1、2007 年武汉大学研究生入学考试（水力学）真题试卷精选及答案解析(总分：82.00，做题时间：90 分钟)一、判断题请判断下列各题正误(总题数：10，分数：20.00)1.在并联管道中，若按长管考虑，则支管长的沿程水头损失较大，支管短的沿程水头损失较小。（分数：2.00）A.正确B.错误2.在黏性流体的流动中，测压管水头(即单位重量流体所具有的势能)只能沿程减小。（分数：2.00）A.正确B.错误3.在圆管有压水流中，临界雷诺数为一常数，与管径及流速无关。（分数：2.00）A.正确B.错误4.飞机在静止的大气中作等速直线飞行，从飞机上观察，其周围的气流流动为恒定流动。（分数：2.00）A.正
2、确B.错误5.平面所受静水总压力的压力中心就是受力面的形心。（分数：2.00）A.正确B.错误6.根据牛顿内摩擦定律，液体流层间发生相对运动时，液体所受到的黏性内摩擦切应力与流体微团角变形成正比。（分数：2.00）A.正确B.错误7.不可压缩流体连续性微分方程 （分数：2.00）A.正确B.错误8.佛汝德数 Fr 可以反映液体的惯性力与重力之比。（分数：2.00）A.正确B.错误9.在实验时，对空气压差计进行排气的目的是保证压差计液面上的气压为当地大气压强。（分数：2.00）A.正确B.错误10.水流过流断面上平均压强的大小和正负与基准面的选择无关。（分数：2.00）A.正确B.错误二、填空题
3、(总题数：11，分数：22.00)11.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）_12.恒定总流的能量方程中，包含有动能修正系数 ，这是因为_， 层流的 值比紊流的 值_。（分数：2.00）_13.紊流切应力由_和_组成。(写出名称和表达式)（分数：2.00）_14.已知长直棱柱体渠道的底坡为 i，糙率为 n，其过水断面为等腰梯形，底宽为 b，边坡系数为 m，均匀流水深为 h，则其流量 Q=_。（分数：2.00）_15.当明渠水流从_过渡到_时，将产生水跃。当流量及渠道断面形式、尺寸一定时，水跃的跃后水深越大，则对应的跃前共轭水深_。（分数：2.00）_16.对设计
4、水头为 H d 的 WES 型实用堰，当上游堰高 P133H d 时，其设计条件下的流量系数 m d 为_，若实际作用水头 HH d ，则其流量系数 m_m d 。（分数：2.00）_17.层流流速分布为_分布，紊流流速分布为_分布。（分数：2.00）_18.按照欧拉法推导出的加速度表达式，可将加速度细分为_加速度和_加速度。（分数：2.00）_19.压强 p 的量纲是_。(按国际单位制)（分数：2.00）_20.由重力相似准则所得的流速比尺与长度比尺的关系是_。（分数：2.00）_21.有一水泵装置，其吸水管中某点的绝对压强水头力 6m 水柱高，当地大气压为一个工程大气压，其相应的真空压强值
5、等于_水柱高。（分数：2.00）_三、单项选择题(总题数：11，分数：22.00)22.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）_23.影响水的运动黏性系数的主要因素_。（分数：2.00）A.水的温度B.水的容量C.当地气压D.水的流速24.液体中某点的绝对压强为 58kPa(当地大气压强 p a =98000Nm 2 )，则该点的相对压强为_。（分数：2.00）A.156kPaB.40kPaC.-58kPaD.-40kPa25.均匀流的总水头线与测压管水头线的关系是_。（分数：2.00）A.互相平行的直线B.互相平行的曲线C.互不平行的直线D.互不平行的曲线2
6、6.恒定总流的能量方程 （分数：2.00）A.单位体积液体所具有的能量B.单位质量液体所具有的能量C.单位重量液体所具有的能量D.以上答案都不对27.谢才系数 C 的量纲是_。（分数：2.00）A.LB.L -1 T 1/2C.L 1/2 T -1D.1无量纲量28.黏性底层厚度 t 随 Re 的增大而_。（分数：2.00）A.增大B.减小C.不变D.不定29.圆管均匀层流与圆管均匀紊流的_。（分数：2.00）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30.图 1 所示水流通过渐缩管流出，若容器中的水位不变，则管内水流属_。 （分数：2.00）
7、A.恒定均匀流B.非恒定均匀流C.恒定非均匀流D.非恒定非均匀流31.毕托管可以用来测_。（分数：2.00）A.瞬时流速B.时均流速C.脉动流速D.脉动压强32.流量一定，管径沿程减小时，测压管水头线_。（分数：2.00）A.可能沿程上升也可能沿程下降的B.总是与总水头线平行C.只能沿程下降D.不可能低于管轴线四、综合题(总题数：3，分数：6.00)33.绘制图 2 所示 34 圆柱面 ABCD 上的压力体图，求出单位宽度上的水平分力 P x ，标出铅直分力 P z 的作用方向。 （分数：2.00）_34.定性绘出图 3 所示棱柱形明渠的水面线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，且糙率相同)。
