云南省专升本2025年水利水电工程考试水力学重点测试试卷（含答案）

云南省专升本2025年水利水电工程考试水力学重点测试试卷（含答案）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、填空题（每空2分，共20分）1.流体力学是研究流体在外力作用下______、______以及与周围介质相互作用的科学。2.液体的密度是指单位体积液体的______，其国际单位制单位为______。3.液体静力学基本方程式（以z为基准面）可表示为______，它表明在重力作用下，静止液体中任意两点压强之差与______有关。4.绝对压强是指相对于______的压强；相对压强是指相对于______的压强。5.水头损失分为______水头损失和______水头损失，它们是由于流体______和______引起的。6.流体运动的两种流态是______和______，判别流态是否发生转变的准数是______。7.伯努利方程的物理意义是______，其应用条件包括______、______和______。8.渗流力学中，达西定律描述了______与______之间的关系，其表达式为______。9.明渠均匀流发生的条件是______、______和______。10.水跃是一种发生在水流从______过渡到______时的______现象。二、选择题（每题3分，共30分）1.以下关于理想流体的说法，正确的是（）。A.实际存在的流体B.密度为零的流体C.粘度为零的流体D.不可压缩的流体2.在同一点、同一深度，静止液体内部各方向的静水压强（）。A.不相等B.深度越大越低C.深度越小越高D.相等3.液体中某点的绝对压强为101kPa，当地大气压强为100kPa，则该点的相对压强为（）。A.1kPaB.101kPaC.100kPaD.-1kPa4.管道流动中，局部水头损失主要是由（）引起的。A.流体粘滞性B.流体可压缩性C.流动速度变化D.流体密度变化5.当雷诺数Re<2000时，圆管中的流动一般属于（）。A.紊流B.层流C.过渡流D.涡流6.下列方程中，哪一个是描述总流能量转换关系的？（）A.连续性方程B.伯努利方程C.动量方程D.达西定律7.对于长管计算，通常可以忽略（）水头损失。A.沿程B.局部C.沿程和局部D.无法确定8.明渠水流中，水流深度和断面平均流速随时间发生变化的流动称为（）。A.均匀流B.非均匀流C.渐变流D.急变流9.下列哪项不是渗流分析中达西定律的适用条件？（）A.层流渗流B.均质、各向同性土壤C.恒定流D.水力梯度很大10.水跃发生后，下游水流速度（）。A.保持不变B.突然增大C.突然减小D.先减小后增大三、判断题（每题2分，共20分，正确的打√，错误的打×）1.流体静压强的方向总是指向作用面的内法线方向。（）2.任何情况下，流体的动能和势能之和都保持不变。（）3.管道直径减小处，局部水头损失一定为正值。（）4.层流是一种稳定的、有秩序的流动状态。（）5.雷诺数是衡量流体惯性力与粘性力相对大小的一个无量纲数。（）6.明渠均匀流是指流速、流量沿程不变的流动。（）7.水跃是一种能量损失非常大的水力现象。（）8.渗流流速方向总是与水力坡度方向一致。（）9.任何渠道中，都能发生均匀流。（）10.绝对压强不可能小于当地大气压强。（）四、计算题（共30分）1.一容器中装有密度为1000kg/m³的液体，液面距容器底部1m，求：（1）距液面0.5m处和距容器底部0.5m处的静水压强（分别用绝对压强和相对压强表示，当地大气压强为101kPa）；（6分）（2）容器底部承受的静水总压力（容器顶部开口，长宽均为2m）；（9分）2.水以2m/s的速度流经直径为0.1m的圆形管道，已知管道长度为50m，水头损失为5m，求：（1）管道的沿程水头损失系数λ；（4分）（2）若管道出口比入口高2m，求管道出口处的流速。（假设流动为层流，水粘度为0.001Pa·s）；（7分）3.有一宽度为5m的矩形渠道，通过流量为15m³/s，发生均匀流，水深为2m，渠道坡度为0.001，试计算：（1）渠道的断面平均流速；（4分）（2）渠道的谢才系数C（假设糙率系数n=0.025）；（3分）（3）渠道1000m长的沿程水头损失。（4分）4.有一高度为1m的堰，堰顶水头为0.5m，水流经堰顶后跌落，已知流量为10m³/s，求：（1）堰前断面的流速；（3分）（2）堰顶断面的流速；（3分）（3）堰的流量系数（假设为常数，可查表或根据经验取值）；（4分）试卷答案一、填空题1.运动状态；力学性质2.质量；kg/m³3.p=γzh；深度4.绝对真空；大气压强5.沿程；局部；粘滞性；惯性6.层流；紊流；雷诺数7.单位重量流体机械能守恒；流动是恒定；流线是平行的；过流断面是形状不变的8.