2025年大学大一（建筑环境与能源应用工程）流体力学阶段测试试题及答案

2025年大学大一（建筑环境与能源应用工程）流体力学阶段测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案填涂在答题卡相应位置。1.流体力学中，理想流体忽略了流体的A.粘性B.压缩性C.惯性D.重力2.连续介质假设意味着A.流体分子是连续分布的B.流体内部不存在间隙C.流体的物理性质在空间上是连续分布的D.流体是不可压缩的3.作用在流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.粘性力和弹性力4.单位质量力的量纲是A.m/s²B.N/kgC.m²/s²D.kg/m³5.静止流体中，某点的压强大小与A.通过该点的流线方向有关B.该点的位置有关C.流体的粘性有关D.作用在流体上的外力有关6.等压面的特性是A.等压面上各点压强相等B.等压面与质量力正交C.等压面是平面D.等压面是曲面7.流体静力学基本方程可表示为A.p=p0+ρghB.p=ρghC.p=p0-ρghD.p=ρg/h8.绝对压强p、相对压强p'和真空度pv之间的关系是A.p=p'+pvB.p'=p+pvC.pv=p-p'D.p=p'-pv9.流线的特点是A.流线不能相交B.流线可以是折线C.流线之间的距离表示流速大小D.流线是流体的实际运动轨迹10.流场中某点的流速大小和方向不随时间变化，这种流动称为A.恒定流B.非恒定流C.均匀流D.非均匀流11.均匀流的特征是A.流线是相互平行的直线B.过流断面是平面C.同一过流断面上各点流速相等D.以上都是12.雷诺数Re的表达式为A.Re=ρvd/μB.Re=μ/ρvdC.Re=ρv²d/μD.Re=μ/ρv²d13.层流与紊流的本质区别是A.流速大小不同B.雷诺数不同C.流体的粘性不同D.流体质点的运动状态不同14.圆管层流的沿程阻力系数λ与雷诺数Re的关系是A.λ=64/ReB.λ=0.3164/Re^0.25C.λ=0.0791/Re^0.25D.λ=0.184/Re^0.215.圆管紊流粗糙区的沿程阻力系数λ与A.雷诺数Re有关B.相对粗糙度Δ/d有关C.雷诺数Re和相对粗糙度Δ/d都有关D.雷诺数Re和相对粗糙度Δ/d都无关16.局部水头损失产生的原因是A.流体的粘性B.管道断面突然变化C.流速大小变化D.流体的压缩性17.总流能量方程中各项的单位是A.J/kgB.N/m²C.PaD.m18.水泵的扬程是指A.水泵进出口的压强差折算成的液柱高度B.水泵进出口的流速差折算成的液柱高度C.水泵将单位重量液体从低处送到高处所做的功D.水泵的功率与流量的比值19.动量方程的表达式为A.∑F=ρQ(v₂-v₁)B.∑F=ρQ(v₁-v₂)C.∑F=ρQ²(v₂-v₁)D.∑F=ρQ²(v₁-v₂)20.流体微团的运动形式包括A.平移、旋转和变形B.平移和旋转C.旋转和变形D.平移和变形第II卷（非选择题共60分）答题要求：请将答案写在答题纸上，要求书写工整，步骤清晰。21.（10分）简述流体力学的研究对象和主要任务。22.（10分）推导流体静力学基本方程，并说明其物理意义。23.（10分）什么是雷诺实验？简述实验过程及结论。24.（15分）有一水平放置的渐扩管段，已知管径d₁=100mm，d₂=200mm，管段进口流速v₁=4m/s，压强p₁=196kN/m²。若忽略水头损失，求管段出口的流速v₂和压强p₂。25.（15分）某输油管道，内径d=500mm，流量Q=0.1m³/s，油的密度ρ=850kg/m³，运动粘度ν=1.6×10^-5m²/s。试判断管内油流的流态，并计算每公里管长的沿程水头损失hf。答案：1.A2.C3.A4.A5.B6.B7.A8.C9.A10.A11.D12.A13.D14.A15.B16.B17.D18.C19.A20.A21.流体力学的研究对象是流体（包括液体和气体）的宏观机械运动。主要任务是研究流体的平衡和运动规律，以及流体与固体壁面之间的相互作用，以便解决与流体流动有关的工程实际问题，如管道流动、水利工程、航空航天、建筑环境等领域中的流体输送、能量转换、阻力计算等问题。22.流体静力学基本方程推导：在静止流体中取一微小圆柱体，分析其受力平衡。作用在圆柱体上的力有两端面的压力、重力。根据力的平衡可得p₂-p₁=ρg(z₁-z₂)，整理得p+ρgz=C（常数）。物理意义：表明在静止流体中，各点的测压管水头为常数，即位置水头、压强水头之和保持不变，反映了流体静力学中能量守恒的关系。23.雷诺实验：通过在玻璃管中注入水，在管的入口处缓慢注入染色液，观察染色液在管中的流动形态来研究流态。实验过程：逐渐增大水的流速，开始染色液呈直线状，为层流；当流速增大到一定程度，染色液被脉动混合，为紊流。结论：当雷诺数小于临界雷诺数时，流动为层流；当雷诺数大于临界雷诺数时，流动为紊流。24.根据连续性方程Q=A₁v₁=A₂v₂，可得v₂=v₁(A₁/A₂)=4×(πd₁²/4)/(πd₂²/4)=4×(100²/200²)=1m/s。再根据伯努利方程p₁/ρg+v₁²/2g+z₁=p₂/ρg+v₂²/2g+z₂，因为水平管z₁=z₂，忽略水头损失，所以p₂=p₁+ρ(v₁²-v₂²)/2=196000+850×(4²-1²)/2=202375N/m²=202.375kN/m²。25.雷诺数Re=vd/ν，v=4Q/(πd²)=4×0.1/(π×0.5²)≈0.51m/s，Re=0.51×0.5/(1.6×10^-5)≈15937.5>23