【考研类试卷】水力学（水静力学）-试卷2及答案解析.doc

1、水力学（水静力学）-试卷 2 及答案解析(总分：58.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：4，分数：8.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_2.欧拉液体平衡微分方程的力学意义_。（分数：2.00）_3.静水压强的两个特性是_，_。（分数：2.00）_4.等压面的特性是_。（分数：2.00）_二、单项选择题(总题数：7，分数：14.00)5.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_6.如图 2-28 所示，选择下列正确的等压面：_。 ( ) （分数：2.00）A.A-AB.B-BC.C-CD.D-D7.平衡

2、液体中的等压面必为_。 ( )（分数：2.00）A.水平面B.斜平面C.旋转抛物面D.与质量力相正交的面8.图 229 所示的四个容器内的水深均为 H，则容器底面静水压强最大的是_。 ( ) （分数：2.00）A.aB.bC.cD.d9.图 230 所示的容器 a 中盛有密度为 1 的液体，容器 b 中盛有密度为 1 和 2 的两种液体，则两个容器中曲面 AB 上压力体及压力关系为( ) （分数：2.00）A.压力体相同，且压力相等B.压力体相同，但压力不相等C.压力体不同，压力不相等D.压力体不同，但压力相等10.如图 2-31 所示有一倾斜放置的平面闸门，当上下游水位都上升 1m 时(虚线

3、位置)，闸门上的静水总压力_。 ( ) （分数：2.00）A.变大B.变小C.不变D.无法确定11.有一水泵装置，其吸水管中某点的真空压强等于 3mH 2 O，当地大气压为一个工程大气压，其相应的绝对压强值为_。 ( )（分数：2.00）A.3mH 2 OB.7mH 2 OC.一 3mH 2 OD.以上答案都不对三、计算题(总题数：18，分数：36.00)12.图 2-38 为一倒 U 形差压计，左边管内为水，右边管内为相对密度(即比重)为 s 1 =09 的油。倒 U 形管顶部为相对密度为 s 2 =08 的油。已知左管内 A 点的压强 p A =98kNm 2 ，试求右边管内 B 点的压强

4、。 （分数：2.00）_13.如图 2-39 所示，两液箱具有不同的液面高程，液体重度均为 ，用两个测压计连接如图，试证：（分数：2.00）_14.密闭容器盛水如图 240 所示，已知 h=3m，h B =25m，h A =2m，求容器内点 A、点 B 及液面上的相对压强及绝对压强，并求图中所示 y 值。 （分数：2.00）_15.图 241 所示为一沉没于海中的潜艇的横断面图，气压计测出潜艇内的绝对压强 =84cmHg，已知海水的相对密度 s=103，试求潜艇的沉没深度 y。 （分数：2.00）_16.如图 242 所示直径 d=03m 和 D=08m 的圆柱形薄壁容器固定在位于贮水池 A

5、水面以上 b=15m 处的支承上，在其中造成真空使水池中的水被吸入容器，由此使得容器内液面高出水池水面 a+b=19m。已知容器重 G=980N，试确定支承受力大小。 （分数：2.00）_17.图 243 所示一宽为 6 的容器，内有隔板 CD 将容器内的液体分为前后两段，长为 2l 和 l，已知前后段水深分别为 h 1 和 h 2 ，试求隔板 CD 不受力时容器沿水平方向加速的加速度为多少? （分数：2.00）_18.如图 2-44 所示输水管道试压时，压力表 M 读数为 10atm(工程大气压)，管道直径 d=1m。求作用与管端法兰堵头上的静水总压力。 （分数：2.00）_19.图 245

6、 所示为一盛水的球形容器，容器下部由基座固定，求作用于螺栓上的力。 （分数：2.00）_20.一封闭容器如图 246 所示。容器中水面的绝对压强 P 0 =915kPa。中间插入一个两端开口的玻璃管。当空气恰好充满全管而不流动时，求玻璃管伸入水中的深度 h。 （分数：2.00）_21.一等宽度折角形闸门，折角 =120，如图 247 所示可绕 A 轴转动。已知 L=2m。不计门重及摩擦力，求闸门开始自动倾倒时的水深 h。 （分数：2.00）_22.一曲面的形状为 34 个圆柱面，半径 R=08m，宽度(垂直于纸面)为 1m。圆心位于液面以下h=258m，如图 248 所示。容器中盛有密度为 1

7、 =816kgm 3 的液体，其深度 h 1 =098m，其下为密度为 2 =1000kgm 3 的液体。 （分数：2.00）_23.一容器左侧盛油，右侧盛水，上、下各接一水银压差计。各液面标高如图 249 所示。已知油的密度 油 =816kgm 3 。求容器顶部压差计液面高差 h。 （分数：2.00）_24.一矩形水箱中盛有液体，水箱沿倾斜角为 的斜面以加速度 a 向下滑动(图 250)。试确定箱内液体表面的形状。 （分数：2.00）_25.图 251 所示为一直径 D 的圆球(不计重量)在密度分别为 1 和 2 的两种液体作用下处于平衡状态。试导出 D 与 1 ， 2 ，h 1 ，h 2

