） 9、渗流压强与基准面的选择有关。（） 10、液体流层之间的内摩擦力与液体所承受的压力有关。（） 11、在管道水力计算中，所谓“长管”就是说管很长，所谓“短管”就是管道很短。（） 12、并联长管道各管段的流量一定不相等。（） 13、当管道长度L大于10倍作用水头H时，称为“长管”。（） 14、长直棱柱形正坡（i＞0）明渠中，作恒定流的水流，一定是均匀流。 （） 15、小流量时三角形薄壁堰比矩形薄壁堰流量的精度高些。（） 16、不可压缩液体连续方程既适用于恒定流，也适用于非恒定流。（） 17、沿任意封闭曲线的速度环量为零的流速场为无涡流（无旋流）。（） 二、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）（本大题分8小题，每小题2分，共16分） 1、盛水容器a和b的测压管水面位置如图（a）、（b）所示，其底部压强分别为pa和pb。若两容器内水深相等，则pa和pb的关系为（） （1）pa ＞pb （2）pa ＜pb （3）pa = pb （4）无法确定 2、静水压力的方向（） （1）与受力面平行（2）与受力面斜交 （3）与受力面外法线方向一致（4）与受力面内法线方向一致 3、层流断面流速分布规律符合（） （1）对数分布（2）直线分布 （3）抛物线分布（4）椭圆分布 4、平底棱柱形明渠的水跃函数θ（h′）与θ（h″）的关系是（） （1）θ（h′）=θ（h″）（2）θ（h′）＞θ（h″） （3）θ（h′）＜θ（h″）（4）无法确定 5、缓坡上发生均匀流必定是（） （1）缓流（2）缓变流 （3）急流（4）临界流 6、有一薄壁圆形孔口。已知孔口直径d=10cm，则属于小孔口出流的相应水 头为（） （1）0.5m （2）0.7m （3）0.9m （4）1.2m 7、宽顶堰流量系数m的最大值为（） （1）0.30 （2）0.385 （3）0.502 （4）0.75 8、流函数（） （1）在等势面上为常量（2）只有无旋流动中才存在 （3）沿流线为常量（4）表达了速度与压强的关系 三、填空题（在空格中填写正确答案）（本大题分4小题，每空1分，共8分） 《水力学》试卷 班级：姓名：学号：成绩： 一、单项选择题（填写唯一正确答案的编号） （本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1.下列物理量中，有量纲的数为（） a)A．佛汝德数Fr B. 沿程阻力系数λ b)C．渗流系数k D. 堰流流量系数m 2.缓坡明渠中的均匀流是（） a)A．缓流 B. 急流 C. 临界流 D. 可以是急流或缓流 3.管流的负压区是指测压管水头线（） A在基准面以下的部分 B. 在下游自由水面以下的部分 C．在管轴线以下的部分 D. 在基准面以上的部分 4.有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数、糙率和底坡相同，但底坡i1>i2， 则其均匀流水深h1和h2的关系为（） A．h1>h2 B. h1 单选题（共10题，共40分） 1. _______是研究作用在液体上的力与运动要素之间的关系，以及液体运动的基本规律。（） A 水静力学 B 水动力学 C 土动力学 D 土静力学 参考答案：B；考生答案：B；试题分数：4；考生得分：4 2. 静止液体中同一点各方向的压强 A 大小相等 B 大小不等 C 仅水平方向数值相等 D 铅直方向数值最大 参考答案：A；考生答案：A；试题分数：4；考生得分：4 3. 在均质、连通的液体中，水平面是等压面，这就是___原理。 A 连通器原理 B 动量原理 C 帕斯卡原理 D 阿基米德原理 参考答案：A；考生答案：A；试题分数：4；考生得分：4 4. 作用于淹没物体上的静水总压力只有一个铅垂向上的浮力，其大小等于该物体所排开的同体积的水重，这是著名的_____原理。 A 连通器原理 B 动量原理 C 帕斯卡原理 D 阿基米德原理 参考答案：D；考生答案：D；试题分数：4；考生得分：4 5. 理想液体的总水头线是一条 A 抛物线 B 水平线 C 曲线 D 斜直线 参考答案：B；考生答案：B；试题分数：4；考生得分：4 6. 总流的动量方程为，如果由动量方程求得的力为负值说明______（） A 说明原假设的力的方向不对，反向即可。 B 说明方程中流速的取值出现错误。 C 说明方程中流量的取值出现错误。 D 说明方程中流速和流量的取值均出现错误。 参考答案：A；考生答案：A；试题分数：4；考生得分：4 7. 雷诺数Re是用来判别下列何种流动的重要无量纲系数 A 均匀流与非均匀流 B 层流与紊流 C 急流与缓流 D 明流与管流 参考答案：B；考生答案：B；试题分数：4；考生得分：4 8. 