国家开放大学《水力学B》章节测试参考答案.docx

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国家开放大学《水力学B》章节测试参考答案

国家开放大学《水力学（B）》章节测试参考答案

第2章水静力学

1.流体静水压强的（　）。

A.方向与受压面有关

B.大小与受压面积有关

C.大小与受压面方位无关

2.静止流体中某点压强的大小，不仅与其淹没深度有关还与受压面的方位有关。

（×）

3.同一容器中装两种液体，且

，在容器侧壁装了两根测压管。

试问：

图中所标明的测压管中液面位置对吗？

为什么？

参考答案：

图中所标明的测压管中液面位置不对，因为

，可利用静水压强公式分析。

4.已知某点绝对压强为80kN/m2，当地大气压强Pa=98kN/m2。

试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。

参考答案：

用水柱高表示

（1）该点绝对压强：

8.16mH2o

（2）该点相对压强：

-1.84mH2o

（3）该点真空压强：

1.84mH2o

用水银柱高表示

（1）该点绝对压强：

600.2mmHg

（2）该点相对压强：

-135.1mmHg

（3）该点真空压强：

135.1mmHg

5.图中三种不同情况，试问：

A-A、B-B、C-C、D-D中哪个是等压面？

哪个不是等压面？

为什么？

参考答案：

（a）连通容器中，A-A是等压面，因为符合静止、同种、连续介质的条件。

（b）连通器被隔断中，B-B不是等压面，因为流体被隔断了，不连续。

（c）盛有不同种类液体的连通容器中，C-C不是等压面，因为C-C面上有两种液体；D-D是等压面，因为符合静止、同种、连续介质的条件。

6.等压面是水平面的条件是什么？

参考答案：

①连续介质②同一介质③单一重力作用下

7.某点存在真空时，（　）。

A.该点的相对压强为正值

B.该点的绝对压强为正值

C.该点的绝对压强为负值

D.该点的相对压强为负值

8.某点存在真空，是指该点的绝对压强小于大气压强。

（√）

第3章液体运动的基本理论

1.描述液体运动有哪两种方法？

两种方法有什么区别？

参考答案：

（1）拉格朗日（Lagrange）法：

拉格朗日法以研究个别流体质点的运动为基础，通过对每个流体质点运动规律的研究来获得整个流体的运动规律。

这种方法又称为质点系法。

拉格朗日法的基本特点是追踪单个质点的运动。

（2）欧拉（Euler）法：

欧拉法是以考察不同流体质点通过固定的空间点的运动情况来了解整个流动空间内的流动情况，即着眼于研究各种运动要素的分布场。

这种方法又叫做流场法。

欧拉法中，流场中任何一个运动要素可以表示为空间坐标和时间的函数。

2.以每个流体质点运动规律为研究对象的方法称为拉格朗日法。

（√）

3.有人说“均匀流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流”，这种说法是否正确？

为什么？

参考答案：

流动均匀与否是对流程而言，流动恒定与否是相对时间而言，这是判别流动的两个不同标准。

因此，这种说法是错误的。

当水箱水面恒定时：

　　a）为恒定均匀流；b）为恒定非均匀流。

　　当水箱水面不恒定时：

　　a）为非恒定均匀流；b）为非恒定非均匀流。

4.如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问：

（1）当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒定流？

是均匀流还是非均匀流？

（2）当阀门开度一定，上游水位随时间下降，这时管中是恒定流还是非恒定流？

（3）恒定流情况下，当判别第II段管中是渐变流还是急变流时，与该段管长有无关系？

参考答案：

（1）是恒定流。

Ⅰ、Ⅲ是均匀流，Ⅱ是非均匀流。

（2）管中为非恒定流。

（3）有。

管段相当长为渐变流，管段较短为急变流。

5.流体运动的连续性方程是根据（　）原理导出的。

A.动量守恒

B.能量守恒

C.质量守恒

D.动能守恒

6.总流伯努力方程适用于（　）。

A.可压缩流体

B.非恒定流

C.恒定流

7.在写总流能量方程时，过流断面上的代表点、基准面可以任意选取。

（√）

8.试检验下述不可压缩流体的运动是否存在？

（1）

（2）

参考答案：

由连续性微分方程，

=0流体的运动存在,反之流体的运动不存在。

（1）代入数值求解，流体的运动不存在。

（2）代入数值求解，流体的运动存在。

9.如图铅直放置的有压管道，已知d1=200mm，d2=100mm，断面1-1处的流速v1=1m/s。

求

（1）输水流量Q；

（2）断面2-2处的平均流速v2；

（3）若此管水平放置，输水流量Q及断面2-2处的速度v2是否发生变化？

（4）图a中若水自下而上流动，Q及v2是否会发生变化？

参考答案：

应用连续性方程

（1）

（2）

（3）不变。

（4）流量不变则流速不变。

10.关于水流流向问题有如下一些说法：

“水一定由高处向低处流”；“水是从压强大向压强小的地方流”；“水是从流速大的地方向流速小的地方流”。

这些说法是否正确？

为什么？

如何正确描述？

参考答案：