8、之间的关系式。 （分数：2.00）_26.在石油库斜壁的圆孔上装有一直径 D=12 m 的半球形盖(图 2-52)。半球形盖中心 O 点在液面下的深度 H=4m。斜壁与液面的夹角 =30，石油的密度 =900kgm 3 。求螺栓 a、b 上的总拉力。 （分数：2.00）_27.用 U 形水银测压计测量 A 点的静水压强，其读数为 h(mm)，如图 2-53 所示。令 A 点压强不变，若将 U形管下降高度 H(mm)，则水银测压计读数放大为 h+h(mm)。试证明：h=H131。 （分数：2.00）_28.在盛满液体的容器壁上装有一个均质圆柱体，如图 2-54 所示。由于圆柱体浸在液体中，必受到

9、一个向上的浮力作用。若摩擦力很小，在浮力产生的力矩的作用下，此圆柱体可绕 O 轴不停转动，这种说法对不对?为什么? （分数：2.00）_29.如图 255 所示，两个置于水平面上的容器，一为圆柱形，一为圆台形。容器重量不计，水面均为大气压强。当水深 H 和底面积 A 均相等时，问：(1)容器底部所受的静水压强是否相等?(2)底面所受的静水压力是否相等?(3)桌面上受的压力是否相等?为什么? （分数：2.00）_水力学（水静力学）-试卷 2 答案解析(总分：58.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：4，分数：8.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.

10、00）_解析：2.欧拉液体平衡微分方程的力学意义_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：处于平衡状态的液体中表面力(压强)的变化率和单位质量力(X，Y，Z)之间的关系，哪一方向有质量力的作用，哪一方向就有压强的变化，哪一方向不存在质量力的作用，哪一方向就没有压强的变化)解析：3.静水压强的两个特性是_，_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：静水压强的方向与作用面的内法线方向重合，即垂直指向作用面(不能受拉，没有切力)、静水压强的大小与其作用面的方位无关，同一点处各方向上的静水压强大小相等)解析：4.等压面的特性是_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：等压面即是等势面、等压

11、面与质量力正交)解析：二、单项选择题(总题数：7，分数：14.00)5.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_解析：6.如图 2-28 所示，选择下列正确的等压面：_。 ( ) （分数：2.00）A.A-AB.B-BC.C-C D.D-D解析：7.平衡液体中的等压面必为_。 ( )（分数：2.00）A.水平面B.斜平面C.旋转抛物面D.与质量力相正交的面 解析：8.图 229 所示的四个容器内的水深均为 H，则容器底面静水压强最大的是_。 ( ) （分数：2.00）A.aB.bC.c D.d解析：9.图 230 所示的容器 a 中盛有密度为 1 的液体，容器

12、 b 中盛有密度为 1 和 2 的两种液体，则两个容器中曲面 AB 上压力体及压力关系为( ) （分数：2.00）A.压力体相同，且压力相等B.压力体相同，但压力不相等 C.压力体不同，压力不相等D.压力体不同，但压力相等解析：10.如图 2-31 所示有一倾斜放置的平面闸门，当上下游水位都上升 1m 时(虚线位置)，闸门上的静水总压力_。 ( ) （分数：2.00）A.变大 B.变小C.不变D.无法确定解析：11.有一水泵装置，其吸水管中某点的真空压强等于 3mH 2 O，当地大气压为一个工程大气压，其相应的绝对压强值为_。 ( )（分数：2.00）A.3mH 2 OB.7mH 2 O C.

13、一 3mH 2 OD.以上答案都不对解析：三、计算题(总题数：18，分数：36.00)12.图 2-38 为一倒 U 形差压计，左边管内为水，右边管内为相对密度(即比重)为 s 1 =09 的油。倒 U 形管顶部为相对密度为 s 2 =08 的油。已知左管内 A 点的压强 p A =98kNm 2 ，试求右边管内 B 点的压强。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：p B =P A (h 1 +h 2 )+s 2 h 2 +s 1 h 1 =974kPa。)解析：13.如图 2-39 所示，两液箱具有不同的液面高程，液体重度均为 ，用两个测压计连接如图，试证：（分数：2.00）_正确答案

14、：(正确答案：两个比压计所测的水头差相等， )解析：14.密闭容器盛水如图 240 所示，已知 h=3m，h B =25m，h A =2m，求容器内点 A、点 B 及液面上的相对压强及绝对压强，并求图中所示 y 值。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：p A =-19600Pa，p B =24500Pa，P 0 =-29400Pa p A =78400Pa，p B =122500Pa，p 0 =68600Pa；y=3m。)解析：15.图 241 所示为一沉没于海中的潜艇的横断面图，气压计测出潜艇内的绝对压强 =84cmHg，已知海水的相对密度 s=103，试求潜艇的沉没深度 y。 （分

