1、注册结构工程师（一级基础考试-上午-流体力学）模拟试卷 2 及答案与解析1 按连续介质概念，流体质点是( )。2012 年真题（A）几何的点（B）流体的分子（C）流体内的固体颗粒（D）几何尺寸在宏观上同流动特征尺度相比是微小量，又含有大量分子的微元体2 半径为 R 的圆管中，横截面上流速分布为 ，其中 r 表示到圆管轴线的距离，则在 r1=02R 处的粘性切应力与 r2=R 处的粘性切应力大小之比为( )。2013 年真题（A）5（B） 15（C） 15（D）1253 空气的粘滞系数与水的粘滞系数 分别随温度的降低而 ( )。2011 年真题（A）降低、升高（B）降低、降低（C）升高、降低（D
2、）升高、升高4 重力和粘滞力分别属于( )。201 1 年真题（A）表面力、质量力（B）表面力、表面力（C）质量力、表面力（D）质量力、质量力5 密闭水箱如图 6-1 一 1 所示，已知水深 h=2m，自由面上的压强 p0=88kNm 2，当地大气压强为 pa=101kNm 2，则水箱底部 A 点的绝对压强与相对压强分别为( )。2014 年真题（A）1076kNm 2 和一 66kNm 2（B） 1076kNm 2 和 66kNm 2（C） 1206kNm 2 和一 66kNm 2（D）1206kNm 2 和 66kNm 26 图 612 所示一水平放置的恒定变直径圆管流，不计水头损失，取两
3、个截面标志为 1 与 2，当 d1d 2 时，则两截面形心压强关系是( )。201 3 年真题（A）P 1p 2（B） P1p 2（C） P1=p2（D）不能确定7 设 A、B 两处液体的密度分别为 A 与 B，由 U 型管连接，如图 613 所示，已知水银密度为 m，1、2 面的高度差为h，它们与 A、B 中心点的高度差分别是h1 和 h2，则 AB 两中心点的压强差 PAPB 为( )。2012 年真题（A）(一 h1A+h2B+h2m)g（B） (h1Ah2pB 一 hpm)g（C） 一 h1A+h2B+h(m-A)g（D）h 1Ah2B 一h( m 一 A)g8 如图 614 所示，在
4、上部为气体下部为水的封闭容器上装有 U 形水银测压计，其中 1、2、3 点位于同一平面上，其压强的关系为( )。2010 年真题（A）p 1p 2p 3（B） p1p 2p 3（C） p2p 1p 3（D）p 2=p1=p39 图 616 所示水下有一半径为 R=01 m 的半球形侧盖，球心至水面距离H=5m，作用于半球盖上水平方向的静水压力是( )。2014 年真题（A）098kN（B） 196kN（C） 077kN（D）154kN10 连续介质模型既可摆脱研究流体分子运动的复杂性，又可( )。（A）不考虑流体的压缩性（B）不考虑流体的黏性（C）运用高等数学中连续函数理论分析流体运动（D）不
5、计流体的内摩擦力11 已知某流体的密度 =1000kgm 3，动力粘度 =01 Pa.s，则该流体的运动粘度=( )m2s。（A）0110 -3（B） 0110 3（C） 01510 -3（D）01510 312 某平面流动的流速分布方程为：u x=2y 一 y2，在固壁处 =0，流体的动力黏度为=0810 -3Pa.s，距壁面 y=75cm 处的粘性切应力 为( )Pa。（A）210 3（B）一 3210-3（C） 14810 -3（D）3310 -313 如图 6 一 1 一 7 所示，倾角 30的斜面上有厚度 03mm 的油层，油的动力粘度为 001 N.sm 2，方形物体重量为 30N
6、，底面积为 03m 2，物体下面油层的运动速度沿斜面呈直线分布，则物体匀速下滑速度为( )ms。（A）10（B） 15（C） 20（D）3014 某点的绝对压强为 pabs=686kPa，则其相对压强 p 和真空度 hv 分别为( )。（A）p=一 294kPa，h v=3m(水柱)（B） p=294kPa，h v=3m(水柱)（C） p=一 686kPa，h v=7m(水柱)（D）p=686kPa，h v=6m(水柱)15 盛水容器 a 和 b 的上方密封，测压管水面位置如图 6 一 1 一 8 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( )。
