2017年西南大学水力学作业及答案要点

水力学习题与答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1.圆管突然扩大的局部水头损失等于（）的速度水头。

A、断面变化前流速B、断面变化前后流速和C、断面变化前后流速差D、断面变化后流速正确答案：C2.明渠的实际底坡大于临界底坡，可判定其上的明渠均匀流为（）。

A、层流B、急流C、临界流D、缓流正确答案：B3.急变流过水断面上的动水压强可能比静水压强大，也可能比静水压强小，取决于流线弯曲的（）。

A、程度B、方向C、曲率半径D、圆心角正确答案：B4.平顶堰上闸孔出流，闸后发生（），闸孔为淹没出流。

A、临界水跃B、淹没水跃C、稳定水跃D、远驱水跃正确答案：B5.紊流阻力平方区时的水力阻力以()为主。

A、粘滞切应力B、正应力C、附加切应力D、剪应力正确答案：C6.紊流粗糙区的沿程阻力系数λ与()无关，仅与相对光滑度有关。

A、相对光滑度B、雷诺数C、谢才系数D、相对粗糙度正确答案：B7.临界流时，矩形断面的断面比能等于临界水深的（）倍。

A、0.5B、1C、2D、1.5正确答案：D8.（）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、流线D、等势线正确答案：C9.水利工程中的水流绝大多数处于紊流（），谢才系数可用曼宁公式计算。

A、光滑区B、过渡粗糙区C、粗糙区D、过渡区正确答案：C10.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、势能B、动能C、总机械能D、位能正确答案：B11.管道中心处的切应力为（），沿半径方向逐渐增大，管壁处达到最大。

A、0B、0.4PaC、0.2PaD、0.3Pa正确答案：A12.消能坎式消能池的消能坎为（），则不需要设置第二道消能坎。

A、无侧收缩堰B、淹没堰C、有侧收缩堰D、非淹没堰正确答案：B13.从一点分开而不在另一点汇合的管道称为（）。

A、并联管道B、串联管道C、分叉管道D、管网正确答案：C14.尼古拉兹图全面反映了不同相对光滑度时沿程阻力系数λ与（）之间的关系。

水力学作业答案(总9页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-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面3m ，管内液面压强0p 为78kPa ；左管与大气相通。

求： （1）容器内液面压强c p ； （2）左侧管内水面距容器液面高度h 。

解：0789.83107.4kPac p p gh ρ=+=+⨯=右（2）107.4980.959m 9.8c a p p h g ρ--=== 盛有同种介质（密度3A 1132.6kg/m B ρρ==）的两容器，其中心点A 与B 位于同一高程，今用U 形差压计测定A 与B 点之压差（差压计内成油，密度30867.3kg/m ρ=），A 点还装有一水银测压计。

其他有关数据如图题所示。

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？解：（1）()011A A e B B e p gh gh p g h h ρρρ--=-+3A 1132.6kg/m B ρρ==()()011132.6867.39.80.2519.99Pa B A A p p gh ρρ-=-=-⨯⨯=（2）136009.80.041132.69.80.055886.17Pa A Hg A p gh gs ρρ=--=-⨯⨯-⨯⨯=- 因此A 点存在真空15,20,4s cm h cm h cm===519.995366.18Pa B A p p =+=-因此B 点也存在真空。

图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。

轻油密度1ρ为3663.26kg/m ，重油密度2ρ为3887.75kg/m ，当两种油重量相等时，求：（1）两种油的深度1h 及2h 为多少？（2）两测压管内油面将上升至什么高度？ 解：（1）两种油的重量相等，则1122gh A gh A ρρ=①，其中A 为容器的截面积。

又有125h h +=②解①②得1 2.86m h =，1 2.14m h =。

西南大学培训与继续教育学院课程一、单项选择题(本大题共8小题，每道题3.0分，共24.0分)1.如果_______，则沿程损失系数不受壁面粗糙度的影响。

A.雷诺数足够大B.在紊流光滑区C.在紊流过渡区D.速度足够大2.圆管均匀层流与圆管均匀紊流的 ( )A.断面流速分布规律相同B.断面上切应力分布规律相同C.断面上压强平均值相同D.水力坡度相同3.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（）A.pa > pbB.paC.pa = pbD.无法确定4.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/m25.在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管，则两测压管高度h1与h2的关系为 ( )A.h1 ＞ h2B.h1 ＜ h2C.h1 = h2D.无法确定6.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7.发生水跃的充分必要条件是（）A.从层流过渡到紊流B.从陡坡过渡到缓坡C.从缓流过渡到急流D.从急流过渡到缓流8.重力场中理想不可压缩恒定流动中同一条流线上两点A、B，A点的流速大于B点的流速，则（）A.A点的测压管水头>B点的测压管水头；B.A点的测压管水头C.A点的压强水头>B点的压强水头；D.A点的压强水头二、填空题(本大题共8小题，每道题3.0分，共24.0分)1.渠底沿程降低的明渠称为 _______，i >0；渠底水平的明渠称为 ________ ，i=0；渠底沿程升高的明渠称为 ________ ，i <0答：顺坡渠道、平坡渠道、逆坡渠道。

