水力学基础试题一(含答案)

试卷1
一 、选择题：（每题3分，共30分）
A 非牛顿液体
B 理想液体
C 牛顿液体
D 宾汉液体
2两层静止液体，上层为油(密度为1ρ)，下层为水(密度为2ρ)，两层液体深相同，皆为h ，水、油分界面的相对压强 与水底面相对压强的比值为：
A 211ρρρ+ B
121ρρρ+ C 21ρρ D 12
ρρ 3圆管是层流，实测管轴上流速0.4m/s ，则断面平均流速为 A 0.4m/s B 0.32m/s C 0.2m/s D 0.1m/s 4雷诺数的物理意义是
A 重力和惯性力之比
B 重力与粘性力之比
C 粘性力与惯性力之比
D 惯性力与粘性力之比
5 明渠均匀流的断面单位能量中，单位势能与单位动能相等，则可判定此水流为 A 缓流 B 急流 C 临界流 D 无法判定
6 A 、B 两根管道，A 管输水，B 管输油，其长度，管径，壁面粗糙度和雷诺数相同，则沿程水头损失之间的关系为：
A h A =h
B B h A >h B
C h A <h B
D 不能确定
7有压管流，管轴线水平，管径逐渐增大且通过的流量不变，其总水头线沿流向应
A 逐渐升高
B 逐渐降低
C 与管轴平行
D 无法确定
8同一渠道中有1,2两个渠段，其糙率n1>n2，其它参数均相同，当通过一定流量时，则两渠段的临界水深h k1 h k2和 正常水深h 01、 h 02的关系分别为：
A h k1=h k2 h 01=h 02
B h k1=h k2 h 01<h 02
C h k1>h k2 h 01>h 02
D h k1=h k2 h 01>h 02
9有一溢流堰，堰顶厚度为2m ，堰上水头为2m ，则该堰流属于 A 实用堰 B 宽顶堰 C 薄壁堰 D 明渠水流
10进行水力模型实验，要实现明渠水流的流动相似
(明渠水流为重力流)，应选的相似准则是
A 雷诺准则
B 弗劳德准则
C 欧拉准则
D 其它
二、判断题：（每题2分，共10分） 1不论平面在静止液体中如何放置，其静水总压力的作用点永
远在平面形心之下。

（ ）
2均匀流可以是恒定流，也可以是非恒定流（ ） 4 并联各支管的水头损失可能不相等（ ）
4缓流时断面单位能量随水深的增大而增加，急流时断面单位能量随水深的增大而减少。

（ ）
5明渠水力最佳断面是指造价最低的断面（ ）
三、绘图题（4小题，共25分）
1. （本题5分）绘出图中的总水头线和测压管水头线：
2. （本题6分）绘图各受压面上的压强分布图：
h2
h3
h1
A
B
C
D
3．（本题7分）绘出图中的压力体：
4. （本题7分）在充分的长直棱柱体渠道中的水面曲线。

得分 阅卷人
四、计算题（四小题，共35分）
1 （本题8分）有一很窄的间隙，高为h ，如图所示，其间被
一平板隔开，平板向右拖动速度为u ，一边液体的动
力粘性系数为1η，另一边液体动力粘性系数为2η，计算板放置的位置y ，使得平板两边的切应力相同。

２．（本题9分）某干渠进口为一底孔引水洞，引水洞进口处设矩形平面闸门，其高度ａ=2.5m,宽度b=2.0m 。

闸门
前水深H ＝7.0m ，闸门倾斜角度为600。

如图所示。

求作用开闸门上的静水总压力的大小和作用点。

3. （本题9分）水流由直径d A 为20cm 的渐缩弯管A 的流入直径d B 为15cm 的B 管，管轴中心线在同一水平面内，
A 管与
B 管之间的夹角为600，已知通过的流量Q 为0.1m 3/s ， A 端中心处相对压强P A 为120kPa ，若不计水头损失 ，求水流对弯管的作用力。

4. (本题9分)已知平面运动的流速场为u x =x 2, u y =-2xy ，试确定流动：
(1)是否满足连续方程；(2)是否有角变形；(3)是否有旋转；(4)是否有流函数，若有，确定流线方程的表达式；
(5)是否有势函数，若有，确定等势线方程。

试卷1答案
一、选择题：
1~5 C A C D B 5~10 C B D A B
二、判断题： 1~5 √√×√× 三、绘图题 总水头线
测压管水头线
2
h3
h1
A
B
C
D r(h1+h3-h2)
3 4
四 计算题 1
)3()
3()2(2
1212121分分，，即，
、上的内摩擦力分别为于上、下表面单位面积根据题目，分别设作用分，为：
单位面积上的内摩擦力根据牛顿内摩擦定律，ηηηηηττττητ+==-==h y y
u
y h u dy
du
2
h C =H- a/2* sin600=5.92m (3分) A=ab=5.0m 2 P=rh c A=290.08KN （2分） y D =y C +Ic/ y C A=6.83+2.6/6.83×5=6.91m （3分） h Ｄ＝y D sin600＝5.99 （1分） 3
） （控制体列动量方程两个断面之间的水体为和选取）
（量方程：两个断面的中心点列能和对分） （357.375.1*75.196.2*96.216.2)0(84.2)(B A 3109)22(22B A 3/66.5)075.014.3/(1.0//18.3)1.014.3/(1.0/222
2
2
2
22KN fx fy f KN fy v Q B p fy Fy KN
fx v v Q f B p A p Fx KPa g g v
g v g p p g
v g p z g v g p z s m A Q v s
m A Q v By By Ax Bx x Bx A B A A B B
B B A A A B A =+=+=
=--=-==--=--==-+=++=++=⨯===⨯==ρρρρρρ
4
，该流动满足连续方程0)2(2=-+=∂∂+∂∂x x y u x u y x (2分)
，有角变形
y y x u y u
y x z -=-+=∂∂+∂∂=)(0)(21θ (2分)
数
，有旋转，所以无势函 )(
21y y u x u x
y z -=∂∂-∂∂=ω (2分)
c
y x dy x xydx dy u dx u d x y =+=+-=222流线方程为：ϕ (3)。