2025年大學(xué)（水利水電工程）水力學(xué)期末試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.水力學(xué)中，描述液體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的兩個(gè)基本參數(shù)是A.流速和流量B.壓強(qiáng)和水頭C.流線和跡線D.加速度和切應(yīng)力答案：C2.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.各過流斷面的速度分布相同D.水流速度大小不變答案：B3.理想液體與實(shí)際液體的主要區(qū)別在于A.理想液體不可壓縮B.理想液體沒有黏性C.理想液體運(yùn)動(dòng)時(shí)沒有能量損失D.以上都是答案：D4.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.彈性力和黏性力答案：A5.流線的疏密程度反映了A.流速的大小B.壓強(qiáng)的大小C.加速度的大小D.切應(yīng)力的大小答案：A6.總流伯努利方程中，各項(xiàng)的物理意義是A.單位重量流體具有的機(jī)械能B.單位質(zhì)量流體具有的機(jī)械能C.單位體積流體具有的機(jī)械能D.總機(jī)械能答案：A7.圓管層流的沿程水頭損失系數(shù)與A.雷諾數(shù)有關(guān)B.管壁粗糙度有關(guān)C.流速有關(guān)D.A和B答案：A8.突然擴(kuò)大管的局部水頭損失系數(shù)ζ與A.上下游管徑之比有關(guān)B.流速有關(guān)C.流量有關(guān)D.A和B答案：A9.孔口出流的流量系數(shù)μ與A.孔口形狀有關(guān)B.水頭有關(guān)C.孔口面積有關(guān)D.A和B答案：D10.水擊現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是A.管道中水流速度突然變化B.管道中壓強(qiáng)突然變化C.管道中流量突然變化D.以上都是答案：A第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請(qǐng)?jiān)诿啃☆}的空格中填上正確答案。1.液體的黏滯性是指液體抵抗______的能力。答案：剪切變形2.雷諾數(shù)Re反映了流體流動(dòng)中______和______的對(duì)比關(guān)系。答案：慣性力；黏性力3.恒定總流的連續(xù)性方程表達(dá)式為______。答案：Q1=Q2（Q為流量）4.長管是指______的管道。答案：水頭損失以沿程水頭損失為主，局部水頭損失和流速水頭可忽略不計(jì)5.水擊波傳播速度c與______、______等因素有關(guān)。答案：管材；管內(nèi)介質(zhì)三、簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡(jiǎn)要回答問題。1.簡(jiǎn)述流線的特性。答案：流線不能相交；流線是光滑曲線；流線疏密反映流速大小。2.說明總流伯努利方程的應(yīng)用條件。答案：恒定流；不可壓縮流體；質(zhì)量力只有重力；所取兩個(gè)過水?dāng)嗝鏋榫鶆蛄鲾嗝?；兩斷面間無能量輸入輸出。3.簡(jiǎn)述圓管層流運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。答案：流速沿半徑呈拋物線分布；沿程水頭損失與流速的一次方成正比；斷面平均流速是最大流速的一半。4.水擊現(xiàn)象有哪些危害？答案：可能引起管道的劇烈振動(dòng)，導(dǎo)致管道破裂；損壞閥門、儀表等設(shè)備；影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，造成停水、停電等事故。四、計(jì)算題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每小題10分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、公式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。1.有一水平放置的圓形管道，直徑d=200mm，通過流量Q=0.04m3/s。已知管內(nèi)水流為層流，沿程水頭損失系數(shù)λ=0.032，求管長l=100m時(shí)的沿程水頭損失hf。答案：首先求斷面平均流速v=Q/A=0.04/（π×0.12）≈1.27m/s，雷諾數(shù)Re=vd/ν（ν為運(yùn)動(dòng)黏性系數(shù)，此處未給出，不影響計(jì)算）。沿程水頭損失hf=λ（l/d）（v2/2g）=0.032×（100/0.2）×（1.272/2×9.8）≈1.29m。2.一薄壁小孔口，直徑d=50mm，水頭H=3m，孔口流量系數(shù)μ=0.62，求孔口出流流量Q。答案：孔口出流流量Q=μA√（2gH），其中A=π×（d/2）2=π×（0.05/2）2≈0.00196m2，Q=0.62×0.00196×√（2×9.8×3）≈0.0069m3/s。五、案例分析題（共20分）答題要求仔細(xì)閱讀以下案例，回答相關(guān)問題。某水電站引水系統(tǒng)中，有一段長為L=500m的壓力管道，內(nèi)徑d=2m，管材為鋼管，管壁厚度δ=10mm。已知管道進(jìn)口處水頭H1=100m，管道出口處與大氣相通，出口流速v2=5m/s。管道中設(shè)有一個(gè)閘閥，閘閥全開時(shí)局部水頭損失系數(shù)ζ=0.1，管道沿程水頭損失系數(shù)λ=0.02。1.求管道出口處的水頭H2。答案：首先求斷面平均流速v1=Q/A=v2（A2/A1）=5×（π×12）/（π×12）=5m/s（A為斷面面積）。沿程水頭損失hf=λ（L/d）（v12/2g）=0.02×（500/2）×（52/2×9.8）≈6.3