2.当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化是答：滑区、过渡粗糙区、粗糙区。

3.无压渗流的自由水面称为 ______ ，水面线称为_______ 。

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; √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; ×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; √28、陡坡上可以出现均匀的缓流; ×29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区; √30、当明渠均匀流水深大于临界水深,该水流一定是急流; ×31、缓坡上只能出现非均匀流缓流; ×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; ×35、平坡渠道中不可能发生均匀流; √36、当明渠均匀流水深大于临界水深,该水流一定是急流; √37、水跃只能发生于平底明渠中; ×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 21大; 2小；3相同；4无法确定;2、根据静水压强的特性,静止液体中同一点各方向的压强 11 数值相等;2 数值不等;3 仅水平方向数值相等;4 铅直方向数值最大;3、已知水流的沿程水力摩擦系数只与边界粗糙度有关,可判断该水流属于41 层流区；2 紊流光滑区；3 紊流过渡粗糙区；4 紊流粗糙区;4、液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为 211 kN/m222 kN/m235 kN/m2410 kN/m25、紊流的断面流速分布规律符合 11对数分布；2直线分布；3抛物线分布；4椭圆分布;6、长管的总水头线与测压管水头线 11相重合；2相平行,呈直线；3相平行,呈阶梯状；4以上答案都不对;7、渗流的达西公式只能适用于 11 恒定均匀层流2 恒定均匀紊流3恒定均匀流；4非恒定流;8、液流的沿程水力摩擦系数与边壁粗糙度和雷诺数都有关,即可判断该液流属31 层流区；2 紊流光滑区；3 紊流过渡粗糙区；4 紊流粗糙区;9、堰流的流量与堰顶水头的2 成正比;1 1/2次；2 3/2次方；3 2次方；4 1次方;10、溢流坝下泄水流收缩断面水深h c0的跃后水深为h c02 ,形成远离水跃衔接的条件是31 h t = h c02 2 h t > h c023 h t < h c024 无法确定11、按重力相似准则设计模型,若几何比尺为100,则流速比尺为 21100；210；320；450;12、液体中某点的绝对压强为108kN/m2,则该点的相对压强为 411 kN/m222 kN/m238 kN/m2410 kN/m213、静止液体中同一点沿各方向上的压强 11 数值相等;2 数值不等;3 仅水平方向数值相等;14、矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比β等于 21 1 ；2 2 ；3 3 ；4 4 ;15、水泵的扬程是指 21 水泵提水高度；2 水泵提水高度+吸水管的水头损失；3 水泵提水高度+ 吸水管与压水管的水头损失;16、紊流粗糙区的水头损失与流速成 21 一次方关系；2 二次方关系；3 ～次方关系;17、在平衡液体中,质量力与等压面 31重合；2平行；3正交;18、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 31 急流和缓流；2 均匀流和非均匀流；3 层流和紊流；4 恒定流和非恒定流;19、闸孔出流的流量与闸前水头 3 成正比1 1次方；2 2次方；3 0. 