西华大学研究生考试水力学2018年考研真题试题

《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 = 。

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 gV P Z gV P Z +++=++222222221111αγαγ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。

gV 22α 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γPZ H P += 代表总流过流断面上单位重量流体的平均势能gV PZ H 22αγ++= 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：2222pp p pF m m m mF l v F l v ρλρ==弗罗特数法则 22pmr p mv v F gL gL ==由以上两式得33p pmmF l F l =最终得p F =33pml l m F ⨯=3400.031920N ⨯=4. 利用圆管层流Re 64=λ ，水力光滑区25.0Re 3164.0=λ和粗糙区25.0)(d K =λ这三个公式，论证在层流中v h f ∝，光滑区75.1v h f ∝，粗糙区2v h f ∝答：因为g v d L h f 22αλ=，μρvL=Re（1）由题圆管层流Re64=λ ，所以vL ρμλ64=， 则：g v Ld h f 264αρμ= ，即av v g Ld h f ==264αρμ其中gLd a 264αρμ= 当流体，管长，管径一定时a 为定量，所以层流中v h f ∝。

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/sB.（N. s）/m2C.N/m2D.Pa/s2．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 > Q2B.Q1 = Q2C.Q1 < Q2D.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.2000B.1500C.3000D.500010．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.1/2B.2C.4/3D.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）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h1 h2。

4．管道中的水击过程可分为个阶段。

水力学试卷(2)一、填空题（30分，每空1分）1. 液体的主要物理性质为（）、（）、（）、（）、（）、（）。

2. 所谓理想液体就是把水看作绝对（）、（）、（）、（）的连续介质。

3. 作用在液体上的两大力为（）、（）。

4. 现阶段水力学的科学试验主要有三种方式（）、（）、（）。

5. 静止液体中压强的两种计算基准为（）、（）。

6. 描述液体运动的两种方法为（）和（）。

7. 根据下游水深和跃后水深的关系，可将水跃分为（）、（）、（）。

8. 明渠恒定非均匀流的三种流态为（）、（）、（）。

9. 两个流动系统的相似，可以用（）、（）、（）来描述。

10.水流模型的类型包括（）和（）两种。

二、判断（每空1分，共10分）1．要用实际方法解决一个水力学问题，应首先用理论方法确定出各变量之间的关系式，然后进一步通过模型试验确定出问题的完整表达式。

（）2．在水力学上，毕托管用来测流量，而文丘里用来测流速。

（）3．明渠水力最优断面是按流体力学原理定义的，在工程上不一定最优。

（）4．液体运动的两种型态是层流和急流，二者依据下临界雷诺数来判别。

（）5．孔口淹没出流时，孔口淹没越深，其出流的流速和流量就越大。

（）6．单项力相似准则中两个独立的准则包括重力和惯性力为主要作用力时的弗劳德准则和粘性力和惯性力为主要作用力时的雷诺准则。

（）7．测压管水头线（水面线）沿程不可能上升。

（）8．明渠均匀流一定是恒定流。

（）9．工程上通常按照堰坎厚度与堰顶水头的比值大小和水流的特征，将堰流分为薄壁堰流、窄深堰流和宽顶堰流。

（）10．渗流系数是反映土壤渗流特性的一个综合指标，它的量纲为LT －1 。

（）三、简答题（每题5分，共20分）1．什么是水力学？2．明渠均匀流的水力特性及产生的条件？3．何为有压管路中的水击？水击的类型有哪些？4．何为断面比能？它的表达式及与液体运动的总机械能的区别是什么？四、计算题（共40分）1．一封闭水箱（如图1 所示）自由表面上气体压强p 0 =25kN/m 2 ，h 1 =5m，h 2 ＝2m。

某校研究生入学考试试题（2）一、是非题1．只要下游水位超过实用堰顶一定是淹没出流。

（ ） 2．层流可以是渐变流也可以是急变流。

（ ） 3．管壁光滑的管子一定是水力光滑管。

（ ） 4．水流总是从断面压强大的地方流到压强小的地方。

（ ） 5．图示中文丘里管中A 、B 两点的压强差h p p B A ∆=-γ6.12 （ ）二、填充题1． 进行堰流模型试验，要使模型水流与原型水流相似，必须满足的条件是。