渗流流量；水力坡度；q=kih9.渠道底坡恒定；流量恒定；过流断面形状及大小沿程不变10.缓流；急流；水力跃迁二、选择题1.C2.D3.A4.C5.B6.B7.A8.B9.D10.C三、判断题1.√2.×3.×4.√5.√6.×7.√8.√9.×10.√四、计算题1.解：(1)距液面0.5m处深度h₁=1-0.5=0.5m；距容器底部0.5m处深度h₂=0.5m。p₁=γh₁=1000kg/m³×9.8N/kg×0.5m=4900Pa=4.9kPa（相对压强）p₁(绝)=p₁(相)+p_大气=4.9kPa+100kPa=104.9kPap₂=γh₂=1000kg/m³×9.8N/kg×0.5m=4900Pa=4.9kPa（相对压强）p₂(绝)=p₂(相)+p_大气=4.9kPa+100kPa=104.9kPa（注：此题假设液体密度为1000kg/m³，当地大气压为100kPa，且未考虑液体自重影响，实际计算应更严谨）(2)容器底部承受的静水总压力F=p₂A=γh₂AA=2m×2m=4m²F=1000kg/m³×9.8N/kg×0.5m×4m²=19600N=19.6kN2.解：(1)h_f=λ(l/D)(V²/2g)λ=h_f*(D/(l*V²/2g))=5m*(0.1m/(50m*(2m/s)²/(2*9.8m/s²)))=5*(0.1/(50*4/19.6))=5*(0.1/(200/19.6))=5*(0.1*19.6/200)=5*(1.96/200)=5*0.0098=0.049（或49/1000）(2)假设为层流，λ=64/Re，Re=VD/ν=(2m/s*0.1m)/(0.001m²/s)=200/0.001=200000λ=64/200000=0.00032h_f=λ(l/D)(V²/2g)=0.00032*(50/0.1)*(2²/2*9.8)=0.00032*500*(4/19.6)=0.16*(4/19.6)=0.16*0.20408≈0.03265mV₂²/2g=h_f+Δz=0.03265m+2m=2.03265mV₂=√(2g*2.03265)=√(2*9.8*2.03265)=√(39.7322)≈6.30m/s3.解：(1)V=Q/A=Q/bh=15m³/s/(5m*2m)=15/10=1.5m/s(2)C=(Q/bh)/(R^(2/3)n)=V/(R^(2/3)n)，其中R=A/P=(bh)/(b+b)=h/2=2/2=1mC=1.5/(1^(2/3)*0.025)=1.5/(1*0.025)=1.5/0.025=60m^(1/2)/s(3)h_f=(l/i)*(V²/2g)=(1000m/0.001)*(1.5²/(2*9.8))=1000000*(2.25/19.6)=1000000*0.11535=115.35m4.解：(1)假设堰顶水流为急变流，能量损失较小，近似认为堰前断面的总水头等于堰顶水头加上行近流速水头。H₁≈H+V₁²/2gV₁=√(2g(H+H₁))（此步需迭代求解，或假设行近流速较小忽略）更常用方法是利用堰流公式推导，但题目未给具体堰型。若假设为薄壁堰，流量Q=C_d*b*√(2g)*H^(3/2)，其中C_d为流量系数，b为堰宽。Q=10m³/s,b=5m,H=0.5m。可反推V₁近似为Q/(bH^(3/2))=10/(5*0.5^(3/2))=10/(5*(√0.5)³)=10/(5*0.3536)=10/1.768≈5.66m/s（此值与H₁≈H矛盾，说明行近流速不可忽略）更精确计算需联立堰流公式和连续性方程，或使用特定堰型公式。此处简化处理，假设行近流速V₀较小，H₁≈H=0.5m，则V₁≈√(2*9.8*0.5)≈3.13m/s。此为近似解。(2)假设堰顶处过流断面平均流速为V₂。根据连续性方程：Q=V₂*A₂=V₂*b*H=V₂*5m*0.5m=2.5*V₂m³/sV₂=Q/(2.5*H)=10/(2.5*0.5)=10/1.25=8m/s(3)假设堰的流量系数C_d已知，例如对于薄壁堰C_d≈0.6，宽顶堰C_d≈0.65。使用堰流公式Q=C_d*b*√(2g)*H^(3/2)。10=C_d*5*√(2*9.8)*(0.5)^(3/2)10=C_d*5*4.429*0.353610=C_d*8.858C_d=10/8.858≈1.13（此值不合理，说明假设C_d或H需修正，或堰型不明确）。若采用宽顶堰C_d≈0.65，则10=0.65*5*4.429*H^(3/2)，H^(3/2)=10/(0.65*5*4.429)=10/14.4485≈0.692，H=(0.692)^(2/3)≈0.875m。再计算V₂=Q/(bH)=10/