1、流体力学自考题真题 2016 年 10 月及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：10，分数：20.00)1.不可压缩流体的特征是_（分数：2.00）A.粘度为常数B.密度为常数C.压强为常数D.速度为常数2.单位质量力的国际单位是_ A.kg B.N C.m/s2 D.m2/s（分数：2.00）A.B.C.D.3.如图所示密闭容器，测压管及液面水位尺寸如图示，液面压强水头为_ （分数：2.00）A.0.4mB.0.7mC.1.2mD.1.6m4.下列流场中，属二元流动的是_ A.ux=2xy，u y=-y2+z，u z=0 B.ux=2xy，u y=
2、-y2，u z=0 C.ux=y2z，u y=xz2，u z=0 D.ux=2xy，u y=-y2z，u z=xy（分数：2.00）A.B.C.D.5.皮托管用于测量_（分数：2.00）A.点流速B.点压强C.平均流速D.平均压强6.圆管层流运动，测得管轴线上的流速为 0.2m，/s，断面面积为 300mm 2 ，则断面通过的体积流量为_ A.110-5m3/s B.210-5m3/s C.310-5m3/s D.610-5m3/s（分数：2.00）A.B.C.D.7.简单长管的水头损失 h f 按比阻计算的公式为_ A.alQ2 B.al2Q C.alQ D.al2Q2（分数：2.00）A.
3、B.C.D.8.计算无压管流的管道直径时，需按有关规定预先设定_（分数：2.00）A.管壁粗糙系数B.流量C.管道坡度D.充满度9.根据堰顶厚度与堰上水头的比值不同，堰可分为_（分数：2.00）A.三角堰、矩形堰和宽顶堰B.矩形堰、薄壁堰和宽顶堰C.薄壁堰、实用堰和宽顶堰D.三角堰、矩形堰和实用堰10.渗流模型与实际渗流相比较_（分数：2.00）A.流量不同B.流速相同C.各点压强不同D.渗流阻力相同二、第部分 非选择题(总题数：10，分数：20.00)11.按照 1 假设，流体运动中的物理量都可以视为空间坐标和时间变量的连续函数。 （分数：2.00）12.如图所示，一平板在油面上作水平运动，
4、平板运动速度 v=1m/s，油层厚度 =4mm，油的动力粘度=0.1Pas，作用在平板单位面积上的粘性阻力为 1N/m 2 。 （分数：2.00）13.已知当地大气压为 98kPa，若某点的绝对压强为 80kPa，则该点的真空度为 1kPa。 （分数：2.00）14.用欧拉法描述流体质点沿 y 方向上的加速度为 1。 （分数：2.00）15.流量沿程不变的变直径管中的流动，若两个断面直径比为 d 1 /d 2 =2，则这两个断面的平均流速之比v 1 /v 2 为 1。 （分数：2.00）16.已知水电站引水钢管的断面平均流速为 4.5m/s，水击波的传播速度为 1170m/s，当阀门瞬时完全关
5、闭时，其最大水击压强为 1kPa。 （分数：2.00）17.当棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程 （分数：2.00）18.矩形薄壁堰流量计算公式中的 m 0 是指计入 1 影响的流量系数。 （分数：2.00）19.自流完全井涌水量与含水层厚度成 1。 （分数：2.00）20.弗劳德数表征惯性力与 1 之比。 （分数：2.00）三、名词解释题(总题数：5，分数：15.00)21.帕斯卡原理 （分数：3.00）_22.恒定流 （分数：3.00）_23.紊流附加剪应力 （分数：3.00）_24.渗透系数 （分数：3.00）_25.导出量纲 （分数：3.00）_四、简答题(总题数：3，分数：15.00)2
6、6.如图所示，油在管中以 v=1m/s 的速度运动，油的密度 =920kg/m 3 ，管段长 l=3m，管径 d=25mm，水银差压计测得 h=9cm，水银密度 Hg =13550kg/m 3 ，试求管流的沿程摩阻系数 。 （分数：5.00）_27.如图所示，水箱侧壁一圆柱形外管嘴。已知管嘴内径 d=2cm，管嘴流量系数 =0.82，作用水头H=2m，试求管嘴出流量和管嘴内真空度。 （分数：5.00）_28.已知图示渠段下游为无穷远，上游水深小于正常水深。试对其进行分区，定性画出水面曲线并标出曲线名称。 （分数：5.00）_五、计算题(总题数：3，分数：30.00)29.如图所示，垂直放置的矩