5次方;20、共轭水深是指 11 水跃的跃前水深与跃后水深2 溢流坝下游水流收缩断面水深3 均匀流水深4临界水深21、图示容器中有两种液体,密度2 > 1 ,则A、B 两测压管中的液面必为 21 B 管高于A 管；2 A 管高于B 管；3 AB 两管同高;22、紊流的断面流速分布规律符合 11 对数分布；2 椭圆分布；3 抛物线分布；4 直线分布;23平底棱柱形明渠发生水跃,其水跃函数J h1与J h2的关系是 11 Jh1= Jh2 2 Jh1>Jh23 Jh1< Jh224、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p a和p b;若两容器内水深相等,则p a和p b的关系为 11 p a> p b2 p a< p b3 p a = p b4 无法确定25、层流断面流速分布规律符合 31 对数分布；2 直线分布；3 抛物线分布；4 椭圆分布;26、佛汝德数Fr是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 11 急流和缓流；2 均匀流和非均匀流；3 层流和紊流；4 恒定流和非恒定流;27、紊流中粘滞底层厚度 比绝对粗糙高度 大得多的壁面称为 11光滑面 2 过渡粗糙面 3粗糙面 4以上答案均不对三、填空题在空格中填写正确答案1、水力模型的重力相似准则是 模型与原型的佛汝德数相同 ;2、明渠的断面和流量不变时,水跃的跃前水深越大,则跃后水深越 小 ;3、底流式消能工的主要形式有降低护坦、修建消能坎、综合式消能池3种形式;4．测量明槽流量的主要工具有_堰__ 、__量水槽_ ;5、根据管道计算方法的不同,管道可分类为 长管 和 短管 ;6、渗流的达西公式是____v=kJ__;7、测量管道流量的主要仪器有文丘里流量计、涡轮流量计;8、 计算明渠均匀流的公式是i R AC Q ;9、根据管道中水击波传播时间与阀门关闭时间的对比关系,水击可分类为1 直接水击 和2 间接水击 ;10、底流式消力池中产生的水跃,要求是__微淹没___形式的水跃消能率高且稳定;11、按重力相似准则设计的模型中,几何比尺为64,则流速比尺为 8 ;12、牛顿内摩擦定律适用条件是 牛顿流体 ,层流运动13、理想液体与实际液体的主要区别是___是否存在液体的拈滞性____________14、实际液体在流动时产生水头损失的内因是 液体的粘滞性 ,外因是 边界条件的影响;15、水跃是水流从_急_流过渡到 缓 流的局部水力现象；当流量一定,跃前水深增大时,则跃后水深是 减小 ;16、三种液体盛有容器中,如图所示的四条水平面,其中为等压面的是 B —B四、问答题1．．什么是液体的可压缩性什么情况下需要考虑液体的可压缩性解：可压缩性是：当外界的压强发生变化时液体的体积也随之发生改变的特性;液体可压缩性一般情况下可以不必考虑,但是当外界压强变化较大,如发生水击现象时必须予以考虑;2．有人说“均匀流一定是恒定流”,这种说法是否正确为什么解：这种说法是错误的,均匀流不一定是恒定流;因均匀流是相对于空间而言,即运动要素沿流程不变,而恒定流是相对于时间而言,即运动要素不随时间而变;两者判别标准不同;3．什么是相对压强和绝对压强4;写出水力半径R 的表达式;5、请分别叙说明渠均匀流水深和临界水深的含义和区别;6、明渠的底坡可以分为哪些类型7、如何用临界水深h k 与渠道内的水深h 来判别明渠水流的流态8、根据边界条件的不同,水头损失可以分为哪两类9、试叙述判断明渠水流流态有哪些方法;10明渠均匀流产生的条件是什么五、作图题在题图上绘出正确答案1.定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线,并注明曲线名称;各渠段均充分长,各段糙率相同5分2、定性绘出图示管道短管的总水头线和测压管水头线;3、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线,并注明曲线名称;各渠段均充分长,各段糙率相同,末端有一跌坎5分4、定性绘出图示曲面AＢＣ上水平方向的分力和铅垂方向压力体;5分5、定性绘出图示管道短管的总水头线和测压管水头线向;6、绘出图中的受压曲面AB上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图;7、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线,并注明曲线名称;各渠段均充分长,各段糙率相同六、根据题目要求解答下列各题1、图示圆弧形闸门AB1/4圆, A 点以上的水深H ＝1.2m,闸门宽B =4m,圆弧形闸门半径R =1m,水面均为大气压强;确定圆弧形闸门AB 上作用的静水总压力及作用方向;解：水平分力 P x =p c ×A x =铅垂分力 P y =γ×V=,静水总压力 P 2= P x 2+ P y 2,P=, tan= P y /P x = ∴ =49°合力作用线通过圆弧形闸门的圆心;2、图示一跨河倒虹吸圆管,管径d ＝,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=,沿程水头损失系数λ=,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 ; 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计算圆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,可以求解得到即倒虹吸管内通过的流量为2.091m 3/s ;3、某水平管路直径d 1=7.5cm,末端连接一渐缩喷嘴通大气如题图,喷嘴出口直径d 2=2.0cm;用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p =49kNm 2,管路内流速v 1=0.706m/s;求水流对喷嘴的水平作用力F 可取动量校正系数为1解：列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程：得喷嘴流量和出口流速为：s m 00314.0311==A v Qs m 9.922==A Q v 对于喷嘴建立x 方向的动量方程 8.187)(3233=--=v v Q A p R ρN 水流对喷嘴冲击力:F 与R , 等值反向;4、有一矩形断面混凝土渡槽,糙率n =,底宽b ＝1.5m,槽长L ＝120m;进口处槽底高程Z 1=52.16m,出口槽底高程Z 2＝52.04m,当槽中均匀流水深h 0=1.7m 时,试求渡槽底坡i 和通过的流量Q ;解： i=Z 1-Z 2/L =55.2==bh A m 29.42=+=h b x m52.0==xA R m v=CRi ＝1.46m/sQ= vA=3.72m 3/s;5、有一矩形断面混凝土渡槽n =,底宽b ＝1.5m,槽长L ＝116.5m;进口处槽底高程Z 1=52.06m,当通过设计流量Q ＝7.65m 3/s 时,槽中均匀流水深h 0=1.7m,试求渡槽底坡和出口槽底高程Z 26、图示水箱一侧有一向上开口的短管,箱内水位恒定,水通过管嘴向上喷射;若管嘴出口至水箱水面的高度h =5 m,短管的总水头损失是短管流速水头的倍,取动能校正系数α=1;求管嘴的出流速度v 及此射流达到的高度z ;7、求图中矩形面板所受静水总压力的大小及作用点位置,已知水深H=2 m,板宽B ＝3m;8、图示一跨河倒虹吸管,正方形断面,边长b =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=,ζ2=,ζ3=,沿程水头损失系数 λ=,已知通过流量 Q =2.662m 3/s;若上下游的行进流速水头忽略不计,求上下游水位差H ;9、有一水电站引水钢管,管道长度 L=2000 m,管中水流的流速v=2 m/s,管道水击波波速C＝1172 m/s;10、测定90题图所示;已知试验段 AB 长管曲率半径R ＝d ,测AB 两端测压管水头差△h 的水体体积为0.028m 3,11、槽长L ＝120m;＝52.04m,当槽中均匀流水深通过的流量Q ; 12、c t 4.7m 时,1求对应收缩断面处水深h c 的跃后水深h c22解：1计算临界水深 因为收缩断面水深 h t =4.7m h k 为缓流2h c2＝2c h ＝)11.18.972.1481(21.132-⨯⨯+⨯ 因为 h c2 h t ,该水跃为远驱水跃;3溢流坝下游发生远驱水跃,13、 矩形断面渠道中有一平板闸门,渠宽b ＝闸前水深H ＝4m,闸下收缩断面水深h c =0.8m,已知渠道流量Q =18m 3/s;取动能和动量校正系数均为1;求水流作用于闸门上的作用力;14、已知如图所示水平安装的文丘里流量计,已测得压强γ1p =0.5m,γ2p =-0.2m,水管的横 断面积A 1=0.002m 2,A 2=0.001m 2, 不计水头损失过文丘里流量计的流量 Q 为多少15、管道直径 d = 10 mm,通过流量 Q = 20 运动粘度 = 0.0101 cm 2/s;是紊流若将直径改为 d = 30 mm,水温、流量不变,问管中水流属何种流态16、有一水电站引水钢管,管道长度 L=2000 m,管中水流的流速v=2 m/s,管道水击波波速C＝1172 