1、水力学（水动力学基础）-试卷 4 及答案解析(总分：68.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：5，分数：10.00)1.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）_2.在平面流动中，两条流线的流函数之差等于 。 ( )（分数：2.00）A.两条流线间的切应力差B.两条流线间的压强之差C.两条流线间的流速差D.两条流线间的单宽流量3.液体作有势运动时_。 ( )（分数：2.00）A.作用于液体的力必须是有势的B.液体的角变形速度为零C.液体的旋转角速度为零D.液体沿流向的压强梯度为零4.伯努力积分的应用条件_。 ( )（分数：2.00）A.理想不可压
2、流体，质量力有势，非恒定无旋流动B.不可压缩流体，质量力有势，非恒定有旋流动C.理想不可压流体，质量力有势，恒定流动，沿同一流线D.理想不可压流体，质量力有势，非恒定流动，沿同一流线5.理想液体恒定有势流动，当质量力仅为重力时_。 ( )（分数：2.00）A.整个流场内各点的总水头B.沿流线总水头C.只有位于同一流线上的点，总水头D.沿流线总水头二、填空题(总题数：19，分数：38.00)6.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）_7.恒定总流能量方程中，h 的能量意义是_。它的量纲是_.（分数：2.00）_8.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
3、，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。（分数：2.00）_9.恒定总流能量方程中，v 2 2g 的能量意义为_，它的量纲是_。（分数：2.00）_10.水平放置的管道，当管中水流为恒定均匀流时，断面平均流速沿程_，动水压强沿程_。（分数：2.00）_11.图 3-41 所示分叉管道中，1-1 断面和 3-3 断面的单位重量液体的能量方程可以写为_。 （分数：2.00）_12.图 3-42 所示为一平底等直径隧洞，出口设置一控制闸门。当闸门关闭时，A、B 两点压强 p A 与 p B 的关系为_；
4、当闸门全开时，A、B 两点位于均匀流段，其关系为_。 （分数：2.00）_13.某过水断面面积 A=2m 2 ，通过流量 q v =1m 3 s，动能修正系数 =11，则该过水断面的平均单位动能为_。（分数：2.00）_14.应用恒定总流能量方程时，所选的两个断面一般是_断面，但两断面之间可以存在_流。（分数：2.00）_15.有一等直径长直管道中产生均匀管流，其管长 100 m，若水头损失为 08m，则水力坡度为_。（分数：2.00）_16.图 343 所示为一大容器接一铅直管道，容器内的水通过管道流入大气。已知 h 1 =1m，h 2 =3m。若不计水头损失，则管道出口流速水头为_。 （分
5、数：2.00）_17.图 344 所示为两根尺寸相同的水平放置的管道。管 1 中为理想液体，管 2 中为实际液体。当两管流量 q v1 =q v2 时，则两根测压管的液面高差 h 1 与 h 2 的比较是_。 （分数：2.00）_18.图 3-45 所示为一等直径水平管道，水头为 H o 若整个水头损失为 h ，=1，则管道 A、B、C 3 个断面的流速分别为 v A =_,v B =_，v C =_。 （分数：2.00）_19.用能量方程或动量求解水力学问题时，两过水断面取在渐变流断面上，目的是利用渐变流断面_和_的特征。（分数：2.00）_20.若已知流函数为 =a(x 2 一 y 2 )
6、，a 为常数，则 u x =_，u y =_。（分数：2.00）_21.恒定平面势流中，组成流网的流线与等势线的关系是_。（分数：2.00）_22.液体质点的运动的基本形式有_。（分数：2.00）_23.理想液体在同一点上各方向的动水压强数值是_的。实际液体中的动水压强为在同一点上沿 3 个正交方向的动水压强之和_。（分数：2.00）_24.液体运动可根据_分为有涡流和无涡流，判别条件是_。（分数：2.00）_三、计算题(总题数：10，分数：20.00)25.如图 3-46 所示，在一长为 L，顶角为 的圆锥形管嘴中，水流以一定的流量 Q 连续地喷出。按图 3-46 所示取坐标轴 x，试求：坐
