西工大與西安交大期末復(fù)習(xí)考研備考大學(xué)物理題庫 九、連續(xù)介質(zhì)力學(xué) 31 流體力學(xué)

1、九、連續(xù)介質(zhì)力學(xué) 31 流體力學(xué)一、選擇題(共10題)選擇題：一木塊浮在一桶水的水面上，該桶固定于電梯內(nèi)當(dāng)電梯加速上升時，木塊浸入水內(nèi)的深度（假定水為理想流體，且不計其表面張力）（ ） A、 將增大 B、 將減小 C、 將不變 D、 不能確定 答案：C難度：中選擇題：附圖為一水庫水壩的側(cè)視圖已知水壩長為l，水深為h，水的密度為r，則湖水對水壩的作用力對壩基外側(cè)底線（即通過O垂直于圖面的直線）的力矩為 ( ) A、 B、 C、 D、 題目圖片：答案：D難度：中選擇題：一根粗細均勻的自來水管彎成如圖所示形狀，最高處比最低處高出h = 2 m當(dāng)正常供水（管中水流速度處處相同，并設(shè)水可視為理想流體，水

2、的密度r = 1.0103 kg/m3, g = 10 ms-2）時測得最低處管中水的壓強為2105 Pa，則管道最高處水的壓強為 ( ) A、 2.2105 Pa B、 2105 Pa C、 1.8105 Pa D、 105 Pa 題目圖片：答案：C難度：易選擇題：如圖所示，當(dāng)空氣通過細管在兩輕球之間向上噴出時，兩球?qū)ⅲ?） A、 分開 B、 上下跳動 C、 靠攏 D、 圍繞噴嘴旋轉(zhuǎn) 題目圖片：答案：C難度：易選擇題：一粗細均勻的豎直水管中有水自上而下持續(xù)流動管壁上不同高度的A、B、C三處開有三個相同的很小的孔，如圖所示設(shè)這些小孔對管中水流影響很小，且已知B孔無水流出，也無氣泡進入水中，則

3、（ ） A、 A孔有氣泡進入水中，C孔有水流出 B、 A孔有水流出，C孔有氣泡進入水中 C、 A、C兩孔均有氣泡進入水中 D、 A、C兩孔均有水流出 題目圖片：答案：A難度：易選擇題：一容量很大的圓筒水箱置于一水平桌面上，箱壁上不同高度處開有A、B、C三個水平小孔，其中B恰在水深一半處，如圖所示由此可推知各孔中射出的水的水平射程 （ ） A、 以A孔的為最遠 B、 以B孔的為最遠 C、 以C孔的為最遠 D、 一樣遠 題目圖片：答案：B難度：中選擇題：一容量很大的圓筒水箱置于一水平桌面上，箱壁上不同高度處開有A、B、C三個水平小孔，如圖所示從三孔中射出的水落到桌面時的速率 （ ） A、 以A孔的

4、為最大 B、 以B孔的為最大 C、 以C孔的為最大 D、 一樣大 題目圖片：答案：D難度：中選擇題：一水桶底部開有一小孔，水由孔中漏出的出口速度為v若桶內(nèi)水的高度不變，但使水桶以g/4的加速度上升，則水由孔中漏出的出口速度為 （ ） A、 v /4 B、 C、 D、 5v /4 答案：C難度：中選擇題：一小銅球在盛有粘性液體的豎直長筒中下落，其速度時間曲線如圖所示，則在下列四圖中哪一個正確表示了作用于鋼球的粘滯力隨時間的變化關(guān)系（ ） 題目圖片：答案：D難度：易選擇題：兩平行平板間有向右流動的粘性流體作穩(wěn)定流動，各處流速約如圖中箭頭所示在流體中設(shè)想劃出一個薄片ABCD，其上下兩平面與板平行，設(shè)

5、薄片兩面所受粘性力分別為FAB和FCD，則：（ ） A、 FAB向左，F(xiàn)CD向右，F(xiàn)AB = FCD B、 FAB向左，F(xiàn)CD向右，F(xiàn)AB FCD C、 FAB向右，F(xiàn)CD向左，F(xiàn)AB = FCD D、 FAB向右，F(xiàn)CD向左，F(xiàn)AB FCD 題目圖片：答案：B難度：易二、填空題(共9題)填空題：在如圖所示的水管中，水流過A管后，分兩支向B、C兩管流去已知A、B、C三管的橫截面積分別為SA = 100 cm2、SB = 40 cm2、SC = 80 cm2A、B兩管中水的流速分別為vA = 40 cm/s、vB = 30 cm/s把水看成理想流體，則C管中水的流速vC = _cm/s 題目圖片

