2025年大學(xué)水利水電工程（水力學(xué)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分100分）班級(jí)______姓名______一、單項(xiàng)選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填寫(xiě)在括號(hào)內(nèi)）1.水力學(xué)中研究液體運(yùn)動(dòng)的兩種方法是（）A.拉格朗日法和歐拉法B.牛頓法和歐拉法C.拉格朗日法和牛頓法D.以上都不對(duì)2.理想液體的特征是（）A.不可壓縮B.無(wú)黏性C.滿(mǎn)足牛頓內(nèi)摩擦定律D.以上都對(duì)3.恒定流是指（）A.流動(dòng)隨時(shí)間按一定規(guī)律變化B.各空間點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間變化C.各過(guò)流斷面的速度分布相同D.以上都不對(duì)4.總流伯努利方程中，各項(xiàng)的單位是（）A.能量B.長(zhǎng)度C.力D.壓強(qiáng)5.水流在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服水流阻力而消耗能量稱(chēng)為（）A.水頭損失B.局部水頭損失C.沿程水頭損失D.總水頭損失6.圓管層流的沿程阻力系數(shù)與（）有關(guān)。A.雷諾數(shù)B.相對(duì)粗糙度C.絕對(duì)粗糙度D.以上都不對(duì)7.作用在液體上的力按其作用方式可分為（）A.表面力和質(zhì)量力B.壓力和摩擦力C.重力和慣性力D.以上都不對(duì)8.靜止液體中同一點(diǎn)各方向的靜水壓強(qiáng)（）A.大小不等B.大小相等C.僅水平方向大小相等D.鉛直方向數(shù)值為零9.水躍產(chǎn)生的條件是（）A.從急流過(guò)渡到緩流B.從緩流過(guò)渡到急流C.臨界流D.以上都不對(duì)10.堰流的判別標(biāo)準(zhǔn)是（）A.作用水頭與堰上水頭之比大于3B.作用水頭與堰上水頭之比小于3C.作用水頭與堰上水頭之比等于3D.以上都不對(duì)二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題5分，每題至少有兩個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填寫(xiě)在括號(hào)內(nèi)）1.下列屬于水力學(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2.水頭損失包括（）A.沿程水頭損失B.局部水頭損失C.總水頭損失D.水頭增量3.下列關(guān)于雷諾數(shù)的說(shuō)法正確的是（）A.反映慣性力與黏性力的比值B.雷諾數(shù)小，水流為層流C.雷諾數(shù)大，水流為紊流D.雷諾數(shù)與液體密度無(wú)關(guān)4.液體的主要物理性質(zhì)有（）A.慣性B.黏性C.壓縮性和膨脹性D.表面張力5.堰流按堰頂厚度與水頭的比值可分為（）A.薄壁堰流B.實(shí)用堰流C.寬頂堰流D.明渠堰流三、判斷題（總共10題，每題2分，判斷下列說(shuō)法的對(duì)錯(cuò)，對(duì)的打√，錯(cuò)的打×）1.流線(xiàn)不能相交。（）2.恒定流一定是均勻流。（）3.總流伯努利方程中，動(dòng)能修正系數(shù)α一般取1。（）4.圓管紊流的沿程阻力系數(shù)只與雷諾數(shù)有關(guān)。（）5.靜止液體中某點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)大小與受壓面的方位有關(guān)。（）6.水躍是從急流過(guò)渡到緩流的局部水力現(xiàn)象。（）7.堰流的流量與堰上水頭的1.5次方成正比。（）8.液體的黏性隨溫度升高而增大。（）9.動(dòng)量方程只能求解水流對(duì)固體邊界的作用力。（）10.均勻流中過(guò)水?dāng)嗝鏋槠矫?。（）四、?jiǎn)答題（總共3題，每題10分，請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題）1.簡(jiǎn)述拉格朗日法和歐拉法的基本概念，并比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。2.說(shuō)明總流伯努利方程的物理意義及應(yīng)用條件。3.分析水頭損失產(chǎn)生的原因及減小水頭損失的措施。五、計(jì)算題（總共2題，每題15分，請(qǐng)寫(xiě)出詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程及答案）1.有一水平放置的圓形管道，直徑d=200mm，通過(guò)流量Q=0.03m3/s，水溫t=20℃。已知20℃時(shí)水的運(yùn)動(dòng)黏滯系數(shù)ν=1.01×10??m2/s，試判斷管中水流的流態(tài)。若流量不變，管徑變?yōu)閐'=150mm，此時(shí)水流又為何種流態(tài)？2.有一矩形斷面渠道，底寬b=2m，通過(guò)流量Q=4m3/s，水深h=1m。已知渠道糙率n=0.025，底坡i=0.001，試求渠道的沿程水頭損失hf。答案一、單項(xiàng)選擇題1.A2.B3.B4.A5.A6.A7.A8.B9.A10.A二、多項(xiàng)選擇題1.ABC2.AB3.ABC4.ABCD5.ABC三、判斷題1.√2.×3.×4.×5.×6.√7.×8.×9.×10.√四、簡(jiǎn)答題1.拉格朗日法：著眼于液體中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況來(lái)研究整個(gè)液體運(yùn)動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是物理概念清晰，缺點(diǎn)是數(shù)學(xué)處理復(fù)雜。歐拉法：通過(guò)描述空間點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)要素來(lái)研究液體運(yùn)動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是數(shù)學(xué)處理簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是物理概念不如拉格朗日法直觀。2.物理意義：總流伯努利方程表示單位重量液體在流管中流動(dòng)時(shí)具有的總機(jī)械能（包括位能、動(dòng)能和壓能）沿流程的變化規(guī)律。應(yīng)用條件：恒定流、不可壓縮流體、質(zhì)量力只有重力、所取的兩個(gè)過(guò)水?dāng)嗝鏋榫鶆蛄鲾嗝婊驖u變流斷面。3.水頭損失產(chǎn)生原因：主要是由于液體的黏性以及邊界的影響，導(dǎo)致水流內(nèi)部存在摩擦阻力和局部阻力。減小措施：合理設(shè)計(jì)管道和渠道的形狀及尺寸，減小管壁粗糙度，避免不必要的局部障礙，采用合適的管材等。五、計(jì)算題1.（1）計(jì)算原管道雷諾數(shù)：\(v=\frac{Q}{A}=\frac{0.03}{\frac{\pi}{4}×0.22}=0.955m/s\)\(Re=\frac{vd}{\nu}=\frac{0.955×0.2}{1.01×10??}=1.89×10?＞2300\)，管中水流為紊流。（2）計(jì)算管徑變?yōu)?50mm時(shí)的雷諾數(shù)：\(v'=\frac{Q}{A'}=\frac{0.03}{\frac{\pi}{4}×0.152}=2.12m/s\)\(Re'=\frac{v'd'}{\nu}=\frac{2.12×0.