2014西南大学《水力学》作业答案

水力学考试题及答案解析一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 水力学中，流体的连续性方程描述的是（）。

A. 质量守恒B. 动量守恒C. 能量守恒D. 动量和能量守恒答案：A解析：连续性方程是流体力学中描述质量守恒的基本方程，它表明在没有质量源或汇的情况下，流体的流量在流经任何截面时都是恒定的。

2. 伯努利方程适用于（）。

A. 可压缩流体B. 不可压缩流体C. 静止流体D. 任何流体答案：B解析：伯努利方程适用于不可压缩流体，即流体的密度在流动过程中保持不变。

3. 在流体流动中，雷诺数（Re）是描述流体流动状态的重要参数，它与（）无关。

A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 流动的速度D. 管道的直径答案：B解析：雷诺数是流体流动状态的无量纲数，它与流体的密度、流动的速度和管道的直径有关，但与流体的粘度无关。

4. 流体在管道中流动时，若管道直径增大，则流速（）。

A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案：D解析：根据连续性方程，流体的流速与管道的横截面积成反比。

若管道直径增大，而流量保持不变，则流速会减小；若流量增加，则流速可能增大或减小，具体取决于流量的增加程度。

5. 流体的粘性是由于（）。

A. 流体分子间的吸引力B. 流体分子间的排斥力C. 流体分子的热运动D. 流体分子的无规则运动答案：A解析：流体的粘性是由于流体分子间的吸引力，这种吸引力使得流体在流动时产生内部摩擦力。

6. 流体的表面张力是由于（）。

A. 流体分子间的吸引力B. 流体分子间的排斥力C. 流体分子的热运动D. 流体分子的无规则运动答案：A解析：流体的表面张力是由于流体分子间的吸引力，这种吸引力使得流体的表面具有收缩的趋势。

7. 在流体流动中，若流速增加，则流体的动能（）。

A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案：A解析：流体的动能与流速的平方成正比，因此流速增加时，流体的动能也会增加。

8. 流体的压强能是由于（）。

《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λb)C．渗流系数k D. 堰流流量系数m2.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<h2 C. h1=h2 D. 无法确定5.对于并联长管道，每根管道的（）相等。

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)p+γ相等z+(2g2//uB只有位于同一流线上的点，总水头)pu+γ相等z+2//(2gC沿流线总水头)z++γ沿程减小pu/(2g2/D沿流线总水头)pu+γ沿程增加z+2//(2g8.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. 4二、填空题（在空格中填写正确答案）（本大题共8小题，每空格2分，共16分）1．有一明渠均匀流，通过流量s553=，底坡0004Q/mi，则其流量模数K= ..0=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 = 。

0 绪论绪论绪论 1 水静力学水静力学2 液体运动的流束理论液体运动的流束理论3 液流型态及水头损失4 有压管中的恒定流有压管中的恒定流5 明渠恒定均匀流明渠恒定均匀流6 明渠恒定非均匀流明渠恒定非均匀流7 水跃水跃8 堰流及闸孔出流堰流及闸孔出流9 泄水建筑物下游的水流衔接与消能泄水建筑物下游的水流衔接与消能 10 有压管中的非恒定流有压管中的非恒定流 11 明渠非恒定流明渠非恒定流12 液体运动的流场理论液体运动的流场理论 14 恒定平面势流恒定平面势流 15 渗流渗流18 相似原理和模型试验基础相似原理和模型试验基础绪论 0.1 ρ＝816.33kg/m 30.2 当y =0.25H 时Hu dy dum 058.1» 当y=0.5H 时Hu dy du m 84.0»0.4 f = g0.5 h 的量纲为[L] 0.6 F f ＝184N0.7 K=1.96×K=1.96×10108N/m 2 dp=1.96×dp=1.96×10105N/m 21 水静力学1.1 Pc=107.4KN/m 2h=0.959m 1.2 P B-P A=0.52KN/m 2 P AK=5.89KN/m 2P BK=5.37KN/m 21.3 h 1=2.86m h 2=2.14m 内侧测压管内油面与桶底的垂距为5m ，外侧测压管内油面与桶底的垂距为4.28m 。

