全国2001年10月高等教育自学考试水力学试题 课程代码：024M4 第一部分选择题（共20分》 一、单项选择题（木大题共10小题，每小题2分，共0分）在每小题列出的四个遗项中 贝有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.某流体的运动粘度v-3×10-62/s,密度p-800g/3.其动力粘度u为0 A.3.75×10-0a+sB24×10-3P阳·s C.2.4×105Ph·sD.2.4×109pa·s 2.图中相互之间可以列总流伯努利方程的斯面 A.1-1断面和2-2断面 B.2-2断面和3-3断面 题2图 C,1-1新面和3-3断面 D.3-3新南面和4-4斯面 3,如图所示，孔板上各孔口的大小形状相月，则各孔口的出流量是0 A.G>08 且.qM=qg C.QAKQB 1,不雀确定 题3图 4,井联管道A,B,两管材料、直径相同，长度(B=2A,两管的水头损失关系为0 A.hmzha Bhe=-之ha C.he=1.41 ho D.hm=tha 5.如图所示，水泵的扬程是0 4可 a C. n.1424h 02444水力学第1寅其5氨
02444 水力学 第 1 页 共 5 页 全国 2001 年 10 月高等教育自学考试水力学试题 课程代码：02444 第一部分选择题(共 20 分) 一、单项选择题(本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分)在每小题列出的四个选项中 只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.某流体的运动粘度 v=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其动力粘度μ为() A.3.75×10-9Pa·sB.2.4×10-3Pa·s C.2.4×105Pa·sD.2.4×109Pa·s 2.图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是 A.1-1 断面和 2-2 断面 B.2-2 断面和 3-3 断面 C.1-1 断面和 3-3 断面 D.3-3 断面和 4-4 断面 3.如图所示，孔板上各孔口的大小形状相同，则各孔口的出流量是() A.QA>QB B.QA=QB C.QA<QB D.不能确定 4.并联管道 A、B，两管材料、直径相同，长度 B=2 A ，两管的水头损失关系为() A. h fB = h fA B. h fB =2 h fA C. h fB =1.41 h fA D. h fB =4 h fA 5.如图所示，水泵的扬程是() A. z1 B. z2 C. z1 + z2 D. z1 + z2 + hw
6.在已知通过流量Q、柔道底技i、边坡系数■及相荷系数■的条件下，计算梯形断而第 道尺寸的补充条件及设问不能是0 A,给定水深，求底宽b B,给定宽深比B，求水深与底宽b C.给定最大允许流速[v],求水度h与底堂b D.给定水力坡度J,求水深鼻与底宽b 1,断面单位能量e随水深h的变化规律是0 A.。存在极大值Be存在极小值 C.e随办增加而单调增如D.e随厅增如而单调碱少 8,下列各型水面曲线中。表现为上凸型的水面曲线是() A.3型RC3型C.s3型1.3型 9.根据堰项厚度与烟上水头的比值，堰可分为O A,宽项驱、实用堰和薄摩堰B,自由溢流报、淹没溢流堰和侧收缩堰 C,三角堰、棉形展和矩彩摄D,温流展、自线型实用规和折线型实用堰 10.速度、长度1、运动粘度v的无量钢组合是0 w Yl v'P W A.v B.V C.V D.V 第二部分非选择思（共80分） 二、填空思（本大题共10空，每空1分，共10分） 不写解过程，将正确的答案写在每小题的空格内。销填或不填均分无。 11,潜体所受浮力的大小与其所在液体的 成正比。 12,恒定流是各空间点上的运动参数都不随 变化的流动。 13.圆管流的峰界雷诺数R为一· 14.水由孔口直接流入另一水体中，称为出流。 15,在相同的作用水头作用下，同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量 16.渠道中的水深h大于临界木深c时，水流流态为一 17.水跃杨数相等的两个不月水深称为一 18.自由出流宽面爆W上水流流态为 19,达西定律适用于渗流。 0.具有自由液面的水流横型试验，一般选用准则设计横型。 三、名词解释题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 21.枯性 22,断面平均流速 02444水力学第2页共5夏