当水流的沿程水头损失系数λ只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于 A 紊流粗糙区 B 紊流光滑区 C 紊流过渡区 D 层流区 参考答案：A；考生答案：A；试题分数：4；考生得分：4 水力学试题及答案6657999 选择题（单选题） 1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ） （a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒；（c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 1.2 作用于流体的质量力包括：（c ） （a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。 1.3 单位质量力的国际单位是：（d ） （a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2 /s m 。 1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b ） （a ）剪应力和压强；（b ）剪应力和剪应变率；（c ）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。 1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b ） （a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。 1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（a ） （a ）2 /s m ；（b ）2 /m N ；（c ）m kg /；（d ）2 /m s N ?。 1.7 无黏性流体的特征是：（c ） （a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无 黏性；（d ）符合RT p =ρ 。 1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增 大约为：（a ） （a ）1/20000；（b ）1/10000；（c ）1/4000；（d ）1/2000。 1.9 水的密度为10003 kg/m ，2L 水的质量和重量是多少？ 解： 10000.0022m V ρ==?=（kg ） 29.80719.614 G mg ==?=（N ） 答：2L 水的质量是2 kg ，重量是19.614N 。 1.10 体积为0.53 m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？ 解： 44109.807899.3580.5 m G g V V ρ= ===（kg/m 3） 答：该油料的密度是899.358 kg/m 3。 1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ?，其密度为8503 /kg m ，试求其运动黏度。 解：6 0.005 5.88210850 μνρ-===?（m 2/s ） 答：其运动黏度为6 5.88210-? m 2/s 。 1.12 有一底面积为60cm ×40cm 的平板，质量为 5Kg ，沿一与水平面成20°角的斜面下滑，平面与斜面之间的油层厚度为0.6mm ，若下滑速度0.84/m s ，求油的动力黏度μ。 四川大学期考试试题 （200 ——200 学年第二学期） 课程号：课序号：课程名称：任课教师：成绩：适用专业年级：学生人数：印题分数：学号：姓名： 三、思考题（4×8=32分） 1．图（a ）表示一水闸正在提升闸门放水，图(b)表示一水管正在打开阀门放水，若它们的上游水位均保持不变，问此时的水流是非符合A 1V 1=A 2V 2的连续方程？为什么？ 答：不符合，因连续方程适用条件为：恒定流；而以上两种情况均为非恒定流。 2．何谓断面比能曲线？比能曲线有哪些特征？ 答：一、比能曲线：当流量Q ，过水断面形状，尺寸一定时，断面比能Es 随水深h 的变化关系曲线： 2 2 ()2s Q E h f h gA α=+ = 二、特征：1）一条二次曲线，下端以水平轴线为渐进线，h →0，Es →∞；曲线上端与以坐标轴成45° 角直线为渐近线h →∞，Es →∞； 2）当h 由0→∞，Es 由∞→∞，其中有一最小值Esmin ，相应的水深为hk ； 3）最小比能Esmin 相应K 点将曲线分成上下两支，上支Fr<1,为缓流；下支Fr>1，急流； 4）临界水深hk 可判断流态： （1）当h=hk 临界流； （2）当h>hk 缓流； （3）当h 3．