1.4 Pc=27.439KN/m 2 1.5 P M =750.68h KN/m 2 1.6 P 2-p 1=218.05N/m 21.7 g =BA Br A r B A ++1.8 P=29.53KN 方向向下垂直底板方向向下垂直底板P ＝0 1.9 W=34.3rad/s W max =48.5rad/s 1.10 a=Lh H g )(2-1.12 当下游无水当下游无水P x =3312.4KN(→) P 2=862.4KN(↓) 当下游有水当下游有水 P x =3136KN(→) P 2=950.6KN(↓) 1.13 T=142.9KN1.14 当h 3=0时T=131.56KN 当h 3=h 2=1.73m 时 T ＝63.7KN 1.15 0－0转轴距闸底的距离应为1.2m1.16 P=4.33KN L D =2.256m(压力中心距水面的距离) 1.17 P=567.24KN1.19 P ＝45.54KN 总压力与水平方向夹角f ＝14º14º28´28´ 1.20 P x =353KN P z =46.18KN 方向向下方向向下 1.21 H=3m 1.22 d =1.0cm 1.23 F=25.87KN (←)2 液体运动的流束理论2.1 Q=211.95cm 3/s V ＝7.5cm/s 2.2 h w =3.16m 2.3 g2p =2.35m2.4 P K 1=63.8KN/m 2 2.5 Q=0.00393m 3/s 2.6 Q=0.0611m 3/s2.7 m =0.9852.8 Q=0.058m 3/s2.9 S 点相对压强为－4.9N ／cm 2，绝对压强为4.9N/cm 2 2.10 V 3=9.9m/s Q=0.396m 3/s 2.11 R x =391.715KN(→)2.12 R=3.567KN 合力与水平方向夹角b ＝37º37º8´8´ 2.13 R x =98.35KN(→) 2.14 R x =2988.27KN(→) 2.15 R x =1.017KN(←) 2.16 R x =153.26KN(→)2.17 a =2 34=b2.18 F=Rmv 22.19 Q=g 2m H 2.52.20 F=C d L 222rm2.21 m p A 44.2=g m p B44.4=g2.22 Q 1=+1(2Q cos )a )c o s 1(22a-=QQ 2.23 R=2145KN a =54º=54º68´68´ 2.24 m=3.12kg2.25 T 充＝24分34秒 T 放＝23分10秒3.液流型态及水头损失 3.1 d 增加，Re 减小减小 3.2 R e =198019.8>2000 紊流紊流 3.3 R e =64554>500紊流紊流3.4 cm 0096.00=d3.5 320=u v 当时v u x = h y m 577.0» 3.6 Q3min1654.0m =/s20/24.33m N =t 3.7 当Q=5000cm 3/s 时，Re=19450紊流紊流 200=Dd光滑管区0270=l 当Q ＝20000cm 3/s 时 Re=78200紊流 775.00=Dd 过渡粗糙区026.0=l当Q ＝200000cm 3/s 时 Re=780000紊流紊流 1.70=Dd 粗糙区粗糙区 