2022《流体力学》考试复习题及答案.docx

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1、2022流体力学考试复习题及答案最新整理2017年4月高等教育自学考试流体力学试题课程代码：03347一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1 .流体的密度为，动力粘度为，其运动粘度等于（C ）A.B.C.D.2如图所示，静止容器内盛有两种不相混合的液体，密度分别为和，并且ic,试定性绘出水面曲线，并标出曲线类 型。23 .已知自由落体在重力作用下降落距离S与重力加速度g和时 间t有关，试用瑞利法推导S的表达式。五、计算题24 .倾角为60。的矩形闸门如图所示，左侧上部油深h=lm,下 部及右侧水深hl=2m,油的密度=800kg/m3,试求作用在闸门单位宽 度的静水总压力及

2、其作用点。25 .如图所示，利用虹吸管将上游水池中的水引送至下游水池。已知两水池水位差z=2. 6m,管道直径d=350mm,沿程摩阻系数 =0. 0275,入口网罩的局部水头损失系数=5.0,每个弯头的局部水头 损失系数=0.2,阀门的局部水头损失系数=0.15,出口的局部水头损 失系数=1.0,管线上游AB段长15m,下游BC段长20m,管顶允许真 空高度=7m.试确定虹吸管的输水流量和最大允许安装高度hs,.如图所示一盛水容器。已知H=6m,孔口直径d=100mm,孔口流速系数=0.97,收缩系数=0.63,试求水流对该容器的水平推力R。2019年4月高等教育自学考试流体力学试题课程代码

3、：03347一、单项选择题.运动粘度的单位为A. s / m2B. m2 / sC. N s / m2 D. N s2 / m1 .垂直放置的矩形平板闸门，闸前水深3m,静水总压力户的作用点到水面的距离为A. 1. OmB. 1. OmC. 1. 5mD. 2. OmE. 2. 5m.等管径管流如图所示，水位H逐渐降低的过程中,管轴线A点处质点的A.A.时变加速度为零，位变加速度也为零B.时变加速度为零，位变加速度不为零C.时变加速度不为零，位变加速度为零D.时变加速度不为零，位变加速度也不为零4.均匀流同一过流断面上,各点的A.总水头相等A.总水头相等B.位置水头相等C.流速水头相等C.流速

4、水头相等D.测压管水头相等.紊流中，瞬时流速等于A.时均流速与脉动流速之和B.断面平均流速与脉动流速之和C.断面平均流速与时均流速之和D.断面平均流速、时均流速与脉动流速之和5 .两长管并联，总流量和总水头损失满足A. ,B.,C. ,D.,.在平坡(i=O)渠道中，不可能发生A.临界流B.均匀流C.急流D.缓流6 .宽顶堰溢流符合条件A.B.C.D.7 .渗流模型的测压管水头A.等于总水头B.等于速度水头C.小于总水头D.小于速度水头.下列各式不满足量纲和谐原理的是A.A.B. C.D.二、填空题11.当水作为均质不可压缩流体时,11.当水作为均质不可压缩流体时,为常数。12 .如图所示，两

5、水管A、B的高程差z=20cm.己知油的密度=920kg/m3,油柱差h=10cm,两水管的压强差(pA-pB)为kPa。13 .流动恒定，水管直径60mll1,每小时输水15m3,则断面平均流速m / So14 .圆管流动中，雷诺数Re小于的流动属于层流。15 .根据尼古拉兹实验，在区，粘性底层厚度显著大于粗糙突起高度，粗糙突起对紊流核心的流动几乎没有影响。16 .绕流物体的边界层分离点越靠近下游，压差阻力.如图所示，圆形薄壁小孔口自由出流。孔口流量系数=0.62,孔口直径d=2cm,水箱水位H=2m,保持恒定。通过孔口的流量为m3/so17 .已知压力钢管长度l=2000m,水击波传播速度

