2025年大学大一（水利水电工程）水力学试题及答案

2025年大学大一（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）每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共6题，每题5分)1.水力学中研究液体运动的两种方法是（）A.拉格朗日法和欧拉法B.理论分析法和实验法C.连续介质模型和理想液体模型D.一维流动、二维流动和三维流动2.理想液体与实际液体的主要差别在于（）A.理想液体不可压缩，实际液体可压缩B.理想液体无黏性，实际液体有黏性C.理想液体做无旋流动，实际液体做有旋流动D.理想液体运动时无能量损失，实际液体运动时有能量损失3.恒定流是指（）A.流动随时间按一定规律变化B.各空间点上的运动要素不随时间变化C.各过流断面的速度分布相同D.迁移加速度为零4.总流伯努利方程中各项的物理意义，下列说法正确的是（）A.单位重量流体具有的总机械能B.单位质量流体具有的总机械能C.单位体积流体具有的总机械能D.总机械能5.圆管层流的沿程水头损失系数λ与（）A.雷诺数Re有关B.相对粗糙度有关C.雷诺数Re和相对粗糙度都有关D.雷诺数Re和相对粗糙度都无关6.作用在平面上静水总压力的作用点（）A.与平面形心重合B.在平面形心的上方C.在平面形心的下方D.与平面形心的位置关系不确定第II卷（非选择题共70分）7.简答题：简述流线的定义及流线的性质。(10分)8.简答题：说明恒定总流能量方程的应用条件及意义。(15分)9.计算题：一水平放置的等直径圆管，已知管中水流为恒定均匀流，通过的流量Q=0.02m³/s，管径d=50mm，管长l=100m，沿程水头损失hf=0.1m，求沿程水头损失系数λ。(15分)10.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)材料：某水库大坝为混凝土重力坝，坝高100m，坝顶长度500m。水库正常蓄水位为200m，死水位为160m。大坝泄洪时，通过溢洪道泄流。溢洪道堰顶高程为180m，堰宽100m。已知通过溢洪道的流量Q=1000m³/s，溢洪道进口水流速度v1=4m/s，进口处水深h1=2m。11.计算题：求溢洪道出口处的水深h2。(10分)答案：1.A2.B3.B4.A5.A6.C7.流线是某一时刻在流场中画出的一条曲线，在该曲线上各流体质点的流速方向与曲线相切。流线的性质：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.恒定总流能量方程的应用条件：水流必须是恒定流；作用在液体上的质量力只有重力；所取的两个过水断面应符合渐变流条件，在渐变流断面上，测压管水头为常数，但两断面之间的水流可以是急变流；在所取的两个过水断面之间，流量保持不变，没有流量汇入或分出。意义：它反映了水流在流动过程中能量的转化和守恒关系，可用于解决许多水力学问题，如计算水头损失、确定过水断面的流速和水深等。9.由流量公式Q=Av，可得流速v=Q/(πd²/4)=[0.02/(π×0.05²/4)]m/s≈5.09m/s。根据沿程水头损失公式hf=λ(l/d)(v²/2g)，可得0.1=λ×(100/0.05)×(5.09²/2×9.81)，解得λ≈0.019。10.水力学原理在水利水电工程中有广泛应用。例如在大坝设计中，利用静水压力原理计算坝体所受水压力，确保大坝稳定。在渠道输水工程中，依据水流能量方程和水头损失计算，合理设计渠道坡度和断面尺寸，保障输水效率。在水电站中，通过水轮机利用水流能量转化为电能，水力学知识有助于优化水轮机性能。11.由恒定总流能量方程：z1+p1/ρg+v1²/2g=z2+p2/ρg+v2²/2g+hf。已知z1=20m，z2=0（以溢洪道出口为基准面），p1=p2=pa（大气压强），v1=4m/s，h1=2m，hf可忽略不计。代入可得20+2+4²/2×9