1、 1 水力学期末考试 复习题 及答案 1、选择题： （每小题 2 分） （ 1）在水力学中，单位质量力是指（ c ） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 （ 2）在平衡液体中，质量力与等压面（ d ） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 （ 3）液体中某点的绝对压强为 100kN/m2，则该点的相对压强为 b a、 1 kN/m2 b、 2 kN/m2 c、 5 kN/m2 d、 10 kN/m2 （ 4）水力学中的一维流动是指（ d ） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运
2、动要素只与一个坐标有关的流动。 （ 5）有压管道的管径 d 与管流水力半径的比值 d /R=（ b ） a、 8； b、 4； c、 2； d、 1。 （ 6）已知液体流动的沿程水力摩擦系 数 与 边壁相对粗糙度和雷诺数 Re 都有关，即可以判断该液体流动属于 c a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 （ 7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速 c=1000m/s，水击压强水头 H = 250m，则管道中原来的流速 v0 为 c a、 1.54m b 、 2.0m c 、 2.45m d、 3.22m （ 8）在明渠中不可以发生的流动是（ c
3、 ） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 （ 9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（ b ）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 （ 10）底宽 b=1.5m的矩形明渠，通过的流量 Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深 h = 0.4m，则该处水流的流态为 b a、 缓流； b、急流； c、临界流； （ 11）闸孔出流的流量 Q 与闸前水头的 H（ d ）成正比。 a、 1 次方 b、 2 次方 c、 3/2 次方 d、 1/2 次方 （ 12）渗流研究的对象是（ a ）的运动规律。 a、重力水； b、毛细水 ； c
4、、气态水； d、薄膜水。 （ 13）测量水槽中某点水流流速的仪器有 b a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰 （ 14）按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺 L=100，模型中水深为 0.1米，则原型中对应点水深为和流量比尺为 d a、 1 米， Q =1000； b、 10 米， Q =100； 2 c、 1 米， Q =100000； d、 10 米， Q =100000。 2、判断题： （每小题 2 分） （ 1）任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。 （ x ） （ 2）水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。 （ x ） （ 3）水力粗糙管道是表示管道的边
5、壁比较粗糙。 （ x ） （ 4）粘滞性是液体产生水头损失的内因。 （ T ） （ 5）同样条件下直接水击比间接水击更不安全。 （ T ） （ 6）在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。 （ X ） （ 7）矩形断面水力最佳断面的宽深比 =2。 （ T ） （ 8）断面比能沿流程总是减小的。 （ X ） （ 9）在流量和渠道断面形式一定的条件下 ,跃前水深越大，跃后水深也越大。（ X ） （ 10）渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流，并且无渗透变形。 ( T ) 3、填空题： （每小题 2 4 分） （ 1） 牛顿内摩擦定律适用的条件是 和 。 答案：层流运动，牛顿液体 （ 2） 液 体 中
6、 某 点 的 绝 对 压 强 为 100kN/m2 ， 则 该 点 的 相 对 压 强 为 kN/m2，真空度为 。 答案： 2， 不存在 . （ 3） 只受重力作用，静止液体中的等压面是 。 答案：水平面。 （ 4） 实际液体在流动时产生水头 损失的两个主要原因是 ，。 答案：液体存在粘滞性和边界的影响。 （ 5） 水流在明渠中的流态为缓流时，其水深 h hk， 弗汝德数 Fr1。 （填写 、 、 符号） 答案： ， 。 （ 6） 在流量不变的条件下，水跃的跃前水深越小，则水跃的跃后水深越 。 答案：大。 （ 7） 根据管道 水头 损失计算方法的不同，管道可以分为 和 。 答案： 短管，长管
7、。 （ 8） 在水击计算中阀门关闭的时间 Ts 水击相长 Tr 的水击，称为 水击，把 Ts Tr 的水击称为 水击。 答案：直接， 间接。 (9) a2 型水面曲线是发生在 坡上的 流（指急流或缓流）的 水面线，这时弗汝德数 Fr 沿程 （指增大、减小或不变） 答案：陡坡， 缓流， 减小。 (10) 溢流堰的过堰流量与堰顶水头的 次方成正比。 3 答案： 3/2 。 （ 11） 泄水建筑物下游发生远驱水跃时，下游收缩断面水深 hc 的共轭水深 hc ht(ht 为 下游河道的水深， 填写 、 、 符号 ) 答案： 填写 、 、 符号 (12) 按重力相似准则设计的溢流坝水力模型，长度比尺 L
