云南省專升本2025年水利水電工程考試水力學(xué)重點(diǎn)測(cè)試試卷（含答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、填空題（每空2分，共20分）1.流體力學(xué)是研究流體在外力作用下______、______以及與周圍介質(zhì)相互作用的科學(xué)。2.液體的密度是指單位體積液體的______，其國(guó)際單位制單位為_(kāi)_____。3.液體靜力學(xué)基本方程式（以z為基準(zhǔn)面）可表示為_(kāi)_____，它表明在重力作用下，靜止液體中任意兩點(diǎn)壓強(qiáng)之差與______有關(guān)。4.絕對(duì)壓強(qiáng)是指相對(duì)于______的壓強(qiáng)；相對(duì)壓強(qiáng)是指相對(duì)于______的壓強(qiáng)。5.水頭損失分為_(kāi)_____水頭損失和______水頭損失，它們是由于流體______和______引起的。6.流體運(yùn)動(dòng)的兩種流態(tài)是______和______，判別流態(tài)是否發(fā)生轉(zhuǎn)變的準(zhǔn)數(shù)是______。7.伯努利方程的物理意義是______，其應(yīng)用條件包括______、______和______。8.滲流力學(xué)中，達(dá)西定律描述了______與______之間的關(guān)系，其表達(dá)式為_(kāi)_____。9.明渠均勻流發(fā)生的條件是______、______和______。10.水躍是一種發(fā)生在水流從______過(guò)渡到______時(shí)的______現(xiàn)象。二、選擇題（每題3分，共30分）1.以下關(guān)于理想流體的說(shuō)法，正確的是（）。A.實(shí)際存在的流體B.密度為零的流體C.粘度為零的流體D.不可壓縮的流體2.在同一點(diǎn)、同一深度，靜止液體內(nèi)部各方向的靜水壓強(qiáng)（）。A.不相等B.深度越大越低C.深度越小越高D.相等3.液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為101kPa，當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為100kPa，則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為（）。A.1kPaB.101kPaC.100kPaD.-1kPa4.管道流動(dòng)中，局部水頭損失主要是由（）引起的。A.流體粘滯性B.流體可壓縮性C.流動(dòng)速度變化D.流體密度變化5.當(dāng)雷諾數(shù)Re<2000時(shí)，圓管中的流動(dòng)一般屬于（）。A.紊流B.層流C.過(guò)渡流D.渦流6.下列方程中，哪一個(gè)是描述總流能量轉(zhuǎn)換關(guān)系的？（）A.連續(xù)性方程B.伯努利方程C.動(dòng)量方程D.達(dá)西定律7.對(duì)于長(zhǎng)管計(jì)算，通?？梢院雎裕ǎ┧^損失。A.沿程B.局部C.沿程和局部D.無(wú)法確定8.明渠水流中，水流深度和斷面平均流速隨時(shí)間發(fā)生變化的流動(dòng)稱為（）。A.均勻流B.非均勻流C.漸變流D.急變流9.下列哪項(xiàng)不是滲流分析中達(dá)西定律的適用條件？（）A.層流滲流B.均質(zhì)、各向同性土壤C.恒定流D.水力梯度很大10.水躍發(fā)生后，下游水流速度（）。A.保持不變B.突然增大C.突然減小D.先減小后增大三、判斷題（每題2分，共20分，正確的打√，錯(cuò)誤的打×）1.流體靜壓強(qiáng)的方向總是指向作用面的內(nèi)法線方向。（）2.任何情況下，流體的動(dòng)能和勢(shì)能之和都保持不變。（）3.管道直徑減小處，局部水頭損失一定為正值。（）4.層流是一種穩(wěn)定的、有秩序的流動(dòng)狀態(tài)。（）5.雷諾數(shù)是衡量流體慣性力與粘性力相對(duì)大小的一個(gè)無(wú)量綱數(shù)。（）6.明渠均勻流是指流速、流量沿程不變的流動(dòng)。（）7.水躍是一種能量損失非常大的水力現(xiàn)象。（）8.滲流流速方向總是與水力坡度方向一致。（）9.任何渠道中，都能發(fā)生均勻流。（）10.絕對(duì)壓強(qiáng)不可能小于當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)。（）四、計(jì)算題（共30分）1.一容器中裝有密度為1000kg/m3的液體，液面距容器底部1m，求：（1）距液面0.5m處和距容器底部0.5m處的靜水壓強(qiáng)（分別用絕對(duì)壓強(qiáng)和相對(duì)壓強(qiáng)表示，當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為101kPa）；（6分）（2）容器底部承受的靜水總壓力（容器頂部開(kāi)口，長(zhǎng)寬均為2m）；（9分）2.水以2m/s的速度流經(jīng)直徑為0.1m的圓形管道，已知管道長(zhǎng)度為50m，水頭損失為5m，求：（1）管道的沿程水頭損失系數(shù)λ；（4分）（2）若管道出口比入口高2m，求管道出口處的流速。（假設(shè)流動(dòng)為層流，水粘度為0.001Pa·s）；（7分）3.有一寬度為5m的矩形渠道，通過(guò)流量為15m3/s，發(fā)生均勻流，水深為2m，渠道坡度為0.001，試計(jì)算：（1）渠道的斷面平均流速；（4分）（2）渠道的謝才系數(shù)C（假設(shè)糙率系數(shù)n=0.025）；（3分）（3）渠道1000m長(zhǎng)的沿程水頭損失。（4分）4.