6、：答案：35 難度：易填空題：消防水龍頭與地面成60角向上噴水，設(shè)大氣壓強為105 Pa，要使噴水高度達到30 m，水龍帶中水的壓強至少應(yīng)為_Pa（略去空氣阻力，取g = 10 m/s2，水的密度r = 1.0103 kg/m3 , 水龍帶中水的流速與噴出的水流速度相比可視為零.） 答案：5105難度：易填空題：由于多年的泥沙淤積，黃河下游的水面高于壩外的地面，圖示一粗細均勻的虹吸管引水裝置，可以用來引水灌溉，水面比地面高hA，出水口比地面高hB，則管口B處水的流速為_ 題目圖片：答案：難度：易填空題：在一個豎直放置的大桶的側(cè)面，開一直徑為2 cm的小孔，小孔的位置在大桶內(nèi)水面下10米處，則在

7、1秒時間內(nèi)從小孔流出的水的質(zhì)量為_(水的密度r = 1.0103 kg/m3 ) 答案：4.4 kg 難度：易填空題：如圖，水平水管的橫截面積在粗處為A1 = 40 cm2,細處為A2 =10 cm2, 管中水的流量為Q = 3000 cm2 /s,則粗處水的流速為v1 =_, 細處水的流速為v2 =_，水平水管中心軸線上1處與2處的壓強差P1 - P2為_ (水的密度r = 1.0103 kg/m3 ) 題目圖片：答案：0.75 m/s 1分； 3 m/s 1分； 4.22103 Pa 3分難度：易填空題：在一個封閉的水箱內(nèi)，盛有大量海水，其密度為r = 1.03103 kg/m3，水深y

8、= 2 m，水面上空氣的壓強（超過大氣壓P0）為P = 40.5105 Pa，水從水箱底部小孔射出，小孔的面積A = 10 cm2，則水的射出速率為v = _，射出的水流對水箱的反作用力為F = _答案：87.8 m/s 3分； 7.94103 N 2分難度：中填空題：一個頂端開口的圓筒容器，高為40 cm，直徑為10 cm，在圓筒底部中心開一面積為1 cm2的小圓孔，水從圓筒頂部以 140 cm3/s的流量由水管注入圓筒內(nèi)，則圓筒中的水面可以升到的最大高度為_ 答案：10 cm 3分難度：中填空題：在一個大氣壓、20時水的粘滯系數(shù)h = 1.010-3 Pas，密度取r = 1.0103 k

9、g/m3設(shè)水在半徑r = 0.025 m的自來水管中流動，臨界雷諾數(shù)Re = 2000，則管內(nèi)平均流速v = _時，流動將自層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧?答案：8.010-2 m/s 3分難度：易填空題：石油在半徑R = 1.5010-3 m，長度l = 1.00 m的水平細管中流動，測得其流量Q = 2.8310-6 m3s-1，細管兩端的壓強差為P1-P2 = 3.96103 Pa，則石油的粘度h = _ 答案：2.7810-3 Pas 3分難度：中三、計算題(共19題)計算題：一U形管的兩個支管分別裝有水和某種油，靜止時它們的分界面在水平段的B處，如圖所示已知水的密度為r 1= 1.0103 kg/m

10、3，油的密度為r 2= 0.7103 kg/m3；比B點高h = 0.1 m的水中A處的壓強與大氣壓的差為 980 N/m2求水柱和油柱的高度h1和h2 題目圖片：答案：解：設(shè)大氣壓強為P0，則 1分 = 980/(9.8103)0.1 m= 0.20 m20 cm 1分 2分 0.2103/(0.7103) m = 0.286 m = 28.6 cm 1分難度：易計算題：某一水壩橫截面如圖所示，壩長L =1088 m，水深H = 5 m，水的密度r = 1.0103 kg/m3，求水作用于壩身的水平推力（不計大氣壓）題目圖片：答案：解：將壩身迎水坡沿水平方向分成許多狹長面元，其面積為Ldl，