8、=25，当模型中某点的流速为 v m= o.8m/s，则原型中对应点的流速为 vp=m/s 。 答案： 4m/s 。 5、作图题： （ 1） 定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。 (5 分 ) 解： （ 2）定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线，并注明曲线名称及流态。 (各渠段均充分长，各段糙率相同 ) (5分 ) 解： 6、计算题： （ 1） 图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积为 A=0.64 m2，长 l =50 m，两个 30。 折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 1=0.2， 2=0.5， 3=1.0，v0=0 测 压 管 水 头 线 总 水 头 线 v0=0 KKi
9、 i3 KKi i3Ki (3 4) d , mH 90 ； D. D. l (3 4) d , mH 90 。 5、 粘性液体总水头线沿程的变化是：（ ） A. A. 沿程下降 ； B. 沿程上升； C. 保持不变； D. 前三种情况都有可能。 二、填空题（每空 2 分，共 12 分） 1、水力最优矩形断面的宽深比是 ，其水力半径等于 的一半。 2、水的运动粘滞系数随温度的升高而 _ _，它的单位是 。 3、紊流时粘性底层厚度随雷诺数的增加而 。 4、明渠均匀流的 和 等物理量沿程不变。 5、在流量一定，渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时，随底坡的增大，正常水深将 ， 临界水深将 。 6、
10、由于薄壁堰具有稳定的 和 关系，一般多用于实验室及小河渠的 测量。 五、计算题（共 65 分） 1、 某有机玻璃矩形断面明渠，底宽 mb 15.0 ，水深 mh 065.0 ，渠底坡 02.0i ，均匀流时测得流量 sLQ /20 ，试求渠道的粗糙系数 n 值。 （ 10 分） 2、一矩形断面渠道，如图所示。已知闸前水深 mH 14 ，闸门开启高度 me 1 ，渠道底宽 mb 3 ，闸孔垂直收缩系数 62.0 ，闸门局部水头损失系数 1.0 ，两段渠道的底坡分别为： 01i ， 05.02i ，渠道糙率 04.0n ，不计闸前行进流速，试判别第二段渠道中的水流为缓流或急流？并定性绘出两段渠道中
11、的水面曲线（两段渠道均充分长）。（提示：能 量方程求出流量，在求出临界水深以及临界底坡）（ 15 分） 8 3、 某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽 mb 18 ，流量 smQ /265 3 ，坝下收缩断面处水深 mhc 1.1 ，当坝下游水深 mht 5 时，试（ 1）判别收缩断面处和坝下游的流态？（ 2）下游是否需要修建消能工？（ 15 分） 4、 如图所示为一平面闸门 AB ，宽 mb 5 ，闸门在水深 mH 8 下工作。求闸门所受静水总压力的大小和作用点。（ 10 分） 5、 图示一跨河倒虹吸管，管道直径 md 0.1 ，管道总长 ml 50 ，折角、进口和出口的局部水头损失系数分
12、别为 1=0.2， 2=0.5， 3=1.0，沿程水头损失系数 =0.024，上下游水位差 mH 5 ，求通过的流量 Q ? 绘制管道的总水头线和测压管水头线（ 15 分） 9 水力学答案 一、选择题（每小题 1 分，共 5 分） 1.B 2.D 3.C 4.B 5.A 二、填空题（每空 2 分，共 12 分） 1、 2 ； 水深 2、降低； m2/s 3、减小 4、水深和断面平均速度 5、 减小 ； 不变 6、流量 和 水头 ； 流量 五、计算题（共 65 分） 1.（ 10 分） 解： 过水断 面面积 20 0 9 7 5.0065.015.0 mbhA 湿周 mhb 28.0065.02
13、15.02 0 水力半径 mAR 0 3 4 8.028.00 0 9 7 5.0 0 0 8 5.002.00 3 4 8.00 1 7 3.0 0 0 9 7 5.0 21322132 iRQAn 2、（ 10 分） 解： meh c 62.0162.0 由能量方程得 gvgvhH ccc 2222 则 smhHgv cc /44.151.01 )62.014(8.921 )(2 smbvhvAQ cccc /72.2844.15362.0 3 mgbQh K 11.238.9 72.283 223 22 临界水深时所对应的个水力要素为： mhb KK 22.711.2232 smbhnR
14、nc KKKK /46.24)22.7 11.23(04.0 1)(11 5.0616161 0 3 9 4.0346.24 22.78.9 22 KKKK BC gi 由于 Kii ，故第二段渠道为陡坡，且综合分析其水面线为 2b 型降水曲线， Khh ,水流为急流。 3、 （ 15 分） 解：（ 1） msmbQq /72.1418265 3 10 mgqh K 81.28.9 72.143 23 2 KtKc hmhhmh 51.1 ，收缩断面处为急流，下游水流为缓流，所以溢流坝下游必定发生水跃。 （ 2） mghqhhccc 81.5)11.18.9 72.1481(2 6.0)181(2“ 3232 “ct hh ，下游发生远离式水跃。 4、 （ 10 分） 解： KNbHP 1 5 6 852 88.9222 mHe 67.2383 5、 （ 15 分） 解： 按短管计算 568.00.12.025.00.150024.011 dLcsmgHAQ c /4 . 4 158.920.14568.02 32