8、（分数：2.00）_35.定性绘出图 4 所示短管道的总水头线和测压管水头线。 （分数：2.00）_五、计算题(总题数：5，分数：10.00)36.一容器如图 5 所示，容器中上部分液体为相对密度(即比重)为 08 的油，下部分液体为水，当 A 处真空表读数为 22cm 水银时，求：(1)测压管 E 的液面与水油交界面的高度差 h 1 ；(2)水银 U 形测压管 F 的水银面高度差 h 2 。 （分数：2.00）_37.有一管路系统如图 6 所示，已知 d 1 =150mm，l 1 =25m， 1 =0037；d 2 =125mm，l 2 =10m， 2 =0039；d 3 =100mm 部分
9、局部损失系数为 收缩 =015， 阀门 =20， 管嘴 =01(上述局部损失系数都是相对于局部损失之后的流速而言)；流量 Q=100m 3 h，求水流所需的水头 H 值。 （分数：2.00）_38.为测定一阀门的局部损失系数及所受水流作用力，在门的上下游等直径管道上装设了 3 个测压管(图 7)，其间距 l 1 =1m，l 2 =2m，已知管道内径 d=50mm，管中流过的水流量 Q=68710 -3 m 3 s，实测 ，求：(1)阀门的局部损失系数 值；(2)水流作用于阀门上的力。 （分数：2.00）_39.已知均质不可压缩液体平面流动的流函数为 =(x 2 +y 2 )2，要求： (1)判
10、断流动是否有旋；(2)求流场中两定点 A(1，0)和 B(2，3)之间的单宽流量；(3)求 B 点的流速矢量和加速度矢量；(4)A、B 两点是否满足： （分数：2.00）_40.如图 8 所示一无侧收缩高实用堰溢流，已知过堰单宽流量 q=9m 3 s.m，堰下游收缩断面水深 h c =055m，当下游渠道水深分别为 h t1 =7m、h t2 =3m、h t3 =1 m 时，试判别其水流衔接形式。 （分数：2.00）_六、证明题(总题数：1，分数：2.00)41.如图 9 所示水由水箱 1 经圆滑无摩擦的孔口水平射出，冲击到一平板上，平板刚能封盖住水箱 2 的孔口。已知两孔口中心线重合，且 d
11、 2 =2d 1 ，试证明两水箱孔口作用水头满足 h 1 =2h 2 。 （分数：2.00）_2007 年武汉大学研究生入学考试（水力学）真题试卷精选答案解析(总分：82.00，做题时间：90 分钟)一、判断题请判断下列各题正误(总题数：10，分数：20.00)1.在并联管道中，若按长管考虑，则支管长的沿程水头损失较大，支管短的沿程水头损失较小。（分数：2.00）A.正确B.错误 解析：解析：在并联管道中，若按长管考虑，则各支管的沿程水头损失相同，与管道长短、粗细、粗糙程度无关，但水力坡度与长度有关，能量损失大小与流量有关。2.在黏性流体的流动中，测压管水头(即单位重量流体所具有的势能)只能沿
12、程减小。（分数：2.00）A.正确B.错误 解析：解析：在黏性流体的流动中，测压管水头可能沿程增大也可能沿程减小，当管径沿程不变或减小时，测压管水头只能沿程减小。3.在圆管有压水流中，临界雷诺数为一常数，与管径及流速无关。（分数：2.00）A.正确 B.错误解析：解析：在圆管有压水流中，临界雷诺数为一常数，与管径、流速及流体的黏性大小均无关，只是有的认为常数是 2000，也有的认为常数是 2300。4.飞机在静止的大气中作等速直线飞行，从飞机上观察，其周围的气流流动为恒定流动。（分数：2.00）A.正确 B.错误解析：解析：飞机在静止的大气中作等速直线飞行，从飞机上观察，其周围的气流流动为恒定
13、流动。类似于风洞试验中，恒定风速中放置一静止飞机模型，但当有类似于卡门涡街的绕流时，局部会出现非恒定流现象。5.平面所受静水总压力的压力中心就是受力面的形心。（分数：2.00）A.正确B.错误 解析：解析：对于铅直或倾斜放置的挡水平面，由于上面压强较小，下面压强较大，平面所受静水总压力的压力中心会低于受压面的形心。当平面水平放置时，压力中心才会与受力面的形心重合。6.根据牛顿内摩擦定律，液体流层间发生相对运动时，液体所受到的黏性内摩擦切应力与流体微团角变形成正比。（分数：2.00）A.正确B.错误 解析：解析：根据牛顿内摩擦定律，液体流层间发生相对运动时，液体所受到的黏性内摩擦切应力与流体微团
14、的角变形率(单位时间的角变形)成正比。7.不可压缩流体连续性微分方程 （分数：2.00）A.正确B.错误 解析：解析：不可压缩流体连续性微分方程8.佛汝德数 Fr 可以反映液体的惯性力与重力之比。（分数：2.00）A.正确 B.错误解析：解析：佛汝德数 Fr 可以反映液体的惯性力与重力之比。9.在实验时，对空气压差计进行排气的目的是保证压差计液面上的气压为当地大气压强。（分数：2.00）A.正确B.错误 解析：解析：压差计液面上的气压可以为当地大气压强，也可以小于或大于当地大气压强，对空气压差计进行排气的目的是保证管内没有气泡，因为有气泡会影响测量和计算结果。10.水流过流断面上平均压强的大小