11、則水作用于此面元的力 1分傾斜面元對應(yīng)的高度差 或 將式代入式，得 1分力dF與斜面垂直，它沿水平方向的分力 1分水作用于壩身的水平推力 1分代入已知數(shù)據(jù) F/ = 1.33108 N 1分答案圖片：難度：中計算題：一個體積為V = 0.03 m3 的救生圈全部浸入海水（密度為r 1 = 1.03103 kgm-3）時，恰能把m = 80 kg的人（平均密度為r2 =1.2103 kgm-3）身體體積的2/10浮在水面之上，問救生圈材料的密度是多少？ 答案：解：設(shè)救生圈材料的密度是r x，則有 3分 kgm-3 2分難度：中計算題：一個邊長為a的立方體容器盛滿某種液體，若該液體的密度與深度成正

12、比，比例系數(shù)為K求容器一個側(cè)面所受液體的壓力 答案：解：由于密度不均勻，深度為h處的壓強 2分h處一面元處所受的力 1分側(cè)面所受的總壓力 2分難度：中計算題：在一橫截面為A1 = 10 cm2的水平管內(nèi)有水穩(wěn)定流動，管的另一端橫截面縮為A2 = 5 cm2，這兩截面處的水的壓強差為P1-P2 = 300 Pa，問一分鐘內(nèi)從管中流出的水是多少立方米？(水的密度r = 1.0103 kg/m3 ) 答案：解：由連續(xù)性方程得兩處流速的關(guān)系為 1分再由伯努利方程有 解出 2分流量 4.4710-4 m3/s 一分鐘內(nèi)流出的水的體積為 V = 60Q = 0.0268 m3 2分難度：易計算題：有一大圓

13、筒容器，其中盛水水的深度為H，在水面下h深處的容器壁上有一小孔（如圖），問射出的水的落地處到小孔正下方器壁的距離R（即水流到達地面時的水平射程）是多少？ 題目圖片：答案：解：設(shè)水面與小孔處水的壓強、流速、高度分別為P1、v1、h1與P2、v2、h2 由伯努利方程有 由于容器很大，孔很小，可認為液面下降的速率，且 ， 故 2分由運動學(xué)可知 1分且 1分聯(lián)立求解式、和得 1分難度：易計算題：在勻速直線前進的火箭中，發(fā)動機燃燒室內(nèi)的高溫氣體的壓強為P，密度為r，氣體順狹窄的噴嘴噴出視氣體為理想流體，并作穩(wěn)定流動，求氣體從噴嘴噴出的速度v（設(shè)噴嘴處的氣體壓強為P）答案：解：對燃燒室與噴嘴處的氣流寫出伯

14、努利方程， 式中v 0為燃燒室中氣體的流速，由于， 可得 3分即 2分難度：易計算題：將水勻速地注入一容器中，注入的流量為Q = 150 cm3/s，容器底部有一面積為S = 0.5 cm2的小孔，使水不斷流出求達到穩(wěn)定狀態(tài)時容器中水的深度h 答案：解：達到穩(wěn)定狀態(tài)時注入容器的水量等于經(jīng)小孔流失的水量， 即 Q = vS 1分而 2分 = (150)2/(29800.52) cm = 45.9 cm 2分難度：中計算題：在一橫截面為S的圓筒容器里，盛有深度為h的水，并在底部開一橫截面為S1 (S1 S)的小孔，如圖所示當(dāng)小孔打開后，求： (1) 水的深度與時間的關(guān)系； (2) 使容器里的水流出

15、一半所需的時間； (3) 水全部流出所需的時間 題目圖片：答案：解：(1) 設(shè)某一時刻水的深度為y，則由伯努利方程易求出水從小孔流出的速度為 3分容器中液面下降的速度 1分由連續(xù)性方程有 2分即 , 故 2分 (2) 時， 2分 (3) 時， 2分難度：中計算題：如圖，一個大水槽，其中盛水的深度h = 0.3 m，在槽的底部有一面積S = 5 cm2的小圓孔，水從圓孔連續(xù)流出 (1) 水從圓孔流出的流量是多少？ (2) 在槽底以下多遠處，水流的橫截面積為圓孔面積的二分之一？ 題目圖片：答案：解：(1) 如圖，由伯努利方程求出A處的水流速度為 2分設(shè)水的流量為Q，則 1.2110-3 m3/s

