2025年大學(xué)第一學(xué)年（水利水電工程）水力學(xué)基礎(chǔ)測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分，共40分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.水力學(xué)中研究液體運(yùn)動的方法是（）A.理論分析B.實(shí)驗(yàn)研究C.數(shù)值模擬D.以上都是2.理想液體是指（）A.不可壓縮的液體B.無黏性的液體C.既不可壓縮又無黏性的液體D.可壓縮的液體3.作用在液體上的力可分為（）A.質(zhì)量力和表面力B.重力和壓力C.慣性力和摩擦力D.以上都不對4.單位質(zhì)量力的國際單位是（）A.N/kgB.m/s2C.PaD.N5.靜止液體中同一點(diǎn)各方向的靜水壓強(qiáng)（）A.大小相等B.大小不等C.僅水平方向大小相等D.鉛直方向大小最大6.靜水壓強(qiáng)的方向（）A.與作用面垂直并指向作用面B.與作用面垂直并背離作用面C.與作用面平行D.以上都不對7.等壓面是指（）A.壓強(qiáng)相等的面B.質(zhì)量力與等壓面正交C.等壓面與質(zhì)量力垂直D.以上都是8.絕對壓強(qiáng)p、相對壓強(qiáng)p?、真空壓強(qiáng)pv之間的關(guān)系是（）A.p=p?+pvB.p?=p+pvC.pv=p-p?D.以上都不對9.作用在平面上的靜水總壓力的作用點(diǎn)（）A.在受壓面的形心處B.在受壓面的重心處C.在壓力體的形心處D.通過受壓面的形心并與作用面垂直的直線上10.作用在曲面上的靜水總壓力的水平分力Px（）A.等于作用在該曲面鉛直投影面上的靜水總壓力B.大于作用在該曲面鉛直投影面上的靜水總壓力C.小于作用在該曲面鉛直投影面上的靜水總壓力D.與作用在該曲面鉛直投影面上的靜水總壓力無關(guān)11.作用在曲面上的靜水總壓力的鉛直分力Pz（）A.等于壓力體的水重B.大于壓力體的水重C.小于壓力體的水重D.與壓力體的水重?zé)o關(guān)12.液體運(yùn)動的連續(xù)性方程是（）A.質(zhì)量守恒定律的體現(xiàn)B.能量守恒定律的體現(xiàn)C.動量守恒定律的體現(xiàn)D.以上都不對13.恒定流是指（）A.流場中各點(diǎn)的運(yùn)動要素不隨時間變化B.流場中各點(diǎn)的運(yùn)動要素隨時間變化C.流場中部分點(diǎn)的運(yùn)動要素不隨時間變化D.以上都不對14.均勻流是指（）A.流線為平行直線的流動B.流線為曲線的流動C.流線為折線的流動D.以上都不對15.漸變流是指（）A.流線幾乎是平行直線的流動B.在流線的曲率半徑很大，流線近似為平行直線的流動C.流線為曲線的流動D.以上都不對16.水頭損失可分為（）A.沿程水頭損失和局部水頭損失B.摩擦水頭損失和局部水頭損失C.沿程水頭損失和沖擊水頭損失D.以上都不對17.沿程水頭損失hf與（）A.流速成正比B.流速的平方成正比C.流速的立方成正比D.流速的四次方成正比18.局部水頭損失hj與（）A.流速成正比B.流速的平方成正比C.流速的立方成正比D.流速的四次方成正比19.圓管層流的沿程阻力系數(shù)λ與（）A.雷諾數(shù)Re成正比B.雷諾數(shù)Re成反比C.管壁粗糙度成正比D.管壁粗糙度成反比20.圓管紊流的沿程阻力系數(shù)λ與（）A.雷諾數(shù)Re和管壁粗糙度有關(guān)B.雷諾數(shù)Re有關(guān)，與管壁粗糙度無關(guān)C.管壁粗糙度有關(guān)，與雷諾數(shù)Re無關(guān)D.雷諾數(shù)Re和管壁粗糙度都無關(guān)第II卷（非選擇題共60分）一、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分，共10分。請將答案填在題中的橫線上。1.水力學(xué)中研究液體運(yùn)動的兩種方法是______和______。2.作用在液體上的力可分為______和______。3.靜止液體中同一點(diǎn)各方向的靜水壓強(qiáng)______。4.液體運(yùn)動的連續(xù)性方程是______的體現(xiàn)。5.水頭損失可分為______和______。二、簡答題（共15分）答題要求：本大題共3小題，每小題5分，共15分。簡要回答問題。1.簡述理想液體與實(shí)際液體的區(qū)別。2.簡述靜水壓強(qiáng)的特性。3.簡述恒定流與非恒定流的區(qū)別。