15、和正负与基准面的选择无关。（分数：2.00）A.正确 B.错误解析：解析：压强的大小和正负与基准面(位置高低)的选择无关，压强的大小和正负与压强的基准(相对压强、绝对压强)有关。二、填空题(总题数：11，分数：22.00)11.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）_解析：12.恒定总流的能量方程中，包含有动能修正系数 ，这是因为_， 层流的 值比紊流的 值_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：计算动能时采用断面平均速度代替了不均匀的断面速度分布、大。)解析：13.紊流切应力由_和_组成。(写出名称和表达式)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：黏性切
16、应力 紊动附加切应力 )解析：14.已知长直棱柱体渠道的底坡为 i，糙率为 n，其过水断面为等腰梯形，底宽为 b，边坡系数为 m，均匀流水深为 h，则其流量 Q=_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：15.当明渠水流从_过渡到_时，将产生水跃。当流量及渠道断面形式、尺寸一定时，水跃的跃后水深越大，则对应的跃前共轭水深_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：急流、缓流、越小)解析：16.对设计水头为 H d 的 WES 型实用堰，当上游堰高 P133H d 时，其设计条件下的流量系数 m d 为_，若实际作用水头 HH d ，则其流量系数 m_m d 。（分数：2.00）
17、_正确答案：(正确答案：0502、大于)解析：17.层流流速分布为_分布，紊流流速分布为_分布。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：二次抛物、近似对数或指数)解析：18.按照欧拉法推导出的加速度表达式，可将加速度细分为_加速度和_加速度。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：时变(当地)、位变(迁移)解析：19.压强 p 的量纲是_。(按国际单位制)（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：MT 2 L)解析：20.由重力相似准则所得的流速比尺与长度比尺的关系是_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： v = L 1/2)解析：21.有一水泵装置，其吸水管中某点的绝对压强水头力
18、 6m 水柱高，当地大气压为一个工程大气压，其相应的真空压强值等于_水柱高。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：4m)解析：三、单项选择题(总题数：11，分数：22.00)22.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：23.影响水的运动黏性系数的主要因素_。（分数：2.00）A.水的温度 B.水的容量C.当地气压D.水的流速解析：24.液体中某点的绝对压强为 58kPa(当地大气压强 p a =98000Nm 2 )，则该点的相对压强为_。（分数：2.00）A.156kPaB.40kPaC.-58kPaD.-40kPa 解析：25.均匀流的总水头线
19、与测压管水头线的关系是_。（分数：2.00）A.互相平行的直线 B.互相平行的曲线C.互不平行的直线D.互不平行的曲线解析：26.恒定总流的能量方程 （分数：2.00）A.单位体积液体所具有的能量B.单位质量液体所具有的能量C.单位重量液体所具有的能量 D.以上答案都不对解析：27.谢才系数 C 的量纲是_。（分数：2.00）A.LB.L -1 T 1/2C.L 1/2 T -1 D.1无量纲量解析：28.黏性底层厚度 t 随 Re 的增大而_。（分数：2.00）A.增大B.减小 C.不变D.不定解析：29.圆管均匀层流与圆管均匀紊流的_。（分数：2.00）A.断面流速分布规律相同B.断面上切
20、应力分布规律相同 C.断面上压强平均值相同D.水力坡度相同解析：30.图 1 所示水流通过渐缩管流出，若容器中的水位不变，则管内水流属_。 （分数：2.00）A.恒定均匀流B.非恒定均匀流C.恒定非均匀流 D.非恒定非均匀流解析：31.毕托管可以用来测_。（分数：2.00）A.瞬时流速B.时均流速 C.脉动流速D.脉动压强解析：32.流量一定，管径沿程减小时，测压管水头线_。（分数：2.00）A.可能沿程上升也可能沿程下降的B.总是与总水头线平行C.只能沿程下降 D.不可能低于管轴线解析：四、综合题(总题数：3，分数：6.00)33.绘制图 2 所示 34 圆柱面 ABCD 上的压力体图，求出
