2025年水利工程師水力學(xué)測(cè)試題(附答案)一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.水力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指（）。A.單位面積液體受到的質(zhì)量力B.單位體積液體受到的質(zhì)量力C.單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力D.單位重量液體受到的質(zhì)量力答案：C解析：單位質(zhì)量力是指作用在單位質(zhì)量液體上的質(zhì)量力，其單位與加速度單位相同。2.靜止液體中同一點(diǎn)各方向的壓強(qiáng)（）。A.數(shù)值相等B.數(shù)值不等C.僅水平方向數(shù)值相等D.鉛直方向數(shù)值最大答案：A解析：根據(jù)靜水壓強(qiáng)的特性，靜止液體中同一點(diǎn)各方向的壓強(qiáng)大小相等，與作用面的方位無關(guān)。3.液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為100kN/m2，則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為（）（當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?8kN/m2）。A.100kN/m2B.2kN/m2C.-2kN/m2D.98kN/m2答案：B解析：相對(duì)壓強(qiáng)等于絕對(duì)壓強(qiáng)減去當(dāng)?shù)卮髿鈮?，?00-98=2kN/m2。4.水流在明渠中的流態(tài)為緩流時(shí)，其水深h與臨界水深hk的關(guān)系為（）。A.h>hkB.h<hkC.h=hkD.不確定答案：A解析：緩流的判別條件是水深h大于臨界水深hk。5.圓管層流運(yùn)動(dòng)中，沿程水頭損失與流速的（）成正比。A.一次方B.二次方C.一點(diǎn)五次方D.一點(diǎn)七五次方答案：A解析：圓管層流中，沿程水頭損失與流速的一次方成正比，這是層流的重要特性。6.水躍是（）。A.急流過渡到急流B.緩流過渡到緩流C.急流過渡到緩流D.緩流過渡到急流答案：C解析：水躍是明渠水流從急流狀態(tài)過渡到緩流狀態(tài)時(shí)發(fā)生的一種局部水力現(xiàn)象。7.堰流的流量與堰上水頭的（）成正比。A.一次方B.二次方C.二分之三次方D.三次方答案：C解析：堰流的基本公式表明，堰流的流量與堰上水頭的二分之三次方成正比。8.斷面平均流速v與斷面上每一點(diǎn)的實(shí)際流速u的關(guān)系是（）。A.v=uB.v>uC.v<uD.以上情況都有可能答案：D解析：斷面平均流速是通過流量除以過水?dāng)嗝婷娣e得到的，斷面上各點(diǎn)實(shí)際流速不同，有的點(diǎn)流速可能大于平均流速，有的點(diǎn)可能小于平均流速，所以以上情況都有可能。9.弗勞德數(shù)Fr是判別下列哪種流態(tài)的重要參數(shù)（）。A.層流與紊流B.急流與緩流C.均勻流與非均勻流D.恒定流與非恒定流答案：B解析：弗勞德數(shù)Fr用于判別明渠水流的流態(tài)，F(xiàn)r>1為急流，F(xiàn)r<1為緩流，F(xiàn)r=1為臨界流。10.液體的黏滯性隨溫度升高而（）。A.增大B.減小C.不變D.不確定答案：B解析：對(duì)于液體，溫度升高時(shí)，分子間的內(nèi)聚力減小，黏滯性隨之減小。11.有壓管道的管徑d與管流水力半徑R的比值d/R=（）。A.8B.4C.2D.1答案：B解析：對(duì)于圓形有壓管道，水力半徑R=d/4，所以d/R=4。12.紊流粗糙區(qū)的沿程水頭損失系數(shù)λ（）。A.只與雷諾數(shù)Re有關(guān)B.只與相對(duì)粗糙度k/d有關(guān)C.與Re和k/d都有關(guān)D.與Re和管長l有關(guān)答案：B解析：在紊流粗糙區(qū)，沿程水頭損失系數(shù)λ只與相對(duì)粗糙度k/d有關(guān)，而與雷諾數(shù)Re無關(guān)。13.水擊現(xiàn)象是指（）。A.水流對(duì)管道的沖擊力B.水的壓強(qiáng)隨流速變化而變化的現(xiàn)象C.