最新流体力学-期末试题(答案)..

全国考研专业课高分资料
中北大学
《流体力学》
期末题
目录
第四模块期末试题 (3)
中北大学2013—2014学年第1学期期末考试 (3)
流体力学考试试题（A） (3)
流体力学考试试题（A）参考答案 (6)
中北大学2012—2013学年第1学期期末考试 (8)
流体力学考试试题（A） (8)
流体力学考试试题（A）参考答案 (11)
第四模块期末试题
i I I I I I
:
中北大学2013- 2014学年第1学期期末考试
I I I I
:
流体力学考试试题（A ）
I I I
:
所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！
单项选择题（本大题共 15小题，每小题1分，共15分）在每小题列岀的四个备选项中只有一个是符 合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1.交通土建工程施工中的新拌建筑砂浆属于（
A 、牛顿流体
B 、非牛顿流体
7•完全潜水井的产水量 Q 与
A 、渗流系数k 成正比
B 、井的半径 r 0成正比
C 含水层厚度H 成正比
D 、影响半径 R 成正比
8理想流体的切应力.=（
）
A 、0 B
、丄C 、 干（业）
2
u du D 、
+ ：T 浮）
2 dy dy
dy dy
）
C 、理想流体 2•牛顿内摩擦定律.-典中的
dy
du
为运动流体的
dy
A 、拉伸变形
B
、压缩变形
3 •平衡流体的等压面方程为（
C 、剪切变形
、剪切变形速率
f x
f y fz =O
:号证考准
f x dx - f y dy - f z dz =0
4 •金属测压计的读数为（ A 、绝对压强p B 、相对压强 、f x dx f y dy f z dz = 0
真空压强
P v D 、当地大气压P a
5 •水力最优梯形断面渠道的水力半径
A 、h/4
B 、h/3
C R - 、h/2
)
A 、丨=(3~4)d,H 0 9m
= (3~4)d,H 0 ：：9m :名姓
C l (3~4)d,H 0 9m ::(3 〜4)d, H 0 ：： 9m
无黏流体
9•在工程流体力学中，常取的基本量纲为（ ）
A 、质量量纲 M 长度量纲 L 、 时间量纲 T
B 流量量纲 Q 长度量纲 L 、 时间量纲 T
C 压强量纲
P
、
长度量纲 L 、 时间量纲 T D 压力量纲 P 、
长度量纲 L 、 温度量纲 T
10•静止液体作用在曲面上的静水总压力的水平分力 P x 二p c A x 二；gh c A x ，式中的（ ）
多项选择题（本大题共 5小题，每小题2分，共10分）在每小题列岀的五个备选项中至少有两个是 符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选、少选或未选均无分 16.1个工程大气压=（
）
2
A
、98kPa B 、10mH 2O C 、1.0kgf/cm D 、760mmHg E 、101.3kPa
17 •下列关于长管水力计算的说法中，正确的有（ ）
A 、串联管路的总水头损失等于各支路的水头损失之和
B 、串联管路的总流量等于各支路的流量之和
C 、并联管路两节点间的总水头损失等于各支路的水头损失
D 、 并联管路各支路的水头损失相等
E 、并联管路两节点间的总流量等于各支路的流量之和 18 •下列关于压力体的说法中，正确的有（
）
A 、当压力体和液体在曲面的同侧时，为实压力体，
F Z - B 当压力体和液体在曲面的同侧时，为虚压力体，
F Z c 、当压力体和液体在曲面的异侧时，为实压力体，
FZ - D 当压力体和液体在曲面的异侧时，为虚压力体，
F Z
A 、卩。

为受压面形心处的绝对压强
B
P c 为压力中心处的相对压强
C 、A x 为受压曲面的面积
D
11 •圆管紊流运动的断面流速分布为（ A 、平面 B 、抛物面 C 、双曲面
12 •从本质上讲，紊流应属于（ ） 、A 为受压曲面在铅垂面上的投影面积 ） D
、对数曲面
A 、恒定流
B 、非恒定流
C
、均匀流
D
恒定非均匀流
13.工程流体力学中描述流体运动的方法一般采用（ ） A 、欧拉法
B 、普兰特法
C
、拉格朗日法
D 、尼古拉兹法
14 •已知不可压缩流体的流速场为 u x = f (y, z), u y = f (x), u z = 0，则该流动属于(
A 、一元流
B 、二元流
15.理想流体是指（ ）
A 、忽略密度变化的流体
C 忽略黏性变化的流体
C 、三元流
D 、非恒定流
B
、忽略温度变化的流体
D 、忽略黏性的流体
E、当压力体和液体在曲面的异侧时，为虚压力体，F Z -■
19. 水在土壤中存在的形式主要有（）
A、气态水
B、重力水
C、毛细水
D、薄膜水
E、吸附水
20. 下列关于水流流向的说法中，不正确的有（）。

