水力学测试题答案

…………………………………………密 …………………… 封……………………线 …………………………………………级号名班学姓《 水力学B 》 测试题（前4章）一、判断题（本题共7小题）请在每题后的括号中打 “√”或“×”号。

1、相对压强可以大于、等于或小于零。

（2、水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。

( √ )3、管道突然扩大的局部水头损失系数ζ的公式是在没有任何假设的情况下导出的。

（ × ）4、重力与其它质量力同时作用时，等压面为水平面。

（ × ）5、平面上静水总压力的大小等于压力中心点的压强与受压面面积的乘积。

（ × ）6、恒定管流的总水头线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。

（√ ）7、当管流过水断面流速按抛物线规律分布时，管中水流为紊流。

（× ）二、单项选择题（本题共24小题）1．从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体__C_______。

A.能承受拉力，平衡时不能承受切应力。

B.不能承受拉力，平衡时能承受切应力。

C.不能承受拉力，平衡时不能承受切应力。

D.能承受拉力，平衡时也能承受切应力。

2．液体的粘性主要来自于液体__B_____。

A.分子的热运动B.分子间内聚力C.易变形性D.抗拒变形的能力 3．温度升高时，空气的粘度 B 。

A.减小B. 增大C.不变D.无规律 4．液体的粘度随温度升高而 AA.变小B.变大C.不变D.无规律 5．按定义，牛顿粘性定律 AA.只适用于牛顿流体。

B.只适用于部分牛顿流体。

C.也适用于非牛顿流体。

D.适用于所有流体。

6．下列流体哪个属牛顿流体? A A.汽油 B.纸浆 C.血液 D.沥青7．静水中斜置平面壁的形心淹深h c 与压力中心淹深h D 的关系为h c __C___ h D 。

A.大于 B.等于 C.小于 D.无规律 8．欧拉法___B___描述流体质点的运动。

A ．直接B ．间接C ．不能D ．只在定常时能 9. 小切应力作用于静止流体时，流体 C 。

A. 粘度大时仍可保持静止B.在过一定时间后才开始流动C.即刻开始流动D. 是否流动还要看其他条件。

10．定常流动中，流体质点的加速度 D 。

A.等于零B.等于常数C.随时间变化而变化D.与时间无关 11．在 C 流动中，流线和迹线重合。

A. 无旋B. 有旋C. 定常D. 非定常 12．流线与流线，在通常情况下___D_______。

A.能相交，也能相切。

B.仅能相交， 但不能相切。

C 仅能相切，但不能相交。

D.既不能相交，也不能相切。

13．一维流动中，“截面积大处速度小，截面积小处速度大”成立的必要条件是D 。

A.理想流体 B.粘性流体 C.可压缩流体 D.不可压缩流体 14．沿流线成立的伯努利方程的限制条件不包含__D____。

A ．不可压缩流体 B ．无粘流体 C ．定常流动 D ．无旋流动 15．一维流动的连续性方程 VA = C 成立的必要条件是 D 。

A.理想流体 B.粘性流体 C.可压缩流体 D.不可压缩流体 16．文丘里管用于测量流量时的主要工作原理是 C 。

A ．连续性方程B ．运动方程C ．伯努利方程D ．动量方程 17．单位时间内，控制体内由于密度变化引起的质量增量等于从控制面 D 。

A ．流入的质量B ．流出的质量 C.流入与流出质量之和 D.流入与流出质量之差 18．运用沿总流的伯努利方程时所选取的两个断面C 。

A. 可以是任何断面B. 必须是均流断面C. 之间可以有急变流D. 之间必须是缓变流 19．沿总流的伯努利方程中的速度V 是指 B 速度A. 有效截面上任意点B.有效截面平均C.有效截面形心处D.有效截面上最大。

20．液体在重力场中作等加速度直线运动时，其自由面与 C 处处正交。

A ．重力B ．惯性力C ．重力和惯性力的合力 D.压力 21．设水的体积压缩系数N m /105210-⨯=κ。

当水所受压强等温增加a p 7102⨯时，其密度将增加( D )。

A. 2.5%B. 0.4%C. 0.8%D. 1%22．已知管内水流流动处于紊流粗糙区，此时，若增大流量，则管路沿程损失f h 与沿程损失系数λ的相应变化为( C )A. f h 与λ都增大B. f h 与λ都减小C. λ不变，f h 增大D. λ减小，f h 变23．一封闭容器，水表面上气体压强的真空度a v kP p 10=，水深2m 处的相对压强为（B ） A ．－10kPa B ．9.6kPa C ．19.6kPa D ．29.6kPa 24.液体流动规律总是（ D ）A ．从高处流向低处B ．从压强大处流向压强小处…………………………………………密 …………………… 封……………………线 …………………………………………级号名班学姓C ．从流速大处流向流速小处D ．从单位机械能大处流向单位机械能小处三、简答题（本题共2小题）1、试用能量方程解释当火车进站时，站台上的人为什么要退到安全线的后面。

