2015巖土工程師考試《流體力學(xué)》模擬題三資料

1、2015巖土工程師考試流體力學(xué)模擬題三選擇題部分（1）在水力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指（答案：c）a、單位面積液體受到的質(zhì)量力；b、單位體積液體受到的質(zhì)量力;c、單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力；d、單位重量液體受到的質(zhì)量力。（2）在平衡液體中，質(zhì)量力與等壓面（答案：d）a、重合；b、平行c、相交；d、正交。（3）液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為100kN/m2,則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為2222a1kN/m2b、2kN/m2c、5kN/m2d、10kN/m2答案：b（4）水力學(xué)中的一維流動(dòng)是指（答案：d）a、恒定流動(dòng)；b、均勻流動(dòng);c、層流運(yùn)動(dòng)；d、運(yùn)動(dòng)要素只與一個(gè)坐標(biāo)有關(guān)的流動(dòng)。（5）有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比值

2、d/R=（答案：b）a、8；b、4；c、2；d、1。（6）已知液體流動(dòng)的沿程水力摩擦系數(shù)，與邊壁相對(duì)粗糙度和雷諾數(shù)Re都有關(guān)，即可以判斷該液體流動(dòng)屬于答案：ca層流區(qū)；b、紊流光滑區(qū)；c、紊流過(guò)渡粗糙區(qū)；d、紊流粗糙區(qū)（7）突然完全關(guān)閉管道末端的閥門(mén)，產(chǎn)生直接水擊。已知水擊波速c=1000m/s,水擊壓強(qiáng)水頭H=250m，貝U管道中原來(lái)的流速V0為答案：ca、1.54mb、2.0mc、2.45md、3.22m（8）在明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是（答案：c）a恒定均勻流；b、恒定非均勻流；c、非恒定均勻流；d、非恒定非均勻流。（9）在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是（答案：b）。a、均勻緩流；b、均勻急

3、流；C、非均勻緩流；d、非均勻急流（10）底寬b=1.5m的矩形明渠，通過(guò)的流量Q=1.5m3/s，已知渠中某處水深h=0.4m，則該處水流的流態(tài)為答案：ba緩流；b、急流；c、臨界流；（11）閘孔出流的流量Q與閘前水頭的H（答案：d）成正比。a、1次方b、2次方c、3/2次方d、1/2次方（12）滲流研究的對(duì)象是（答案：a）的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。a、重力水；b、毛細(xì)水；c、氣態(tài)水；d、薄膜水。（13）測(cè)量水槽中某點(diǎn)水流流速的儀器有答案：ba、文丘里計(jì)b、畢托管c、測(cè)壓管d、薄壁堰(14) 按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的水力學(xué)模型，長(zhǎng)度比尺入l=100,模型中水深為0.1米，則原型中對(duì)應(yīng)點(diǎn)水深為和流量比尺為答案：

4、da1米，入q=1000;b、10米，入q=100;c、1米，入q=100000;d、10米，入q=100000。2、判斷題：(每小題2分)(1) 任意受壓面上的平均壓強(qiáng)等于該受壓面形心處的壓強(qiáng)。(錯(cuò)誤)答案：(2)水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動(dòng)。()答案：錯(cuò)誤(3)水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙()答案：錯(cuò)誤(4)粘滯性是液體產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因()答案：正確(5)同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全)答案：正確(6)在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流()答案：錯(cuò)誤(7)矩形斷面水力最佳斷面的寬深比B=2()答案：正確(8)斷面比能沿流程總是減小的()答案：錯(cuò)誤(9)在流量和渠道