A水一定是从高处向低处流
B水一定是从流速大处向流速小处流
C水一定是从压强大处向压强小处流
D水一定是从测压管水头高处向测压管水头低处流
E、水一定是从机械能大处向机械能小处流
三、判断改错题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）判断正误，将正确的划上，错误的划上
“X”，并改正错误。

21 .流体的黏性随着温度的增加而减小。

（）
22. 流线一般不能相交，且只能是一条光滑曲线。

（）
23. 明渠均匀流的渠底坡度、水面线坡度和总水头线坡度恒相等。

（）
24. 均匀流是指运动要素不随时间变化的流动。

（）
25. 在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位重量流体上的质量力。

（）
四、简答题（10分）
26. 简述平衡流体中的应力特征。

五、计算题（本大题共5小题，每小题10分，共50分）
27 .已知并联管路两支路的比阻之比色/S2 =1 ,管长之比l1/l^ 2，则其相应的流量之比
Q1 /Q2。

28 •已知某高层建筑在风速为8m/s时，其迎风面和背风面测点的压强分别为4ON/m2和
-20N/m2，试求当风速为16m/s时，迎风面和背风面相应测点的压强。

3
29•试设计一矩形断面小桥孔径B。

已知设计流量Q = 30m /s，桥下游水深h =1.1m，桥下铺砌的允许流速V二3.5m/s，桥前允许壅水水深H = 1.5m，选定小桥进口形式后知
;= 0.85, =0.90，取动能修正系数-_1.0。

30. 试设计一长直梯形断面运河的底宽b和底坡i。

已知流量Q =30m3/s，边坡系数m = 1.5，
糙率系数n = 0.025，由于航运，要求流速v = 0.8m/s，水深h = 2.0m。

31. 如图所示为绕铰链C转动的自动开启式矩形平板闸门。

已知闸门倾角为= 60 0，宽度为
b = 5m，闸门两侧水深分别为H = 4m和h = 2m，为避免闸门自动开启，试求转轴C至闸门下端
B的距离x。

:业专
:业专 -
•
院学
:院学 ：号证考准：号证考准 ：名姓
:名姓
中北大学2013- 2014学年第1学期期末考试
流体力学考试试题（A ）参考答案
所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！
一、 单项选择题（1 X 15=15分）
1. B 2 . D 3 . D 4 . B 5 . C 6 . B 7 . A 8 . A 9 . A 10 . D 11 . D 12 . B 13 . A 14 . B 15 . D 二、 多项选择题（2 X 5=10分）
16 . ABC 17 . ACDE 18 . AD 19 . ABCDE 20 . ABCD 三、 判断改错题（3 X 5=15分）
21 . （ X ）液体的黏性随着温度的增加而减小。

22 . （ X ）流线愈密，流速愈大。

23. （ V ）
24 . （ X ）恒定流是指运动要素不随时间变化的流动或均匀流是指流线为平行直线的流动。

25 . （ X ）在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位质量流体上的质量力。

四、 简答题（10分）
26 .方向性：平衡流体中的应力垂直指向受压面；
（5分）
大小性：平衡流体中任一点的压强大小与作用方位无关，即
p 二f （x,y,z ）。

（5
分）
五、计算题（10X 5=50分）
27 .据题意有
h f1 SIQ _ 1 h f 2
SJ 2Q ； （5
分）
Q 1 Q 2
=0.707
（5
分）
28 .由欧拉准则一葺=1得
p P
2 Vp 2 V
=（） p
m
V
m
（4
分）
故原型迎风面
叶=（匹）2卩询=160Pa （3 分）
V m
V p 2
背风面 p 2p = （ p ） p 2m =—80Pa
（3
分）
V m
29.从V = V 出发进行设计：
因1.3h k =1.17m .h=1.1m ，故小桥过流为自由式。