m/s;由于管道末端阀门在2秒内完全关闭,产生水击;试判断水击类型；并求管中水击压强水头ΔH;17、某矩形断面河道中建筑有一座WES 堰型溢流坝,溢流堰宽b ＝10m,在设计水头H d =2.50m 时的流量系数为m d =,堰高P 1=16m;问：1不考虑侧收缩和淹没影响,求通过堰型溢流的流量Q ;2若坝下收缩断面处水深h c =0.8m,当坝下游水深h t =3.5m 时,坝下游是否发生水跃如发生水跃,属于何种形式的水跃是否需要修建消能工18、有一矩形断面渠道底宽b ＝1.5m,底坡i ＝,糙率n ＝,当槽中均匀流水深h 0=1.7m 时,试求通过的流量Q ;19、图示一水平放置的弯管,直径D=0.2 m,转角α=90°,1－1断面管轴处的动水压强为p 1=40kN/m 2,2－2断面与大气连通,管中流量为Q ＝0.1m 3/s,求水流通过弯管时对管壁的作用力;取动能校正系数和动量修正系数均为120、求图中圆弧形闸门ABB ＝2m;21、有一浆砌块石的矩形断面渠道,糙率n = ,宽b = 6m,当Q = 14.0m 3/s 时,渠中均匀水深h= 2m,试判断渠道中的明渠水流流态;22、某矩形断面渠道,通过的流量为Q=30m 3/s,底宽为b=5m,水深为h=1m,判断渠内水流是急流还是缓流如果是急流,试计算发生水跃的跃后水深是多少;23、某矩形断面渠道中建有单孔平板闸门,已知平板闸门的宽度b ＝6 m,闸前水深为 H=4m,闸孔流量系数μ=,闸门开度e =0.5m,闸底板与渠底齐平;（1） 不计闸前行进流速水头,按自由出流求过闸流量Q ;（2） 若闸下收缩水深h c ＝0.4m,下游水深h t =2.5m,判断闸下水跃衔接的形式,并确定是否需要修建消力池;24、门重G =9800N,α25、量Q v =10 L/s;断面损失;的力; 26、有一浆砌块石的矩形断面渠道,糙率n = ,宽b = 5m,当Q = 15.0m 3/s 时,渠中均匀水深h = 2m,试判断渠道中的明渠水流流态;27、有一单孔水闸,平板闸门孔宽＝3.0 m,闸门开度e = 0.5m,闸前水深H ＝6.0 m,闸孔流量系数μ=,闸底板与渠底齐平;不计闸前行进流速水头,按自由出流求过闸流量Q ;28、水温 10;C 时水流的运动粘滞系数为 = 0.0131 cm 2/s,水管的直径为 10 cm,管中流速为 100 cm/s,试判别水流流态;29、有一矩形断面渠道均匀流,底宽 b =10 m,水深 h = 3 m,糙率 n = ,底坡i = ;如流动在紊流粗糙区,求谢才系数C 和流量Q,并判别是急流还是缓流;30、有一虹吸管如图;已知管径d =10 cm,h 1=1.5 m,h 2=3 m,不计水头损失,取动能校正系数α＝1;求断面c －c 中心处的压强p c ;32、有一单孔水闸,平板闸门孔宽b ＝3.0 m,闸门开度e =0.5 m,闸前水深H ＝6.0 m,闸孔流H A B H量系数μ=,闸底板与渠底齐平;不计闸前行进流速水头,按自由出流求过闸流量Q;33、某单孔WES型实用堰,孔净宽=18.0 m,上游堰高P=35m,堰顶水头H=3.2m,已知实用堰的流量系数m= ,不考虑侧收缩系数影响;堰下游收缩断面的水深h c=0.5m,收缩断面的宽为54m,下游水位低于堰顶,下游水深h t=3.5m;（1）求通过实用堰的流量Q（2）确定堰下游水跃衔接形式,说明堰下游是否需要修建消能设施（3）如采用底流式消能,消能池中的水跃应达到什么要求34、图示直径为20mm,长450m 的管道自水库取水并泄入大气中,出口比水库水面低13 m,已知沿程水头损失系数λ=,进口局部水头损失系数ζ=,求泄流量Q ;按短管计算35、图示左边为一封闭容器,盛有密度1＝2＝1000kg/m3 的水,深度h1 = 3 m ;容器侧壁装有一测压管,H= 0.5 m;右边为敞口盛水容器,水深h2=2.2 m;求中间隔板A、B、C 三点的压强; 10分36 、已知如图所示的文丘里管,管路中通过流量Q = 10 l/s,d1 =5 cm, p1 = Pa,如果使2断面产生真空压强为,问d2应为多少不计水头损失10分37、有一矩形断面渠道,底宽b＝1.5m,底坡i＝,糙率n＝,当槽中均匀流水深h0=1.7m时,试求通过的流量Q, 并判别是急流还是缓流;38、某矩形断面渠道中筑有一溢流坝;已知渠宽b=18 m ,流量Q=265 m3/s ,坝下收缩断面处水深h c= 1.1m 当坝下游水深h t=4.7 m 时,问：1、坝下游发生何种形式的水跃2、是否需要修建消能工。