由于管道中流速的突然變化而引起的壓強(qiáng)急劇升高或降低的現(xiàn)象D.水的壓力波在管道中的傳播現(xiàn)象答案：C解析：水擊現(xiàn)象是指由于管道中流速的突然變化，引起管內(nèi)壓強(qiáng)急劇升高或降低的現(xiàn)象。14.棱柱形渠道是指（）。A.過水?dāng)嗝嫘螤顬槔庵蔚那繠.過水?dāng)嗝婷娣e沿程不變的渠道C.底坡沿程不變的渠道D.過水?dāng)嗝嫘螤?、尺寸及底坡沿程不變的長直渠道答案：D解析：棱柱形渠道是指過水?dāng)嗝嫘螤?、尺寸及底坡沿程不變的長直渠道。15.滲流的達(dá)西定律適用的條件是，滲流為（）。A.恒定均勻?qū)恿鰾.恒定非均勻?qū)恿鰿.恒定均勻紊流D.恒定非均勻紊流答案：A解析：達(dá)西定律適用于恒定均勻?qū)恿鞯臐B流情況。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.以下屬于水力學(xué)基本方程的有（）。A.連續(xù)性方程B.能量方程C.動(dòng)量方程D.狀態(tài)方程答案：ABC解析：水力學(xué)的基本方程包括連續(xù)性方程、能量方程和動(dòng)量方程，狀態(tài)方程一般用于熱力學(xué)等領(lǐng)域，不屬于水力學(xué)基本方程。2.明渠均勻流的特性有（）。A.過水?dāng)嗝嫘螤睢⒊叽缪爻滩蛔傿.水深沿程不變C.流速分布沿程不變D.底坡線、水面線和總水頭線相互平行答案：ABCD解析：明渠均勻流是一種等深、等速的流動(dòng)，其過水?dāng)嗝嫘螤睢⒊叽?、水深、流速分布沿程不變，且底坡線、水面線和總水頭線相互平行。3.影響水流流態(tài)的主要因素有（）。A.流速B.管徑C.液體的黏滯性D.管壁粗糙度答案：ABCD解析：流速、管徑、液體的黏滯性和管壁粗糙度都會(huì)影響水流的流態(tài)，如雷諾數(shù)就與流速、管徑和黏滯性有關(guān)，而管壁粗糙度對(duì)紊流狀態(tài)有重要影響。4.以下關(guān)于堰流的說法正確的有（）。A.薄壁堰常用于測(cè)量流量B.實(shí)用堰多用于水利工程中的溢流壩C.寬頂堰多用于橋涵、水閘等建筑物D.堰流的流量系數(shù)與堰的類型、堰上水頭、下游水位等因素有關(guān)答案：ABCD解析：薄壁堰結(jié)構(gòu)簡單，精度較高，常用于測(cè)量流量；實(shí)用堰能較好地滿足溢流壩的泄流要求；寬頂堰在橋涵、水閘等工程中應(yīng)用廣泛；堰流的流量系數(shù)受多種因素影響，如堰的類型、堰上水頭、下游水位等。5.水擊波的傳播過程包括（）。A.升壓波的傳播B.降壓波的傳播C.反射波的傳播D.折射波的傳播答案：ABC解析：水擊波的傳播過程主要包括升壓波的傳播、降壓波的傳播以及反射波的傳播，折射波一般不用于描述水擊波的傳播過程。三、判斷題（每題1分，共10分）1.靜止液體中不存在切應(yīng)力。（）答案：正確解析：靜止液體中，液體質(zhì)點(diǎn)之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)黏滯性的定義，不存在切應(yīng)力。2.水流的流線可以相交。（）答案：錯(cuò)誤解析：流線是某一時(shí)刻在流場中畫出的一條空間曲線，曲線上各點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)的流速方向一致，流線不能相交，否則在交點(diǎn)處將有兩個(gè)流速方向，這是不可能的。3.均勻流一定是恒定流。（）答案：錯(cuò)誤解析：均勻流是指流線為平行直線的流動(dòng)，恒定流是指流場中各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間變化的流動(dòng)，均勻流不一定是恒定流，例如在變直徑管道中，流速隨時(shí)間變化的均勻流就是非恒定均勻流。4.圓管紊流的流速分布比層流更均勻。（）答案：正確解析：圓管層流的流速分布呈拋物線型，中心流速最大，靠近管壁流速為零；而紊流由于液體質(zhì)點(diǎn)的強(qiáng)烈混摻，流速分布比層流更均勻。5.水躍的躍后水深大于躍前水深。（）答案：正確解析：水躍是從急流過渡到緩流的現(xiàn)象，急流的水深較小，緩流的水深較大，所以躍后水深大于躍前水深。6.堰流的淹沒出流與自由出流的區(qū)別在于下游水位是否影響堰的泄流能力。