有一高度為1m的堰，堰頂水頭為0.5m，水流經(jīng)堰頂后跌落，已知流量為10m3/s，求：（1）堰前斷面的流速；（3分）（2）堰頂斷面的流速；（3分）（3）堰的流量系數(shù)（假設(shè)為常數(shù)，可查表或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值）；（4分）試卷答案一、填空題1.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；力學(xué)性質(zhì)2.質(zhì)量；kg/m33.p=γzh；深度4.絕對(duì)真空；大氣壓強(qiáng)5.沿程；局部；粘滯性；慣性6.層流；紊流；雷諾數(shù)7.單位重量流體機(jī)械能守恒；流動(dòng)是恒定；流線是平行的；過(guò)流斷面是形狀不變的8.滲流流量；水力坡度；q=kih9.渠道底坡恒定；流量恒定；過(guò)流斷面形狀及大小沿程不變10.緩流；急流；水力躍遷二、選擇題1.C2.D3.A4.C5.B6.B7.A8.B9.D10.C三、判斷題1.√2.×3.×4.√5.√6.×7.√8.√9.×10.√四、計(jì)算題1.解：(1)距液面0.5m處深度h?=1-0.5=0.5m；距容器底部0.5m處深度h?=0.5m。p?=γh?=1000kg/m3×9.8N/kg×0.5m=4900Pa=4.9kPa（相對(duì)壓強(qiáng)）p?(絕)=p?(相)+p_大氣=4.9kPa+100kPa=104.9kPap?=γh?=1000kg/m3×9.8N/kg×0.5m=4900Pa=4.9kPa（相對(duì)壓強(qiáng)）p?(絕)=p?(相)+p_大氣=4.9kPa+100kPa=104.9kPa（注：此題假設(shè)液體密度為1000kg/m3，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?00kPa，且未考慮液體自重影響，實(shí)際計(jì)算應(yīng)更嚴(yán)謹(jǐn)）(2)容器底部承受的靜水總壓力F=p?A=γh?AA=2m×2m=4m2F=1000kg/m3×9.8N/kg×0.5m×4m2=19600N=19.6kN2.解：(1)h_f=λ(l/D)(V2/2g)λ=h_f*(D/(l*V2/2g))=5m*(0.1m/(50m*(2m/s)2/(2*9.8m/s2)))=5*(0.1/(50*4/19.6))=5*(0.1/(200/19.6))=5*(0.1*19.6/200)=5*(1.96/200)=5*0.0098=0.049（或49/1000）(2)假設(shè)為層流，λ=64/Re，Re=VD/ν=(2m/s*0.1m)/(0.001m2/s)=200/0.001=200000λ=64/200000=0.00032h_f=λ(l/D)(V2/2g)=0.00032*(50/0.1)*(22/2*9.8)=0.00032*500*(4/19.6)=0.16*(4/19.6)=0.16*0.20408≈0.03265mV?2/2g=h_f+Δz=0.03265m+2m=2.03265mV?=√(2g*2.03265)=√(2*9.8*2.03265)=√(39.7322)≈6.30m/s3.解：(1)V=Q/A=Q/bh=15m3/s/(5m*2m)=15/10=1.5m/s(2)C=(Q/bh)/(R^(2/3)n)=V/(R^(2/3)n)，其中R=A/P=(bh)/(b+b)=h/2=2/2=1mC=1.5/(1^(2/3)*0.025)=1.5/(1*0.025)=1.5/0.025=60m^(1/2)/s(3)h_f=(l/i)*(V2/2g)=(1000m/0.001)*(1.52/(2*9.8))=1000000*(2.25/19.6)=1000000*0.11535=115.35m4.解：(1)假設(shè)堰頂水流為急變流，能量損失較小，近似認(rèn)為堰前斷面的總水頭等于堰頂水頭加上行近流速水頭。H?≈H+V?2/2gV?=√(2g(H+H?))（此步需迭代求解，或假設(shè)行近流速較小忽略）更常用方法是利用堰流公式推導(dǎo)，但題目未給具體堰型。若假設(shè)為薄壁堰，流量Q=C_d*b*√(2g)*H^(3/2)，其中C_d為流量系數(shù)，b為堰寬。Q=10m3/s,b=5m,H=0.5m?？煞赐芕?近似為Q/(bH^(3/2))=10/(5*0.5^(3/2))=10/(5*(√0.5)3)=10/(5*0.3536)=10/1.768≈5.66m/s（此值與H?≈H矛盾，說(shuō)明行近流速不可忽略）更精確計(jì)算需聯(lián)立堰流公式和連續(xù)性方程，或使用特定堰型公式。此處簡(jiǎn)化處理，假設(shè)行近流速V?較小，H?≈H=0.5m，則V?≈√(2*9.8*0.5)≈3.13m/s。此為近似解。(2)假設(shè)堰頂處過(guò)流斷面平均流速為V?。根據(jù)連續(xù)性方程：Q=V?*A?=V?*b*H=V?*5m*0.5m=2.5*V?m3/sV?=Q/(2.5*H)=10/(2.5*0.5)=10/1.25=8m/s(3)假設(shè)堰的流量系數(shù)C_d已知，例如對(duì)于薄壁堰C_d≈0.6，寬頂堰C_d≈0.65。使用堰流公式Q=C_d*b*√(2g)*H^(3/2)。10=C_d*5*√(2*9.8)*(0.5)^(3/2)10=C_d*5*4.429*0.353610=C_d*8.858C_d=10/8.858≈1.13（此值不合理，說(shuō)明假設(shè)C_d或H需修正，或堰型不明確）。若采用寬頂堰C_d≈0.65，則10=0.65*5*4.429*H^(3/2)，H^(3/2)=10/(0.65*5*4.429)=10/14.4485≈0.692，H=(0.692)^(2/3)≈0.875m。再計(jì)算V?=Q/(bH)=10/