6、c=1073m/s, 管末端阀门的关闭时间Tz=5s,则管路中产生的水击类型 为。18 .断面单位能量最小时的水深称为。19 .普通完全井的产水量与渗透系数成比。三、名词解释题.表面力20 .非恒定流.紊流21 .达西定律.几何相似四、简答题.简述元流伯努利方程（常数）各项及方程的物理意义。22 .如图所示，虹吸管将上游水池中的水输入下游水池。己知管 长1,管径d,两池水面高差H,沿程摩阻系数，管道进口局部损失 系数，转弯局部损失系数，管道出口局部损失系数。试求虹吸管的输 水流量Qo.采用无侧收缩非淹没矩形薄壁堰测量流量。已知堰高P=0. 55m,堰宽b=0.62m,测得堰上水头H=0. 4m

7、,试求通过的溢流量Qo()五、计算题23 .如图所示，四分之三圆弧的柱形曲面AB。半径尺R=0.8in, 圆心位于水面下h=2. 4m处，试求作用于该柱面单位宽度上静水总压 力的水平分力和铅垂分力。24 .如图所示，用文丘里流量计测量恒定水流的流量。已知 dl=0. 10m, d2=0. 05m,压差计读数h=0. 04m,流量计的流量系数=0. 98, 试求通过管道的流量Q。(=13.6X103kg/m3)25 .有一矩形断面的棱柱形明渠，底宽b=50cm,粗糙系数n=0. 01, 通过该明渠的流量Q=0. 05m3/so (1)求临界水深he和临界底坡ic； (2)当正常水深h0=0.2m

8、时，求其底坡i及弗劳德数Fr,并判别水流 的流态。2019年10月高等教育自学考试流体力学试题课程代码：03347一、单项选择题.当流体所受的质量力仅为重力时，水、水银和油所受单位质量力f水、f水银和f油满足A. f水二f水银二f油B. f水二f水银二f油C. f水银f水fD. f油二f水二f水银E. f水水.如图所示，在密闭容器侧壁装有U形水银测压计，1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为A.A.B.C.D.1 .如图所示，水箱水位H保持恒定时，点A处的A.当地加速度为零，迁移加速度为零B.当地加速度为零，迁移加速度不为零C.当地加速度不为零，迁移加速度为零D.当地加速度不为零，迁移加速

9、度不为零. 一等直径水管，流动方向如图，A-A为过流断面，1、2、3为面上各点，其测压管水头A.A.B.C. D.2 .圆管紊流中.A.流速按抛物线分布，沿程摩阻系数B.流速按抛物线分布，沿程摩阻系数.C.流速按对数曲线分布，沿程摩阻系数D.流速按对数曲线分布，沿程摩阻系数.局部水头损失产生的主要原因是A.大雷诺数B.相对粗糙度C.抛物分布规律D.对数分布规律3 .圆柱形外管嘴的正常工作条件是（D ）A.作用水头厅，管嘴长度B.作用水头，管嘴长度C.作用水头，管嘴长度D.作用水头，管嘴长度.水力最优矩形断面的宽深比为（B ）A. 1 B. 2 C. 4 D. 6.薄壁堰、实用堰和宽顶堰的分类依

10、据是A.堰顶厚度与堰上水头的比值A.堰顶厚度与堰上水头的比值B.下游水深与堰上水头的比值（A ）C.堰宽与堰上水头的比值C.堰宽与堰上水头的比值D.堰高与堰上水头的比值9.用裘皮依公式分析普通完全井时，公式的表示形式将变换为A.A.B.C.D.10 .压强的量纲是A.A.B.C.D.二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）.单位质量力的国际单位是。.分量11 .静止流体中，表面力的.切向为零。C.局部旋涡 D.壁面剪应力.如图所示，长管串联管道的A.总流量等于各管段流量B.总流量等于各管段流量之和C.总水头损失等于各管段水头损失D.总水头损失等于各管段水头损失之和7 .明渠均匀流可

11、形成于A.平坡棱柱形渠道B.顺坡棱柱形渠道C.平坡非棱柱形渠道D.顺坡非棱柱形渠道.渗流模型与实际渗流相比较所不同的是A.流量B.渗流区域C.流速D.渗流阻力8 .欧拉数的物理意义为A.压力与惯性力之比B.重力与压力之比C.惯性力与重力之比D.惯性力与粘滞力之比二、填空题9 .均质不可压缩流体的密度为。10 .平板层流，过流断面上流速分布.流体的动力粘度为，处剪 应力的大小为。.伯努利方程中的物理意义为单位重量流体具有.沿程摩阻系数与雷诺数和相对粗糙度都有关的区域称为紊15 .曲面边界层分离只可能发生在16 .在长管的水力计算中，可忽略区。.水头损失和流速水头。17.关阀水击波在传播的第三个阶

