权威水力学复习题及答案1

水 力 学 复 习 题 1
一、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）
（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
1. 下列物理量中，有量纲的数为（ C ）
A ．佛汝德数Fr B. 沿程阻力系数λ
C ．渗流系数k m/day D. 堰流流量系数m
2. 缓坡明渠中的均匀流是（A ）
A ．缓流 B. 急流 C. 临界流 D. 可以是急流或缓流
3. 管流的负压区是指测压管水头线（ C ）
A ．在基准面以下的部分 B. 在下游自由水面以下的部分
C ． 在管轴线以下的部分 D. 在基准面以上的部分
4. 有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数、糙率和底坡相同，但底坡i 1>i 2，
则其均匀流水深h 1和h 2的关系为（ B ）
A ．h 1>h 2 B. h 1<h 2 C. h 1=h 2 D. 无法确定
5. 对于并联长管道，每根管道的（ C ）相等。

A ．流量 B. 切应力 C. 沿程水头损失 D. 水力坡度
6. 平衡液体的等压面必为（D ）
A ．水平面 B. 斜平面 C. 旋转抛物面 D. 与质量力正交的面
7. 理想液体恒定有势流动，当质量力只有重力时， （B ）
A 整个流场内各点的总水头)2//(2g u p z ++γ相等
B 只有位于同一流线上的点，总水头)2//(2g u p z ++γ相等
C 沿流线总水头)2//(2g u p z ++γ沿程减小
D 沿流线总水头)2//(2g u p z ++γ沿程增加
8. 有一溢流堰，堰顶厚度为2m ，堰上水头为2m ，则该堰流属于（ c ）
A ．薄壁堰流 B. 宽顶堰流 C. 实用堰流 D. 明渠水流
9. 同一管道中，当流速不变，温度上升时，则雷诺数（ A ）
A ．增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定
10. 一段直径不变管道的流速从2m/s 增加到4m/s 时，在水流都处于紊流粗糙区时，沿程水
损失是原来的（ d ）倍
A ．1 B.2 C. 2 D. 4
二、填空题（在空格中填写正确答案）
（本大题共8小题，每空格2分，共16分）
1．有一明渠均匀流，通过流量s m Q /553=，底坡0004.0=i ，则其流量模数K = 2750 .
2．水泵进口真空计的读数为2/5.24m KN p k =，则该处的相对压强水头为 2.5 m
3．矩形断面渠道，水深h=1m ，单宽流量s m q /13=,则该水流的佛汝德数Fr = 0.319 。

4．宽顶堰的总水头H 0=2m, 下游水位超过堰顶的高度h s =1.4m ，此时堰流为 出流。

5．渗流杜比公式表明，在渐变渗流中过水断面的流速分布为 。

6．已知谢才系数s m C /1002/1=，则沿程阻力系数λ= 0.00784 。

7．当液流为 恒定流 流时，流线与迹线重合。

8．直径为1m 的管道中的水流，其水力半径为 。

三、计算题
（本大题分5小题，共54分）
1．（本小题10分）如图所示，一个封闭水箱，下面有一1/4园柱曲面AB ，宽为1m （垂直
于纸面方向），半径R =1m ，m h 21=，m h 32=，计算曲面AB 所受静水总压力的大小、方
向和作用点。

h 1
h 2
R
2．（本小题10分）有一长度为L 的有压管道，管径d=0.1m ，作用水头H=3m ，在L/2处
装一测压管，已知测压管水面高于管轴1m ，不计行进流速，求管道中通过的流量。

1m H L/2
L
3．（本小题12分）如图示管路渐变段，已知管轴线与水平面夹角o 30=θ，渐变段长L=10m ，
渐变段中水体重量G=2KN ，进水管直径m d 2.01=，流速s m V /11=，形心点相对压强水头
m p 50/1=γ水柱高，出水管直径m d 1.02=，不计水头损失，试求固定段管路所受的作用力x
R 和y R 。

