电气工程师-公共基础-流体力学-流体的主要物性与流体静力学

电气工程师-公共基础-流体力学-流体的主要物性与流体静力学[单选题]1.连续介质假设意味着是()。[2019年真题]A.流体分子相互紧连B.流体的物理量是连续函数C.流体（江南博哥）分子间有间隙D.流体不可压缩正确答案：B参考解析：假设流体是连续介质，即认为流体是由微观上充分大而宏观上充分小的质点组成，质点之间没有空隙，连续地充满流体所占有的空间，将流体运动作为由无数个流体质点所组成的连续介质的运动，它们的物理量在空间上和时间上都是连续的。[单选题]2.半径为R的圆管中，横截面上流速分布为u＝2（1－r2/R2），其中r表示到圆管轴线的距离，则在r1＝0.2R处的黏性切应力与r2＝R处的黏性切应力大小之比为()。[2013年真题]A.5B.15C.1/5D.1/25正确答案：C参考解析：黏性切应力与速度的梯度成正比，du/dr＝－4r/R2，可见黏性切应力与r成正比，故r1＝0.2R处的黏性切应力与r2＝R处的黏性切应力大小之比为0.2，即1/5。[单选题]3.水的运动黏性系数随温度的升高而()。[2017年真题]A.增大B.减小C.不变D.先减小然后增大正确答案：B参考解析：水的运动黏性系数可用下列经验公式求得：υ＝0.01775/（1＋0.0337t＋0.000221t2）。式中，t为水温，以℃计。由上式可知水的运动黏度随温度升高而减少。[单选题]4.空气的黏滞系数与水的黏滞系数μ分别随温度的降低而()。[2011年真题]A.降低、升高B.降低、降低C.升高、降低D.升高、升高正确答案：A参考解析：空气的黏滞系数随温度降低而降低，而水的黏滞系数相反，随温度降低而升高。[单选题]5.重力和黏滞力分别属于()。[2011年真题]A.表面力、质量力B.表面力、表面力C.质量力、表面力D.质量力、质量力正确答案：C参考解析：质量力是作用在每个流体质点上，大小与质量成正比的力，常见的质量力有重力和惯性力，表面力是作用在所设流体的外表，大小与面积成正比的力，表面力是相邻流体或其他物体作用的结果。黏滞力是流体在运动状态下，流体内部质点或流层间相对运动而产生的以抵抗剪切变形的内摩擦力，所以是一种表面力。[单选题]6.压力表测出的压强是()。[2018年真题]A.绝对压强B.真空压强C.相对压强D.实际压强正确答案：C参考解析：压力表通过表内的敏感元件（波登管、膜盒、波纹管）的弹性形变，再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。由于压力表在无压力时（处于大气压强下）读数为0，故其测得的读数均为相对压强。[单选题]7.标准大气压时的自由液面下1m处的绝对压强为()。[2016年真题]A.0.11MPaB.0.12MPaC.0.15MPaD.2.0MPa正确答案：A参考解析：一个标准大气压p0＝101.325kPa，则自由液面下1m处的绝对压强p＝p0＋ρgh＝101.325＋1×103×10×1×10－3＝111.325kPa＝0.111MPa。[单选题]8.密闭水箱如图6-1-1所示，已知水深h＝1m，自由面上的压强p0＝90kN/m2，当地大气压强为pa＝101kN/m2，则水箱底部A点的真空度为()。[2017年真题]图6-1-1A.－1.2kN/m2B.9.8kN/m2C.1.2kN/m2D.－9.8kN/m2正确答案：C参考解析：水箱底部A点的绝对压力p′＝p0＋ρgh＝90＋1×9.8×1＝99.8kN/m2，则真空度pv＝pa－p′＝101－99.8＝1.2kN/m2。[单选题]9.密闭水箱如图6-1-2所示，已知水深h＝2m，自由面上的压强p0＝88kN/m2，当地大气压强为pa＝101kN/m2，则水箱底部A点的绝对压强与相对压强分别为()。[2014年真题]图6-1-2A.107.6kN/m2和－6.6kN/m2B.107.6kN/m2和6.6kN/m2C.120.6kN/m2和－6.6kN/m2D.120.6kN/m2和6.6kN/m2正确答案：B参考解析：密闭水箱底部A点的绝对压强为：p′＝p0＋γwh＝88＋9.8×2＝107.6kN/m2；相对压强为：p＝p′－pa＝107.6－101＝6.6kN/m2。[单选题]10.图6-1-3所示一水平放置的恒定变直径圆管流，不计水头损失，取两个截面标志为1和2，当d1＞d2时，则两截面形心压强关系是()。[2013年真题]图6-1-3A.p1＜p2B.p1＞p2C.p1＝p2D.不能确定正确答案：B参考解析：两处流量相等，Q1＝Q2，即A1v1＝A2v2，由于A1＞A2，故v1＜v2。根据伯努利方程，p1＋v12/（2g）＝p2＋v22/（2g），则p1＞p2。[单选题]11.