（3 分）
①判别流动状态
g
=0.903m ②计算孔径
b = Q =13.14m
取标准孔径
B =16m
③校核
g 着
=0'792m
1.3h k = 1.03m ::: h ，已转为淹没式过
流。

v 二卫 2.01m/s Bh
2
H
v
―2 h = 1.35m ::: H （可以）
2g 2
— Q
2
30.由 Q = Av 得 A 37.5m
（2 分）
v
A
由 A =（b mh ）h 得 b mh =15.7m h
A
因 R
1.63m
1
- b+2hj1+m 2
故 i =（骂）2 =2.08 10*
R
31.为避免闸门自动打开，由理论力学知必有关系
H h
P
左
（
x —3HJP 右
（x
一济）
式中 P fe =1 bH 2,^ =1 bh 2
2 2
H 3-h 3
2
2
=1.796m
3（H -h 2）si n =
（3分）
（4 分）
（3分）
（2分）
（3分）
（5分）
（5分）
中北大学2012— 2013学年第1学期期末考试
流体力学考试试题（A ）
所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！
一单项选择题（本大题共 15小题，每小题1分，共15分）在每小题列岀的四个备选项中只有一个是符 合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1.土建工程施工中的新拌混凝土属于（ ）
3•重力作用下的流体静压强微分方程为
5.平衡流体的切应力.
6.理想流体的切应力.
7 •实际流体的切应力.=
8圆管层流运动的动能修正系数
9 •圆管层流运动流体的最大流速与断面平均流速之比为（
10 •等加速直线运动容器内液体的等压面为（
12 •下列选项中，不正确的是（
A 、牛顿流体
B 、非牛顿流体
C 、理想流体
D 、无黏流体
2•牛顿内摩擦定律.-_U 中的
dy
J
为流体的（
A 、动力黏度
B 、运动黏度 、剪切变形 D 、拉伸变形
一 -dz
B
-gdz C
、一;'dz
:号证考准
4 •金属压力表的读数为（ A 、绝对压强p ' 相对压强p
C 、真空压强
P v
当地大气压P a
dy
%)2
.型+ dy
T （_U ）2
:名姓
dy
dy
+吧2
dy
但+
dy
2
du 2
A 、水平面
B 、斜平面
C 、抛物面
11 •下列各组物理量中，属于同一量纲的是（
A 、重力、惯性力
B 、压强、摩擦力 C
双曲面 ）
、湿周、流速 D 、谢才系数、渗流系数
A 、恒定流是当地加速度为零的流动
B
C 有压流为有压力的流动
D
13.已知突然扩大管道突扩前后管段的直径之比 ( )
A 、8
B 、4
C 、2
14 •已知动力黏度 」的单位为Pa s ，则其量纲dim 」=()
A 、MLT 1
B 、ML -1T
C 、M -1LT
D 、ML -1T J
15•若某液体的密度变化率 d 「/ Q =1%，则其体积变化率dV/V =() A 、1% B 、-1% C 、1%o
D 、-1 %)
二 多项选择题(本大题共 5小题，每小题2分，共10分)在每小题列岀的五个备选项中至少有两个是符 合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选、少选或未选均无分。

16•已知不可压缩流体流动的速度分布为
U x = f (y, z),U y = u z = 0，则该流动属于(
A 、恒定流
B 、非恒定流
C 、一元流
D 、二元流
E 、三元流 17 •下列说法中，正确的有( )
A 、 单位表征各物理量的大小
B 、 量纲表征各物理量单位的类别
C 、流速系数「、流量系数」、渗流系数k 均为无量纲系数
D 、 渐变流过流断面近似为平面
E 、 天然河流为典型的非均匀流 18 •下列选项中，正确的有(
) A 、 流体的黏性具有传递运动和阻碍运动的双重性 B 、 恒定流是指运动要素不随时间变化的流动
C 、 水跃是明渠水流从急流过渡到缓流产生的局部水力现象
D 、 渗流是指流体在多孔介质中的流动
E 、 平衡流体的质量力恒与等压面相切 19 •根据尼古拉兹试验成果知，() A 、层流区 扎=f (Re) B
、层、紊过渡区 一 f (Re) c 、紊流光滑区，-f(.i/d) D 、紊流过渡区，-f(Re,^/d)
E 、紊流粗糙区条=f (Re)
A
(1.5vJ 2
B
(0.75V 1)2
C
(0.75V 2)2
D 、(侦2)2
E
®2)2
E 、
、均匀流是迁移加速度为零的流动
、无压流为没有压力的流动
djd 2 = 0.5，则相应的断面平均流速之比 V 1/V 2 =
D 、1
20 •已知突然扩大管段前后管径之比
= 0.5，则其局部水头损失h m =( d 2
2g2g2g2g2g
三判断改错题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）判断正误，将正确的划上“V” ，错误的划上“X”，并改正错误。