12、段中压强沿程18.18.堰顶厚度与的比值介于0. 67和2. 5之间的，称为实用堰。19 .渗透系数综合反映了和地下水性质。20 .按照重力相似准则设计水工模型，模型长度比尺=60,如原 型流量1500m3/s,则模型流量m3/s.三、名词解释题.帕斯卡原理21 .三元流动.堰22 .普通井.基本量纲26.四、简答题明渠均匀流如图所示，已知过流断面上的流速分布为，试求通过流断面单位宽度的流量。（水力坡度J为常数）.如图所示，流速由变为的突然扩大管，中间加一中等直径的管段，形成两次突然扩大。中间管段中的流速取何值时总的局部水头 损失最小?27 .薄壁小孔口出流。已知孔口直径d=10mm,敞口水箱

13、水位恒定，孔口形心在水面下的水深H=2m,现测得出口水流收缩断面的直 径de=8mm,在32. 8秒时间内，经孔口流出的水量V=0. 0hn3.试求该 孔口出流的收缩系数、流量系数和流速系数.五、计算题28 .倾角为60。的矩形闸门如图所示，上部油深和下部水深均 为h=1.5m,油的密度=800kg/m3,求作用在闸门单位宽度的静水压力 的大小和方向。29 .如图所示，一嵌入支座内水平放置的水管，管径d=0.5m, 流量Q=L5m3/s,压力表读数芦=196. 14kN/m2.不计损失，试求支座 所受的水平作用力。30 .矩形断面渠道，底宽为5m,通过流量为40m3/s,均匀流动时的水深为2%

14、粗糙系数为0. 025,试计算该渠道的底坡、临界水深 并判断流态。课程代码 课程名称流体力学考试时间120分钟题耍四五六八九十一急成绩得分o|r卦阅卷教师签字：一 、选择题（共15分，流体的动力粘度”与每小题1分）（D ）有关.A.流体的种类、温度、体积C.流体的压力、温度、体枳2、理想流体指的是（C ）A.膨胀性为零的流体C.粘度为零的流体B、毛细液柱高度卜与（C ）成反比。A.衣面张力系数 氏 接触用C.管径B.流体的种类、保力、体枳D.流体的种类、温度、压力B.压缩性为零的流体D.体枳弹性模玳为零的流体I）.粘性系数用力作用下流体静压强微分方程为/=（A ）.当液体为恒定流时，必有（A）

15、等于零.A.当地加速度B.迁移加速度上在（A ）流动中，流线和迹线重合. C.合加速度D.矢m加速度A.定常B.非定常C.不可压缩皮托 ：A.压强（Pitot）管用于测量（C ）的仪器。B.流量C.点速度D.平均流速民 对流动流体应用质量守恒定律可导出（D ）A.伯努利方程 B.动状方程A.伯努利方程 B.动状方程C.能收方程D.连续性方程以 已知某流体在圆管内流动的雷诺数Rc = 2000,则该管的沿程阻力系数入=（A ）A. 0.032A. 0.032B. 0. 061C. 0. 128【).0.256、层流的沿程水头损失与管截面上的平均流速的（D ）成正比.A.二分之一次方B. 1.75

16、次方C.二次方1）. 一次方管道中素流运动,过流断面流速分布符合（D ）i A.i A.均匀分布B.H线变化规律C.抛物线规律I).对数曲线规律12、边界层的基本特征之一是（B ）A.边界层内流体的流动为层流A.边界层内流体的流动为层流B.边界层内粘性力与惯性力为同数量级C.边界层厚度沿流动方向逐渐战薄C.边界层厚度沿流动方向逐渐战薄I）.边界层内流体的流动为湍流13、流体微团的变形速度包括（D ）A.线变形A.线变形C.旋转角速度D.前三者之和14、若含有n个变量的函数关系式中量纲指数矩阵的秩为个根据n定理.可将该函数关系式 组成（B）个无量纲的函数式.A. n +rB. n -rC. n