7、标为 x 断面处的加速度 a x 。 （分数：2.00）_26.将一平板放置在自由射流中，并垂直于射流的轴线，该平板截去射流流量的一部分 q v1 ，并将射流流量的剩余部分 q v2 以偏转角 射出，如图 347 所示。试分析偏转角 与分流比 Q 1 Q 2 的关系。已知流速 v=36ms，Q 2 =002m 3 s，Q 1 =001 m 3 s。试求射流对平板的作用力及偏转角 (不计摩擦力及液体重量的影响，且射流流动在同一水平面上)。 （分数：2.00）_27.图 348 为某平底矩形断面的河道中筑一溢流坝，坝高 a=30m，坝上水头 H=2m，坝下游收缩断面处水深 h c =08m，溢流坝
8、水头损失为 h =25(v c 2 2g)，v c 为收缩断面流速。不计行近流速 v 0 (取动能及校正系数动量校正系数均为 1)。求水流对单宽坝段上的水平作用力(包括大小及方向)。 （分数：2.00）_28.用毕托管测量明渠渐变流某一断面上 A、B 两点的流速(图 349)。已知油的重度 =8000Nm 3 。求u A 及 u B (取毕托管流速系数 =1)。 （分数：2.00）_29.一圆管的直径 d 1 =10cm，出口流速 v=7ms，水流以 =60的倾角向上射出(图 350)。不计水头损失。求水流喷射最大高度 H 及该处水股直径 d 2 (动能校正系数为 1)。 （分数：2.00）_
9、30.某贮液容器底部用 4 只螺钉固接一直径为 d，长度为 L 的管道(图 351)。贮液容器的面积甚大，液面距离管道进口的高度为 h 保持恒定。已知液体容重为 ，沿程水头损失系数为 ，不计铅直管道进口的水头损失。求每只螺钉所受的拉力(管重不计，动能动量校正系数均为 1)。 （分数：2.00）_31.自水箱引出一水平管段，长度 L=15m，直径 D=006m，末端接一喷嘴，喷口的直径 d=002m，如图352 所示。已知射流作用于铅直放置的平板 A 上的水平力为 F=314N。求水箱水头 H(设管段沿程水头损失系数 =004，喷嘴局部水头损失系数 =02，管道进口局部水头损失系数 =01，各系
10、数均对应于管中流速水头 v 2 2g，动能动量校正系数均为 1)。 （分数：2.00）_32.某输油管道的直径由 d 1 =15cm，过渡到 d 2 =10cm(图 353)已知石油重率 0 =8500 Nm 3 ，渐变段两端水银压差读数h=15mm，渐变段末端压力表读数 p=245Ncm 2 。不计渐变段水头损失。取动能动量校正系数均为 1。求：(1)管中的石油流量 Q；(2)渐变管段所受的轴向力。 （分数：2.00）_33.图 354 所示为用虹吸管越堤引水。已知管径 d=02m，h 1 =2 m，h 2 =4 m。不计水头损失。取动能校正系数为 1。求：(1)虹吸管的流量 Q 为多少?(
11、2)设允许最大真空值为 7m，B 点的真空压强是否超过最大允许值? （分数：2.00）_34.某输水管道接有管径渐变的水平弯管(图 355)。已知管径 D=250mm，d=200mm，弯角 =60。若弯管进口压力表读数 p 1 =25 Ncm 2 ，p 2 =20Ncm 2 。不计弯管的水头损失，求水流对弯管的水平作用力的大小及方向(取动量校正系数均为 1)。 （分数：2.00）_水力学（水动力学基础）-试卷 4 答案解析(总分：68.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：5，分数：10.00)1.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：2
12、.在平面流动中，两条流线的流函数之差等于 。 ( )（分数：2.00）A.两条流线间的切应力差B.两条流线间的压强之差C.两条流线间的流速差D.两条流线间的单宽流量 解析：3.液体作有势运动时_。 ( )（分数：2.00）A.作用于液体的力必须是有势的B.液体的角变形速度为零C.液体的旋转角速度为零 D.液体沿流向的压强梯度为零解析：4.伯努力积分的应用条件_。 ( )（分数：2.00）A.理想不可压流体，质量力有势，非恒定无旋流动B.不可压缩流体，质量力有势，非恒定有旋流动C.理想不可压流体，质量力有势，恒定流动，沿同一流线 D.理想不可压流体，质量力有势，非恒定流动，沿同一流线解析：5.理
13、想液体恒定有势流动，当质量力仅为重力时_。 ( )（分数：2.00）A.整个流场内各点的总水头 B.沿流线总水头C.只有位于同一流线上的点，总水头D.沿流线总水头解析：二、填空题(总题数：19，分数：38.00)6.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：7.恒定总流能量方程中，h 的能量意义是_。它的量纲是_.（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：(单位重量液体所损失的总能量、L)。)解析：8.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_
