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______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）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.牛顿法和欧拉法C.拉格朗日法和牛顿法D.以上都不对2.理想液体的特征是（）A.不可压缩B.无黏性C.满足牛顿内摩擦定律D.以上都对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.以上都不对4.总流伯努利方程中，各项的单位是（）A.能量B.长度C.力D.压强5.水流在运动过程中克服水流阻力而消耗能量称为（）A.水头损失B.局部水头损失C.沿程水头损失D.总水头损失6.圆管层流的沿程阻力系数与（）有关。A.雷诺数B.相对粗糙度C.绝对粗糙度D.以上都不对7.作用在液体上的力按其作用方式可分为（）A.表面力和质量力B.压力和摩擦力C.重力和惯性力D.以上都不对8.静止液体中同一点各方向的静水压强（）A.大小不等B.大小相等C.仅水平方向大小相等D.铅直方向数值为零9.水跃产生的条件是（）A.从急流过渡到缓流B.从缓流过渡到急流C.临界流D.以上都不对10.堰流的判别标准是（）A.作用水头与堰上水头之比大于3B.作用水头与堰上水头之比小于3C.作用水头与堰上水头之比等于3D.以上都不对二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题至少有两个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.下列属于水力学基本方程的有（）A.连续性方程B.能量方程C.动量方程D.状态方程2.水头损失包括（）A.沿程水头损失B.局部水头损失C.总水头损失D.水头增量3.下列关于雷诺数的说法正确的是（）A.反映惯性力与黏性力的比值B.雷诺数小，水流为层流C.雷诺数大，水流为紊流D.雷诺数与液体密度无关4.液体的主要物理性质有（）A.惯性B.黏性C.压缩性和膨胀性D.表面张力5.堰流按堰顶厚度与水头的比值可分为（）A.薄壁堰流B.实用堰流C.宽顶堰流D.明渠堰流三、判断题（总共10题，每题2分，判断下列说法的对错，对的打√，错的打×）1.流线不能相交。（）2.恒定流一定是均匀流。（）3.总流伯努利方程中，动能修正系数α一般取1。（）4.圆管紊流的沿程阻力系数只与雷诺数有关。（）5.静止液体中某点的静水压强大小与受压面的方位有关。（）6.水跃是从急流过渡到缓流的局部水力现象。（）7.堰流的流量与堰上水头的1.5次方成正比。（）8.液体的黏性随温度升高而增大。（）9.动量方程只能求解水流对固体边界的作用力。（）10.均匀流中过水断面为平面。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述拉格朗日法和欧拉法的基本概念，并比较它们的优缺点。2.说明总流伯努利方程的物理意义及应用条件。3.分析水头损失产生的原因及减小水头损失的措施。五、计算题（总共2题，每题15分，请写出详细的计算过程及答案）1.有一水平放置的圆形管道，直径d=200mm，通过流量Q=0.03m³/s，水温t=20℃。已知20℃时水的运动黏滞系数ν=1.01×10⁻⁶m²/s，试判断管中水流的流态。若流量不变，管径变为d'=150mm，此时水流又为何种流态？2.有一矩形断面渠道，底宽b=2m，通过流量Q=4m³/s，水深h=1m。已知渠道糙率n=0.025，底坡i=0.001，试求渠道的沿程水头损失hf。答案一、单项选择题1.A2.B3.B4.A5.A6.A7.A8.B9.A10.A二、多项选择题1.ABC2.AB3.ABC4.ABCD5.ABC三、判断题1.√2.×3.×4.×5.×6.√7.×8.×9.×10.√四、简答题1.拉格朗日法：着眼于液体中各个质点的运动情况来研究整个液体运动，优点是物理概念清晰，缺点是数学处理复杂。欧拉法：通过描述空间点上的运动要素来研究液体运动，优点是数学处理简便，缺点是物理概念不如拉格朗日法直观。2.物理意义：总流伯努利方程表示单位重量液体在流管中流动时具有的总机械能（包括位能、动能和压能）沿流程的变化规律。应用条件：恒定流、不可压缩流体、质量力只有重力、所取的两个过水断面为均匀流断面或渐变流断面。3.水头损失产生原因：主要是由于液体的黏性以及边界的影响，导致水流内部存在摩擦阻力和局部阻力。减小措施：合理设计管道和渠道的形状及尺寸，减小管壁粗糙度，避免不必要的局部障碍，采用合适的管材等。五、计算题1.（1）计算原管道雷诺数：\(v=\frac{Q}{A}=\frac{0.03}{\frac{\pi}{4}×0.2²}=0.955m/s\)\(Re=\frac{vd}{\nu}=\frac{0.955×0.2}{1.01×10⁻⁶}=1.89×10⁵＞2300\)，管中水流为紊流。（2）计算管径变为150mm时的雷诺数：\(v'=\frac{Q}{A'}=\frac{0.03}{\frac{\pi}{4}×0.15²}=2.12m/s\)\(Re'=\frac{v'd'}{\nu}=\frac{2.12×0.