7、（A）p ap b（B） pap b（C） pa=pb（D）无法确定16 如图 619 所示，利用封闭水箱测另一种液体的容重 。已知h1=50cm，h 2=60cm，则容重 为( )kNm 3。（A）8000（B） 8167（C） 11760（D）1200017 图 6110 所示弧形闸门 AB(14 圆)，闸门宽 4m，圆弧半径 R=1 m，A 点以上的水深 H=14m，水面为大气压强。该闸门 AB 上静水总压力的水平分力 Px 为( )kN。（A）5488（B） 1129（C） 9408（D）744818 如图 61 一 11 所示的平面闸门，门高 h=2m，宽 b=15m ，门顶距水面a
8、=1m，作用在闸门上的静水总压力为( )kN。（A）588（B） 655（C） 688（D）70019 如图 6 一 1 一 12 所示，容器竖管横截面面积 A1=1 cm2，底面面积 A2=100cm2，水对容器底面的作用力为( )N。（A）195（B） 98（C） 245（D）98020 如图 6113 所示矩形闸门，已知 a 及 h，当( )时，闸门可绕 O 轴自动打开。（A）（B）（C）（D）21 如图 6114 所示圆柱体的直径 d=2m，左侧水深 h1=2m，右侧水深 h2=1m，则该圆柱体单位长度所受到的静水总压力的水平分力和铅垂分力分别为( )。（A）P x=147kN() ；
9、P z=2309kN()（B） Px=147kN() ；P z=2309kN()（C） Px=147kN() ；P z=2309kN()（D）P x=147kN() ；P z=2309kN()22 图 6115 所示垂直放置于水中的矩形平板 AB，由 AB 中心的力 F 和水底支座支撑稳定，则 F 应为平板所受静水压力 P 的( )倍。（A）13（B） 12（C） 23（D）123 对某一非恒定流，以下对于流线和迹线的正确说法是( )。201 1 年真题（A）流线和迹线重合（B）流线越密集，流速越小（C）流线曲线上任意一点的速度矢量都与曲线相切（D）流线可能存在折弯24 下列不可压缩二维流动中
10、，哪个满足连续方程?( )2014 年真题（A）u x=2x，u y=2y（B） ux=0，u y=2xy（C） ux=5x，u y=一 5y（D）u c=2xy，u y=一 2xy25 汇流水管如图 621 所示，已知三部分水管的横截面积分别为 A1=001 m3，A 2=0005m 2，A 3=001 m 2，入流速度 v1=4ms，v 2=6ms，求出流的流速v3 为( )。2012 年真题（A）8ms（B） 6ms（C） 7ms（D）5ms26 对某一流段，设其上、下游两断面 1 一 1、22 的断面面积分别为 A1、A 2，断面流速分别为 v1、v 2，两断面上任一点相对于选定基准面
11、的高程分别为 Z1、Z 2，相应断面同一选定点的压强分别为 P1、P 2，两断面处的流体密度分别为 1、 2，流体为不可压缩流体，两断面间的水头损失为 h1-2。下列方程表述一定错误的是( )。2011 年真题（A）连续性方程：v 1A1=v2A2（B）连续性方程：p 2v1A1=p2v2A2（C）恒定流能量方程：（D）恒定流能量方程：27 如图 622 所示，下列说法中，错误的是( )。2010 年真题（A）对理想流体，该测压管水头线(H p 线)应该沿程无变化（B）该图是理想流体流动的水头线（C）对理想流体，该总水头线(H 0 线)沿程无变化（D）该图不适用于描述实际流体的水头线28 图