2017年水力学考试模拟题及答案解析2一、 填空题（每题2分，共10分）1、液体的___________是产生水流机械能损失的主要原因。

2、液体的主要物理特性__________________________________。

3、水的粘滞性会随着温度的升高___________ 。

（1）变小 （2）变大 （3）不变 （4）不一定4、某点压强与受压面的关系是_________________（1）垂直指向受压面 （2）垂直背向受压面（3）平行于受压面 （4）倾斜指向受压面5、水流由_______流过渡到_______流时产生水跃；水流由_________流过渡到_______流时产生水跌． 一、填空题： 1. _粘滞性_；2.质量和重量 、 易流性 、 粘滞性 、 压缩性 、 表面张力 和 气化 等。

3. （1）变小；4. 垂直指向受压面；5. _急__；__缓__；___缓__；急__。

二、简答题（每题5分，共20分）1、总流能量方程的物理意义是什么？试说明方程中各项的物理意义？ 1. 答：总流的能量方程表述为：g v p Z 22111αγ++=2122222-+++w h gv p Z αγ它的物理意义是：水流只能从总机械能大的地方流向总机械能小的地方。

各项物理意义如下： Z ─总流过水断面上单位重量液体所具有的位能，简称为单位位能；γ1p ─总流过水断面上单位重量液体所具有的压能，简称为单位压能；γ1p Z +─总流过水断面上单位重量液体所具有的平均势能，简称为单位势能；g v 22α─总流过水断面上单位重量液体所具有的平均动能；g v p Z H 22αγ++=─总流过水断面上单位重量液体所具有的总能量，即总机械能；2、什么叫总水头线和测压管水头线？什么是水力坡度和测压管坡度？2.答：连接各断面的总水头（g v pZ H 22αγ++=）得到的线，即总水头线；连接各断面的测压管水头（γpZ +）得到的线，即为测压管水头线。

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。

水力学一.单选题（共17题,27.2分）1曲面绕流边界层分离只可能发生在( )A减速减压区B减速增压区C增速减压区D增速增压区正确答案：B2输油管道直径为0.1m,流动为层流状态,实测管轴流速0.8m/s,通过的流量为( )A0.314L/sB0.628L/sC3.14L/sD6.28L/s7、如图所示,用U 形水银压差计测量水管A、B 两点的压强差,水银面高差hp=10cm,pA-pB 为( A )A.13.33kPaB.12.35kPaC.9.8kPaD.6.4kPa正确答案：D3气体与液体的粘度随着温度的升高分别A增大、减小B减小、减小C减小、增大D增大、增大正确答案：A4圆管流动中,临界雷诺数的数值为( )A1B575C2300D4000正确答案：C5相对压强的起算基准是A绝对真空B当地大气压C1个标准大气压D液面压强正确答案：B6在液体中的潜体所受的浮力大小A与潜体密度成正比B与液体密度成正比C与潜体深度成正比D与液体密度成反比正确答案：B7紊流流速和层流流速的区别A紊流流速>层流流速B流道截面大的为湍流,截面小的为层流C层流的雷诺数<紊流的雷诺数D层流无径向脉动,而紊流有径向脉动正确答案：D8实际液体的水力坡度J 为( )AJ<0BJ=0CJ>0DJ=Jp正确答案：C9雷诺数代表的是( )之比A惯性力与压力B惯性力与重力C惯性力与表面张力D惯性力与粘性力正确答案：D10流线与流线通常情况下A能相交也能相切B仅能相交不能相切C仅能相切不能相交D既不能相交也不能相切正确答案：C11理想流体总水头线沿程的变化趋势是A沿程下降B沿程上升C保持水平D前三种情况都有可能正确答案：A12一维流体中,“截面积大处速度小,截面积小处速度大”成立的条件是A理想流体B粘性流体C可压缩流体D不可压缩流体正确答案：D13有一圆柱水桶,顶部和底部用环箍紧,水桶半径为15cm,高40cm,桶内盛满密度为600Kg/m3液体,桶顶箍所受到的张力为x,底箍所受到的张力为y,x与y的比为A1B2C1.5D0.5正确答案：D14作用在流体的质量力包括A压力B摩擦力C惯性力D表面张力正确答案：C15下面的流动中哪个是恒定非均匀流?A湖中绕等速行驶的船只的水流B水位不平稳时绕过桥墩的水流C水箱水位下降过程中流经长直管道的水流D水箱水位稳定时流经渐打管的水流正确答案：D16金属压力表的读数是A相对压强B绝对压强C当地大气压D真空度正确答案：A17水平圆管均匀流的过流断面上,动压强的分布为( )A均匀分布B线性分布C抛物线分布D对数曲线分布正确答案：C二.填空题（共11题,17.6分）1液体的自由表面就是一个____。

[0744]《水力学》课程类型：专业选修课考试方式：大作业单项选择题1、流线和迹线重合的条件为（）。

1.F. 非恒定均匀流2.恒定流3.非恒定流4.缓流2、相对压强是指该点的绝对气压与_______ 的差值。

（）1.真空压强；2.当地大气压；3.标准大气压；4.工程大气压。

3、S2 型水面曲线是发生在 ( )1.陡坡渠道中的急流2.缓坡渠道中的缓流3.陡坡渠道中的缓流4.缓坡渠道中的急流4、流体运动的连续性方程是根据（）原理导出的。

