西安理工大学2011年硕研水力学入学试题

试题编号西安理工大学主1L年攻读硕士学位研究生入学考试命题纸（A卷）考试科目 水力学基础 使用试题学科、专业 （共八题，答题不得使用铅笔、红色笔、不必抄题，但需标明题号。）一、单项选择题（每题2分，共30分）1、 下列说法正确的是： （ ）（1） 牛顿内摩擦定律表明液体的切应力与剪切变形成正比，并与液体的粘性有关。（2） 无论静止的还是运动的液体，都不存在切力。（3） 当质量力只有重力时，液体的重度代表液体的单位质量力。（4） 液体切应力是液体的一种单位面积的表面力2、 下列说法错误的是： （ ）（1） 水头损失hw代表液流从断面1到断面2所消耗的总机械能。（2） 恒定非均匀流的流线和迹线不重合。（3） 渐变流中同一过水断面上各点的测压管水头等于同一个常数。（4） 通过微小流管的侧壁没有液体的流入或流出。3、用欧拉法研究液体时，常用质点法和控制体法。以下说法错误的是： （ ）（1） 控制体固定在坐标系下，不随液体的流动而动；（2） 对于一元流动问题，不宜采用微分控制体，应采用有限控制体；（3） 对于明流，控制体应由床面、两侧壁、自由液面和上下游断面构成；（4） 研究一弯管中水流对管道的冲击力时，控制体宜选在拐弯处的上游。4、 图示为置于地面的四个容器，各容器底面积和水深均相等，若不计容器自重，则底部静水总压力等于地面所受的力的情况是（ ）（1） a; （2）b; （3）c; ⑷doHHTOC\o"1-5"\h\z5、在同一种、连续的且具有自由液面的平衡液体中，等压面是 （ ）（1）水平面；（2）倾斜平面； （3）等水深面； （4）曲面。6、 图示为两个半径相等的半圆弧面处于水下不同深度，以下说法正确的是（ ）（1）水平水压力相同，铅垂水压力不同；（2）总压力与水平面的夹角左图大于右图；（3） 左图的水平水压力大于右图，铅垂水压力相同；（4） 左图的水平水压力、铅垂水压力均小于右图。7、管道断面面积均为A（相等），断面形状分别为圆形、方形和矩形，其中水流为恒定均匀流，水力坡度J相同，沿程阻力系数人也相等，则三者的边壁切应力亳及通过的流量的相互关系为： （ ）⑴七圆〉T0方〉T0矩,Q圆〉Q方〉Q矩；（2）T0圆＜T0方＜T0矩'Q圆＜"Q矩;⑶T0圆〉七方〉T0矩，Q圆＜Q方＜Q矩；（4）T0圆＜T0方＜T0矩，Q圆〉Q方〉Q矩。8、一管道均匀层流，当流量增加时，下列正确的是 （ ）（1）沿程水头损失系数人减小； （2）沿程水头损失减小；（3）边界切应力减小； （4）水力坡度减小。9、 下列说法错误的是： （ ）（1） 层流断面流速分布规律符合抛物线分布，紊流的断面流速分布规律符合对数分布。（2） 圆管层流断面平均流速的大小是管轴流速的0.5倍。（3） 谢才公式只适用于阻力平方区是指应用公式°=侦（8幻项）和X=f（Re）计算c值。（4） 在紊流中液体质点作不规则运动，粘滞性的作用比动量交换的作用更小。10、用物理量F（力）、（（密度）、v（速度）、l（长度）组成的无量纲数应是 （ ）⑴FpV2/2 （2）Fp2vl （3）FlpV2 ⑶FlV2l211、图示管道中两根测压管的水面高差Ah代表局部水头损失的是 ( )⑴图A； (2)图B； (3)图C；(4)以上答案都不对12、 如图所示，两水库水位差为H，其间以两根管路相连通。已知直径d=2d，管长L及沿程水头损失系数入均相等。若按长管计算，则两管的流量之比为1()(1)Q1/Q2=1.732； (2)Q1/Q2=1.414； (3)Q1/Q2=2-2.5； (4)Qi/Q2=22.5。13、 若要求并联长管道每根管道所流水流的总能量损失相等，则必要求每根管道的TOC\o"1-5"\h\z( )(1)流量相等； (2)糙率相等； (3)管长相等； (4)管径相等。14、 有一输水管道，d=5cm，水温t=20°C(v=0.0101cm2/s)，欲使管中水流为紊流，则管内通过的流量应为 ( )(1)79.3cm3/s； (2)50cm3/s； (3)75X10-3l/s； (4)49.7cm3/s15、 下列说法错误的是： ( )在紊流粗糙区中，对同一材料的管道，管径越小，则沿程水头损失系数越大。阻力平方区的沿程水头损失与断面平均流速v的平方成正比。在紊流粗糙区中，沿程水头损失系数与平均流速的1.75〜2.0次方成正比。属于紊流粗糙区的管道流动，其粘滞底层厚度随液体温度升高而减小。二、 (10分)层流明渠粘性液体的动力粘度为R=5x10-2Pa•s，断面流速分布为u=a-C(b-y)2，式中C为待定常数，a=100m/s，b=5.0m，试求：(1)C的数值，及流速梯度；(2)切应力分布；(3)最大切应力。提示：注意利用边界条件求解。三、 (20分)半圆筒形闸门的上游水深H=2m，下游水深H2=1.0m，闸门的直径D=H，闸门宽度b=1m，如图所示。要求：绘出闸门上水平分力的压强分布图及垂直分力的压力体图，并标明方向；计算闸门所受的静水总压力及其方向。四、 （10分）一矩形水箱的长度L=2.0m,箱中静水面至箱顶的高度h=0.4m,如图所示。当水箱作直线等加速运动，问加速度。为多大时，水将溢出水箱。五、 （20分）已知用欧拉法表示液体运动时的流速分量为〃=kx,u=-ky,u=0。k为不等于0的常数，试确定：（1） 该流动是否为恒定流？是否满足连续性方程？（2） 求其加速度；（3） 写出流线的微分方程并求出流线方程。六、 （20分）水由水箱1经圆滑无摩擦的孔口水平射出冲击到一平板上，使平板能封1盖住另一水箱2的孔口，两孔口中心重合，而且d=2电，当已知水箱1中水深«时，求水箱2中水深h2最大能为多大（不计平板重量和水头损失）。七、 （20分）一矩形长直明渠，已知底宽B=0.5m，水深h=0.1m，水的粘滞系数v=10-6m2/s，流量Q=7l/s，单位渠长的沿程水头损失0.0001。试证明X=8g<2。（其中g为重力加速度、C为谢才系数）。并计算（1）渠底的切应力t0；（2）距离渠底0.25h处的切应力T；（3）沿程阻力系数入。八、 （20分）一台离心泵装置如图所示，吸水管长«=15m，压力管长l2=62m；各局部水头损失系数分别为：进口E]=4.5,90。弯头'=0.38,30。弯头^3=0.3,出口七