5、斷面形式一定的條件下，躍前水深越大，躍后水深也越大()答案：錯(cuò)誤(10)滲流達(dá)西定律適用的條件是恒定均勻?qū)恿鳚B流，并且無(wú)滲透變形。()答案：正確3、填空題：（每小題24分）（1）牛頓內(nèi)摩擦定律適用的條件是層流運(yùn)動(dòng)和_牛頓液體。（2）液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為100kN/m2，則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為22kN/m，真空度為_(kāi)不存在。（3）只受重力作用，靜止液體中的等壓面是水平面。（4）實(shí)際液體在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生水頭損失的兩個(gè)主要原因是答案：液體存在粘滯性和邊界的影響_。（5）水流在明渠中的流態(tài)為緩流時(shí)，其水深hhk，弗汝德數(shù)Fr_1。（6）在流量不變的條件下，水躍的躍前水深越小，則水躍的躍后水深越大_。（7）根

6、據(jù)管道水頭損失計(jì)算方法的不同，管道可以分為短管_和長(zhǎng)管。（8）在水擊計(jì)算中閥門(mén)關(guān)閉的時(shí)間Ts：:水擊相長(zhǎng)Tr的水擊，稱為直接水擊，把Ts>Tr的水擊稱為間接水擊。（9）a2型水面曲線是發(fā)生在陡坡坡上的緩流流（指急流或緩流）的水面線，這時(shí)弗汝德數(shù)Fr沿程減?。ㄖ冈龃蟆p小或不變）（10）溢流堰的過(guò)堰流量與堰頂水頭的_3/2次方成正比。（11）泄水建筑物下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍時(shí)，下游收縮斷面水深he的共軛水深heht（ht為下游河道的水深，填寫(xiě)<、=、a符號(hào)）答案：填寫(xiě)：:：、二、符號(hào)（12）按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的溢流壩水力模型，長(zhǎng)度比尺入l=25，當(dāng)模型中某點(diǎn)的流速為vm=o.8m/s,則原

7、型中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的流速為vp=_4m/sm/s。4、問(wèn)答題：（每小題34分）（1）什么是理想液體？為什么要引入理想液體的概念？答案：理想液體是指沒(méi)有粘滯性的液體。實(shí)際液體都具有粘滯性，在液體流動(dòng)時(shí)會(huì)引起能量損失，給分析液體運(yùn)動(dòng)帶來(lái)很大困難。為了簡(jiǎn)化液體運(yùn)動(dòng)的討論，我們引入了理想液體的概念，忽略液體的粘滯性，分析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后再考慮粘滯性影響進(jìn)行修正，可以得到實(shí)際水流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，用以解決實(shí)際工程問(wèn)題。這是水力學(xué)重要的研究方法。（2）“均勻流一定是恒定流”，這種說(shuō)法是否正確？為什么？答案：這種說(shuō)法錯(cuò)誤的。均勻是相對(duì)于空間分布而言，恒定是相對(duì)于時(shí)間而言。當(dāng)流量不變通過(guò)一變直徑管道時(shí)，雖然是恒定流，但它不

8、是均勻流。（3）簡(jiǎn)述尼古拉茲實(shí)驗(yàn)中沿程水力摩擦系數(shù)入的變化規(guī)律。答案：通過(guò)尼古拉茲實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)：在層流中入僅是雷諾數(shù)Re的函數(shù)并與Re成反比；在層流到紊流過(guò)渡區(qū)，入僅是Re的函數(shù)；在紊流光滑區(qū)入=f1（Re）；過(guò)渡區(qū)入=f2（Re，）;粗糙區(qū)入=f3（），紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。RR_（4）為什么舍齊公式v=C.Ri只適用于阻力平方區(qū)？答案：舍齊公式是根據(jù)明渠均勻流的大量觀察資料總結(jié)的公式，自然界中明渠水流幾乎都處于紊流阻力平方區(qū)，因此該公式只適用于紊流阻力平方區(qū)。（5）流動(dòng)相似的含義是什么？答案：流動(dòng)相似包括幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似。其中幾何相似是前提，動(dòng)力相似是保證，才能實(shí)現(xiàn)流動(dòng)相