15、数：2.00）_正确答案：(正确答案：101325+1039800(y+035)=0841369800+0.701369800，y=995m。)解析：16.如图 242 所示直径 d=03m 和 D=08m 的圆柱形薄壁容器固定在位于贮水池 A 水面以上 b=15m 处的支承上，在其中造成真空使水池中的水被吸入容器，由此使得容器内液面高出水池水面 a+b=19m。已知容器重 G=980N，试确定支承受力大小。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：F=G 水 +G 容器 = (D 2 a+d 2 b)+980=9800 )解析：17.图 243 所示一宽为 6 的容器，内有隔板 CD 将容

16、器内的液体分为前后两段，长为 2l 和 l，已知前后段水深分别为 h 1 和 h 2 ，试求隔板 CD 不受力时容器沿水平方向加速的加速度为多少? （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：自由液面方程：ax+gy=0，a(一 l)-g (h 1 一 h 2 )=0， )解析：18.如图 2-44 所示输水管道试压时，压力表 M 读数为 10atm(工程大气压)，管道直径 d=1m。求作用与管端法兰堵头上的静水总压力。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：19.图 245 所示为一盛水的球形容器，容器下部由基座固定，求作用于螺栓上的力。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案

17、： )解析：20.一封闭容器如图 246 所示。容器中水面的绝对压强 P 0 =915kPa。中间插入一个两端开口的玻璃管。当空气恰好充满全管而不流动时，求玻璃管伸入水中的深度 h。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：21.一等宽度折角形闸门，折角 =120，如图 247 所示可绕 A 轴转动。已知 L=2m。不计门重及摩擦力，求闸门开始自动倾倒时的水深 h。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：22.一曲面的形状为 34 个圆柱面，半径 R=08m，宽度(垂直于纸面)为 1m。圆心位于液面以下h=258m，如图 248 所示。容器中盛有密度为 1 =816k

18、gm 3 的液体，其深度 h 1 =098m，其下为密度为 2 =1000kgm 3 的液体。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：P x =p c A x = 1 gh 1 + 2 g(hh 1 一 R2)Rb=1568(kN)。P z = 1 gh 1 Rb+ 2 g(hh 1 )Rb+ )解析：23.一容器左侧盛油，右侧盛水，上、下各接一水银压差计。各液面标高如图 249 所示。已知油的密度 油 =816kgm 3 。求容器顶部压差计液面高差 h。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：p 0 油 + 油 g(22-07)+ Hg g(07-05)=p 0 水 + 水 g(17

19、-05)， Hg gh=p 0 油 一 p 0 水 ，h=0202m。)解析：24.一矩形水箱中盛有液体，水箱沿倾斜角为 的斜面以加速度 a 向下滑动(图 250)。试确定箱内液体表面的形状。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：液面方程为 a(cos)x+(asing)z=0；液面对水平面的倾斜角 )解析：25.图 251 所示为一直径 D 的圆球(不计重量)在密度分别为 1 和 2 的两种液体作用下处于平衡状态。试导出 D 与 1 ， 2 ，h 1 ，h 2 之间的关系式。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：球处于平衡状态 )解析：26.在石油库斜壁的圆孔上装有一直径 D=1

20、2 m 的半球形盖(图 2-52)。半球形盖中心 O 点在液面下的深度 H=4m。斜壁与液面的夹角 =30，石油的密度 =900kgm 3 。求螺栓 a、b 上的总拉力。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：27.用 U 形水银测压计测量 A 点的静水压强，其读数为 h(mm)，如图 2-53 所示。令 A 点压强不变，若将 U形管下降高度 H(mm)，则水银测压计读数放大为 h+h(mm)。试证明：h=H131。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：28.在盛满液体的容器壁上装有一个均质圆柱体，如图 2-54 所示。由于圆柱体浸在液体中，必受到一个向上的浮力作

21、用。若摩擦力很小，在浮力产生的力矩的作用下，此圆柱体可绕 O 轴不停转动，这种说法对不对?为什么? （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：不对，圆柱体还受到一个向右的压力作用，压力和浮力对 O 轴的力矩正好为 0；圆柱体表面任意一点的压力方向指向轴心，合力必然指向轴心，对轴心的力矩必然为 0。)解析：29.如图 255 所示，两个置于水平面上的容器，一为圆柱形，一为圆台形。容器重量不计，水面均为大气压强。当水深 H 和底面积 A 均相等时，问：(1)容器底部所受的静水压强是否相等?(2)底面所受的静水压力是否相等?(3)桌面上受的压力是否相等?为什么? （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：相等，相等，不相等。)解析：