7、形平板挡水闸门 AB。已知闸门长 l=2m，宽 b=1m，闸门上缘转轴 A 处水深 h 0 =2m，绳索与液面夹角 =45，忽略闸门白重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力 T。 （分数：10.00）_30.图示溢流堰。已知上游水深 h 1 =1.5m，下游水深 h 2 =0.6m，不计损失，试求水流作用于单位宽度堰上的水平推力 F。 （分数：10.00）_31.如图所示，路基下埋有圆形钢筋混凝土有压涵管，已知管径 d=1m，管长 l=50m，上、下游水位差H=2.0m，进口水头损失系数 e =0.5，弯头水头损失系数 b =0.2，出口水头损失系数 0 =1.0，混凝土管的当量粗糙度 k s
8、=1mm，流动处于紊流粗糙区，试求涵管的过流量 Q。(提示 忽略上、下游流速) （分数：10.00）_流体力学自考题真题 2016 年 10 月答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、第部分 选择题(总题数：10，分数：20.00)1.不可压缩流体的特征是_（分数：2.00）A.粘度为常数B.密度为常数 C.压强为常数D.速度为常数解析：解析 不可压缩流体是指流体的每个质点在运动全过程中，密度不变化的流体。2.单位质量力的国际单位是_ A.kg B.N C.m/s2 D.m2/s（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 单位质量力的单位是 m/s 2 ，与加速度的单位相同
9、。3.如图所示密闭容器，测压管及液面水位尺寸如图示，液面压强水头为_ （分数：2.00）A.0.4mB.0.7m C.1.2mD.1.6m解析：4.下列流场中，属二元流动的是_ A.ux=2xy，u y=-y2+z，u z=0 B.ux=2xy，u y=-y2，u z=0 C.ux=y2z，u y=xz2，u z=0 D.ux=2xy，u y=-y2z，u z=xy（分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析 若各空间点上的速度都平行于某一平面，且运动参数在该平面的垂直方向无变化，令 Oz 轴垂直于该平面，则5.皮托管用于测量_（分数：2.00）A.点流速 B.点压强C.平均流速D.平均压强
10、解析：6.圆管层流运动，测得管轴线上的流速为 0.2m，/s，断面面积为 300mm 2 ，则断面通过的体积流量为_ A.110-5m3/s B.210-5m3/s C.310-5m3/s D.610-5m3/s（分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析 圆管层流的平均流速是最大流速的一半。本题中，7.简单长管的水头损失 h f 按比阻计算的公式为_ A.alQ2 B.al2Q C.alQ D.al2Q2（分数：2.00）A. B.C.D.解析：8.计算无压管流的管道直径时，需按有关规定预先设定_（分数：2.00）A.管壁粗糙系数B.流量C.管道坡度D.充满度 解析：9.根据堰顶厚度与堰上
11、水头的比值不同，堰可分为_（分数：2.00）A.三角堰、矩形堰和宽顶堰B.矩形堰、薄壁堰和宽顶堰C.薄壁堰、实用堰和宽顶堰 D.三角堰、矩形堰和实用堰解析：解析 堰顶溢流的水流情况，随堰顶厚度 与堰上水头 H 的比值不同而异，按昔比值范围将堰分为薄壁堰、实用檐、宽顶堰三类。10.渗流模型与实际渗流相比较_（分数：2.00）A.流量不同B.流速相同C.各点压强不同D.渗流阻力相同 解析：解析 渗流模型是渗流区域(流体和土颗粒骨架所占据的空间)的边界条件保持不变，略去全部土颗粒，认为渗流区连续充满流体，而流量与实际渗流相同，压强和渗流阻力也与实际渗流相同的替代流场。二、第部分 非选择题(总题数：1
12、0，分数：20.00)11.按照 1 假设，流体运动中的物理量都可以视为空间坐标和时间变量的连续函数。 （分数：2.00）解析：连续介质12.如图所示，一平板在油面上作水平运动，平板运动速度 v=1m/s，油层厚度 =4mm，油的动力粘度=0.1Pas，作用在平板单位面积上的粘性阻力为 1N/m 2 。 （分数：2.00）解析：2513.已知当地大气压为 98kPa，若某点的绝对压强为 80kPa，则该点的真空度为 1kPa。 （分数：2.00）解析：1814.用欧拉法描述流体质点沿 y 方向上的加速度为 1。 （分数：2.00）解析：15.流量沿程不变的变直径管中的流动，若两个断面直径比为