02444 水力学 第 2 页 共 5 页 6.在已知通过流量 Q、渠道底坡 i、边坡系数 m 及粗糙系数 n 的条件下，计算梯形断面渠 道尺寸的补充条件及设问不能是() A.给定水深 h，求底宽 b B.给定宽深比β，求水深 h 与底宽 b C.给定最大允许流速［v］max，求水底 h 与底宽 b D.给定水力坡度 J，求水深 h 与底宽 b 7.断面单位能量 e 随水深 h 的变化规律是() A. e 存在极大值 B. e 存在极小值 C. e 随 h 增加而单调增加 D. e 随 h 增加而单调减少 8.下列各型水面曲线中，表现为上凸型的水面曲线是() A.M3 型 B.C3 型 C.S3 型 D.H3 型 9.根据堰顶厚度与堰上水头的比值，堰可分为() A.宽顶堰、实用堰和薄壁堰 B.自由溢流堰、淹没溢流堰和侧收缩堰 C.三角堰、梯形堰和矩形堰 D.溢流堰、曲线型实用堰和折线型实用堰 10.速度 v、长度 l、运动粘度 v 的无量纲组合是() A. vl v 2 B. v l v 2 C. v l v 2 2 D. vl v 第二部分非选择题(共 80 分) 二、填空题(本大题共 10 空，每空 1 分，共 10 分) 不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均分无。 11.潜体所受浮力的大小与其所在液体的______成正比。 12.恒定流是各空间点上的运动参数都不随______变化的流动。 13.圆管流的临界雷诺数 Rec 为______。 14.水由孔口直接流入另一水体中，称为______出流。 15.在相同的作用水头作用下，同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量______。 16.渠道中的水深 h 大于临界水深 hc 时，水流流态为______。 17.水跃函数相等的两个不同水深称为______。 18.自由出流宽顶堰堰上水流流态为______。 19.达西定律适用于______渗流。 20.具有自由液面的水流模型试验，一般选用______准则设计模型。 三、名词解释题(本大题共 5 小题，每小题 2 分，共 10 分) 21.粘性 22.断面平均流速
23,粘性底层 24,短管 25.篇界底坡 四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分》 :+2=C 28.试述液体静力学的基本方程公 及其各项的物理意义 27,如图所示，一倒置0形管，上部为油，其密度po11=800kg/ 点流速u以。若读数△h=200m,求该点流速uA。 28.如何判别圆管和圆管有压流中的流态？ 题27图 9,试根据棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程分析2重水面由线的变化趋势。 五、计算题（本大题共4小塑，每小题10分。共0分） 30.如图所示，一矩形平板闸门，宽b-21,与水平面夹角a=30°，其自重G-19.6N, 并较接于A点。水面通过A点，水深-2.1■，试求打开间门的品士如★给力T。 B题刻图 金引示皇图 31,知图所示，文丘里流量计管道直径d1=200m,餐管直径2=100m。水根差压计读数 y=20,水眼密度pr13.6×10kg/3,忽略管中水头规失，试求管道输水流量Q: 3记，有一聚期块石的矩形斯面果道。己知果道长1=00和底宽=3,2n,渠中水深01.6 相糙系数n-0.025,通过的流量Q-6a3/s,试求沿程水头损失. 33.水塔经图示管道系统供水，已知供水流量Q0.13/s,各段管长 11-12100血，12-50a,13-2001,各段管道直径d1-d4-200m(比知 a1=4-9,029s2/6),d2=3=150mm(比阻a2=a3=41,835s2/6), 试求：(1)各并眠管段的流量92，Q3: 2)水塔水面高度日。 全国2001年10月高等教有自学考试 水力学试题参考答案 4 40 课程代码：02444 4 一，单观选择题（本大题共10小题，每小题2分，共0分） 题3经款意图 1.B2.C3.B4.A5.D 6.D7.B3.9.A10,D 02444水力学第3宾共5真
02444 水力学 第 3 页 共 5 页 23.粘性底层 24.短管 25.临界底坡 四、简答题(本大题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分) 26.试述液体静力学的基本方程 z p g + = C 及其各项的物理意义。 27.如图所示，一倒置 U 形管，上部为油，其密度ρoil=800kg/m3，用来测定水管中的 A 点流速 uA，若读数△h=200mm，求该点流速μA。 28.如何判别圆管和非圆管有压流中的流态? 29.试根据棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程分析 M2 型水面曲线的变化趋势。 五、计算题(本大题共 4 小题，每小题 10 分，共 40 分) 30.如图所示，一矩形平板闸门 AB，宽 b=2m，与水平面夹角α=30°，其自重 G=19.6kN， 并铰接于 A 点。水面通过 A 点，水深 h=2.1m，试求打开闸门的最大铅直拉力 T。 