12、623 中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是( )。2008 年真题（A）11 断面和 2 一 2 断面（B） 2 一 2 断面和 33 断面（C） 1 一 1 断面和 3 一 3 断面（D）33 断面和 4 一 4 断面29 水由喷嘴水平喷出，冲击在光滑平板上，如图 624 所示，已知出口流速为50ms ，喷射流量为 02m 3s，不计阻力，平板受到的冲击力为( )。2013 年真题（A）5kN（B） 10kN（C） 20kN（D）40kN30 下列关于液体运动的迹线和流线的描述，正确的是( )。（A）流线上质点不沿迹线运动（B）质点运动的轨迹称为流线（C）流线上质点的流速矢量与流线相切（
13、D）质点的迹线和流线都重合注册结构工程师（一级基础考试-上午-流体力学）模拟试卷 2 答案与解析1 【正确答案】 D【试题解析】 假设流体为连续介质，即认为流体是由微观上充分大而宏观上充分小的质点组成，质点之间没有空隙，连续地充满流体所占有的空间。将流体运动作为由无数个流体质点组成的连续介质的运动，它们的物理量在空间和时间上都是连续的。【知识模块】 流体力学2 【正确答案】 C【试题解析】 粘性切应力与速度的梯度成正比， ，可见粘性切应力与 r 成正比，故 r1=02R 处的粘性切应力与 r2=R 处的粘性切应力大小之比为02，即 15。【知识模块】 流体力学3 【正确答案】 A【试题解析】
14、空气的粘滞系数随温度降低而降低，而水的粘滞系数相反，随温度降低而升高。【知识模块】 流体力学4 【正确答案】 C【试题解析】 质量力是作用在每个流体质点上，大小与质量成正比的力，常见的质量力有重力和惯性力，表面力是作用在所设流体的外表，大小与面积成正比的力，表面力是相邻流体或其他物体作用的结果，粘滞力是流体在运动状态下，流体内部质点或流层间相对运动而产生的以抵抗剪切变形的内摩擦力，所以是一种表面力。【知识模块】 流体力学5 【正确答案】 B【试题解析】 密闭水箱底部 A 点的绝对压强为：P=p0+wh=88+982=1076kN m 2；相对压强为：P=pP a=1076101=6 6kNm
15、2。【知识模块】 流体力学6 【正确答案】 B【试题解析】 根据伯努利方程， 因 Q1=Q2，A 1A 2 故 v1v 2，因此 p1p 2。【知识模块】 流体力学7 【正确答案】 A【试题解析】 仅受重力作用的静止流体中等压面是水平面，绘等压面 11 后求解如下：P A+Agh1=pB+Bgh2+mgh，故 PAPB=(一 h1A+h2B+hm)g。【知识模块】 流体力学8 【正确答案】 A【试题解析】 如图 615 所示，气体的压强为 p0，则 p2=p0，气体和水银接触面44 水平面为等压面，即 p4=p0=p2，由图可知 p4p 1，p 3p 2，所以p3p 2p 1。【知识模块】 流
16、体力学9 【正确答案】 D【试题解析】 水平静压力 Px=pghcr2=1985(01) 2=154kN。【知识模块】 流体力学10 【正确答案】 C【试题解析】 连续介质模型认为，物质连续地分布于其所占有的整个空间，物质宏观运动的物理参数是空间及时间的可微连续函数。对于连续介质模型，微积分等现代数学工具可予以应用。【知识模块】 流体力学11 【正确答案】 A【试题解析】 该流体的运动粘度【知识模块】 流体力学12 【正确答案】 C【试题解析】 由题可知，流体距壁面 75cm 处的粘性切应力应为：【知识模块】 流体力学13 【正确答案】 B【试题解析】 由牛顿内摩擦定律可知， 由于流体厚度很小
17、，可近似看成线性，因此 分析物体受力，当物体匀速下滑时，mgsin30=T，因此，物体匀速下滑速度【知识模块】 流体力学14 【正确答案】 A【试题解析】 相对压强 p=Pabs 一 pa=68698=一 294kPa，真空度【知识模块】 流体力学15 【正确答案】 A【试题解析】 根据静水压强基本方程，p=p 0+h，其中 p0 为表面压强，对于容器底部所受压强 pa 和 pb 来说，h 为容器水深。已知两容器水深相等，只需比较二者表面压强。根据测压管原理，p 0=p 大气压 一 h，容器 b 中测压管水面低， h 更大，从而表面压强更小，故 pap b。【知识模块】 流体力学16 【正确答