023.0=l若l ＝100m 时Q ＝5000 cm 3/s 时h f =0.006m Q=2000 cm 3/s 时 h f =0.09m Q ＝200000 cm 3/s 时 h f =7.85m 3.8 l ＝0.042 3.9 n=0.011 3.10 x =0.293.11 Q=0.004m 3/s 3.12 D h=0.158m 3.13 Z=11.1m 3.14 x =24.74有压管中的恒定流 4.1 当n=0.012时 Q=6.51 m 3/s 当n=0.013时Q=6.7m 3/s 当n=0.014时Q=6.3 m 3/s 4.2 当n=0.0125时 Q=0.68 m 3/s 当n=0.011时 Q=0.74 m 3/s 当n=0.014时 Q=0.62 m 3/s 4.3 Q m ax =0.0268 m 3/sZ=0.82m 4.4 当n=0.011时 H=7.61 m 当n=0.012时 H=7.0 m 4.5 H t =30.331m4.6 n 取0.012 Q=0.5 m 3/s h m ax v =5.1m 4.7 n 取0.0125时 H A ＝21.5m 水柱高水柱高 4.8 Q 1=29.3L/s Q 2=30.7L/s Ñ=135.21m4.9 H=0.9m4.10 Q2=0.17 m3/s Q3=0.468 m3/s4.11 Q1=0.7 m3/s Q2=0.37 m3/s Q3=0.33 m3/s4.12 H1=2.8m4.13 Q=0.0105 m3/s P B=10.57KN/m24.14 Q1=0.157 Q25 明渠恒定均匀流5.1 V=1.32m/s Q=0.65 m3/s5.2 Q=20.3 m3/s5.3 Q=241.3 m3/s5.4 h=2.34m5.5 h=1.25m5.6 b=3.2m5.7 b=71m V=1.5 m/s大于V不冲＝1.41 m/s 故不满足不冲流速的要求故不满足不冲流速的要求5.8 当n=0.011时 i=0.0026 Ñ=51.76m当n=0.012时 i=0.0031 当n=0.013时 i=0.0036当n=0.014时 i=0.00425.9 i=1/3000 V=1.63m/s<V允 满足通航要求满足通航要求5.10 n=0.02 V=1.25m/s5.11 当n=0.025时 b=7.28m h=1.46m当n=0.017时 b=6.3m h=1.26m当n=0.03时 b=7.8m h=1.56m5.12 h f=1m5.13 Q=4.6 m3/s5.14 Q=178.2m3/s5.15 h m=2.18m b m=1.32m i=0.000365.16Ñ=119.87m Q1=45.16m3/s Q2=354.84 m3/s26 明渠恒定非均匀流6.1 V w=4.2m/s Fr=0.212 缓流缓流6.2 h k 1=0.47m h k 2=0.73m h 01=0.56m> h k 1缓流缓流h 02=0.8m> h k 2缓流缓流6.3 h k =1.56m V k =3.34m/s V w =5.86m/s h k > h 0缓流缓流 V w >V 缓流缓流 6.5 i K =0.00344> i 缓坡缓坡6.7 L 很长时，水面由线为C 0、b 0 b 2型。