9、似。（6）從力學(xué)意義上解釋明渠均勻流只能在正坡渠道中產(chǎn)生的原因。答案：均勻流的斷面平均流速水頭和壓強(qiáng)水頭沿程不變，但水流運(yùn)動(dòng)總要消耗能量，因此從能量方程來(lái)分析，只能消耗位能來(lái)克服水流阻力。所以均勻流只能產(chǎn)生在正坡渠道中。（7）分析水面曲線時(shí)，如何尋找急流和緩流的控制斷面？答案：急流的控制斷面在上游，因?yàn)橥饨鐚?duì)急流的干擾不能向上游傳播；緩流的控制斷面在下游，其原因與急流正好相反。（8）在滲流計(jì)算中達(dá)西定律與杜比公式有何區(qū)別？答案：達(dá)西定律適用于任一點(diǎn)的滲流流速u=kJ,其適用于恒定均勻?qū)恿鳚B流；而杜比公式是適用于恒定非均勻漸變層流滲流，同一過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的滲流流速都相等且等于v=kJ。5、作圖題

10、：（1）定性繪出圖示管道（短管）的總水頭線和測(cè)壓管水頭線。（5分）vo=0解:0（各同）K3（5分）6、計(jì)算題:（1）圖示一跨河倒虹吸管，正方形斷面面積為A=0.64m2,長(zhǎng)I=50m,兩個(gè)300折角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為Z1=0.2,Z2=0.5,Z3=10沿程水力摩擦系數(shù)入=0.024,上下游水位差H=3m。求通過(guò)的流（10分）（2）定性繪出圖示棱柱形明渠內(nèi)的水面曲線，并注明曲線名稱及流態(tài)渠段均充分長(zhǎng)，各段糙率相解：按短管計(jì)算，取下游水面為基準(zhǔn)面，對(duì)上下游渠道內(nèi)的計(jì)算斷面建立能量方程I2（5分）H=hw-C丄'）仝4R2g計(jì)算方形管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù)o

11、.2m,=0.22將參數(shù)代入上式計(jì)算，可以求解得到v=4.16m/s,Q=vA=2.662m3/s（5分）即倒虹吸管內(nèi)通過(guò)的流量為2.662m3/s°（2）從水箱接一橡膠管道及噴嘴（如圖）。橡膠管直徑D=7.5cm,噴嘴出口直徑d=2.0cm。水頭H=5.5m。由水箱至噴嘴的水頭損失hw=0.5m。用壓力表測(cè)得橡膠管與噴嘴接頭處的壓強(qiáng)p=4.9Ncm2。如用手握住噴嘴，需要多大的水平力R，行近流速vo=O，取動(dòng)能校正系數(shù)和動(dòng)量校正系數(shù)均為1。（15分）=Ji=,10L解：以過(guò)噴嘴中心的水平面為基準(zhǔn)面，列水箱漸變流斷面11和噴嘴出口斷面22的能量方程2H00=00亙0.5（5分）2g求

12、得噴嘴出口流速和流量為v2=9.9mSQ=v2A2=0.000314叭（1.5分）橡膠管道內(nèi)的流速為=0.706（1分）A3對(duì)于噴嘴建立x方向的動(dòng)量方程-P3A3-R八TQ（V2x-V3x）R=P3A3-，Q（V2-V3）=187.79N（6.5分）水流對(duì)噴嘴沖擊力為R=-R即為手握噴嘴所需之力。（1分）（3）有一梯形渠道，底寬b=10m,水深h=3m，邊坡為1:1,糙率n=0.014,底坡i=0.001。如流動(dòng)在紊流粗糙區(qū)，求通過(guò)的流量Q。（9分）解：計(jì)算渠道斷面水力要素，過(guò)流斷面面積濕周水力半徑舍齊系數(shù)通過(guò)的流量A二bhmf二39m2x=b21m2h=18.49mAR2.11mxCR16=