17、+r_ 1 D. r- n15、按术力相似准则设计的水力学模型，长度比例ClIOO.模型中水深为0.1米，则原型中对应 点水深和流量比例为（D ）A. 1 米，Cq =1000： B. 10 米=100： C. 1 米，Q =100000： D.10 米，Cq =100000.二、作图题（共10分）：1、定性绘出受压面粉压力分布图（每小题2分）.B78 p glh-hO2、图示输水管路dld2d3，忽略局部阻力,2、图示输水管路dld2d3，忽略局部阻力,定性绘制其息水头线和测压管水头线（2分）.三（15分）、在一直径D=300mm、高H = 500mm的圆柱形容器中注入水至高度加=300mm

18、, 然后使容器绕其垂立轴旋转（1）试决定能使水的自由液面到达容器上部边缘时的转数m；当转 数超过山时，水开始溢出容器边缘，而抛物面的顶端将向底部接近，（2）试求能使抛物面顶端 碰到容器底时的转数工，（3）在容器静止后水面高度也将为多少？解：自由液面方程3:(0抛物体的体枳是同底同高网Li-/4-tiiMi sit, ，“ I (U 7t(0 K柱体体积的-华曦 次=2 2g4g(1) rR H - % = rR h、nV” = 6 H - h)巴&WJn%二=2%4gR2.97$ =178 .34 r / min(2)/=心/2;r(2/r J R49=0.8x500虫。 : 3必 “$ =瓯

19、“/ min iiR 3.!4 x 150 x IO *5型= 25。“四（10分）、直径为4 = 700防的管道在支承水平面上分支为&=500皿）的两支管，A-A截面压 力为70kN/m:管道中水的体积流量为Q=0.6n/s,两支管流僦相等.（1）不计压头损失，求支墩受水平推力：（2）压头损失为支管流速压头的5倍，求支地受水平推力。不考虑螺栓连接的作用. 解：已知：d=700mm. d -500mm. Q=0.6m/s, p.i=70kN/m依题意知=-0=-xO.6 = O.3m/s. a =30 - 22404x0,63.l4xO.7:=1.56 m/s.空:二 4x0.3 3J4x0.

20、52=1.53 m/s 列A-A至B-B及C-C间的伯努利方程 1, I ,4|+3。;=2+5。典Pz =zml +-p（/ 叫u=-2 r: = -4Srdy流动有旋（3）驻点条件:，：=./+ 2*-4/=Mr+2)-4尸=0/ , = -2xi * - 2 r = -2 I tv + 1) = 0山.”=()代入解得：.1=0： .V = -2由,r = -l代入解得：p=-l4解油底点：(0.0)；(-2,0)：(-1,-3三点，4(4)=匕=x2 + 2.r-4ydy9W =.r,r+2,i;r-2r2 + ./V)=匕=2.n + 2 r+ / (.tj = 2.rr+ 2 rd

21、* . 一 /./(,r) = ()； /(x) = C：令其为 0.则:W =2.rr-2 r六(10分)、如图所示管路系统中的输水流敬外，已知 =24, 4=4=4=4=1006，d、= % = d、= 1 ()()/, d、= 200, Aj = A2 = A4 = 0.025 , A, = 0.02 ,川=3() (b)(c)解：列1T, 2-2断而伯努利方程H =工&心工4 2M 2g ，4 26由并联管流特点，Uh联汇(a), (b). (c)式并代入已知条件可解得 八=0.79A；幺=0.24匕 %=3.O7s% =乙4% =24x10 3Mls 4.已知某点的绝对压强为，若当地