若模型长度比尺选用1001=λ，当原 型流量s m Q p /10003=时，则模型流量=m Q 。

2． 在水击计算中，把阀门关闭时间m T 小于水击相长C L T r /2=的水击称为 水击。

把m T 大于水击相长C L T r /2=的水击称为 水击。

3． 渗流模型流速与真实渗流流速的关系是 。

4． 泄水建筑物下游通常有 、 、 等三种消能措施。

5．缓流时，h h c , v v c , Fr 1, dh dE s / 0.( 填写>,=,< )6.矩形断面渠道，水深m h 1=，单宽流量m s m q ⋅=/13，则该水流的=Fr ，属于 流。

7．紊流粗糙区的沿程水头损失f h 与断面平均流速V 的 方成正比，其沿程水头损失系 数λ与 有关。

8．圆管均匀层流过水断面上的流速分布符合 规律，其最大流速为断面平均流 速的 倍。

9． 雷诺试验揭示了液体存在 和 两种流态，并可用 来判别液流的流态。

10．运动要素随 而变化的液流称为二元（维）流。

运动要素随 而变化的液流称为非恒定流。

三、作图题1． 定性绘出棱柱形明渠的水面线，并注明曲线名称。

（各渠段均为充分长，各糙率相同）。

2． 绘制作用在平面AB 上的静水压强分布图，并标出大小和方向。

四、计算题1． 某水闸地基的渗流流网如图所示。

已知m H m H 2,1021==，闸底板厚度δ=0m 5.。

地基渗流系数s m k /1015-⨯=。

水力学试题和答案思考题1.1 静水压强有哪些特性,静水压强的分布规律是什么,1.2 试分析图中压强分布图错在哪里,1.3 何谓绝对压强，相对压强和真空值,它们的表示方法有哪三种,它们之间有什么关系,1.4 图示一密闭水箱，试分析水平面 A—A，B—B，C—C是否皆为等压面,何谓等压面,等压面的条件有哪些,1.5 一密闭水箱(如图)系用橡皮管从C点连通容器?，并在A，B两点各接一测压管，问:思 1 . 4 思 1 . 5(1)AB两测压管中水位是否相同,如相同时，问AB两点压强是否相等?(2)把容器?提高一些后，比原来值增大还是减小,两测压管中水位变化如何, p01.6 什么叫压力体,如何确定压力体的范围和方向,习题1.1 图示为一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水3 m，管内液面压强为78 kPa;左管与大气相通。

求: p0(1)容器内液面压强; pch(2)左侧管内水面距容器液面高度。

31.2 盛有同种介质(密度1 132.6 kg/m)的两容器，其中心点A 与B位于同,,,,AB3一高程，今用U形差压计测定A 与B 点之压差(差压计内盛油，密度867.3 kg/m )， A,,0点还装有一水银测压计。

其他有关数据如图题1.2所示。

问:1)A 与B 两点之压差为多少, ((2)A 与B 两点中有无真空存在，其值为多少,31.3 图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。

轻油密度为6 632.6 kg / m，重油密度,,213为887.75k g/m，当两种油重量相等时，求:(1)两种油的深度及为多少, hh12(2)两测压管内油面将上升至什么高度,1.4 在盛满水的容器盖上，加上6 154N 的荷载G(包括盖重)，若盖与容器侧壁完密合，试求A ，B ，C ，D 各点的相对静水压强(尺寸见图)。

1.5 今采用三组串联的U形水银测压计测量高压水管中压强，测压计顶端盛水。

当M点压强等于大气压强时，各支水银面均位于0一0水平面上。

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0.60.7 （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1.232.21 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2.212.22 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2.222.23 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2.232.24 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，平板为等厚度，边长为30cm，平板上缘悬挂在绞上，（绞磨擦力不计），当射流冲击到平板中心上后，平板偏转300，以后平板不再偏转。

设喷嘴直径d＝25mm，喷嘴前渐变流起点处压力表读数为1.96N/cm2，该断面平均流速v=2.76m/s，喷嘴的局部水头损失系数ξ嘴＝0.3，求平板的质量为多少？题2.242.25 如图所示船闸，闸室长l=100m，宽b=10m，上、下游闸门上的充放水孔面积A＝1m2，孔口的流量系数μ＝0.65，上游孔口的作用水头H＝2m，上、下游水位Z＝4m，试求（1）闸室的充水时间T1（充水时下游放水孔全闭，上游充水孔全开）。