试验槽中水流现象如图示，流量不变，如提高或降低一些尾门（尾门之前的水流始终为缓流），试分析水跃位置是否移动？向前或是向后移动？为什么？ 答：因为Q=常数，所以：1）尾门提高，跃后水深下降，跃前水深h 上升，故水跃向后移； 2）尾门降低，跃后水深上升，跃前水深h 下降，故水跃向前移。 4．长管、短管是怎样定义的？书中介绍了哪四种复杂管道？ 长管：以沿程水头损失hf 为主，局部水头损失hj 和流速水头很小（所占沿程水头损失hf 的5%以下）； 短管：局部水头损失hj 和流速水头在总水头损失中所占比例较大，不能忽略的管道。 书中介绍了：串联、并联、分叉和沿程均匀泄流的管路。 四、作图题（2×6=12分） 1、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。 2．在各段都长而直的棱柱体渠道中，已知Q ，糙率n 均为一定，试定性绘出下列各渠道中的水面线。 N 3 N 2 N 1N 1K b 1 c 1 a 2 c 2 N 2 b 2 =0 V 0 =0 V 4 ≠ 0 V 1 V 2 V 3 总水头线 测压管水头线 四川大学期末考试试题 （200 ——200 学年第二学期） 课程号：课序号：课程名称：任课教师：成绩：适用专业年级：学生人数：印题分数：学号：姓名： 1．图（a ）表示一水闸正在提升闸门放水，图(b)表示一水管正在打开阀门放水，若它们的上游水位均保持不变，问此时的水流是非符合A 1V 1=A 2V 2的连续方程？为什么？ 答：不符合，因连续方程适用条件为：恒定流；而以上两种情况均为非恒定流。 2．何谓断面比能曲线？比能曲线有哪些特征？ 答：一、比能曲线：当流量Q ，过水断面形状，尺寸一定时，断面比能Es 随水深h 的变化关系曲线： 2 2()2s Q E h f h gA α=+= 二、特征：1）一条二次曲线，下端以水平轴线为渐进线，h →0，Es →∞；曲线上端与以坐标轴成45°角直线为渐近线h →∞， Es →∞； 2）当h 由0→∞，Es 由∞→∞，其中有一最小值Esmin ，相应的水深为hk ； 3）最小比能Esmin 相应K 点将曲线分成上下两支，上支Fr<1,为缓流；下支Fr>1，急流； 4）临界水深hk 可判断流态： （1）当h=hk 临界流； （2）当h>hk 缓流； （3）当h 前或是向后移动？为什么？ 答：因为Q=常数，所以：1）尾门提高，跃后水深下降，跃前水深h 上升，故水跃向后移； 2）尾门降低，跃后水深上升，跃前水深h 下降，故水跃向前移。 4．长管、短管是怎样定义的？书中介绍了哪四种复杂管道？ 长管：以沿程水头损失hf 为主，局部水头损失hj 和流速水头很小（所占沿程水头损失hf 的5%以下）； 短管：局部水头损失hj 和流速水头在总水头损失中所占比例较大，不能忽略的管道。 书中介绍了：串联、并联、分叉和沿程均匀泄流的管路。 四、作图题（2×6=12分） 1、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。 2．在各段都长而直的棱柱体渠道中，已知Q ，糙率n 均为一定，试定性绘出下列各渠道中的水面线。 N 3N 2N 1N 1K b 1c 1a 2c 2N 2b 2=0 V 0 =0 V 4 ≠ 0 V 1 V 2 V 3 总水头线 测压管水头线 水力学试题（计算题） 0.6 如图所示有一0.8×0.2m的平板在油面上作水平运动，已知运动速度μ＝1m/s，平板与固定边界的距离δ＝1mm，油的动力粘滞系数为1.15N.S/m2，由平板所带动的油的速度成直线分布，试求平板所受的阻力。 题0.6 0.7 （1）容积为4m3的水，当压强增加了5个大气压时容积减少1升，试求该水的体积弹性系数K。 （2）又为使水的体积相对压缩1／1000，需要增大多少压强？ 1.23 如图示，闸门AB宽1.2m，铰在A点，压力表G的读数为－14700N／m2，在右侧箱中油的容重γ0＝8.33KN/m2，问在B点加多大的水平力才能使闸门AB 平衡？ 题1.23 2.21 贮水器内水面保持恒定，底部接一铅垂直管输水，直管直径d1＝100mm，末端收缩管嘴出口直径d2＝50mm，若不计水头损失，求直管中A、B两断面的压强水头。 题2.21 2.22 设有一股自喷咀以速度V0喷射出来的水流，冲击在一个与水流方向成α角的固定平面壁上，当水流冲击到平面壁后，分成两股水流流出冲击区，若不计重量，（流动在一个水平面上），并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力，试推证沿着射流方向施加于平面壁上的压力P＝ρ.Q.V0sin2α，并求出Q1与Q2各为多少？ 