2025年大學（水利水電工程）水力學試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）每題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題目要求的，請將正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi)。(總共6題，每題5分)1.水力學中，描述液體運動的方法不包括以下哪種？（）A.拉格朗日法B.歐拉法C.柯西法D.有限分析法2.關于恒定流與非恒定流，下列說法正確的是（）A.恒定流中流線隨時間變化B.非恒定流中流線不隨時間變化C.恒定流中液體質(zhì)點的運動參數(shù)不隨時間變化D.非恒定流中液體質(zhì)點的運動參數(shù)隨空間變化3.理想液體與實際液體的主要區(qū)別在于（）A.理想液體無黏性，實際液體有黏性B.理想液體不可壓縮，實際液體可壓縮C.理想液體運動無能量損失，實際液體有能量損失D.以上都是4.某管道中水流的雷諾數(shù)為5000，則該水流處于（）A.層流狀態(tài)B.紊流光滑區(qū)C.紊流過渡區(qū)D.紊流粗糙區(qū)5.圓管層流中，斷面平均流速是最大流速的（）A.1/2B.1/3C.2/3D.1/46.總水頭線沿程的變化是（）A.總是上升B.總是下降C.保持水平D.可升可降第II卷（非選擇題共70分）7.簡答題：簡述流線的定義及性質(zhì)。(10分)8.簡答題：說明水頭損失的分類及產(chǎn)生原因。(15分)9.簡答題：推導圓管層流的沿程水頭損失公式。(15分)10.案例分析題：某渠道斷面為梯形，底寬b=5m，邊坡系數(shù)m=1.5，水深h=2m，糙率n=0.025，底坡i=0.001。求通過該渠道的流量。(20分)11.論述題：結(jié)合實際工程，談談水力學原理在水利水電工程中的應用。(20分)答案：1.C2.C3.D4.C5.A6.B7.流線是某一時刻在流場中畫出的一條曲線，在該曲線上所有質(zhì)點的流速矢量都與該曲線相切。流線具有以下性質(zhì)：同一時刻的不同流線，不能相交；流線不能是折線，而是一條光滑的曲線；流線密集的地方流速大，流線稀疏的地方流速小。8.水頭損失分為沿程水頭損失和局部水頭損失。沿程水頭損失是由于流體與管壁的摩擦而產(chǎn)生的損失，其大小與流程長度、流速、管壁粗糙度等有關。局部水頭損失是由于管道的突然擴大、縮小、轉(zhuǎn)彎、閥門等局部阻礙而引起的損失，其大小與局部阻礙的形式和尺寸有關。9.設圓管半徑為R，斷面平均流速為v，最大流速為umax。根據(jù)層流運動的特性，流速分布為拋物線型。通過對圓管斷面流速分布積分可得流量公式Q=πR2v，又根據(jù)層流運動中流速與切應力的關系，可推導出沿程水頭損失公式hf=λ（l/d）（v2/2g），其中λ為沿程阻力系數(shù)。10.先求過水斷面面積A=（b+mh）h=（5+1.5×2）×2=16m2，濕周χ=b+2h√（1+m2）=5+2×2√（1+1.52）=12.2m，水力半徑R=A/χ=16/12.2≈1.31m。根據(jù)謝才公式v=C√（Ri），其中C=（1/n）R^(1/6)=（1/0.025）×1.31^(1/6)≈57.4m^(1/2)/s，代入可得v=57.4√（0.001×1.31）≈2.08m/s，流量Q=Av=16×2.08=33.28m3/s。11.在水利水電工程中，水力學原理有著廣泛應用。例如在大壩設計中，需根據(jù)水力學原理計算上下游水位差、水流壓力等，以確保大壩安全穩(wěn)定。在水電站引水系統(tǒng)中，通過合理設計管道尺寸和布置方式