水力学一、单项选择题1. 图示圆管所受到的单位长度上静水总压力垂直分力的大小是: （）A.17.3kNB.34.7kNC.52kND.69.4kN2. 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3. 图示垂直置于水中的矩形平板闸门,宽度b=1m，闸门高h=3m，闸门两侧水深分别为,，总压力作用点距闸门底部的铅直距离为: （）A.2.5mB.1.5mC.2mD.1m4. 粘性流体测压管水头线的沿程变化是（）A.沿程上升B.沿程下降C.保持水平D.以上情况均有可能5. 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6. 恒定流具有下列哪种性质（）。

A.当地加速度∂u/∂t=0B.迁移加速度∂u/ ∂S=0C.当地加速度∂u/∂t≠0D.迁移加速度∂u/ ∂S≠07. 沿程水头损失与断面平均流速的一次方成正比的水流属（）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8. 某一圆形有压油管的直径为d=150mm,流速为v=0.256m/s,长1km,雷诺数1921，其沿程损失为（）A.74.25cm油柱B.74.25cm水柱C. 95.26cm油柱D. 62.26cm油柱9. 圆管层流的流速是如何分布的（）A．直线分布 B.抛物线分布C.对数曲线分布D.双曲线分布10. 长管并联管道，若管长管径，粗糙度均布相等，但其下述哪个因素相等？（）A 水头损失相等B 通过流量相等C 总的能量损失相等D 水力坡度相等11. 串联长管如图所示，通过流量为Q=50L/s，管道阻抗分别为，则水头H为（）A 15.64mB 13.53mC 12.72m D14.71m12. 突然放大管道尺寸同上题，若已知放大前断面平均流速为4m/s，则局部水头损失为（）A 0.256mB 0.347mC 0.612mD 0.459m13. 明渠水力最佳矩形断面的宽深比是：（）A.0.5B.1.0C.3D.214. 具有任意断面形状的均匀流的沿程水头损失有以下哪些特性？（）与流程长度成正比，与壁面平均切应力、水力半径成反比与壁面平均切应力成正比，与流路长度、水力半径成反比与流路长度，水力半径成正比，与壁面平均切应力成反比与流路长度、平均切应力成正比，与水力半径成反比15. 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。

1、水流经过一渐缩圆管道，若已知直径比di/d 2=2,其雷诺数之比Rei/Re 2= 1:2 o2、 在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程上升 °3、 有两条梯形断面渠道，已知其流量、边坡系数、糙率和底宽均相同，但 底坡> i 2,则其均匀流水深/心和九2的关系为—hoiVhQ2 °4、 有一溢流堰，堰顶厚度为2m,堰上水头为2m,则该堰流属于 实用 堰 流。

5、 液体的粘性系数随温度的增加而减公_气体的粘性系数随温度的增加而 增大。

6、 有一水泵装置，其吸水管中某点的绝对压强水头为6加水柱高，当地大 气压为一个工程大气压，其相应的相对压强值和真空压强值分别等于-4m 、4m 水柱咼。

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，这说明小孔内的相对压强 小于 零。

如在小孔处安装一个测压管，则 管中液面将低于小孔的位置。

1、在密闭容器上装有U 型水银压差计，其中1、2、3点位于同一水平面上 （如图8所示），其压强关系为（C ）。

A 、Px > p 2 > P3:B 、= /?2 = p 3 ；C 、P\<P 2<P^D 、p 2 < /?j < p 3 o抽水机吸水管断面A-A 动水压强随抽水机安装高度的增大而(B )。

A 、增大；B 、减小；C 、不变；D 、不定。

3、流线与迹线，在通常情况下：( C )<>C.仅能相切，但不能相交； D 、既不能相交，也不能相切。

4、速度u 、密度。

和压强"的无量纲集合是：(D)oA 、巴;B.叫 C 、叫 D.厶。

u p p pw5、 有一圆管层流，实测管轴上流速为0.4/H/5 ,则断面平均流速为：（C ）。

2如图9所示, A 、能相交，也能相切;B 、仅能相交，但不能相切:A 、0.4/77/5 :B 、0.32m/s : C> 0.2m/s ； D 、0. \m/s Q6、 边界层内的流动特点之一是：（B ）。

水力学A（一）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。

（√）2、图中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。

(×)3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。

(×)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。

（×）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。

(√)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。

(×)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。

(×)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。

(√)32、静水压强的大小与受压面的方位无关。

(√)33、水泵的扬程就是指水泵的提水高度。

(×)34、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。

（×）二、单项选择题(填写唯一正确答案的编号)1、作用水头相同时，孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量（2）(1)大; (2)小；(3)相同；(4)无法确定。