14、(填写高于或低于)小孔的位置。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：小于、低于)解析：9.恒定总流能量方程中，v 2 2g 的能量意义为_，它的量纲是_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：单位重量液体所具有的动能、L)解析：10.水平放置的管道，当管中水流为恒定均匀流时，断面平均流速沿程_，动水压强沿程_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：不变、减小)解析：11.图 3-41 所示分叉管道中，1-1 断面和 3-3 断面的单位重量液体的能量方程可以写为_。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：12.图 3-42 所示为一平底等直径隧洞，出口设置一控制闸门。当
15、闸门关闭时，A、B 两点压强 p A 与 p B 的关系为_；当闸门全开时，A、B 两点位于均匀流段，其关系为_。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：相等、p A p B)解析：13.某过水断面面积 A=2m 2 ，通过流量 q v =1m 3 s，动能修正系数 =11，则该过水断面的平均单位动能为_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：14.应用恒定总流能量方程时，所选的两个断面一般是_断面，但两断面之间可以存在_流。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：渐变流、急变)解析：15.有一等直径长直管道中产生均匀管流，其管长 100 m，若水头损失为 08m，则水力坡
16、度为_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：0.008)解析：16.图 343 所示为一大容器接一铅直管道，容器内的水通过管道流入大气。已知 h 1 =1m，h 2 =3m。若不计水头损失，则管道出口流速水头为_。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：4m)解析：17.图 344 所示为两根尺寸相同的水平放置的管道。管 1 中为理想液体，管 2 中为实际液体。当两管流量 q v1 =q v2 时，则两根测压管的液面高差 h 1 与 h 2 的比较是_。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：h 1 h 2)解析：18.图 3-45 所示为一等直径水平管道，水头为 H o 若整个
17、水头损失为 h ，=1，则管道 A、B、C 3 个断面的流速分别为 v A =_,v B =_，v C =_。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：19.用能量方程或动量求解水力学问题时，两过水断面取在渐变流断面上，目的是利用渐变流断面_和_的特征。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：断面近似为平面、压强近似符合静水压强分布)解析：20.若已知流函数为 =a(x 2 一 y 2 )，a 为常数，则 u x =_，u y =_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：u x =一 2ay，u y =一 2ax)解析：21.恒定平面势流中，组成流网的流线与等势线的关系是_。
18、（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：正交)解析：22.液体质点的运动的基本形式有_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：线变形、角变形、旋转、平移)解析：23.理想液体在同一点上各方向的动水压强数值是_的。实际液体中的动水压强为在同一点上沿 3 个正交方向的动水压强之和_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：相等、保持不变)解析：24.液体运动可根据_分为有涡流和无涡流，判别条件是_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：液体微团有无旋转、旋转角速度是否为 0)解析：三、计算题(总题数：10，分数：20.00)25.如图 3-46 所示，在一长为 L，顶角为 的圆锥形管嘴