13、80.90m'/snQ=AC（Ri）0.5=144.93m3/s（1.5（1.5分）（1分）（2分）（3分）（4分）（4分）（4分）（4）某矩形斷面渠道中筑有一溢流壩。已知渠寬B=18m,流量Q=265m3/s,壩下收縮斷面處水深hc=1.1m,當(dāng)壩下游水深ht=4.7m時(shí)，問(wèn)：（12分）1）壩下游是否發(fā)生水躍？2）如發(fā)生水躍，屬于何種形式的水躍？3）是否需要修建消能工？若需要修建消能工，估算消力池深。解：1）計(jì)算臨界水深hk,判斷收縮斷面和下游水流流態(tài)，3hk=322MA81m因?yàn)槭湛s斷面水深hc=1.1mhk為急流,所以溢流壩下游必定發(fā)生水躍。2）計(jì)算收縮斷面處水深hc的共軛水深h

14、IIhe=<下游水深ht=4.7m-hk為緩流,hc2q3-1）ghcx_1）3）=5.81mq=Q/B=265/18=14.72m/sm因?yàn)閔eht,該水躍為遠(yuǎn)驅(qū)水躍。3）溢流壩下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍，需要修建消力池。估算消力池深d,取水躍淹沒(méi)系數(shù)j二1.05則池深約為d=jhe"-ht-4.7=1.40m、判斷題（對(duì)的打“V,錯(cuò)的打“X”，每題2分，共20分）1. 液體的粘度隨溫度的升高而降低，隨壓力的升高而增大。2. 平衡流體中任意點(diǎn)的靜壓強(qiáng)值只能由該點(diǎn)的坐標(biāo)位置來(lái)決定，而與該壓強(qiáng)的作用方向無(wú)關(guān)。即作用于同一點(diǎn)上各方向的靜壓強(qiáng)大小相等。3. 若平衡流體在x、y、z方向的單位質(zhì)量

15、力分別為X=5、Y=4、Z=3,則等壓面方程為5x4y3z=0。4. 流線和跡線實(shí)質(zhì)是一回事。25. 理想流體在有勢(shì)質(zhì)量力的作用下作定常流動(dòng)時(shí)，函數(shù)（_£_u_）的值在任一點(diǎn)上保持?2不變。6. 同一水頭作用下，出流直徑相同的管嘴與孔口，管嘴出流量大于孔口出流量。7. 實(shí)際流體流經(jīng)水力半徑小的過(guò)水?dāng)嗝鏁r(shí)，流動(dòng)阻力小。8. 實(shí)際流體圓管層流的切應(yīng)力分布是中間最大、管壁邊緣為零的線性分布。9. 尼古拉茨實(shí)驗(yàn)的水力粗糙管區(qū)阻力系數(shù)與雷諾數(shù)Re有關(guān)。10. 串聯(lián)管路的總水頭等于各管段水頭損失之和。.、選擇題（10分）pav21 伯努利方程中z表示'2gA單位重量流體具有的機(jī)械能；B單

16、位質(zhì)量流體具有的機(jī)械能；C.單位體積流體具有的機(jī)械能；D通過(guò)過(guò)流斷面的流體所具有的總機(jī)械能。2 .動(dòng)量方程A僅適用于理想流體的流動(dòng)C.理想流體與粘性流體的流動(dòng)均適用3 流體在管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí)，其沿程損失比。A僅適用于理想流體的流動(dòng)C.理想流體與粘性流體的流動(dòng)均適用4 流體在管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí)，其沿程損失比。B僅適用于粘性流體的流動(dòng)D僅適用于紊流hf值與斷面平均流速v的次方成正A1B1.75C1.752D24 .相對(duì)壓強(qiáng)的起量點(diǎn)是A.絕對(duì)真空；B.1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；C.液面壓強(qiáng)。D.當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng);5 工程上計(jì)算流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由紊流變?yōu)閷恿鞑捎玫呐R界雷諾數(shù)取為A13800B2320C2000D1000上的壓力體，8分）上的壓力體，8分）三、繪圖題（繪出AB曲面四、計(jì)算題（12分）I二250mm。柱面與筒內(nèi)如右圖，直徑為d=150mm的圓柱，固定不動(dòng)。內(nèi)徑為d'151.24mm的圓筒，同心地套在圓柱之外。二者的長(zhǎng)度均為壁之間的空隙充以甘油，轉(zhuǎn)動(dòng)外筒，轉(zhuǎn)速為n=1