水力学练习题及参考答案一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×)1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。

（√）O重合。

(×)3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。

（×）4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当Fr＞1为急流。

(√)5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。

（×）6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。

（×）6、达西定律适用于所有的渗流。

（×）7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。

（√）8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。

(√)9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。

(√)10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。

（×）11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。

（√）12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。

(√)13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。

(×)14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们的正常水深不等。

(√)15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。

（√）16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。

（×）17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。

(√)18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。

(×)19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。

（√）20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。

(×)21、缓坡上可以出现均匀的急流。

(√)22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。

(√)24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。

(√)25、水深相同的静止水面一定是等压面。

(√)26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。

（×）27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。

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：c2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：d3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/m2b、2 kN/m2c、5 kN/m2d、10 kN/m2答案：b4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：d5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：b6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：c7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、 b 、 c 、d、答案：c8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：c9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=的矩形明渠,通过的流量Q =s,已知渠中某处水深h = ,则该处水流的流态为H<Hk 激流a、缓流；b、急流；c、临界流；答案：b11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：d12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：a13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：b14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：d2、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;答案：正确3、填空题：每小题2 ～4分（1）牛顿内摩擦定律适用的条件是和;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 h k,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T s水击相长T r的水击,称为水击,把T s T r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h c的共轭水深h c’’h t h t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λL =25,当模型中某点的流速为v m = s,则原型中对应点的流速为v p =m/s ;答案：4m/s ;4、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λ的变化规律;答案：通过尼古拉兹实验可以发现：在层流中λ仅是雷诺数Re 的函数并与Re 成反比；在层流到紊流过渡区,λ仅是Re 的函数；在紊流光滑区λ=f 1Re ； 过渡区λ=f 2Re, ；粗糙区λ=f 3 ,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 R∆R∆i R C v =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：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：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：1 图示一跨河倒虹吸管,正方形断面面积为A=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ζ1=,ζ2=,ζ3=,沿程水力摩擦系数λ=,上下游水位差H=3m;求通过的流量Q10分解： 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 h H w 2)4(2∑+==ξλ 5分计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数 将参数代入上式计算,可以求解得到/s m , m/s 3662.216.4===∴vA Q v 5分即倒虹吸管内通过的流量为s ;2 从水箱接一橡胶管道及喷嘴如图;橡胶管直径D =,喷嘴出口直径d =;水头H = m;由水箱至喷嘴的水头损失h w = ;用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p = cm 2;如用手握住喷嘴,需要多大的水平力R ,行近流速v 0=0,取动能校正系数和动量校正系数均为1; 15分解：以过喷嘴中心的水平面为基准面,列水箱渐变流断面1—1和喷嘴出口断面2—2的能量方程H v g ++=+++000020522. 5分求得喷嘴出口流速和流量为 v g 22599=⨯=.m ss m 3000314.022==A v Q 分橡胶管道内的流速为s m 706.033==A Q v 1分对于喷嘴建立x )(3233x x v v Q R A p -=-ρβ79.187)(3233=--=v v Q A p R ρN 分水流对喷嘴冲击力为 '=-R R即为手握喷嘴所需之力; 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 = ,底坡i =;如流动在紊流粗糙区 ,求通过的流量Q ; 9分解：计算渠道断面水力要素,过流断面面积A bh mh =+=239m 2 分湿周 49.18122=++=h m b x m 分 水力半径 R A x ==211. m 1分舍齐系数 s /m 90.8012161==R n C 2分 通过的流量 Q = AC R i = m 3/s 3分 4某矩形断面渠道中筑有一溢流坝;已知渠宽B ＝18m,流量Q ＝265m 3/s,坝下收缩断面处水深h c =,当坝下游水深h t =时,问： 12分1坝下游是否发生水跃 4分2如发生水跃,属于何种形式的水跃 4分3 是否需要修建消能工若需要修建消能工,估算消力池深; 4分 解：1计算临界水深h k ,判断收缩断面和下游水流流态, q = Q/B =265/18 = m 3/sm81.28.972.143232===g q h k αm因为收缩断面水深 h c = m h k 为急流,下游水深h t = h k 为缓流, 所以溢流坝下游必定发生水跃;2计算收缩断面处水深h c 的共轭水深h c "h c "＝)181(232-+cc gh q h ＝)11.18.972.1481(21.132-⨯⨯+⨯ ＝因为 h c " h t ,该水跃为远驱水跃;3溢流坝下游发生远驱水跃,需要修建消力池;估算消力池深d ,取水跃淹没系数 j ＝则池深约为 d = j h c "- h t = – = m。

水力学考试试题(卷)和答案解析(总30页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-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/m2b、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=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为a、 b 、 c 、 d、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=的矩形明渠，通过的流量Q =s，已知渠中某处水深h = ，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。

水 力 学 复 习 题 1一、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（ C ）A ．佛汝德数Fr B. 沿程阻力系数λC ．渗流系数k m/day D. 堰流流量系数m2. 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（ C ）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（ B ）A ．h 1>h 2 B. h 1<h 2 C. h 1=h 2 D. 无法确定5. 对于并联长管道，每根管道的（ C ）相等。

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（D ）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， （B ）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（ c ）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 ）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（ d ）倍A ．1 B.2 C. 2 D. 4二、填空题（在空格中填写正确答案）（本大题共8小题，每空格2分，共16分）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 = 2750 .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 2.5 m3．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 = 0.319 。

2014西南大学《水力学》作业答案第一次作业[单选题]图示为一水平弯管，管中流量不变，在过水断面A—A内外两侧的1、2两点处各装一根测压管，则两测压管水面的高度h1与h2的关系为A：①h1>h2 B：②h1=h2C：③h1<h2D：④不定参考答案：C[判断题]矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合参考答案：错误[单选题]圆管紊流中的上临界雷诺数（）A：是紊流转变为层流时的雷诺数B：是层流和紊流的主要判别参数C：等于2300D：对流态判别作用不大参考答案：D[判断题]恒定不可压缩流体运动在三个坐标方向的线变形速度之和为零。