19、中，水流以一定的流量 Q 连续地喷出。按图 3-46 所示取坐标轴 x，试求：坐标为 x 断面处的加速度 a x 。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：26.将一平板放置在自由射流中，并垂直于射流的轴线，该平板截去射流流量的一部分 q v1 ，并将射流流量的剩余部分 q v2 以偏转角 射出，如图 347 所示。试分析偏转角 与分流比 Q 1 Q 2 的关系。已知流速 v=36ms，Q 2 =002m 3 s，Q 1 =001 m 3 s。试求射流对平板的作用力及偏转角 (不计摩擦力及液体重量的影响，且射流流动在同一水平面上)。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：si
20、n=Q 1 Q 2 、=30，R x =Qv 一 Q 2 v 2 cos=100036(003-002cos30)=4565N。)解析：27.图 348 为某平底矩形断面的河道中筑一溢流坝，坝高 a=30m，坝上水头 H=2m，坝下游收缩断面处水深 h c =08m，溢流坝水头损失为 h =25(v c 2 2g)，v c 为收缩断面流速。不计行近流速 v 0 (取动能及校正系数动量校正系数均为 1)。求水流对单宽坝段上的水平作用力(包括大小及方向)。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：v c =1322ms、Q=1058m 3 s、 )解析：28.用毕托管测量明渠渐变流某一断面上 A
21、、B 两点的流速(图 349)。已知油的重度 =8000Nm 3 。求u A 及 u B (取毕托管流速系数 =1)。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：29.一圆管的直径 d 1 =10cm，出口流速 v=7ms，水流以 =60的倾角向上射出(图 350)。不计水头损失。求水流喷射最大高度 H 及该处水股直径 d 2 (动能校正系数为 1)。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：30.某贮液容器底部用 4 只螺钉固接一直径为 d，长度为 L 的管道(图 351)。贮液容器的面积甚大，液面距离管道进口的高度为 h 保持恒定。已知液体容重为 ，沿程水头损失系数为
22、 ，不计铅直管道进口的水头损失。求每只螺钉所受的拉力(管重不计，动能动量校正系数均为 1)。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：31.自水箱引出一水平管段，长度 L=15m，直径 D=006m，末端接一喷嘴，喷口的直径 d=002m，如图352 所示。已知射流作用于铅直放置的平板 A 上的水平力为 F=314N。求水箱水头 H(设管段沿程水头损失系数 =004，喷嘴局部水头损失系数 =02，管道进口局部水头损失系数 =01，各系数均对应于管中流速水头 v 2 2g，动能动量校正系数均为 1)。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：一 R=Q(0 一 v 2 )，v 2
23、=10ms; )解析：32.某输油管道的直径由 d 1 =15cm，过渡到 d 2 =10cm(图 353)已知石油重率 0 =8500 Nm 3 ，渐变段两端水银压差读数h=15mm，渐变段末端压力表读数 p=245Ncm 2 。不计渐变段水头损失。取动能动量校正系数均为 1。求：(1)管中的石油流量 Q；(2)渐变管段所受的轴向力。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：33.图 354 所示为用虹吸管越堤引水。已知管径 d=02m，h 1 =2 m，h 2 =4 m。不计水头损失。取动能校正系数为 1。求：(1)虹吸管的流量 Q 为多少?(2)设允许最大真空值为 7m，B 点的真空压强是否超过最大允许值? （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：34.某输水管道接有管径渐变的水平弯管(图 355)。已知管径 D=250mm，d=200mm，弯角 =60。若弯管进口压力表读数 p 1 =25 Ncm 2 ，p 2 =20Ncm 2 。不计弯管的水头损失，求水流对弯管的水平作用力的大小及方向(取动量校正系数均为 1)。 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：
