2025年大学（水利水电工程）水力学试题及答案

2025年大学（水利水电工程）水力学试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。(总共6题，每题5分)1.水力学中，描述液体运动的方法不包括以下哪种？（）A.拉格朗日法B.欧拉法C.柯西法D.有限分析法2.关于恒定流与非恒定流，下列说法正确的是（）A.恒定流中流线随时间变化B.非恒定流中流线不随时间变化C.恒定流中液体质点的运动参数不随时间变化D.非恒定流中液体质点的运动参数随空间变化3.理想液体与实际液体的主要区别在于（）A.理想液体无黏性，实际液体有黏性B.理想液体不可压缩，实际液体可压缩C.理想液体运动无能量损失，实际液体有能量损失D.以上都是4.某管道中水流的雷诺数为5000，则该水流处于（）A.层流状态B.紊流光滑区C.紊流过渡区D.紊流粗糙区5.圆管层流中，断面平均流速是最大流速的（）A.1/2B.1/3C.2/3D.1/46.总水头线沿程的变化是（）A.总是上升B.总是下降C.保持水平D.可升可降第II卷（非选择题共70分）7.简答题：简述流线的定义及性质。(10分)8.简答题：说明水头损失的分类及产生原因。(15分)9.简答题：推导圆管层流的沿程水头损失公式。(15分)10.案例分析题：某渠道断面为梯形，底宽b=5m，边坡系数m=1.5，水深h=2m，糙率n=0.025，底坡i=0.001。求通过该渠道的流量。(20分)11.论述题：结合实际工程，谈谈水力学原理在水利水电工程中的应用。(20分)答案：1.C2.C3.D4.C5.A6.B7.流线是某一时刻在流场中画出的一条曲线，在该曲线上所有质点的流速矢量都与该曲线相切。流线具有以下性质：同一时刻的不同流线，不能相交；流线不能是折线，而是一条光滑的曲线；流线密集的地方流速大，流线稀疏的地方流速小。8.水头损失分为沿程水头损失和局部水头损失。沿程水头损失是由于流体与管壁的摩擦而产生的损失，其大小与流程长度、流速、管壁粗糙度等有关。局部水头损失是由于管道的突然扩大、缩小、转弯、阀门等局部阻碍而引起的损失，其大小与局部阻碍的形式和尺寸有关。9.设圆管半径为R，断面平均流速为v，最大流速为umax。根据层流运动的特性，流速分布为抛物线型。通过对圆管断面流速分布积分可得流量公式Q=πR²v，又根据层流运动中流速与切应力的关系，可推导出沿程水头损失公式hf=λ（l/d）（v²/2g），其中λ为沿程阻力系数。10.先求过水断面面积A=（b+mh）h=（5+1.5×2）×2=16m²，湿周χ=b+2h√（1+m²）=5+2×2√（1+1.5²）=12.2m，水力半径R=A/χ=16/12.2≈1.31m。根据谢才公式v=C√（Ri），其中C=（1/n）R^(1/6)=（1/0.025）×1.31^(1/6)≈57.4m^(1/2)/s，代入可得v=57.4√（0.001×1.31）≈2.08m/s，流量Q=Av=16×2.08=33.28m³/s。11.在水利水电工程中，水力学原理有着广泛应用。例如在大坝设计中，需根据水力学原理计算上下游水位差、水流压力等，以确保大坝安全稳定。在水电站引水系统中，通过合理设计管道尺寸和布置方式