三、計(jì)算題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每小題10分，共20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。答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。1.如圖所示，一矩形平板閘門AB，已知閘門寬b=2m，高h(yuǎn)=3m，閘門上游水深H=5m，下游水深h?=2m，求作用在閘門上的靜水總壓力及其作用點(diǎn)位置。（10分）2.有一圓管，直徑d=100mm，管長l=100m，通過流量Q=0.01m3/s，水溫t=20℃，已知沿程阻力系數(shù)λ=0.03，求沿程水頭損失hf。（10分）四、案例分析題（共10分）答題要求：閱讀以下案例，回答問題。某水利樞紐工程中，有一溢洪道。溢洪道的過水?dāng)嗝鏋榫匦?，寬度b=10m，設(shè)計(jì)流量Q=50m3/s，上游水深H=5m，下游水深h=2m。已知溢洪道的底坡i=0.01，糙率n=0.02。1.計(jì)算溢洪道的流速v。（5分）2.計(jì)算溢洪道的沿程水頭損失hf和局部水頭損失hj。（5分）五、論述題（共5分）答題要求：本大題共1小題，共5分。論述題應(yīng)觀點(diǎn)明確，論據(jù)充分，條理清晰。論述水力學(xué)在水利水電工程中的應(yīng)用。答案：1.D2.C3.A4.B5.A6.A7.D8.C9.D10.A11.A12.A13.A14.A15.B16.A17.B18.B19.B20.A填空題答案：1.拉格朗日法、歐拉法2.質(zhì)量力、表面力3.大小相等4.質(zhì)量守恒定律5.沿程水頭損失、局部水頭損失簡答題答案：1.理想液體是既不可壓縮又無黏性的液體，實(shí)際液體是可壓縮且有黏性的液體。理想液體忽略了黏性的影響，便于理論分析；實(shí)際液體考慮了黏性，更符合實(shí)際情況。2.靜水壓強(qiáng)的特性：（1）靜水壓強(qiáng)的方向與作用面垂直并指向作用面；（2）靜止液體中同一點(diǎn)各方向的靜水壓強(qiáng)大小相等。3.恒定流是指流場中各點(diǎn)的運(yùn)動要素不隨時間變化，非恒定流是指流場中各點(diǎn)的運(yùn)動要素隨時間變化。計(jì)算題答案：1.（1）計(jì)算作用在閘門上的靜水總壓力P：上游水深H=5m，下游水深h?=2m，閘門高h(yuǎn)=3m。作用在閘門上的靜水總壓力P=γhcpA，其中hcp=H-h/2=5-3/2=3.5m（形心處水深），A=bh=2×3=6m2，γ=9.8kN/m3。P=9.8×3.5×6=205.8kN。（2）計(jì)算作用點(diǎn)位置yD：yD=hcp+Jc/Aycp，Jc=bh3/12=2×33/12=4.5m?，Aycp=6×3.5=21m3。yD=3.5+4.5/21=3.71m。2.（1）計(jì)算流速v：根據(jù)流量公式Q=Av，A=πd2/4=π×0.12/4=0.00785m2。v=Q/A=0.01/0.00785=1.27m/s。（2）計(jì)算沿程水頭損失hf：根據(jù)沿程水頭損失公式hf=λ（l/d）（v2/2g），λ=0.03，l=100m，d=0.1m，v=1.27m/s，g=9.8m/s2。hf=0.03×（100/0.1）×（1.272/2×9.8）=2.45m。案例分析題答案：1.（1）計(jì)算溢洪道的流速v：根據(jù)流量公式Q=Av，A=bH=10×5=50m2。v=Q/A=50/50=1m/s。2.（1）計(jì)算沿程水頭損失hf：根據(jù)謝才公式v=C√（RJ），C=（1/n）R^(1/6)，R=A/χ，χ=b+2H=b+2h，這里χ=10+2×5=20m，A=50m2，R=50/20=2.5m。C=（1/0.02）×2.5^(1/6)=50×1.122=56.1。J=i=0.01。v=C√（RJ）=56.1√（2.5×0.01）=1m/s（與前面計(jì)算相符）。hf=λ（l/dh）（v2/2g），這里可近似認(rèn)為dH=5m，l=10m（假設(shè)溢洪道長度），λ可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取0.03。hf=0.03×（10/5）×（12/2×9.8）=0.003m。（2）計(jì)算局部水頭損失hj：假設(shè)局部水頭損失系數(shù)ζ=0.2。hj=ζ（v2/2g）=0.2×（12/2