（1）“水一定由高处向低处流”，（不对），对明渠水流是对的，对有压管流不一定。

“水是从压强大向压强小的地方流”（不对），在有压管流中常常有从压强小向压强大的地方流的现象。

（2）正确描述时，流体的运动方向总是由单位重量流体能量大的位置流向单位重量流体能量小的位置。

（不能单从位能或压能一个角度比较）

11.总流的动量方程为

，试问：

（1）

中包括哪些力？

（2）如果由动量方程求得的力为负值说明什么问题？

参考答案：

（1）一般为表面力、重力，（惯性力、摩擦力、弹性力含在待求的力中了）。

（2）求得的力为负值说明原假设的力的方向不对，反向即可。

第4章水流形态与水头损失

1.圆管的水力半径是（　）。

A.d/4

B.d/5

C.d/2

D.d/3

2.在过流断面突变处一般发生局部水头损失。

（√）

圆管中的层流的沿程损失与管中平均流速的（　）成正比。

A.三次方

B.一次方

C.四次方

D.二次方

3.判断层流和紊流的临界雷诺数是（　）。

A.上临界雷诺数

B.下临界雷诺数

C.上下临界雷诺数代数平均

D.上下临界雷诺数几何平均

4.两个不同管径的管道，通过不同粘滞性的液体，它们的临界雷诺数相同。

（√）

5.等直径圆管中的层流，其过流断面平均流速是圆管中最大流速的（　）。

A.1/2

B.1/4倍

C.1/3倍

D.1.0倍

第5章有压管道水流运动

1.短管淹没出流的计算时，作用水头为（　）。

A.上下游水面高差

B.短管出口中心至下游水面高差

C.短管出口中心至上游水面高差

2.按短管进行水力计算的管路是（　）。

A.环状管网

B.支状管网

C.倒虹吸管

D.虹吸管

3.同一短管，在自由出流和淹没出流条件下，流量计算公式的形式及流量系数的数值均相同。

（√）

4.计算阻力损失时，短管既要考虑局部阻力损失，也要考虑沿程阻力损失，长管计算同样也要考虑这两项损失。

（×）

5.长管是指几何长度很长的管道。

（×）

第6章明渠均匀流

1.明渠均匀流一定是恒定流。

（√）

2.测压管水头线（水面线）沿程不可能上升。

（×）

3.明渠中临界流一定是均匀流。

（√）

4.明渠水流的水面线与总能水头可以重合。

（×）

5.一梯形断面渠道，底宽b=2m，边坡系数m=1.0，明渠中的水深h=0.5m，则湿周χ、水力半径R分别为（　）。

A.3.414，0.30

B.3.414，0.366

C.3.5，0.30

D.3.5，0.366

6.水力最优断面时设计渠道的必须遵循的原则。

（×）

第7章明渠恒定非均匀流

1.简述明渠恒定非均匀流的水力特征。

参考答案：

①过水断面面积A，水深，沿程改变。

即

②底坡线，水面线，总线头线三线不再平行，即

2.写出弗汝德数的表达式，并说明其物理意义。

参考答案：

弗汝德数

，物理意义是：

反映动能与势能之比。

3.缓流一定是均匀流，急流一定不是均匀流。

（×）

4.跌水的形成条件是（　）。

A.从缓流过渡到缓流

B.从急流过渡到缓流

C.从急流过渡到急流

D.从缓流过渡到急流

5.水跃共轭水深的含义是什么？

参考答案：

在棱柱体水平明渠中，同一水跃的跃前水深h1和跃后水深h2具有相同的水跃函数值，则把这对水深h1和h2称为共轭水深。

第8章过流建筑物水力计算和消能设计

1.堰流和闸孔出流的相同之处有（　）。

A.闸孔出流和堰流二者均不受闸孔开度e的控制

B.都是壅高上游水位，由重力势能转化为水流动能的过程

C.能量损失主要都是局部水头损失

D.均属于急变流

2.实用断面堰常常设计成真空堰，其目的是（　）。

A.减小水流对坝面的冲刷

B.节省建筑材料

C.提高过流能力

D.减小空化空蚀

3.只要宽顶堰下游水深超过堰顶，就为淹没出流。

（×）

4.简述堰的三种类型及其共同的水力特征。

参考答案：

堰分为三种类型：

（1）薄壁堰---判别标准

（2）实用断面堰---判别标准

（3）宽顶堰---判别标准

共同的水力特征为上游水位壅高过堰时水面跌落。

5.堰流基本公式中m，ε，σ等系数与哪些因素有关。

参考答案：

流量系数与行近流速的大小、表面张力有关。

侧收缩系数与堰宽与渠宽的比值（b/B）有关。

对于闸孔出流，当闸门开度与上游水深之比时，闸孔出流转化为堰流。

（√）

第9章渗流

1.渗流模型是如何建立的，为什么可以如此建立？

参考答案：

把包括土颗粒组成的骨架在内的整个空间看做渗流流场，认为流体在该流场作连续流动，用虚拟的流速代替实际流速，称为渗流模型。

因为土壤颗粒组成的通道相当复杂，渗流运动要素不便于统计、量测，引入渗流模型概念，即把整个渗流流场看成流体的连续流动，可借用管流、明渠流建立的概念。

2.土壤的渗透系数与以下（　）无关。

A.流体的温度

B.大气压强

C.土壤的性质

D.流体的种类

3．达西定律是渗流中最基本的定律，它适用于所有的渗流。

（×）

4.杜比公式适用于所有的渗流。

（×）

第10章相似理论和水流量测技术

1.重力相似模型中，流量比尺等于几何比尺的（　）次方。

A.1.5

B.2

C.1

D.2.5

2.力学相似的必要条件是几何相似，运动相似，动力相似。

（√）

3.几何相似、运动相似和动力相似三者之间的关系如何？

参考答案：

几何相似是运动相似的前提，运动相似是实验要达到的目的，动力相似是运动相似的保证。