31.如图所示，文丘里流量计管道直径 d1=200mm，喉管直径 d2=100mm，水银差压计读数 y=20mm，水银密度ρm=13.6×103kg/m3，忽略管中水头损失，试求管道输水流量 Q。 32.有一浆砌块石的矩形断面渠道。已知渠道长 l=500m,底宽 b=3.2m，渠中水深 h0=1.6m, 粗糙系数 n=0.025，通过的流量 Q=6m3/s，试求沿程水头损失。 33.水塔经图示管道系统供水。已知供水流量 Q=0.1m3/s,各段管长 l1=l2=100m,l2=50m,l3=200m,各段管道直径 d1=d4=200mm(比阻 a1=a4=9.029s2/m6),d2=d3=150mm(比阻 a2=a3=41.85s2/m6), 试求：(1)各并联管段的流量 Q2，Q3； (2)水塔水面高度 H。 全国 2001 年 10 月高等教育自学考试 水力学试题参考答案 课程代码：02444 一、单项选择题(本大题共 10 小题，每小题 2 分，共 20 分) 1.B2.C3.B4.A5.D 6.D7.B8.C9.A10.D
二、填空题（本大题共10空，每空1分，共10分） 11.密度12时间 13.2300或200014淹没 15.大16.缓演 17.共辄水深18.急流 19.均匀20.弗劳德 三、名词解释题（本大题共5小愿，每小题2分，共10分） 21,相氢流层在发生相对运动时产生内摩擦力的性质叫粘性：或者答粘性是流体阻抗剪切 变形速度的特性：或者答粘性是流体的内摩擦特性均呵 22,设想过流斯面上速度￥均匀分布，通过的流量等于实际流量，此速度，定义为该断面 =-g 的平均流速，即A 23,紧靠摩面存在一个粘性切应力（成粘性力）起控制作用的薄层。 24,水头损失中。沿程水头枫失和同部水头损失都占相当比重，两者都不可忽略的管道。 25,正常水深等于该流量下临界水深到的果底拔度。 四、简答题（本大题共4小盟，每小题5分。共20分） 28.物理意义： z:单位重量流体具有的相对于基准面的重力势能，高称位能。 2 ?,单位重量液体具有的压强势能，简称压旋。 P 2+图：单位重量液体具有的总势能。 Z+?=心，静止液体中各点单位重量液体具有的总势能相等。 27.解：根据元流伯务利方程，。如图，有： PA:u=Pa P:2g Pa A“后Pe-Pa) Pn PA =(Pg-Pag)Ah =(1-0.8)x103×98×02 =392Pa 02444水力学第4到共5氨
02444 水力学 第 4 页 共 5 页 二、填空题(本大题共 10 空，每空 1 分，共 10 分) 11.密度 12.时间 13.2300 或 200014.淹没 15.大 16.缓流 17.共轭水深 18.急流 19.均匀 20.弗劳德 三、名词解释题(本大题共 5 小题，每小题 2 分，共 10 分) 21.相邻流层在发生相对运动时产生内摩擦力的性质叫粘性；或者答粘性是流体阻抗剪切 变形速度的特性；或者答粘性是流体的内摩擦特性均可。 22.设想过流断面上速度 v 均匀分布，通过的流量等于实际流量，此速度 v 定义为该断面 的平均流速，即 v Q A = 23.紧靠壁面存在一个粘性切应力(或粘性力)起控制作用的薄层。 24.水头损失中，沿程水头损失和局部水头损失都占相当比重，两者都不可忽略的管道。 25.正常水深等于该流量下临界水深时的渠底坡度。 四、简答题(本大题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分) 26.物理意义： z:单位重量液体具有的相对于基准面的重力势能，简称位能。 p g ：单位重量液体具有的压强势能，简称压能。 Z+ p g :单位重量液体具有的总势能。 Z+ p g =C：静止液体中各点单位重量液体具有的总势能相等。 27.解：根据元流伯努利方程，如图，有： p g A p g A B g + = 2 2 A = pB − pA 2 ( ) pB − pA = (g − oilg)h =(1-0.8) 10 9 8 0 2 3 . . =392Pa
2×392 μa=1000 =0,885a/s 答：A点流速为0.885m/s. 8.用监界雷话量作为流态的判别标准 对于管流： Re=ERe.=2300 若 成2000，流动为素流 对于圆管道，特征长度为水力半径R,雷诺数 Re- T,此时，相应的峰界雷话数为575和500 Re-TRRe =575 00。流动为素流 若特征长度取为当量直径，则Re,仍为2300或2000。 。i-J 29. ds 1-Fr 水深小于正常水深，但大于临界水深。瓷动为缓流 分子：0，J》i,I-J0 分母，h>hc,Fr(1,1-Fr2>0 分式：h/ds0,2型降水由线 五、计算思（本大思共4小盟，每小题10分，共0分》 30.网门B上的水压力Pg助·，/表示网门B的长度。 m0严一2hA一会 P=g号2hb=pghb=8644 作用点D,AD33 重力G作用点C,AC2电 02444水力学第5页共5夏