22、大气压强为，则该点的相对压强为Pao.绕流阻力系数取决于雷诺数、物体的形以及物体表面的粗糙情况。13 .在短管的水力计算中，沿程水头损失与局部水头损失头损失所占的比重相当。14 .当时，明渠水流的流动状态为流。.17.水跃函数相等的两个不同水深称为共扼水18.宽顶堰发生淹没溢流时，由于受下游水位的顶托,堰的过流能力降低19.与实际渗流相比，渗流模型略去了全部土壤颗20.同一自流完全井两次取水。条件不变,若第二次取水时，抽水深度是第一次的L 5倍，则第二次的产水量是第一次的 1.5倍，则第二次的产水量是第一次的 1.5倍。三、名词解释题（本大题共5小题，每小题3分，共15分）21 .恒定流：运动

23、参数不随时间变化的流动称为恒定流。22 .流量：单位时间通过流束某过流断面的流体量称为该断面的流量。七(15分)、设平板层流附面层的速度分布为3=2-/,式中为无穷远来流速度，匕为附面层内速度，r?=.W6)，6(.r)是附面层厚度，试用附面层动量积分方程式推导附面层厚度6() 和平板阻力系数的计算式。解：由p/：力P/m = T。匕=2依-的箸|2=，(2-2%)b=华代入上式.小2依-尸-力-，( pQUn - Unw=一a方ro =或者 5 = 5.48MRe，一,，工广-沏、+*)西-尚(2-相)的=一篇=与(1(3+): -与: -1n)oax 35 dx 3.Dr =以jor=O.

24、365以dx = 0.73 WpQ2 %/),= 弓: a 比较_ 22 _ 2x0.731即3/ _HT _ 1,46pU】广pUlS/，VP = 7Re；八(10分)、20c的空气(P.= L2kg/m, v ,= 15.0X l(Tm/s)在直径为600 mm的光滑风管中以 8m/s的速度运动，现用苴径为60 mm的光滑水管(P. = 998.2kg/nf, v .= 1. 0X 10 M/s)进行模 拟试验，为了保证动力相似，水管中的流速应为多大？若在水管中测得压力降为450mmll,0,那么 在原型风管中将产生多大的压力降？、解：已知 d = 600mm. ；=8m/s, dw=60

25、mm, ： A pt=45OmmH.O.(1)根据粘性力相似.有Re.=Re,，即幺=必则水管中的流速应为) = 5.33m/s600 1.0x10660- IS.OxlO76(2)根据压力相似,有Eu.=Eu.,即茨=等x 450x9.81 = 11.95 Pa则在原型风管中将产生的压力降为.当量粗糙：在紊流粗糙区，以尼古拉兹实验采用的人工粗糙为度量标准，把工业管道的粗糙折算成人工粗糙，即工业管 道的当量粗糙。23 .正常水深：明渠均匀流时的水深称为正常水深。（或根据明渠均匀流的特征，水深沿程不变称为正常水深。）24 .临界底坡：明渠流动的正常水深等于该流量下的临界水深时，相应的渠道底坡称为

26、临界底坡。四、简答题（本大题共3小题，每小题5分，共15分）.试根据伯努利方程简要分析平底河道中，水流经过桥墩时水面下降的原因。答:27.如图所示，水平射流冲击垂直放置的平板，喷嘴出口直径d=20mm,d=20mm,出口水流速度，试求水流对平板的水平冲击力。答:28.溢流坝模型试验，采用长度比尺，测得模型中坝脚处收缩断面流速,面流速,试求原型相应处的流速。答:五、计算题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）29.如图所示半圆弧形闸门。已知闸门直径d=3m,宽b=2m,上游水深hl=3m,下游水深h2=L5m,试求作用于闸门上静水总压力的 大小和方向。答:30 .矩形输水管，长为100m,断

27、面积为1.2inX2.0in,粗糙系数 n=0.014,沿程水头损失，试求通过的流量。答：31 .如图所示三根并联铸铁输水管道，由节点A分出，在节 点B汇合。己知总流量;管长；直径；,比阻。试求各支管的流量及AB间的水头损失。答：2018年4月高等教育自学考试流体力学试题课程代码：03347一、单项选择题. 2(TC空气的动力粘度,密度，其运动粘度为(A)A.B.C.D.1 .如图所示，在密闭容器侧壁装有U形水银测压计。已知1、2、 3点位于同一水平面上，其压强关系为(B)A.B.C.D.2 .如图所示，水箱水位H保持恒定，点A、B处质点的迁移加速度分别为(D)B.B.A.C.D.3 . 一等