21 •恒定均匀流过流断面上的动水压强近似按静水压强分布，即Z • p/ ：、C。

（）
22 •实际流体内各点的总水头等于常数。

（）
23 •静止流体一般能承受拉、压、弯、剪、扭。

（）
24•已知某管流的雷诺数Re二；VR/」二500，则其相应的沿程阻力系数，二64/Re = 0.128。

（）
25 •在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位质量流体上的质量力。

（）
四简答题（10分）
26 •何谓渐变流？渐变流过流断面具有哪些重要性质？
五计算题（本大题共5小题，每小题10分，共50分）
3
27 •试设计一矩形断面小桥孔径B。

已知设计流量Q =15m /s，桥下游水深h =1.3m，桥下
铺砌的允许流速v二3.5m/s，桥前允许壅水水深H = 2.0m，选定小桥进口形式后知
；= =0.90厂=1.0，取动能修正系数〉=1.0。

28 •如图所示半径为R的球形压力容器系由两个半球用n个高强螺栓栓接而成，内盛重度为的
液体，试求每个螺栓所受的拉力T。

29. 用长管从水池引水到下游长直棱柱形水力最优矩形断面渠道。

已知上游管道流量
3
Q =0.84m /s，下游渠道底坡i =0.002，渠壁糙率n -0.02。

试求渠道的断面尺寸。

2
30. 设半径为r0的有压圆管的流速分布u = a • br • cr ，若过流断面上的最大流速为u max，试求
系数a、b、C o.
31. 某建筑工地用水，由水泵将河边井中水抽送至贮水池中（如图所示）。

已知水泵工作流量
Q =50L/s，水泵最大吸水真空高度［号］=6.8m，吸水管长度I =8.0m，管径d =150mm管道沿
程阻力系数• =0.025，局部阻力系数：底阀=5.0，弯道=0.5，井中水面标高Z1=-2.0m。

试求水泵最大安装高度标高Z2o
第28题图第31题图
:业专
:业专 -
•
院学
:院学 ：号证考准：号证考准 ：名姓
:名姓
中北大学2012— 2013学年第1学期期末考试
流体力学考试试题（A ）参考答案
所有答案必须做在答案题纸上，做在试题纸上无效！
单项选择题(1 X 15=15分)
1. B 2 . A 3 . C 4 . B 5 . A 6 . A 7 . D 8 . B 9 . A 10 . D 11 . A 12 . D 13 . B 14 . D 15 . B 多项选择题(2 X 5=10分)
16. AD 17 . ABDE 18 . ABCD 19 . ABD 20 . BE 判断改错题(3 X 5=15分)
21 .(
(X ) 「恒定均匀流过流断面上的动水压强绝对按静水压强分布，即
Z p/ = C o
22 .
( (X ) |理想流体内各点的总水头等于常数。

23 .( (X ) |静止流体只能承受压力。

24 .
(
(X ) 」-=0.032
25 .(
(V )
简答题（10分）
26 .定义：流线近似为平行直线的流动称为渐变流； （5分）
性质：过流断面近似为平面，过流断面上的动压强近似按静压强分布，即 Z • p/ : C o （5
分）
计算题（10X 5=50分）
27 .从V = V •出发进行设计：
.■- ■■! 2
v
2
①判别流动状态
h k
1.25m
g
因1.3h k = 1.625m h =1.3m ，故小桥过流为自由式。

（3分）
②计算孔径 b 二—一二3.8m
-h k V
取标准孔径B = 4m (3 分)
③校核
h 「3 ：Q 2
2=1.21m
\g (妃)2
1.3h k=1.57m h ，仍为自由式过流。

2
H ：： ―^ '- h k =「96m :: H （可以）
（4分）
2g 2 k
28.取上半球为隔离体，由 v F z =0，得T -
（3分）
n
式中P z 为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力，由压力体计算得
故每个螺栓所受的拉力为
2
丁 氐R （H+R/3）
T 二
29.将水力最优条件 胡=b/h =2, R =h/2代入
Q 二 Av 二bh^R 2/'!2
（5 分）
n
得 h ^（
，吧仁）
3/
8
=0.64m ，b=2h=1.27m
（5分）
30. 考虑黏性流体的定解条件
由 r — 0时，U - U max 得 a - U max
31. 取井中液面至水泵进口列伯努利方程
I
V 2
Z2=
Z1
峠""厂九川弯道
）
2g
P z Wp = %R 2（H R/3）
（4 分）
（3 分）
（3 分）
由20时,乎=0得b=0
（3
由r =r °时，u =0得c =—芈
5
（4 分）
Z 1 0 0"2 卫子、
d
2g d （丄 '底阀.弯道
（5 分）
式中
v =马=2.83m/s
二d 2
I 2
p \ . v .
（5 分）二z1 ■ [ ] -（^ 底阀■弯道）1.
d 2g。