02444 水力学 第 5 页 共 5 页 A = 2 392 1000 =0.885m/s 答：A 点流速为 0.885m/s。 28.用临界雷诺数作为流态的判别标准 对于管流： 若 Re = Re = vd v c 2300 或 2000，流动为层流 若 Re = Re = vd v c 2300 或 2000，流动为紊流 对于非圆管道，特征长度为水力半径 R，雷诺数 Re = vR v ，此时，相应的临界雷诺数为 575 和 500 Re = Re = vR v c 575 或 500，流动为层流 Re = Re = vR v c 575 或 500，流动为紊流 若特征长度取为当量直径，则 Rec 仍为 2300 或 2000。 29． dh ds i J Fr = − 1− 2 水深小于正常水深，但大于临界水深，流动为缓流 分子：hi,I－Jhc,Fr0 分式：dh/ds<0,M2 型降水曲线 五、计算题(本大题共 4 小题，每小题 10 分，共 40 分) 30．闸门 AB 上的水压力 P= gh lb l c , 表示闸门 AB 的长度。 l h = h = sin 30 2 h h c = 2 P g h = h b = gh b = 2 2 86 44 2 . KN 作用点 D，AD= 2 3 4 3 l h = 重力 G 作用点 C，AC= 1 2 =h
M=0-Tloos30+p+G.cos30=0 4 3 2 T-2 =76.34W 打开网门的最小铅直拉力为76.34W 31.解：列1-1,2-2断面的总流伯努利方程 ++++ Pg 2g Pg 2g 取a141,有 -吐-，+)-白+) 2g 限 (+)-(9+色)-(P-0r-0252 PE P星P d月 s-02 将(2)，(3)代入(1).得 v2=2.295m/8 =2.295×314×012 d 4=0.0182/s 32×1.6 3忽.6+2元32+2x1608m C=n 0025 ×08s =38.540.5/s A=tbh0=5,122 =g6 A-512-l.17/s 风J。1 C2R38542×080.00115 h7=1=000115×500=0576。 33.1)归=h 02444水力学第6实共5真
02444 水力学 第 6 页 共 5 页 M Tl p h G l A = 0 − 30+ + = 4 3 2 cos cos30 0 T= 1 2 3 2 4 3 3 2 h p h G h ( + ) =76.34kN 打开闸门的最小铅直拉力为 76.34kN 31.解：列 1-1，2-2 断面的总流伯努利方程 z p g a v g z p g v g 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 + + = + + 取 1 = 2 =1，有 v v g z p g z p g z p g z p g y v d v d m 2 2 1 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 2 2 2 1 0 252 4 4 − = + − + + − + = − = = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) . m v v d d v v 1 2 2 1 2 2 2 2 01 0 2 = ( ) = ( = 0 25 . . ) . 将（2）、（3）代入（1），得 v2=2.295m/s Q= v d 2 2 2 2 4 2 295 314 01 4 = . . . =0.018m2/s 32.R= bh b h 0 2 0 32 16 + 32 2 16 = + = . . . . 0.8m C= 1 1 0 025 08 1 6 1 6 n R / / . = . =38.54m0.5/s A=bh0=5.12m2 v Q A = = 6 5.12 =1.17m/s v c RJ J v C R = = = , . . . 2 2 2 2 117 3854 08 =0.00115 h Jl f = = 0.00115 500 = 0.576 m 33.(1) hf 2 = hf 3
a:h=ahQi =2 0 q2+93-0.1m3/s 得g0=-0.033a3/s 02-0.057m3/s 2作n+:+h 0Qi+a:hG+ali=27.45m 0244水力学第7页共5真
02444 水力学 第 7 页 共 5 页 a l Q a l Q Q Q l l 2 2 2 2 3 3 3 2 2 3 2 3 2 4 = ( ) = = Q Q 2 3 = 2 Q2+Q3=0.1m3/s 得 Q3=0.033m3/s Q2=0.067m3/s (2)H= hf 1 + hf 2 + hf 4 = a1 l 1Q1 a l Q a l Q 2 2 2 2 2 4 4 4 2 + + =27.45m