题2.22 2.23 水平放置的水电站压力钢管分岔段，用混凝土支座固定，已知主管直径D ＝ 3.0m，两个分岔管直径d=2.0m，转角α＝1200，主管末断压强p＝294KN/m2，通过总流量Q＝35m3/s，两分岔管的流量相等，动水压强相等，损失不计，试求水对支座的总推力为若干？ 题2.23 2.24 射流自喷嘴中水平射出，冲击在一块与射流方向垂直的正方形平板上，平 水力学（二）模拟试题 一判断题:(20分) 1.液体边界层的厚度总是沿所绕物体的长度减少的。（） 2.只要是平面液流即二元流，流函数都存在。（） 3.在落水的过程中，同一水位情况下，非恒定流的水面坡度比恒定流时小，因而其流量 亦小。（） 4.渗流模型中、过水断面上各点渗流流速的大小都一样，任一点的渗流流速将与断面平 均流速相等。（） 5.正坡明槽的浸润线只有两种形式，且存在于a、c两区。（） 6.平面势流的流函数与流速势函数一样是一个非调和函数。（） 7.边界层内的液流型态只能是紊流。（） 8.平面势流流网就是流线和等势线正交构成的网状图形。（） 9.达西公式与杜比公式都表明：在过水断面上各点的惨流流速都与断面平均流速相等。（） 10.在非恒定流情况下，过水断面上的水面坡度、流速、流量水位的最大值并不在同一时 刻出现。（） 二填空题:(20分) 1.流场中，各运动要素的分析方法常在流场中任取一个微小平行六面体来研究，那么微小平行六面体最普遍的运动形式有：，，，，四种。 2.土的渗透恃性由：，二方面决定。 3.水击类型有：，两类。 4.泄水建筑物下游衔接与消能措施主要有，， 三种。 5.构成液体对所绕物体的阻力的两部分是：，。 6.从理论上看，探索液体运动基本规律的两种不同的途径是：，。 7.在明渠恒定渐变流的能量方程式：J = J W +J V+J f中，J V的物理意义是：。 8.在水力学中，拉普拉斯方程解法最常用的有：，，复变函数法，数值解法等。 9.加大下游水深的工程措施主要有：，使下游形成消能池；，使坎前形成消能池。 三计算题 1(15分).已知液体作平面流动的流场为： u x= y–x+2x u y= 2xy–2y 试问：①此流动是否存在流函数ψ，如存在，试求之； ②此流动是否存在速度势φ，如存在，试求之。 2(15分).某分洪闸，底坎为曲线型低堰．泄洪单宽流量q=11m/s,上下游堰高相等为2米，下游水深h t=3米，堰前较远处液面到堰顶的高度为5米，若取?=0.903，试判断水跃形式，并建议下游衔接的形式。（E0=h c+q2/2g?2h c2） 3(15分).设某河槽剖面地层情况如图示，左岸透水层中有地下水渗入河槽，河槽水深1.0米，在距离河道1000米处的地下水深度为2.5米，当此河槽下游修建水库后，此河槽水位抬高了4米，若离左岸1000米处的地下水位不变，试问在修建水库后单位长度上渗入流量减少多少? 其中k=0.002cm/s；s.i=h2- h 1 +2.3h0l g[(h2-h0)/( h 1 -h0)] 2 2 2 四川大学期末考试试题 (200——200 学年第二学期） 课程号：课序号：课程名称：任课教师：成绩 适用专业年级：学生人数：印题分数：学号：姓名 考试须知 四川大学学生参加由学校组织或由学校承办的各级各类考试，必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》和《四川大学考场规则》。有考场微机作弊行为的，一律按照《四川大学学生考试违纪作弊处罚条例》进行处理。 四川大学各级各类考试的监考人员，必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》、《四川大学考场规则》和《四川大学监考人员职责》。有违法学校有关规定的，严格按照《四川大学学生考试违纪作弊处罚条例》进行处理。 ］一、是非题（正确的划“V”，错误的划“ X” （本大题分10小题，每小题1.5分，共15分） 1、不同液体的粘滞性并不相同，同种液体的粘滞性是个常数。（X ） 2、曲面壁上静水总压力的竖直分力等于压力体的液体重量。（V ） 3、在非均匀流里，按流线的弯曲程度又分为急变流与渐变流。（V ） 4、运动水流的测压管水头线可以沿程上升，也可以沿程下降。（V ） 5、明渠过水断面上流速分布不均匀是由于液体粘滞性和边壁阻力造成的。（V ） 6、长管的作用水头全部消耗在沿程水头损失上。 7、水跃是明渠流从缓流过渡到急流的一种渐变水力现象。 8薄壁堰、实用堰和宽顶堰的淹没条件相同。 21 亠21 、亠 9、当T s时发生的水击为直接水击，而T s一为间接水击 a a 10、渗流模型中，某断面的渗流流量比该断面实际流量小。 