1.能量守恒2.力的平衡3.动量守恒4.质量守恒5、在明渠渐变流中 ( )1.总水头线一定平行于底坡线2.测压管水头线与自由水面一致3.总水头线与自由水面相重合4.水面线与底坡线平行6、共轭水深是指（ ）1.临界水深2. 溢流坝下游水流收缩断面水深3.水跃的跃前水深与跃后水深4.均匀流水深7、当圆管中流体作层流流动时，动能修正系统α等于（ ）1. 22. 20003. 34.18、在平衡液体中，质量力与等压面1. 平行 ；2. 正交。

3. 无法判断4.重合；9、压力中心是 ( )1.压力体的中心2.淹没面积的中心3.总压力的作用点4.受压面的形心10、连续介质假设认为流体（）连续。

1.在微观上2.原子间3.分子间4.在宏观上11、液体只受重力作用，则静止液体中的等压面是（）。

1.任意曲面2.斜平面3.水平面4.旋转抛物面12、总流伯努利方程适用于（）。

1.恒定流2. 非恒定流3.可压缩流体 4.以上都不对13、佛汝德数Fr 是判别下列哪种流态的重要的无量纲数( )1. 均匀流和非均匀流2. 急流和缓流3. 恒定流和非恒定流4.层流和紊流14、紊流粗糙区的水头损失与流速成 （ ）1. 二次方关系2. 一次方关系3. 次方关系4.～次方关系15、当从孔口流出的水股被另一部分流体所淹没时，称为——————。

1.孔口淹没出流2.管嘴非恒定出流3.孔口非恒定出流4.自由出流16、在正常工作条件下，在孔口外接一个相同管径的管嘴，作用水头相同时，管嘴比孔口出流量（）1.大2.小3.相等4.不定17、管轴高程沿流向增大的等直径管道，其管轴压强沿流向（）1.增大2.减小3.不变4.不定18、在同一瞬时，流线上各个流体近质点的速度方向总是在该点与此流线（）2. 相交3.相切 4.平行19、已知水流的沿程水力摩擦系数l 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（ ）1. 层流区2.紊流光滑区 3. 紊流过渡粗糙区 4.紊流粗糙区20、明渠水力最优断面的水力半径R （ ）1. 等于水深的一半；2. 等于底宽的一半；3. 等于水面宽度的一半；4.等于湿周的一半。

水力学一.单选题（共17题,27.2分）1曲面绕流边界层分离只可能发生在( )A减速减压区B减速增压区C增速减压区D增速增压区正确答案：B2输油管道直径为0.1m,流动为层流状态,实测管轴流速0.8m/s,通过的流量为( )A0.314L/sB0.628L/sC3.14L/sD6.28L/s7、如图所示,用U 形水银压差计测量水管A、B 两点的压强差,水银面高差hp=10cm,pA-pB 为( A )A.13.33kPaB.12.35kPaC.9.8kPaD.6.4kPa正确答案：D3气体与液体的粘度随着温度的升高分别A增大、减小B减小、减小C减小、增大D增大、增大正确答案：A4圆管流动中,临界雷诺数的数值为( )A1B575C2300D4000正确答案：C5相对压强的起算基准是A绝对真空B当地大气压C1个标准大气压D液面压强正确答案：B6在液体中的潜体所受的浮力大小A与潜体密度成正比B与液体密度成正比C与潜体深度成正比D与液体密度成反比正确答案：B7紊流流速和层流流速的区别A紊流流速>层流流速B流道截面大的为湍流,截面小的为层流C层流的雷诺数<紊流的雷诺数D层流无径向脉动,而紊流有径向脉动正确答案：D8实际液体的水力坡度J 为( )AJ<0BJ=0CJ>0DJ=Jp正确答案：C9雷诺数代表的是( )之比A惯性力与压力B惯性力与重力C惯性力与表面张力D惯性力与粘性力正确答案：D10流线与流线通常情况下A能相交也能相切B仅能相交不能相切C仅能相切不能相交D既不能相交也不能相切正确答案：C11理想流体总水头线沿程的变化趋势是A沿程下降B沿程上升C保持水平D前三种情况都有可能正确答案：A12一维流体中,“截面积大处速度小,截面积小处速度大”成立的条件是A理想流体B粘性流体C可压缩流体D不可压缩流体正确答案：D13有一圆柱水桶,顶部和底部用环箍紧,水桶半径为15cm,高40cm,桶内盛满密度为600Kg/m3液体,桶顶箍所受到的张力为x,底箍所受到的张力为y,x与y的比为A1B2C1.5D0.5正确答案：D14作用在流体的质量力包括A压力B摩擦力C惯性力D表面张力正确答案：C15下面的流动中哪个是恒定非均匀流?A湖中绕等速行驶的船只的水流B水位不平稳时绕过桥墩的水流C水箱水位下降过程中流经长直管道的水流D水箱水位稳定时流经渐打管的水流正确答案：D16金属压力表的读数是A相对压强B绝对压强C当地大气压D真空度正确答案：A17水平圆管均匀流的过流断面上,动压强的分布为( )A均匀分布B线性分布C抛物线分布D对数曲线分布正确答案：C二.填空题（共11题,17.6分）1液体的自由表面就是一个____。