L y 1 1 2 2
水力学1答案：
一、单项选择题（20分）
1.C
2. A
3.C
4.B
5. C
6.D
7.B
8.C
9.A 10.D
二、填空题（16分）
1. 2750m 3/s
2. –2.5m
3. 0.32m
4. 自由出流
5. 矩形/或均匀分布
6．0.00784
7.恒定流
8. 0.25m
三、作图题
0≠上V 0≠下V
i 1=i c
i 2<i c
i 3>i c
四、计算题
1． （10分）
画出水平方向压强分布图（1分）；画出垂直方向压力体图（1分）；
水平方向静水总压力：)(5.24115.28.9←=⨯⨯⨯==KN A h P c x γ （2分）
垂直方向静水总压力：)(71.21)4/1113(8.92↑=⨯-⨯⨯⨯==KN V P z πγ （2分） 总静水总压力：KN P P P z x 73.3271.215.242222=+=+= （1分） 与水平方向的夹角：o x z tg P P tg 5.415
.2471.2111===--θ （1分） 距底部B 点的垂直距离：m R e o 663.05.41sin 1sin =⨯==θ （2分）
2．（10分）
以管道轴线为基准面，列测压管断面和处口断面的能量方程：
得m h f 12/= （4分）
列水箱和出口断面能量方程得，g V g V 2/2/2322++=ξ（5.0=ξ） 所以V=m g 615.33/4= （5分）
s l s m VA Q /4.28/0284.04/1.01.0615.33==⨯⨯⨯==π （1分） 3．（12分）
s m V d d V /4)/(12212==， s m A V Q /0314.0311== （1分） 以过1-1断面中心的水平面为基准面，写出1-1和2-2断面能量方程： g
V p z g V p z 222
222221111αγαγ++=++ 取121==αα （3分） 6
.19430sin 106.191500222++⨯=++γp o ， 得m p 23.44/2=γ水柱，即22/5.43323.448.9m KN p =⨯= （2分）
而21/490508.9m KN p =⨯=，
取1-1和2-2断面间水体为脱离体，假设管壁对水体的作用力为x R 和y R ，（水流方向
为x 轴，与水流方向垂直为y 轴）
x 方向大的动量方程：
)(30sin 112202211V V Q R G A p A p x ββρ-=--- 取121==ββ
)(30sin 122211V V Q G A p A p R o x ----=ρ
1000/)14(0314.010005.0200785.05.4330314.0490-⨯-⨯-⨯-⨯=
KN 9.109.014.393.15=---= （3分）
y 方向的动量方程：
030cos 0=-G R y
KN G R y 73.1866.0230cos 0=⨯== （2分）
水流对管壁的作用力与x R 和y R 大小相等，方向相反。

（1分）
《水力学》练习2及参考答案
一、 单项选择题 （每小题2分，共计10分）
1、紊流粗糙区的水头损失与流速成 （ b ）
a 、一次方关系；
b 、二次方关系；
c 、1.75～2.0次方关系；
d 、不能确定
2、已知液体流动的沿程水头损失系数λ与边壁粗糙度和雷诺数Re 都有关，即可以判断
该液体流动属于 （ c ）
a 、层流区；
b 、紊流光滑区；
c 、紊流过渡粗糙区；
d 、紊流粗糙区
3、有压管道的管径d 与管流水力半径的比值d /R =（ b ）
a 、8
b 、4
c 、2
d 、1
4、已知突扩前后有压管道的直径之比d 1/d 2 =1：2，则突扩前后断面的雷诺数之比为
（ a ）
a 、2
b 、1
c 、0.5
d 、0.25
5、层流断面流速分布规律符合 （ c ）
a 、对数分布；
b 直线分布；
c 、抛物线分布；
d 、 椭圆分布 。

二、 填空题 （每小题2分，共计8分）
1、恒定流时流线与迹线 重合 。

2、实际液体在流动时产生水头损失的内因是 液体的粘滞性 ，
外因是 边界条件的影响 。

3、雷诺试验揭示了液体存在_____层流___和____紊流 _两种流态，并可用 临界雷诺数
来判别液流的流态。

4、在等直径长直管道中，液体的温度不变，当流量逐渐增大，管道内的雷诺数Re 将逐
渐 增大 。

三、 判断题 （每小题2分，共计16分）
1、根据连续性方程，流速与过流断面面积成正比。

（×）
2、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。

（×）
3、只有过水断面上各点流速相等的流动才是均匀流 （×）
4、均匀流与渐变流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流。