16、2分 (2) 如圖，設(shè)在B處符合題的要求，B點與圓孔相距為y，用A、B兩點寫出伯努利方程（規(guī)定A處重力勢能為零）有 因 ，則上式化為 即 2分這一結(jié)果與由落體公式所得相同由連續(xù)性方程，且利用 可得 2分則 m 2分答案圖片：難度：中計算題：在我國河南、山東一帶的黃河兩岸，水面常高于地面，為引水灌溉，常使用虹吸管裝置，如圖所示一根截面均勻的彎管ACB，充滿水后，其一端插入河水中，另一端B開放 設(shè)A、B、C三處的高度分別為hA、hB、hC，大氣壓為P0求： (1) 水由B端流出的速度 (2) C處流體中的壓強 題目圖片：答案：解：(1) 根據(jù)伯努利方程得 2分 vA = 0， 2分 1分 (2)

17、根據(jù)伯努利方程 2分 ， 1分 2分難度：中計算題：某船艙的豎直壁上出現(xiàn)了一個漏水孔洞，水手用木板正對向內(nèi)噴射的水柱去封漏水孔，求封孔時與封住孔后，他所需力的比值 答案：解：設(shè)漏孔在水面下深度為h處，孔的面積為S，則封孔時由伯努利方程可知，水由孔噴入的速度為 2分這時木板所受的力為 而 故 3分用木板封住孔后，木板受力為 2分故 1分可見木板擋水時所受的力是木板封住孔后的二倍 難度：中計算題：圖中所示是一噴泉噴嘴的示意圖，水柱高為H，錐形部分的上口截面積為S1，下口截面積為S2，錐形部分高為h，設(shè)大氣壓強為P0，求： (1) 水的流量Q， (2) 下口S2面處水的壓力 題目圖片：答案：解：(1

18、) 水剛從噴嘴噴出時的速度為 1分所以水的流量為 2分 (2) 在S1、S2兩面處應(yīng)用伯努力方程得 2分且 1分注意到 ， ，由式與得： 難度：中計算題：一流量計如圖所示，使用時把它水平地接在自來水管上已知粗細不同的兩段管子的橫截面積分別為S1和S2當(dāng)水流穩(wěn)定后讀得二豎直壓強計管中水面高度差為Dh把水看成理想流體，求水流經(jīng)截面S2處的速度 題目圖片：答案：解：根據(jù)伯努利方程得 1分而由連續(xù)性方程得 1分兩段管子中的壓強差 1分三方程聯(lián)立解得 2分難度：較難計算題：一塊面積A = 10-3 m2的金屬板，放在深度h = 210-3 m的蓖麻油上表面，蓖麻油的粘度h = 1.55 Pas，試問：要

19、以多大的水平力才能使金屬板以v 0 = 310-2 ms-1的速度貼著蓖麻油的表面運動？ 答案：解：使金屬板運動的水平力應(yīng)該等于蓖麻油對金屬板的粘性力，該力 2分式中 dv / dy是金屬板表面與蓖麻油接觸處油層的速度梯度，由圖可得 2分故 代入已知數(shù)據(jù)，求出 F = 0.023 N 1分答案圖片：難度：易計算題：假定奶油滴為小球狀，它在牛奶中的運動可應(yīng)用斯托克斯定律，已知奶油滴的直徑d = 2 mm，牛奶的粘度h = 1.110-3 Pas，奶油的密度為r1 = 0.94103 kg/m3，牛奶的密度為r2 = 1.03103 kg/m3，求奶油滴在牛奶中勻速上升的速度 答案：解：當(dāng)奶油滴在

20、牛奶中所受浮力等于它所受重力和粘性阻力時，油滴勻速上升設(shè)奶油滴勻速上升的速度為v，則 3分 ms-1 2分難度：中計算題：半徑為R = 7 cm的圓筒容器，內(nèi)盛深度為h0= 0.5 m的水，在容器底部水平伸出一根半徑r = 0.5 mm，長為l = 10 cm的細管，假如水的粘度h = 1.010-3 Pas，求容器中液面高度下降到h = 0.25 m所需的時間(水的密度r = 1.0103 kg/m3 )題目圖片：答案：解：根據(jù)泊肅葉公式，細管中流出的水的流量為Q 3分其中DP為細管兩端壓強差設(shè)容器中水面下降的速度為 dh / dt，則流量又可表示成 2分在上式中代入DP = rgh （r水密度）得 2分其中 6.4103 s 液面下降至h所需時間 2分代入已知數(shù)據(jù)求出： t = 4.44103 s 1分難度：較難計算題：如圖，在一