二、选择题（填写唯一正确答案的编号） （本大题分10小题，每小题2分，共20分） 1、在流体力学中，单位质量力是指作用在单位（C）液体上的质量力。 A面积B体积C质量D重量 2、关于水流流向问题的正确说法为（D） A水流一定是从高处往低处流B水流一定是从压强大处向压强小处流 C水流一定是从流速大处向流速小处流D水流一定是从机械能大处向机械能小处流 3、流线和迹线一般情况下是不重合的，若两者完全重合，则水流必为（D ） A均匀流B非均匀流C非恒定流D恒定流 4、在同一长直等径管道中用不同的液体实验，当流速相同时，其沿程水头损失在（A）相同 A层流区B紊流光滑管区C紊流过度区D紊流粗燥区 5、下列各组物理量中，属于同一量纲的是（D ） A长度、宽度、动力粘度B长度、密度运动粘度 C密度、重量、速度D水深、管径、测压管水头(V ) (X ) (X ) (V ) (X ) 水力学模拟试题及答案 1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 答案：c （2）在平衡液体中，质量力与等压面（） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 答案：d （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（） a、8； b、4； c、2； d、1。 答案：b （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于 a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 答案：c （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m 答案：c （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 答案：c （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 答案：b （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为 a、缓流； b、急流； c、临界流； 答案：b （11）闸孔出流的流量Q与闸前水头的H（）成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方 答案：d （12）渗流研究的对象是（）的运动规律。 a、重力水； b、毛细水； c、气态水； d、薄膜水。 答案：a （13）测量水槽中某点水流流速的仪器有 a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰 答案：b （14）按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺λL=100，模型中水深为0.1米，则原型中对应点水深为和流量比尺为 a、1米，λQ =1000； b、10米，λQ =100； c、1米，λQ =100000； d、10米，λQ=100000。 答案：d 2、判断题：（每小题2分） （1）任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。（）答案：错误 （2）水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（）答案：错误 （3）水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。（）答案：错误 （4）粘滞性是液体产生水头损失的内因。（）答案：正确 （5）同样条件下直接水击比间接水击更不安全。（）答案：正确 （6）在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。（）答案：错误 （7）矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。（）答案：正确 （8）断面比能沿流程总是减小的。（）答案：错误 （9）在流量和渠道断面形式一定的条件下，跃前水深越大，跃后水深也越大。（）答案：错误 （10）渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流，并且无渗透变形。( )水力学考试试题与答案
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