（×）
5、判别圆管水流是层流或紊流流态的临界雷诺数Re 为2000。

（√）
6、层流一定是均匀流，紊流一定是非均匀流。

（×）
7、根据达西公式h f =λg
v R l 242
，层流沿程水头损失与流速平方成正比。

（×） 8、紊流粗糙区的沿程水头损失系数只与雷诺数有关。

（×）
四、问答题 （每小题5分，共计10分）
1、 有人说“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？
答：这种说法是错误的，均匀流不一定是恒定流。

因均匀流是相对于空间而言，即运动
要素沿流程不变，而恒定流是相对于时间而言，即运动要素不随时间而变。

两者判别标
准不同。

2、 根据尼古拉兹实验，简单叙述沿程水头损失系数λ在不同流态的变化规律。

答：通过尼古拉兹实验可以发现：在层流中λ仅是雷诺数Re 的函数并与Re 成反
比；在层流到紊流过渡区，λ仅是Re 的函数；在紊流光滑区λ=f 1（Re ）； 过
渡区λ=f 2（Re ，△/d ）；粗糙区λ=f 3（△/d ），紊流粗糙区又称为阻力平方区。

五、计算题 （共5题，计56分）
1、 管道直径 d = 10 mm ，通过流量 Q = 20 cm 3/s ，运动粘度ν= 0.0101 cm 2/s 。

问管中
水流流态属层流还是紊流？若将直径改为 d = 30 mm ，水温、流量不变，问管中水流属何种
流态？ （8分）
解：（1）∵运动粘度ν= 0.0101 cm 2/s ，而管道截面积A=πd 2
/4，v =Q/A ， 则管道流动的雷诺数：
)(Re 20002523=10×0.0101×10×10×3.1410×20×4=νπ4=ν=Re 4
-3--6
k d Q vd ∴管道水流为紊流。

（2）∵管道流动的雷诺数ν
π4=ν=Re d Q vd ，故可知水温、流量不变，管径扩大3倍后的雷诺数)2000(Re 841=2523×3
1=Re 31=ν)π(34=Re k d Q ∴将直径改为 d = 30 mm ，水温、流量不变，管中水流是层流。

2、图示水箱一侧有一向上开口的短管，箱内水位恒定，水通过管嘴向上喷射。

若管嘴出口
至水箱水面的高度h =5 m ，管嘴局部水头损失系数ζ=0.2，取动能校正系数α=1。

求管嘴的
出流速度v 及此射流达到的高度z 。

（ 12分）
解：（1）以管嘴出口为基准面，对水面1和管嘴出口2列能量方程，得：
1
2 3
2g
νξ+2g αν+0+0=0+0+h 2
2 由h =5 m ，ζ=0.2，α=1得
2g
ν×2.0+2g ν=h 2
2 5=9.8
×2ν×2.0+9.8×2ν2
2 ν=9.04m/s
(2) 以管嘴出口为基准面，管嘴出口2和水面3列能量方程，得：
0+0+z =2g
αν+0+02
由ν=9.04m/s ，α=1得
m 17.4=9.8
×204.9=2g ν=z 2
2 3 、已知如图所示的文丘里管流量计，管的直径d 1 =5cm ，d 2=2cm ，1断面与喉管断面的测压管水头差为Δh =5cm ，如果文丘里管流量计流量修正系数μ=0.98，求管路中通过流量Q 为多少？（不计水头损失） （12分）
解：计算文丘里管常数：
s m d d g k /0014.0=1
—)02.0/05.0(8.9×2405.0×3.14=1—)/(24πd =5.24242121
管路中通过的流量：
s
m Q /0003.0=05.0×0014.0×98.0=△h μk =3
4、某水平管路的直径d 1=7.5cm ，管内流速
v 1=0.70m/s ，管路末端接一渐缩喷嘴通入大气（如图）。

喷嘴出口直径d 2=2.0cm ，用压力表测得管路与喷嘴接头处压强p =49kN/m 2，求水流对喷嘴的水平作用力F （取动量校正系数为1） （12分）
解：取管路1-1断面和管嘴2-2断面为计算断面，
根据连续方程得：
s m v A v Q /0031.0=075.0×3.14×41×7.0=πd 41×==3221111
x
s m v d d v /625.2=7.0×)02.0/075.0(=×)/(=212212
对喷嘴建立x 方向的动量方程，β=1得：
pA 1 – F ′=βρQ(v 2x – v 1x )
F ′= pA 1 – βρQ(v 2 – v 1)=49×(1/4) ×3.14×0.0752 - 1×1×0.0031×(2.625-0.7) =0.21KN
水流对喷嘴的水平作用力F 与F ′大小相等，方向相反。