28、直径水管中，水流流动方向如图，A-A为水平面，1、2、3为面上各点，其测压管水头(D)A.B.5 .圆管均匀流剪应力(A)A.与沿程水头损失成正比，与水力半径成正比B.与沿程水头损失成正比，与水力半径成反比C.与沿程水头损失成反比，与水力半径成正比D.与沿程水头损失成反比，与水力半径成反比.圆管层流(C)A.流速按对数曲线分布，沿程摩阻系数B.B.流速按对数曲线分布，沿程摩阻系：C.流速按抛物线分布，沿程摩阻系数D.流速按抛物线分布，沿程摩阻系数6 .孔口淹没出流流速系数包含孔口的局部水头损失系数与(D)A.收缩系数B.淹没系数C.动能修正系数D.突然扩大局部水头损失系数.断面单位能量e与水深

29、的变化关系是(B)A. e存在极大值B. e存在极小值C. e随增加而增加D. e随增加而减少9.与实际渗流相比,渗流模型略去了渗流区域的(A)A. 土壤颗粒B. 土壤孔隙C.实际流量 D.渗流阻力 10.速度、长度和重力加速度g的无量纲组合是（C）B.B.A.C.D.二、填空题11.设均质流体质量为，所受总质量力，A为轴方向的单 位矢量，则单位质量力 -g.12.封闭容器中，若水面上气体的真空度，水深hn处的真空度 则为30.2 kPa.13 .如图所示，一个等截面通风管道上开有多个出风口， 不计损失，通风管道的压强沿流动方向 增大。14 .紊流光滑区，管壁粗糙对紊流核心的流动几乎没有 影响

30、，原因是粗糙突起的高度显. 著小于 粘性底层厚 度 。15 .绕流阻力包括摩擦阻力与压差阻力（或形状阻力）.短管是指水头损失中，沿程水头损失与局部水头损失占相当比重（或不能忽略）的有压管流。16 .并联管路中两支管的阻抗比S1/S2和流量比的关系 是。17 .流量及渠道断面形状、尺寸一定时，水跃的跃后水深越大，其跃前水深 越小。19.堰壁厚度与堰上水头H之比小于0. 67的堰型称为薄壁堰。20 .渗透系数的国际单位制是 m/s o三、名词解释题21 .连续介质假设:是指把流体当作是由密集质点构成的、 内部无空隙的连续体。22 .恒定流：空间点上的运动参数都不随时间变化的流动, 称为恒定流。23

31、 .临界流速：流速等于微幅干扰波的传播速度时的明渠 流速。24 .堰上水头：上游水位在堰顶上的最大超高。25.影响半径：地下水位不受井抽水影响的区域边界距井轴的最 短距离。四、简答题26.如图所示，一圆管射流垂直冲击水平放置的圆盘,水流沿圆盘径向流出。已知圆管直径d=-50mm,圆盘直径D=150mm, 圆管内平均流速，圆盘边缘水层厚度，试求圆盘边缘流速的大小。解:27 . 一混凝土衬砌的梯形渠道。已知底坡i=0. 003,底宽b=5m,水深h=2m,边坡系数粗糙系数n=0.014,求流量。解:28 .完善收缩的薄壁圆形小孔口上对接一相同直径的圆柱形外管嘴。若其他条件不变，试证明通过管嘴的流量

32、为原来小孔口的1.32 倍。解: 五、计算题.有一长度=10%直径D=4m的圆柱滚门，上游为水,深度Hl=4m,下游为油，深度H2=2m,油的密度.试求作用在滚门上 静水总压力水平分力和铅垂分力的大小及方向。解:29 .如图所示，利用文丘里流量计测量水管的流量。已知管道直径二200mm,流量计喉部直径lOOrmn,水银差压计读数=40mm,取管道 断面的动能修正系数为1.1,喉部断面的动能修正系数为L0,不计 损失，求流量。解:2 d6 2 公 15*Zr 32 15n A n一 = n &/i)= =.r+ c： .r= 0： d = 0 = c = 015 dx p6UpU 2 pU=(立 X )2 W)2P二嗫998.2 533