参考答案：正确1、如图所示：水箱一侧接一串联管道，已知末端管径d=0.2m，流速v=5m/s，分流量q=0.2m3/s，则水箱出流量Q为0.357 m3/s。

2、水平射流流量为Q、以速度v射向固定平板，则射流对平板的水平作用力F为F=ρQ βv (方向水平向右)。

3、明渠均匀流的力学特征是重力沿流程的分量=边壁摩阻力。

4、圆管层流沿程水头损失系数λ的计算公式为λ＝64/Re 。

5、有一水平分叉管中液流流动如图示，已知Q2=Q3=0.5Q1，A2=A3=0.5A1，各断面形心位于同一水平面内，取α1=α2=α3，忽略水头损失，则2—2断面的形心点压强p2与1—1断面形心点压强p1的关系为等于。

6、图示容器内液面压强p0为 1.113×105 P a。

7、当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化是光滑区→过渡粗糙区→粗糙区。

8、紊流过水断面上的流速分布比层流过水断面上的流速分布均匀。

9、作层流运动的牛顿流体，其层间切应力为τ＝μ∂u/∂y 。

1、0.3572、F=ρQβv (方向水平向右)3、重力沿流程的分量=边壁摩阻力4、λ＝64/Re5、等于6、1.113×1057、光滑区→过渡粗糙区→粗糙区8、均匀9、τ＝μ∂u/∂y第二次作业1、下列说法中，正确的说法是（ B ）A：理想不可压均质量重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒B：理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒C：理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿迹线总机械能守恒D：理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒2、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。

第一章 绪论答案1-1．20℃的水2.5m 3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度31/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m V V V =-=∆ 1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==原原原μρν035.1035.1==035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμ此时动力粘度μ增加了3.5%。

1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。

试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。

[解] μρ/)(002.0y h g dy du -=)(002.0y h g dydu -==∴ρμτ 当h =0.5m ，y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τPa 807.9=1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。

[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑y u AT mg d d sin μθ== 001.0145.05.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg =s Pa 08376.0⋅ 1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律y ud d μτ=，定性绘出切应力沿y[解]1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。

第一章 绪论1—1．20℃的水2.5m 3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒,即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度31/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m V V V =-=∆1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%,问此时动力粘度μ增加多少（百分数)？［解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==原原原μρν035.1035.1==035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμ此时动力粘度μ增加了3。

5%1—3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02y hy g u -=,式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。

试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。

[解] μρ/)(002.0y h g dydu-=)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 当h =0.5m ，y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τPa 807.9=1—4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块,质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620（见图示），求油的粘度.[解］ 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑yu AT mg d d sin μθ== 001.0145.04.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg s Pa 1047.0⋅=μ1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律yud d μτ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图.[解]1—6．为导线表面红绝缘,将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。

《水力学》练习题库（含参考答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、从达西公式及沿程水头损失的变化规律来看，渗流符合（）。

A、急流B、层流C、缓流D、紊流正确答案：B2、明渠均匀流中，水流在一定距离上因渠底高程降落而引起的势能减小值恰好用于克服水头损失，从而保证了（）沿程不变。

A、动能B、总机械能C、位能D、势能正确答案：A3、对河渠或管道而言，流量的大小实际上反映了河渠或管道的（）。

A、断面尺寸B、水力坡度C、断面形状D、过流能力正确答案：D4、渗透系数是反映土壤（）的一个综合指标，其大小主要与土颗粒的形状、大小、级配及水温有关。

A、容水能力B、持水能力C、给水能力D、透水能力正确答案：D5、从一点分开而不在另一点汇合的管道称为（）。

A、管网B、分叉管道C、并联管道D、串联管道正确答案：B6、闸孔出流的流量系数综合反映水流能量损失和收缩程度对()的影响。

A、过流能力B、闸后流速分布C、闸前流速分布D、收缩水深正确答案：A7、水击现象与调压系统的液面波动都属于（）。

A、急变流B、恒定流C、非恒定流D、渐变流正确答案：C8、在水力学中，通常把水的密度视为常数，采用一个标准大气压下，温度为4℃的蒸馏水的密度作为计算值，其值为()kg/m3。