5、有一浆砌块石的矩形断面渠道，宽b = 6m ，当Q = 14.0m 3/s 时，渠中均匀水深h = 2m ，糙率n = 0.025，试求500m 长渠道中的沿程水头损失。

（12分）
解：计算渠道断面水力要素：
过流断面面积A=bh=6×2=12m 2
湿周χ=b+2h=6+2×2=10m 水力半径m x A R 2.1=10
12== s m A Q v /17.1=12
14== 根据舍齐公式，沿程水头损失：
m l R v n h f 335.0=500×2.117.1×025.0==3
/42
23/422 四、综合复习题
1、选择题：
（1）在水力学中，单位质量力是指（ ）答案：c
a 、单位面积液体受到的质量力；
b 、单位体积液体受到的质量力；
c 、单位质量液体受到的质量力；
d 、单位重量液体受到的质量力。

（2）在平衡液体中，质量力与等压面（ ）答案：d
a 、重合；
b 、平行
c 、斜交；
d 、正交。

（3）水力学中的一维流动是指（ ）答案：d
a 、恒定流动；
b 、均匀流动；
c 、层流运动；
d 、运动要素只与一个坐标有关的流动。

（4）有压管道的管径d 与管流水力半径的比值d /R=（ ）答案：b
a 、8；
b 、4；
c 、2；
d 、1。

（5）同种液体通过两根相同长度，但粗糙高度不同的等直径长直管道，当雷诺数Re 相同时，它们的水头损失在（ ）内是相同的。

答案：a 、b 、c
a 、层流；
b 、层流至紊流过渡区；
c 、紊流光滑区；
d 、紊流过渡区；
e 、紊流粗糙区
（6）在缓坡明渠中不可能发生的流动是（ ）答案：a 、c 、d
a 、均匀缓流；
b 、均匀急流；
c 、非均匀缓流；
d 、非均匀急流。

2、判断题：
（1）任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。

（ ）
答案：错误
（2）水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。

（ ）
答案：错误
（3）在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。

（ ）
答案：错误
（4）矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。

（ ）
答案：正确
（5）明槽水流的断面比能沿流程总是减小的。

（ ）
答案：错误
3、问答题：
（1）什么是理想液体？为什么要引入理想液体的概念？
答案：理想液体是指没有粘滞性的液体。

实际液体都具有粘滞性，在液体流动中引起能量损失，给分析液体运动带来很大困难。

为了简化液体运动的讨论，引入了理想液体的概念，分析其运动规律，再考虑粘滞性加以修正，可以得到实际水流运动规律，这是水力学中重要的研究方法。

（2）简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。

答案：通过尼古拉兹实验发现：在层流中λ仅是雷诺数Re 的函数并与Re 成反比；在层流到紊流过渡区，λ仅是Re 的函数；在紊流光滑区λ=f 1（Re ），过渡区λ=f 2（Re ， ），粗糙区λ=f 3（ ），紊流粗糙区又称阻力平方区。

（3）从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。

答案：均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变，但水流运动总要消耗能量，因此从能量方程来分析，只能消耗位能克服水流阻力。

所以均匀流只能产生在正坡渠道中。

（4）在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别？
答案：达西定律适用于任一点的渗流流速u=kJ ，其适用于恒定均匀层流渗流；而杜比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流，同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于v = kJ 。

4、作图题：
定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称及流态。

(各渠段均充分长，各段糙率相同) 。

解：
R ∆
R ∆
5、计算题：
1．图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积 A=0.64 m 2，长 l =50 m ，两个 30。

折角、进口和出口的局部水头 损失系数分别为ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，上下游水位差 H =3m 。

求通过的流量Q 。

解：H h l R v g
w ==+∑()λξ422
R A x
===∑0219..m , ξ ∴
=== m /s , m /s 3v q vA v 4162662.. 2．从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。