设A、B两处液体的密度分别为ρA与ρB，由U型管连接，如图6-1-4所示，已知水银密度为ρm，1、2面的高度差为Δh，它们与A、B中心点的高度差分别是h1和h2，则AB两中心点的压强差PA－PB为()。[2012年真题]图6-1-4A.（－h1ρA＋h2ρB＋Δhρm）gB.（h1ρA－h2ρB－Δhρm）gC.[－h1ρA＋h2ρB＋Δh（ρm－ρA）]gD.[h1ρA－h2ρB－Δh（ρm－ρA）]g正确答案：A参考解析：仅受重力作用的静止流体中等压面是水平面，绘制等压面1—1后求解如下：pA＋ρAgh1＝pB＋ρBgh2＋ρmgΔh，故pA－pB＝（－h1ρA＋h2ρB＋Δhρm）g。[单选题]12.如图6-1-5所示，在上部为气体下部为水的封闭容器上装有U形水银测压计，其中1、2、3点位于同一平面上，其压强的关系为()。[2010年真题]图6-1-5A.p1＜p2＜p3B.p1＞p2＞p3C.p2＜p1＜p3D.p2＝p1＝p3正确答案：A参考解析：如图6-1-6所示，气体的压强为p0，则p2＝p0，气体和水银接触面4—4水平面为等压面，即p4＝p2＝p0，由图可知p4＞p1，p3＞p2，所以p3＞p2＞p1。图6-1-6[单选题]13.图6-1-7所示水下有一半径为R＝0.1m的半球形侧盖，球心至水面距离H＝5m，作用于半球盖上水平方向的静水压力是()。[2014年真题]图6-1-7A.0.98kNB.1.96kNC.0.77kND.1.54kN正确答案：D参考解析：由于压强大小随深度线性变化，则作用于球心的压强是作用在半球盖侧圆截面的平均压强，因此作用于半球盖水平方向的静水压力等效为球心处压强pc与侧圆截面面积A的乘积，则水平静压力Pc＝pcA＝ρghcπr2＝1×9.8×5×π×（0.1）2＝1.54kN。[单选题]14.某平面流动的流速分布方程为：ux＝2y－y2，在固壁处y＝0，流体的动力黏度为μ＝0.8×10－3Pa·s，距壁面y＝7.5cm处的黏性切应力τ为()Pa。A.2×103B.－32×10－3C.1.48×10－3D.3.3×10－3正确答案：C参考解析：根据牛顿内摩擦定律，单位面积上的切应力公式为：。因此，流体距壁面7.5cm处的黏性切应力应为：τ＝μ（2－2y）＝0.8×10－3×（2－2×0.075）＝1.48×10－3Pa。[单选题]15.盛水容器a和b的上方密封，测压管水面位置如图6-1-8所示，其底部压强分别为pa和pb。若两容器内水深相等，则pa和pb的关系为()。图6-1-8A.pa＞pbB.pa＜pbC.pa＝pbD.无法确定正确答案：A参考解析：静水压强基本方程为：p＝p0＋γh。式中，p0为表面压强；h为容器水深。设测压管水面到容器底部距离为Δh。根据测压管原理，pa＝p大气压＋γΔha，pb＝p大气压＋γΔhb，故pa＞pb。[单选题]16.图6-1-9所示弧形闸门AB（1/4圆），闸门宽4m，圆弧半径R＝1m，A点以上的水深H＝1.4m，水面为大气压强。该闸门AB上静水总压力的水平分力Px为()kN。图6-1-9A.54.88B.112.9C.94.08D.74.48正确答案：D参考解析：由于压强随深度线性变化，则作用于1/4圆侧面投影形心的压强为平均压强，因此水平分力Px＝γhcAx＝9.8×（1.4＋0.5R）×4R＝74.48kN。其中，γ为水的容重；Ax为曲面在铅垂面上投影面积；hc为投影形心点水深。[单选题]17.如图6-1-10所示的平面闸门，门高h＝2m，宽b＝1.5m，门顶距水面a＝1m，作用在闸门上的静水总压力为()kN。图6-1-10A.58.8B.65.5C.68.8D.70.0正确答案：A参考解析：作用在闸门上的静水总压力为：Px＝γhcAx＝γ（a＋h/2）bh＝9.8×（1＋2/2）×2×1.5＝58.8kN。[单选题]18.如图6-1-11所示圆柱体的直径d＝2m，左侧水深h1＝2m，右侧水深h2＝1m，则该圆柱体单位长度所受到的静水总压力的水平分力和铅垂分力分别为()。图6-1-11A.Px＝14.7kN（←）；Pz＝23.09kN（↑）B.Px＝14.7kN（→）；Pz＝23.09kN（↓）C.Px＝14.7kN（←）；Pz＝23.09kN（↓）D.Px＝14.7kN（→）；Pz＝23.09kN（↑）正确答案：D参考解析：左侧水平分力Px左＝ρghc左Ax左＝1.0×9.8×1×2＝19.6kN，右侧水平分力Px右＝ρghc右Ax右＝1.0×9.8×（1/2）×1＝4.9kN，则水平分力Px＝Px左－Px右＝19.6－4.9＝14.7kN，方向水平向右。铅垂分力Pz等于左右两侧所受浮力之和，则Pz＝Pz左＋Pz右＝ρgVP左＋ρgVP右＝ρg·（1/2）·（πd2/4）＋ρg（1/4）·（πd2/4）＝1.0×9.8×（3/4）