A、900B、1030C、800D、1000正确答案：D9、（）是某一瞬时在流场中绘出的曲线，该曲线上每一点处的流速矢量均与该曲线相切。

A、迹线B、等速线C、等势线D、流线正确答案：D10、如果泄水建筑物下游收缩断面水深相共轭的跃后水深小于下游水深，则可以判定泄水建筑物下游发生（）衔接。

A、远驱水跃B、临界水跃C、淹没水跃D、稳定水跃正确答案：C11、河道中的洪水过程及潮汐现象是典型的（）例子。

A、恒定流B、非恒定流C、均匀流D、非均匀流正确答案：B12、当明渠水流的雷诺数大于 500 时，可以判断液流型态为()B.。

A、层流B、紊流C、缓流D、急流正确答案：B13、堰流的（）间接地反映堰的过流能力大小。

水力学考试试题与答案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；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 答案：c （8）在明渠中不可以发生的流动是（ a、恒定均匀流； c、非恒定均匀流；答案：c （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（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：b1）b、紊流光滑区；c、紊流过渡粗糙区；d、紊流粗糙区b 、2.0mc 、2.45m ）d、3.22mb、恒定非均匀流； d、非恒定非均匀流。

）。

a、均匀缓流；b、均匀急流；c、非均匀缓流；d、非均匀急流。

（11）闸孔出流的流量 Q 与闸前水头的 H（ a、1 次方答案：d （12）渗流研究的对象是（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 b、2 次方 c、3/2 次方）成正比。

[0744]《水力学》西南大学网络与继续教育学院课程考试A.B.C.D.A.B.C.D.3.图示容器中有两种液体，密度r2 > r1 ，则 A、B 两测压管中的液面必为( )A.AB.C.ABD.BA. B. C. D.A. B. C. D.A. B. C. D.A. B.C. D.A. B. C. D.7.在有压管流的管壁上开一个小孔，如果没有液体从小孔流出，且向孔内吸气，这说明小孔内液体的相对压强______ ___零。

(填写大于、等于或小于) 如在小孔处装一测压管，则管中液面将________。

(填写高于、或低于)小孔的位置。

小于，低于8.水力学中最基本的、贯穿始终的假定是 ________________________假定。

三、问答题(本大题共3小题，每道题6.0分，共18.0分)1.流线和迹线的区别和联系是什么？2.简述研究堰流的目的。

探讨流经堰的流量Q及与堰流有关的特征量之间的关系。

3.理想流体的运动微分方程求解的假定前提是什么？对错对错对错4.毕托管是用来测量液体点流速的一种仪器。

对错5.管道突然扩大的局部水头损失系数ζ的公式是在没有任何假设的情况下导出的。

对错五、计算题(本大题共3小题，每道题8.0分，共24.0分)1.图示一跨河倒虹吸圆管，管径d＝0.8m，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ζ1 =0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，上下游水位差 H=3m。

若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q。

2.一底面积为45×50cm2，高为1cm的木块，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m /s，油层厚1cm，斜坡角22.62° （见图示），求油的粘度。

3.从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。

橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2cm。

水头H =5.5 m。

第一章 绪论答案1-1．20℃的水2.5m 3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度31/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m V V V =-=∆ 1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==原原原μρν035.1035.1==035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμ此时动力粘度μ增加了3.5%。

1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。

试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。

[解] μρ/)(002.0y h g dy du -=)(002.0y h g dydu -==∴ρμτ 当h =0.5m ，y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τPa 807.9=1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。

[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑y u AT mg d d sin μθ== 001.0145.05.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg =s Pa 08376.0⋅ 1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律y ud d μτ=，定性绘出切应力沿y[解]1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。

第一章 绪论答案1-1．20℃的水2.5m 3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度31/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m V V V =-=∆ 1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==原原原μρν035.1035.1==035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμ此时动力粘度μ增加了3.5%。

1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。

试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。

[解] μρ/)(002.0y h g dy du -=)(002.0y h g dydu -==∴ρμτ 当h =0.5m ，y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τPa 807.9=1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。

[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑y u AT mg d d sin μθ== 001.0145.05.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg =s Pa 08376.0⋅ 1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律y ud d μτ=，定性绘出切应力沿y[解]1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。