橡胶管直径D =7.5cm ，喷嘴出口直径d =2.0cm 。

水头H =5.5M 。

由水箱至喷嘴的水头损失h w =0.5m 。

用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p =4.9N /cm 2。

如用手握住喷嘴，需要多大 的水平力R ，行近流速v 0=0，取动能校正系数均为1。

解：列水箱渐变流断面1 1和喷嘴出口断面2 2能量方程
H v g
++=+++000020522. v g 22599=⨯=.m s
v v A A 32230704=
=.m s 列X 向动量方程
N 79.187)()
(3233331233=--=-=-v v v A A p R v v Q R A p x x ρβρ
水流对喷嘴冲击力 '=-R R 即为手握喷嘴所需之力。

)
3．有一梯形渠道，底宽 b =10 m ，水深 h = 3 m ，边坡为 1:1，糙率 n = 0.014，底坡i=0.001。

如流动在紊流粗糙区 ，求流量Q 。

解：A bh mh =+=239m 2
x b m h =++=211852
. m R A x
=
=211. C n R ==181016./m s 12
Q=A.C.(RJ)0.5=145.1 m 3/s
练 习 3
1. 恒定总流能量方程：z 1+p 1/ρg+α1v 12/2ρg= z 2+p 2/ρg+α2v 22/2ρg+h w
各项的物理含义：z 1、z 2为1、2过流断面上选定点相对于选定基准面的高程。

p 1、p 2为1、2过流断面上的相对压强或绝对压强
v 1、v 2为1、2过流断面上的平均流速
α1、α2为1、2过流断面上的动能修正系数
h w 为1、2两断面间的单位重量流体的能量损失。

2. 沿程损失和局部损失
沿程损失是由于流体流动过程中，沿程存在着剪切阻力。

克服沿程阻力引起的能量损失称为沿程损失。

局部损失是在边壁尺寸急剧变化的流动区域，由于尾流区、旋涡区的出现，使局部流动区出现较集中的局部阻力，克服这种局部阻力引起的能量损失称为局部损失。

五、作图题（共10分）
Ri
C v =H=5m 49kpa
（3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为答案：b
a、1 kN/m2
b、2 kN/m2
c、5 kN/m2
d、10 kN/m2
（4）水力学中的一维流动是指（）答案：d
a、恒定流动；
b、均匀流动；
c、层流运动；
d、运动要素只与一个坐标有关的流动。

（5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（）答案：b
a、8；
b、4；
c、2；
d、1。

（6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于答案：c
a、层流区；
b、紊流光滑区；
c、紊流过渡粗糙区；
d、紊流粗
糙区
（7）在明渠中不可以发生的流动是（）答案：c
a、恒定均匀流；
b、恒定非均匀流；
c、非恒定均匀流；
d、非恒定非均匀流。

（8）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。

答案：b
a、均匀缓流；
b、均匀急流；
c、非均匀缓流；
d、非均匀急流。

（9）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为答案：b
a、缓流；
b、急流；
c、临界流；
（10）测量水槽中某点水流流速的仪器有
a、文丘里计
b、毕托管
c、测压管
d、薄壁堰
答案：b
2、判断题：（每小题2分）
（1）任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。

（）答案：错误
（2）水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。

（）答案：错误
（3）水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。

（）答案：错误
（4）粘滞性是液体产生水头损失的内因。

（）答案：正确
（5）在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。

（）答案：错误
（6）矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。

（）答案：正确
（7）断面比能沿流程总是减小的。

（）答案：错误
3、填空题：（每小题2 ～4分）
（1）牛顿内摩擦定律适用的条件是和。

答案：层流运动，牛顿液体
（2）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽kN/m2，真空度为。

答案：2，不存
在. 只受重力作用，静止液体中的等压面是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

答案：
水平面。

（3）实际液体在流动时产生水头损失的两个主要原因是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽，⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

答案：液体存在粘滞性和边界的影响。

（4）水流在明渠中的流态为缓流时，其水深h⎽⎽⎽⎽h k，弗汝德数Fr⎽⎽⎽⎽⎽1。

（填写<、=、>符号）答案：>，<。

（5）在流量不变的条件下，水跃的跃前水深越小，则水跃的跃后水深越⎽⎽⎽⎽。

答案：大。

（6）根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽和⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

答案：短管，长管。

（7）a2型水面曲线是发生在⎽⎽⎽⎽⎽⎽坡上的⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽流（指急流或缓流）的水面线，这时弗汝德数Fr沿程⎽⎽⎽⎽⎽⎽（指增大、减小或不变）
答案：陡坡，缓流，减小。

