水力学模拟试题及答案(一)（2020年8月整理）.pdf

一 寸 光 阴 不 可 轻 1 水力学模拟试题水力学模拟试题及答案及答案（一）（一） 1、选择题：、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； 一 寸 光 阴 不 可 轻 2 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L=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，Q =1000； b、10 米，Q =100； c、1 米，Q =100000； d、10 米，Q =100000。

答案：d 2、判断题：、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=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 ( ) 答案：正确 3、填空题：、填空题： （每小题 2 4 分） （1） 牛顿内摩擦定律适用的条件是 和 。

一 寸 光 阴 不 可 轻 3 答案：层流运动，牛顿液体 （2） 液 体 中 某 点 的 绝 对 压 强 为100kN/m2， 则 该 点 的 相 对 压 强 为 kN/m2，真空度为 答案：2， 不存在. （3） 只受重力作用，静止液体中的等压面是 答案：水平面 （4） 实际液体在流动时产生水头损失的两个主要原因是， 答案：液体存在粘滞性和边界的影响 （5） 水流在明渠中的流态为缓流时，其水深 h hk，弗汝德数 Fr1 （填写 、= 、符号） 答案： ， （6） 在流量不变的条件下，水跃的跃前水深越小，则水跃的跃后水深越 答案：大 （7） 根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为和 答案：短管，长管 （8） 在水击计算中阀门关闭的时间Ts 水击相长Tr的水击， 称为 水击， 把 Ts Tr的水击称为水击 答案：直接， 间接 (9) a2型水面曲线是发生在 坡上的 流 （指急流或缓流） 的水面线， 这时弗汝德数 Fr 沿程 （指增大、减小或不变） 答案：陡坡， 缓流， 减小 (10) 溢流堰的过堰流量与堰顶水头的 次方成正比。

答案：3/2 （11） 泄水建筑物下游发生远驱水跃时，下游收缩断面水深 hc的共轭水深 hc ht(ht为下游河道的水深，填写 、= 、符号) 答案：填写 、= 、符号 (12) 按重力相似准则设计的溢流坝水力模型，长度比尺L=25，当模型中某点的 流速为 v m= o.8m/s，则原型中对应点的流速为 vp=m/s 答案：4m/s 4、问答题：、问答题： （每小题 3 4 分） （1）什么是理想液体？为什么要引入理想液体的概念？ 答案：理想液体是指没有粘滞性的液体 实际液体都具有粘滞性，在液体流动时会引起能量损失，给分析液体运动带来很大 困难为了简化液体运动的讨论，我们引入了理想液体的概念，忽略液体的粘滞性，分 析其运动规律，然后再考虑粘滞性影响进行修正，可以得到实际水流的运动规律，用以 解决实际工程问题这是水力学重要的研究方法 （2） “均匀流一定是恒定流” ，这种说法是否正确？为什么？ 一 寸 光 阴 不 可 轻 4 答案：这种说法错误的均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言当 流量不变通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流 （3）简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数的变化规律。

答案： 通过尼古拉兹实验可以发现： 在层流中仅是雷诺数 Re 的函数并与 Re 成反 比；在层流到紊流过渡区，仅是 Re 的函数；在紊流光滑区=f1（Re） ； 过渡区 =f2（Re， ） ；粗糙区=f3（ ） ，紊流粗糙区又称为阻力平方区 （4）为什么舍齐公式 只适用于阻力平方区？ 答案：舍齐公式是根据明渠均匀流的大量观察资料总结的公式，自然界中明渠水流 几乎都处于紊流阻力平方区，因此该公式只适用于紊流阻力平方区 （5）流动相似的含义是什么？ 答案：流动相似包括几何相似、运动相似和动力相似其中几何相似是前提，动力 相似是保证，才能实现流动相似 （6）从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因 答案： 均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变， 但水流运动总要消耗能量， 因此从能量方程来分析， 只能消耗位能来克服水流阻力 所以均匀流只能产生在正坡渠 道中 （7）分析水面曲线时，如何寻找急流和缓流的控制断面？ 答案：急流的控制断面在上游，因为外界对急流的干扰不能向上游传播；缓流的控 制断面在下游，其原因与急流正好相反 （8）在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别？ 答案：达西定律适用于任一点的渗流流速 u=kJ，其适用于恒定均匀层流渗流；而杜 比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流， 同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等 于v= kJ。

5、作图题：、作图题： （1） 定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线 (5 分) 解： R R iRCv = v0=0 测 压 管 水 头 线 总 水 头 线 v0=0 一 寸 光 阴 不 可 轻 5 （2）定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线，并注明曲线名称及流态各渠段均 充分长，各段糙率相同) (5 分) 解： 6、计算题：、计算题： （（1）） 图示一跨河倒虹吸管， 正方形断面面积为 A=0.64 m2， 长 l =50 m， 两个 30 折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为1=0.2，2=0.5，3=1.0，沿程 水力摩擦系数=0.024，上下游水位差 H=3m求通过的流量 Q ? （（ 10 分）分） 解解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断 面建立能量方程 g v R l hH w 2 ) 4 ( 2 +== (5 分) 计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9 . 10 . 15 . 022 . 02 . 0=++=== , m A R 将参数代入上式计算，可以求解得到 /sm , m/s 3 662. 216. 4===vAQv (5 分) 即倒虹吸管内通过的流量为 2.662m3/s 。

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(1 分) （（3）） 有一梯形渠道， 底宽 b =10 m， 水深 h = 3 m， 边坡为 1:1， 糙率 n = 0.014， 底坡 i=0.001如流动在紊流。