水力学课后计算题及答案第一章 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yuAT 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。

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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。

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面3m ，管内液面压强0p 为78kPa ；左管与大气相通。

求：（1）容器内液面压强c p ；（2）左侧管内水面距容器液面高度h 。

解：0789.83107.4kPac p p gh ρ=+=+⨯=右 （2）107.4980.959m 9.8c a p p h g ρ--=== 1.2盛有同种介质（密度3A 1132.6kg/m B ρρ==）的两容器，其中心点A 与B 位于同一高程，今用U 形差压计测定A与B 点之压差（差压计内成油，密度30867.3kg/m ρ=），A 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？ 解：（1）()011A A e B B e p gh gh p g h h ρρρ--=-+3A 1132.6kg/m B ρρ==()()011132.6867.39.80.2519.99Pa B A A p p gh ρρ-=-=-⨯⨯=（2）136009.80.041132.69.80.055886.17Pa A Hg A p gh gs ρρ=--=-⨯⨯-⨯⨯=- 因此A 点存在真空519.995366.18Pa B A p p =+=-因此B 点也存在真空。

1.3 图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。

轻油密度1ρ为3663.26kg/m ，重油密度2ρ为3887.75kg/m ，当两种油重量相等时，求：（1）两种油的深度1h 及2h 为多少？15,20,4s cm h cm h cm===（2）两测压管内油面将上升至什么高度？ 解：（1）两种油的重量相等，则1122gh A gh A ρρ=①，其中A 为容器的截面积。

又有125h h +=②解①②得1 2.86m h =，1 2.14m h =。

（2）轻油测压管在页面处。

大工17秋《水力学》在线作业1 100分答案正确答案:B6.在液体内部，压力作用方向是沿着重力方向的（）。

A.错误B.正确正确答案:A7.雷诺数越大，流体越容易发生紊流运动（）。

A.正确B.错误正确答案:A8.液体的密度和压强是成正比例关系的（）。

A.错误B.正确正确答案:B9.当液体中某点的绝对压强小于当地的大气压强时，该点的相对压强为负值（）。

A.正确B.错误正确答案:A10.表面张力只有在液面周界处才会产生作用（）。

A.正确B.错误正确答案:A一、单选题（共5道试题，共30分）1.液体的相对密度是指液体的重量与同体积的4℃水的重量之比。

2.当液体中某点的绝对压强大于当地的大气压强时，该点的相对压强为正值。

3.实压力体与液体在曲面同侧，压力体内实有液体，铅垂分力方向向下。

4.全部浸入在液体中的物体称为潜体，潜体的表面是封闭的曲面。

5.液体内任意一点处各方向的静水压强相等。

二、多选题（共5道试题，共30分）1.液流的型态主要有层流和紊流。

2.关于恒定总流能量方程的应用条件，正确的说法是恒定流和不可压缩液体。

3.水流的脉动对工程的主要影响有增加作用荷载、易引起水工建筑物的振动、增加水流的能量损失和引起河床的冲刷。

4.在紊流运动中，相应的紊流切应力主要由粘性切应力和附加切应力组成。

5.表面张力只发生在液面的周界处，其作用方向为垂直于周界线和与液面相切。

三、判断题（共10道试题，共40分）1.当雷诺数较小时，表明作用在液流上的粘性力起主导作用。

错误。

2.由帕斯卡定律可知，表面压强按比例增加地向液体中各点传递，一般按98倍递增。

错误。

3.一般情况下，局部水头损失系数取决于局部阻碍的形状。

正确。

4.伯努利方程不适用于元流极限情况的流线。

错误。

5.虽然作用在平面上的静水压强处处垂直于受作用面，但合力却不一定垂直于受作用面。

错误。

6.在液体内部，压力作用方向是沿着重力方向的。

错误。

7.雷诺数越大，流体越容易发生紊流运动。