（1）什么是理想液体？为什么要引入理想液体的概念？
答案：理想液体是指没有粘滞性的液体。

实际液体都具有粘滞性，在液体流动时会引起能量损失，给分析液体运动带
来很大困难。

为了简化液体运动的讨论，我们引入了理想液体的概念，忽略液体
的粘滞性，分析其运动规律，然后再考虑粘滞性影响进行修正，可以得到实际水
流的运动规律，用以解决实际工程问题。

这是水力学重要的研究方法。

（2）“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？
答案：这种说法错误的。

均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而
言。

当流量不变通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。

（3）简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。

答案：通过尼古拉兹实验可以发现：在层流中λ仅是雷诺数Re 的函数并与
Re 成反比；在层流到紊流过渡区，λ仅是Re 的函数；在紊流光滑区λ=f 1（Re ）；
过渡区λ=f 2（Re ， ）；粗糙区λ=f 3（ ），紊流粗糙区又称为阻力平方区。

（4）为什么舍齐公式 只适用于阻力平方区？ 答案：舍齐公式是根据明渠均匀流的大量观察资料总结的公式，自然界中明
渠水流几乎都处于紊流阻力平方区，因此该公式只适用于紊流阻力平方区。

（5）从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。

答案：均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变，但水流运动总要消
耗能量，因此从能量方程来分析，只能消耗位能来克服水流阻力。

所以均匀流只
能产生在正坡渠道中。

（
6）分析水面曲线时，如何寻找急流和缓流的控制断面？
答案：急流的控制断面在上游，因为外界对急流的干扰不能向上游传播；缓
流的控制断面在下游，其原因与急流正好相反。

5、作图题：
（1） 定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。

(5分)
解：
R
∆R ∆i R C
v
=
（2）定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线，并注明曲线名称及流态。

(各
1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。

（√）
2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。

(×)
3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。

(×)
4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当Fr＞1为急流。

(√)
5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。

（×）
6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。

（×）
7、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。

(√)
8、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。

(√)
9、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。

（×）
10、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。

(√)
11、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。

(√)
12、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。

(×)
13、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们
的正常水深不等。

(√)
14、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。

（√）
15、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。

(×)
16、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。

(√)
17、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。

(×)
18、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。

（√）
19、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。

(×)
20、缓坡上可以出现均匀的急流。

(√)
21、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。

(√)
22、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。

(√)
23、水深相同的静止水面一定是等压面。

(√)
24、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。

（×）
25、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。

(√)
26、陡坡上可以出现均匀的缓流。

(×)
27、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。

(√)
28、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。

(×)
29、缓坡上只能出现非均匀流缓流。

（×）
30、静水压强的大小与受压面的方位无关。

(√)
31、水泵的扬程就是指水泵的提水高度。

(×)
32、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。

（×）
33、平坡渠道中不可能发生均匀流。

(√)
34、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。

（x）
二、单项选择题(填写唯一正确答案的编号)
1、作用水头相同时，孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量（2）
(1)大; (2)小；(3)相同；(4)无法确定。

2、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强（1）
(1) 数值相等; (2) 数值不等;(3) 仅水平方向数值相等;(4) 铅直方向数值最大。

3、已知水流的沿程水力摩擦系数 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（4）
(1)层流区；(2)紊流光滑区；
(3)紊流过渡粗糙区；(4)紊流粗糙区。

4、液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为（2）
（1）1 kN/m2（2）2 kN/m2
（3）5 kN/m2（4）10 kN/m2
5、紊流的断面流速分布规律符合（1）
(1)对数分布；(2)直线分布；(3)抛物线分布；(4)椭圆分布。

6、长管的总水头线与测压管水头线（1）
（1）相重合；（2）相平行，呈直线；
（3）相平行，呈阶梯状；（4）以上答案都不对。

7、渗流的达西公式只能适用于（1）
(1) 恒定均匀层流(2) 恒定均匀紊流(3)恒定均匀流；(4)非恒定流。

8、液流的沿程水力摩擦系数与边壁粗糙度和雷诺数都有关，即可判断该液流属（3）
(1)层流区；(2)紊流光滑区；
(3)紊流过渡粗糙区；(4 )紊流粗糙区。

9、液体中某点的绝对压强为108kN/m2，则该点的相对压强为（4）
（1）1 kN/m2（2）2 kN/m2（3）8 kN/m2（4）10 kN/m2
10、静止液体中同一点沿各方向上的压强（1）
(1) 数值相等; (2) 数值不等; (3) 仅水平方向数值相等。