（）答案：正確解析：堰流自由出流時(shí)，下游水位不影響堰的泄流能力；而淹沒出流時(shí)，下游水位較高，會(huì)對(duì)堰的泄流能力產(chǎn)生影響。7.滲流的達(dá)西定律僅適用于層流滲流。（）答案：正確解析：達(dá)西定律是基于層流滲流實(shí)驗(yàn)得出的，只適用于層流滲流情況。8.液體的表面張力系數(shù)隨溫度升高而增大。（）答案：錯(cuò)誤解析：液體的表面張力系數(shù)隨溫度升高而減小，因?yàn)闇囟壬撸肿訜徇\(yùn)動(dòng)加劇，表面層分子間的吸引力減小。9.有壓管道的水力坡度J等于測(cè)壓管水頭線的坡度。（）答案：正確解析：有壓管道中，水力坡度J是單位長度上的水頭損失，測(cè)壓管水頭線的坡度也是反映水頭變化情況，二者相等。10.明渠非均勻流的斷面單位能量沿程減小。（）答案：錯(cuò)誤解析：明渠非均勻流中，斷面單位能量可能沿程增大、減小或不變，具體取決于水流的流動(dòng)情況。四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述靜水壓強(qiáng)的兩個(gè)特性。答：靜水壓強(qiáng)有兩個(gè)重要特性：（1）靜水壓強(qiáng)的方向垂直并指向作用面。這是因?yàn)殪o止液體不能承受拉力和切力，只能承受壓力，所以壓強(qiáng)方向必然垂直指向作用面。（2）靜止液體中同一點(diǎn)各方向的靜水壓強(qiáng)大小相等。這表明靜水壓強(qiáng)的大小與作用面的方位無關(guān)，只與該點(diǎn)的位置有關(guān)。2.什么是水力半徑？寫出圓形有壓管道水力半徑的計(jì)算公式。答：水力半徑R是過水?dāng)嗝婷娣eA與濕周χ的比值，即R=A/χ。對(duì)于圓形有壓管道，設(shè)管徑為d，過水?dāng)嗝婷娣eA=πd2/4，濕周χ=πd，則水力半徑R=(πd2/4)/(πd)=d/4。3.簡述水躍的發(fā)生條件和作用。答：水躍的發(fā)生條件是明渠水流從急流狀態(tài)（Fr>1）過渡到緩流狀態(tài)（Fr<1）。其作用主要有：（1）消能作用：水躍過程中水流發(fā)生強(qiáng)烈的紊動(dòng)、混摻，能消耗大量的機(jī)械能，可有效消除下泄水流的能量，保護(hù)下游河床和建筑物。（2）調(diào)整水流狀態(tài)：使水流從急流平穩(wěn)過渡到緩流，避免下游水流出現(xiàn)不良流態(tài)。4.簡述滲流達(dá)西定律的內(nèi)容和適用條件。答：達(dá)西定律內(nèi)容為：滲流的流速v與水力坡度J成正比，即v=kJ，其中k為滲透系數(shù)。適用條件是滲流為恒定均勻?qū)恿鳌Ｔ谶@種情況下，液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)則，水流的能量損失主要是黏滯力引起的，達(dá)西定律能夠準(zhǔn)確描述滲流的規(guī)律。五、計(jì)算題（每題12.5分，共25分）1.有一圓形有壓管道，管徑d=200mm，管內(nèi)水流的平均流速v=2m/s，水溫為20℃（此時(shí)水的運(yùn)動(dòng)黏滯系數(shù)ν=1.007×10??m2/s），試判斷水流的流態(tài)。解：（1）首先計(jì)算雷諾數(shù)Re。雷諾數(shù)的計(jì)算公式為Re=vd/ν。已知d=200mm=0.2m，v=2m/s，ν=1.007×10??m2/s。將數(shù)值代入公式可得：Re=(2×0.2)/(1.007×10??)≈3.97×10?。（2）然后根據(jù)雷諾數(shù)判斷流態(tài)。對(duì)于圓管有壓流，臨界雷諾數(shù)Rec=2000。當(dāng)Re<Rec時(shí)，水流為層流；當(dāng)Re>Rec時(shí)，水流為紊流。由于3.97×10?>2000，所以該管道內(nèi)的水流為紊流。2.某矩形斷面渠道，底寬b=5m，渠中水深h=2m，流量Q=20m3/s，試判斷渠中的水流是急流還是緩流。解：（1）首先計(jì)算斷面平均流速v。根據(jù)流量公式Q=Av，其中A為過水?dāng)嗝婷娣e，對(duì)于矩形斷面，A=bh。已知b=5m，h=2m，則A=5×2=10m2。又已知Q=20m3/s，所以v=Q/A=20/10=2m/s。（2）然后計(jì)算臨界水深hk。矩形斷面渠道臨界水深的計(jì)算公式為hk=(q2/