21、单位宽度上的水平分力 P x ，标出铅直分力 P z 的作用方向。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：P x =R 2 2 )解析：34.定性绘出图 3 所示棱柱形明渠的水面线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，且糙率相同)。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：35.定性绘出图 4 所示短管道的总水头线和测压管水头线。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：五、计算题(总题数：5，分数：10.00)36.一容器如图 5 所示，容器中上部分液体为相对密度(即比重)为 08 的油，下部分液体为水，当 A 处真空表读数为 22cm 水银时，求：(1)测压管 E
22、的液面与水油交界面的高度差 h 1 ；(2)水银 U 形测压管 F 的水银面高度差 h 2 。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(1)容器液面的相对压强 p 0 =-022 水银 ，以油水交界面为等压面，则 p 0 + 油 5=h 1 ， =一 136022+08 5=101(m) (2)以水和水银交界面为等压面 p 0 + 油 5+10= 水银 h 2 )解析：37.有一管路系统如图 6 所示，已知 d 1 =150mm，l 1 =25m， 1 =0037；d 2 =125mm，l 2 =10m， 2 =0039；d 3 =100mm 部分局部损失系数为 收缩 =015， 阀门 =
23、20， 管嘴 =01(上述局部损失系数都是相对于局部损失之后的流速而言)；流量 Q=100m 3 h，求水流所需的水头 H 值。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： 以管中心为基准面，列水箱与出口断面能量方程 )解析：38.为测定一阀门的局部损失系数及所受水流作用力，在门的上下游等直径管道上装设了 3 个测压管(图 7)，其间距 l 1 =1m，l 2 =2m，已知管道内径 d=50mm，管中流过的水流量 Q=68710 -3 m 3 s，实测 ，求：(1)阀门的局部损失系数 值；(2)水流作用于阀门上的力。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(1)由 2、3 断面间的能量方程
24、可得：水头损失 h f2-3 = =05m，水力坡度：J=h f2-3 l 2 =052=025，边壁切应力： 0 =RJ=025R (2)由 1、2 断面间的能量方程可得：h f1-2 +h j = =06m，h j =06 一 h f1-2 =06 一 Jl 1 =06025=035(m)， (3)由1、2 断面间的动量方程可得：P 1 一 P 2 一 F T 一 R=0 )解析：39.已知均质不可压缩液体平面流动的流函数为 =(x 2 +y 2 )2，要求： (1)判断流动是否有旋；(2)求流场中两定点 A(1，0)和 B(2，3)之间的单宽流量；(3)求 B 点的流速矢量和加速度矢量；
25、(4)A、B 两点是否满足： （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： (2) B 一 A =(2 2 +3 3 )2 一(1 2 +0)2=6(m 2 s) (4)流动为有旋流流，只有同一流线上两点才满足 A、B 两点不在同一流线上，所以不满足 )解析：40.如图 8 所示一无侧收缩高实用堰溢流，已知过堰单宽流量 q=9m 3 s.m，堰下游收缩断面水深 h c =055m，当下游渠道水深分别为 h t1 =7m、h t2 =3m、h t3 =1 m 时，试判别其水流衔接形式。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：以收缩断面水深为跃前水深，则跃后水深为： )解析：六、证明题(总题数：
26、1，分数：2.00)41.如图 9 所示水由水箱 1 经圆滑无摩擦的孔口水平射出，冲击到一平板上，平板刚能封盖住水箱 2 的孔口。已知两孔口中心线重合，且 d 2 =2d 1 ，试证明两水箱孔口作用水头满足 h 1 =2h 2 。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：当平板刚能封盖住水箱 2 的孔口时，平板右侧所受的力为静水压力 平板左侧所受的力为水的冲力 F x ，方向向右，与平板对水流的力 R x 大小相等，方向相反。 以右侧水箱出口后的水流为对象，列 x 方向的动量方程： 以孔口中心为基准面，列水箱与出口断面能量方程： 当平板刚能封盖住水箱 2 的孔口时，P x =F x =R x ，由上述 3 个方程可解出： )解析：