13、d 1 /d 2 =2，则这两个断面的平均流速之比v 1 /v 2 为 1。 （分数：2.00）解析：1/416.已知水电站引水钢管的断面平均流速为 4.5m/s，水击波的传播速度为 1170m/s，当阀门瞬时完全关闭时，其最大水击压强为 1kPa。 （分数：2.00）解析：526517.当棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程 （分数：2.00）解析：壅水18.矩形薄壁堰流量计算公式中的 m 0 是指计入 1 影响的流量系数。 （分数：2.00）解析：行近流速水头19.自流完全井涌水量与含水层厚度成 1。 （分数：2.00）解析：正比20.弗劳德数表征惯性力与 1 之比。 （分数：2.00）解析：重
14、力三、名词解释题(总题数：5，分数：15.00)21.帕斯卡原理 （分数：3.00）_正确答案：()解析：平衡状态下，某点压强的变化等值地传递到其他各点。22.恒定流 （分数：3.00）_正确答案：()解析：各空间点上的运动参数都不随时间变化，这样的流动为恒定流。23.紊流附加剪应力 （分数：3.00）_正确答案：()解析：因紊流脉动，上下层质点相互掺混引起的附加剪应力称为紊流附加剪应力，或雷诺应力。24.渗透系数 （分数：3.00）_正确答案：()解析：反映土壤和流体性质综合影响渗流的系数。25.导出量纲 （分数：3.00）_正确答案：()解析：可以由基本量纲导出的量纲。四、简答题(总题数：
15、3，分数：15.00)26.如图所示，油在管中以 v=1m/s 的速度运动，油的密度 =920kg/m 3 ，管段长 l=3m，管径 d=25mm，水银差压计测得 h=9cm，水银密度 Hg =13550kg/m 3 ，试求管流的沿程摩阻系数 。 （分数：5.00）_正确答案：()解析： 如图，对 11 和 22 断面应用总流伯努利方程，有 取 1 = 2 =1，v 1 =v 2 ，z 1 =1，z 2 =0，h w =h f 由等压面可得： p 1 +gl+gh=p 2 + Hg gh (2) 由(1)和(2)式得： 27.如图所示，水箱侧壁一圆柱形外管嘴。已知管嘴内径 d=2cm，管嘴流量
16、系数 =0.82，作用水头H=2m，试求管嘴出流量和管嘴内真空度。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：管嘴出流量： 管嘴内真空度： 28.已知图示渠段下游为无穷远，上游水深小于正常水深。试对其进行分区，定性画出水面曲线并标出曲线名称。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：五、计算题(总题数：3，分数：30.00)29.如图所示，垂直放置的矩形平板挡水闸门 AB。已知闸门长 l=2m，宽 b=1m，闸门上缘转轴 A 处水深 h 0 =2m，绳索与液面夹角 =45，忽略闸门白重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力 T。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：闸门形心水深： 闸门静水总压
17、力：P=pgh c A=10009.8312=58.8(kN) 压力中心位置：(式中 y c =h c ) 对 A 点取矩，有： Tlsin 45=P(y D -h 0 ) 30.图示溢流堰。已知上游水深 h 1 =1.5m，下游水深 h 2 =0.6m，不计损失，试求水流作用于单位宽度堰上的水平推力 F。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：对 11 和 22 断面列总流能量方程： 不计损失：h w =0，取 1 = 2 =1 连续性方程：A 1 v 1 =A 2 v 2 h 1 v 1 =h 2 v 2 (2) 联立(1)和(2)解得：v 1 =1.83m/s，v 2 =4.58m/
18、s 选 11 和 22 断面间水体所占的空间为控制体，沿 x 方向应用总流的动量方程，有： Q ( 2 v 2 - 1 v 1 )=P 1 -P 2 -R x 令 1=2=1 31.如图所示，路基下埋有圆形钢筋混凝土有压涵管，已知管径 d=1m，管长 l=50m，上、下游水位差H=2.0m，进口水头损失系数 e =0.5，弯头水头损失系数 b =0.2，出口水头损失系数 0 =1.0，混凝土管的当量粗糙度 k s =1mm，流动处于紊流粗糙区，试求涵管的过流量 Q。(提示 忽略上、下游流速) （分数：10.00）_正确答案：()解析：对于紊流粗糙区，沿程摩阻系数： 取上、下游过流断面 11、22 列伯努利方程，忽略上、下游流速，得管道流速： 通过的流量：