11、矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比β等于（2）
( 1 ) 1 ；( 2 ) 2 ；( 3 ) 3 ；( 4 ) 4 。

12、水泵的扬程是指（2）
(1) 水泵提水高度；(2) 水泵提水高度+吸水管的水头损失；
(3) 水泵提水高度+ 吸水管与压水管的水头损失。

13、紊流粗糙区的水头损失与流速成（2）
(1)一次方关系；(2)二次方关系；(3) 1.75～2.0次方关系。

14、在平衡液体中，质量力与等压面（3）
（1）重合；（2）平行；（3）正交。

15、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数(3 )
(1)急流和缓流；(2)均匀流和非均匀流；
(3)层流和紊流；(4)恒定流和非恒定流。

16、图示容器中有两种液体，密度ρ2 > ρ1，则A、B 两测压管中的液面必为(2)
(1) B 管高于A 管；(2) A 管高于B 管；(3) AB 两管同高。

17、紊流的断面流速分布规律符合（1）
( 1 )对数分布；( 2 )椭圆分布；
( 3 )抛物线分布；( 4 )直线分布。

18、盛水容器a 和b 的测压管水面位置如图(a)、(b) 所示，其底部压强分别为p a 和p b。

若两容器内水深相等，则p a和p b的关系为（1）( 1) p a> p b(2) p a< p b(3) p a = p b(4) 无法确定
19、层流断面流速分布规律符合 （3） ( 1 ) 对数分布 ； ( 2 ) 直线分布 ；
( 3 ) 抛物线分布 ； ( 4 ) 椭圆分布 。

20、佛汝德数Fr 是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 （1） ( 1 ) 急流和缓流 ； ( 2 ) 均匀流和非均匀流 ；
( 3 ) 层流和紊流； ( 4 ) 恒定流和非恒定流。

21、紊流中粘滞底层厚度 δ 比绝对粗糙高度 ∆ 大得多的壁面称为 （1）
（1）光滑面 ( 2 ) 过渡粗糙面 （3）粗糙面 （4）以上答案均不对
三、填空题(在空格中填写正确答案)
1、明渠的断面和流量不变时，水跃的跃前水深越大，则跃后水深越 小 。

2、根据管道计算方法的不同，管道可分类为 长管 和 短管 。

3、测量管道流量的主要仪器有文丘里流量计、涡轮流量计。

4、 计算明渠均匀流的公式是i R AC Q =。

5、牛顿内摩擦定律适用条件是 牛顿流体 ，层流运动
6、理想液体与实际液体的主要区别是___是否存在液体的拈滞性____________
7、实际液体在流动时产生水头损失的内因是 液体的粘滞性 ，外因是 边界条件的影响。

8、三种液体盛有容器中，如图所示的四条水平面，其中为等压面的是 B —B
四、问答题
1．．什么是液体的可压缩性？什么情况下需要考虑液体的可压缩性？
解：可压缩性是：当外界的压强发生变化时液体的体积也随之发生改变的特性。

液体可压缩性一般情况下可以不必考虑，但是当外界压强变化较大，如发生水击现象时必须予以考虑。

2．有人说“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？
解：这种说法是错误的，均匀流不一定是恒定流。

因均匀流是相对于空间而言，即运动要素沿流程不变，而恒定流是相对于时间而言，即运动要素不随时间而变。

两者判别标准不同。

3．什么是相对压强和绝对压强？
4。

写出水力半径R的表达式。

5、请分别叙说明渠均匀流水深和临界水深的含义和区别。

6、明渠的底坡可以分为哪些类型？
7、如何用临界水深h k与渠道内的水深h 来判别明渠水流的流态？
8、根据边界条件的不同，水头损失可以分为哪两类？
9、试叙述判断明渠水流流态有哪些方法。

10明渠均匀流产生的条件是什么？
五、作图题(在题图上绘出正确答案)
1.定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。

(各渠段均充分长，各段糙率相同) (5分)
2、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。

3、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。

(各渠段均充分长，各段
糙率相同,末端有一跌坎) (5分)。