答：当火车进站时，它还具有相当快的速度，靠近车体的空气随车体一起运动，且越靠近车体，空气的流速越大，（2分）由能量方程知单位体积空气的总能量是定值，因此越靠近车体处的空气压强就越小，（1分）这样，如果人过于靠近列车，则在人身体前后就会产生一个较大的指向列车的压力差，从而产生将人推下站台的危险。

故火车进站时，人应与车体之间保持一定的距离，即须退到安全线后面。

（2分）2、输水管的流量、水温一定，随管径加大，雷诺数如何变化？为什么？答：流量、水温一定时，随管径增大，雷诺数变小。

（1分）由雷诺数的表达式γπγπγd Q dd Qvd R e 442===，（2分）在流量、水温一定的条件下，γ,Q 均不变，雷诺数与管径成反比，随着管径d 的增大，雷诺数变小。

（2分）四、计算题（10分）1、AB 曲面为一圆柱形的四分之一，半径R=0.2m ，宽度（垂直纸面）B=0.8m ，水深H=1.2m ，液体密度3/850m kg =ρ，AB 曲面左侧受到液体压力。

求作用在AB 曲面上的水平分力和铅直分力。

（10分） 解：（1）水平分力：RB RH g A h P z c x ⋅-==)2(ργ…….(3分)N 1.14668.02.0)22.02.1(8.9850=⨯⨯-⨯⨯=，方向向右（2分）。

（2）铅直分力：绘如图所示的压力体，则B R R R H g V P z ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+-==4)(2πργ……….（3分）1.15428.042.014.32.0)2.02.1(8.98502=⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯+⨯-⨯⨯=，方向向下（2分）。

五、计算题（15分）图示嵌入支座内的一段输水管，其直径从mm d 15001=变化到mm d 10002=。

若管道通过流量s m q v /8.13=时，支座前截面形心处的相对压强为a kP 392。

试求渐变段支座所受的轴向力F 。

不计水头损失。

解：设支架对水流的轴向力F /，方向向左，则：s m d q v v /02.15.114.38.1442211=⨯⨯==π；（1.5分） 29.2114.38.144222=⨯⨯==d q v v π(m/s)；（1.5分） 以管轴心线为基准，列1-1和2-2断面的伯努利方程：gv P g v P 2020222211++=++γγ （2分）a kP v v p p 9.3892)29.202.1(13922)(22222112=-⨯+=-+=ρ （2分）以1-1和2-2断面间的流体为控制体，列动量方程：()1222221144v v q F d p d p v -='--ρππ （3分）解之得： ()1222221144v v q d p d p F v ---='ρππ （1分）()02.129.28.114114.39.38945.114.33922-⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯=kN 384= （3分）水流对支架的作用力与之大小相等，为kN 384，方向向右。

（1分）得分 得分…………………………………………密 …………………… 封……………………线 …………………………………………级号名班学姓六、计算题（12分）如图的装置测量输油管道中弯管和阀门的局部损失系数。

管道的直径为m d 15.0=，油的流量s m q v /012.03=，密度为3/850m kg =ρ，水银的密度为3/13600m kg ='ρ，读得压差计左右两边的水银面高度差 mm h 10=∆，求此处的局部损失系数。

解：由题意：68.015.014.3012.04422=⨯⨯==d q v v πm/s （2分） 列0-0和1-1的断面伯努利方程：gv g v p g v p l 22022222211ζγγ+++=++ （1） （2分）v v v ==21 （2） （1分）由（1）、(2)得g v p p l 2221ςγγ=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ （3）由静力学关系：x h p h x l p Hg γγγγ+∆+=∆+++21)(， （3分） 将上式变形为h p p l Hg∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+121γγγγ （4） 由（3）、(4)得：h g v Hg∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=122γγς （2分） 36.6=ζ。

（2分）得分。