18、案】 B【试题解析】 左右两边与大气压连通，属于等压面，压强等于大气压强。水箱内的气体相对压强由左侧计算可表示为 p0=一 h2，由右侧计算可表示为 p0=一h1，由此可得出 h2=h1，故【知识模块】 流体力学17 【正确答案】 D【试题解析】 水平分力 Px=hcAx=9810 3(14+0 5R)4R=7448kN 。其中 为水的容重，A x 为曲面在铅垂面上投影面积，h c 为形心点水深。【知识模块】 流体力学18 【正确答案】 A【试题解析】 作用在闸门上的静水总压力为：【知识模块】 流体力学19 【正确答案】 D【试题解析】 水对容器底面的作用力为：P=pghA 2=1098110
19、010 -4=9810 -2kN=980。【知识模块】 流体力学20 【正确答案】 A【试题解析】 要使闸门自动打开，作用在闸门上的静水总压力的作用点必须位于转轴 O 的上方，即 其中闸门质心到水面的距离 yc=H 一(a+3h5 一 h2)=H 一 a 一 h10，闸门的惯性矩 IC=bh312，闸门面积A=bh。代入上式，化简即得：Ha+14h15。【知识模块】 流体力学21 【正确答案】 D【试题解析】 左侧水平分力 Px 左 =ghx 左 Ax 坐 =109 812=196kN；右侧水平分力 水平分力 Px=Px 左 一 Px 右=196 49=14 7kN ，方向水平向右。同理，铅垂
20、分力【知识模块】 流体力学22 【正确答案】 C【试题解析】 矩形平板 AB 所受静水压力作用点距 B 点的距离为 13AB 。由矩形平板 AB 所受的力矩平衡，即【知识模块】 流体力学23 【正确答案】 C【试题解析】 各点运动要素随时问而变化的流体运动称为非恒定流。流线是对于某一固定时刻而言，曲线上任一点的速度方向与曲线在该点的切线方向重合的曲线，另外流线具有三个特征：两条流线一般不能够相交；任一条流线应当是不发生转折的光滑曲线；在不可穿透的固体边界上沿边界法向的流速分量等于零。迹线是某一流体质点的运动轨迹线，在非恒定流中，流线在不同瞬时是不同的，流线与迹线一般不重合。流线越密，说明流速变
21、化越大。【知识模块】 流体力学24 【正确答案】 C【试题解析】 对于不可压缩流体，流过同一管路上各个界面的流量保持不变，微观上为各个方向的速度分量之和为 0，其微分形式连续性方程为：，则逐项代入式中，只有 C 项满足连续方程。【知识模块】 流体力学25 【正确答案】 C【试题解析】 根据连续方程可得，Q 1+Q2=Q3，即 v1A1+v2A2=v3A3。因此，出流的流速为：【知识模块】 流体力学26 【正确答案】 C【试题解析】 题中已给出两断面间有水头损失 h1-2，而 C 项中未计入 h1-2，错误。【知识模块】 流体力学27 【正确答案】 A【试题解析】 总水头 由图可以看出总水头线是
22、水平的、沿程无变化，说明沿程没有损失，所以流体为理想流体；而实际流体由于受到粘滞力的作用，导致水头损失，其总水头线应该是有所降低的。由测压管水头计算公式可知，测压管水头线的变化主要取决于流速的变化，与是否为理想流体无关。【知识模块】 流体力学28 【正确答案】 C【试题解析】 总流伯努利方程建立在下述假设下：流体运动恒定； 流体均匀不可压缩；作用于流体上的质量力只有重力； 所研究的流体质点沿同一条流线运动。只有 1 一 1 断面和 33 断面符合。在选择计算断面时，应选择断面形状、尺寸、方向不变的渐变流断面，其近似可看做恒定流。【知识模块】 流体力学29 【正确答案】 C【试题解析】 根据流体连续方程可得 Q 人 =2Q 出 ，由图可知 A 人 =A 出 ，故 v 人 =2v出 =100ms ，F=v 人 Q=110002=20kN。【知识模块】 流体力学30 【正确答案】 C【试题解析】 迹线是一个流体质点在一段时间内在空间运动的轨迹线；流线则描绘同一时刻不同位置上流体质点的速度方向，其上任一点的速度方向与曲线在该点的切线方向重合。对流速不随时间变化的恒定流动，流线形状不随时间改变，与迹线重合。【知识模块】 流体力学
