专升本水利工程专业2025年水力学测试试卷（含答案）

专升本水利工程专业2025年水力学测试试卷（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.水力学是研究流体（包括液体和气体）的（）规律及其应用的科学。2.水的粘滞系数随温度的升高而（）。3.流体静压强的特性是：只有（），方向总是（）。4.作用于物体表面上的压力，其方向总是（）于作用面。5.流体运动的两种流态是（）和（）。6.伯努利方程实质上是（）守恒定律在水力学中的具体体现。7.渠道均匀流的过流断面沿程（），流速沿程（）。8.过流断面上的点速度大小不同的流动称为（）。9.渗流模型中的“等效孔隙率”是指（）与（）之比。10.实际流体运动时，总水头线总是（）于测压管水头线。二、选择题（每题3分，共30分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）1.以下关于理想流体的说法，正确的是（）。A.实际不存在，仅是理论模型B.粘滞性为零，不可压缩C.粘滞性和压缩性均不为零D.密度随压力变化而显著变化2.水力学中，描述流体惯性特性的物理量是（）。A.密度B.粘滞系数C.雷诺数D.表面张力系数3.对于静止液体，下列说法错误的是（）。A.同一深度的静水压强大小相等B.深度越大，静水压强越大C.静水压强的方向总是指向作用面的内法线方向D.压强随液体种类变化而变化4.在水力学中，用来衡量流体粘滞性对流动影响的无量纲数是（）。A.弗劳德数B.雷诺数C.欧拉数D.Weber数5.应用伯努利方程时，要求流体流动是（）。A.均匀流B.非均匀流C.稳定流D.缓变流6.渠道中水流出现水跃现象时，其水流状态是（）。A.从缓流过渡到急流B.从急流过渡到缓流C.缓流与急流的混合状态D.层流与紊流的混合状态7.以下水工建筑物中，主要依靠上游水压力维持稳定的是（）。A.桥墩B.水闸C.实体重力坝D.拱坝8.下列关于堰流的描述，错误的是（）。A.堰流属于明渠流的一种B.堰流是水流越过障碍物时的水流现象C.堰流的水力计算通常不考虑能量损失D.堰顶水流受到侧向约束9.达西定律描述的是（）。A.明渠均匀流B.渗流运动C.紊流扩散D.水跃现象10.当渠道中发生均匀流时，沿程水头损失与（）成正比。A.流速的平方B.流量的立方C.渠道长度D.渠道底坡三、判断题（每题2分，共10分。请将“正确”或“错误”填在题后的括号内）1.流体静压强的分布规律是沿深度方向线性变化的。（）2.流体的粘滞性仅与流体的种类和温度有关，与流速无关。（）3.当雷诺数小于临界雷诺数时，流体的流动一定是层流。（）4.伯努利方程既适用于理想流体，也适用于实际流体。（）5.在明渠非均匀流中，水流过流断面的流速分布沿程是不变的。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述流体粘滞性产生的机理及其对流体流动的影响。2.写出静水压强的基本公式，并说明其中各符号的含义。3.简述什么是缓变流？伯努利方程为何只适用于缓变流？4.什么是水跃？简述水跃发生时水力参数发生的变化。五、计算题（共20分）1.一矩形平板闸门，宽10m，高6m，垂直放置于水下。若闸门顶部与水面齐平，求作用在闸门上的静水总压力大小及其作用点位置。（10分）2.水以均匀流速1.5m/s流经直径为200mm的管道，若管道中某处测压管水头比管道中心处高0.1m，且已知水的运动粘滞系数ν=1.0×10⁻⁶m²/s，试判别该处水流是层流还是紊流？（10分）试卷答案一、填空题1.运动规律2.减小3.垂直于作用面，指向内法线方向4.垂直5.层流，紊流6.能量7.不变，不变8.非均匀流9.渗流区的过流断面面积，渗流区的总孔隙体积10.高二、选择题1.A2.C3.D4.B5.D6.B7.C8.C9.B10.C三、判断题1.错误2.正确3.正确4.正确5.错误四、简答题1.解析思路：首先说明粘滞性是流体的内摩擦特性，源于流体分子间的引力和分子不规则热运动。然后阐述其产生机理（内摩擦力）。最后说明其对流动的影响：阻碍流层间的相对运动，形成内部阻力（沿程水头损失），是区分层流和紊流的主要因素。2.解析思路：首先写出静水压强公式p=ρgh。然后逐个解释符号：p代表静水压强，ρ代表流体的密度，g代表重力加速度，h代表计算点在水下的深度。3.解析思路：首先定义缓变流（过流断面上压强分布近似符合静水压强分布规律，水力坡度近似等于渠底坡度，过流断面形状和大小沿程基本不变的水流）。然后解释伯努利方程推导中使用了缓变流条件（如沿流线或缓变流过流断面上压强分布为线性），若不满足缓变流条件，压强分布不再遵循静水压强规律，将导致伯努利方程中各项不再简单地与高程相关联，从而无法直接应用。4.解析思路：首先定义水跃（明渠水流从急流状态过渡到缓流状态时，发生的水力跃升现象，伴随着水面骤然升高和剧烈的能量损失）。然后说明水跃发生时水力参数的变化：水深急剧增大，流速急剧减小，水流从紊乱的紊流状态转变为较平稳的层流状态（或过渡流），同时伴随着显著的水头损失。五、计算题1.解析思路：*总压力计算：利用静水压强分布图或积分法。对于竖直矩形平板，总压力等于其形心处压强乘以受压面积。形心深度h_c=(6/2)m=3m。总压力P=ρgh_c*A=1000kg/m³*9.8m/s²*3m*(10m*6m)=176.4kN。方向垂直于平板并指向平板。*作用点计算：压力中心深度h_p可用公式h_p=h_c+I_x*A/(A*y_c)计算，其中I_x是矩形对自身底边的惯性矩(I_x=b*h³/12)，y_c是形心到底边的距离(y_c=h/2)。代入数据得h_p=3+[(10m*6³m³)/12]*[1/(10m*6m/2)]=3+(432/12)*(1/30)=3+36*(1/30)=3+1.2=4.2m。压力中心位于水面下4.2m处。2.解析思路：*计算雷诺数：首先计算管道截面的特征长度，直径d=0.2m。然后计算雷诺数Re=(υ*d)/ν=(1.5m/s*0.2m)/(1.0