水利工程师水力学考试题含参考答案
一、单项选择题(每题2分,共20分)
1.静止液体中同一点各方向的压强()。
A.数值相等
B.数值不等
C.仅水平方向数值相等
D.铅直方向数值最大
答案:A。在静止液体中,同一点各方向的压强大小相等,这是静水压强的特性之一,其大小只与该点的淹没深度、液体密度和重力加速度有关,而与方向无关。
2.液体运动的迹线是指()。
A.同一时刻不同液体质点所组成的曲线
B.液体质点在一段时间内运动的轨迹线
C.由液体中某一固定点出发的质点在一段时间内的运动轨迹
D.不同时刻液体质点所组成的曲线
答案:B。迹线是液体质点在一段时间内运动的轨迹线,它描述了单个质点在空间中的运动路径;而同一时刻不同液体质点所组成的曲线是流线。
3.圆管层流运动中,过流断面上的流速分布规律为()。
A.均匀分布
B.抛物线分布
C.对数曲线分布
D.直线分布
答案:B。圆管层流运动中,过流断面上的流速分布呈抛物线分布,管轴处流速最大,管壁处流速为零。其流速表达式为\(u=u_{max}(1-\frac{r^{2}}{r_{0}^{2}})\),其中\(u_{max}\)是管轴处的最大流速,\(r\)是离管轴的距离,\(r_{0}\)是圆管半径。
4.紊流粗糙区的沿程水头损失系数\(\lambda\)()。
A.只与雷诺数\(Re\)有关
B.只与相对粗糙度\(\frac{\Delta}{d}\)有关
C.与\(Re\)和\(\frac{\Delta}{d}\)都有关
D.与\(Re\)和管长\(l\)有关
答案:B。在紊流粗糙区,流动的阻力主要取决于管壁的粗糙度,沿程水头损失系数\(\lambda\)只与相对粗糙度\(\frac{\Delta}{d}\)有关,而与雷诺数\(Re\)无关。这是因为在粗糙区,粗糙凸起高度大于层流底层厚度,流体的紊动程度充分发展,雷诺数的影响可以忽略不计。
5.水跃是指()。
A.从急流过渡到缓流产生的局部水力现象
B.从缓流过渡到急流产生的局部水力现象
C.水流从层流过渡到紊流产生的局部水力现象
D.水流从紊流过渡到层流产生的局部水力现象
答案:A。水跃是明渠水流从急流状态过渡到缓流状态时发生的一种局部水力现象。在水跃发生的区域内,水流会产生强烈的紊动、翻滚和能量损失。
6.渗流的达西定律适用的条件是,渗流为()。
A.恒定均匀层流
B.恒定非均匀层流
C.恒定均匀紊流
D.非恒定均匀层流
答案:A。达西定律\(v=kJ\)适用于恒定均匀层流渗流,其中\(v\)是渗流速度,\(k\)是渗透系数,\(J\)是水力坡度。在这种条件下,渗流的水头损失与渗流速度的一次方成正比。
7.按长管进行水力计算的管路是()。
A.管长较长的管路
B.总水头损失较大的管路
C.局部水头损失和流速水头之和与沿程水头损失相比可以忽略不计的管路
D.局部水头损失和流速水头之和占沿程水头损失的5%~10%的管路
答案:C。长管是指局部水头损失和流速水头之和与沿程水头损失相比可以忽略不计的管路。在长管计算中,通常只考虑沿程水头损失,这样可以简化计算过程。
8.弗劳德数\(Fr\)是判别下列哪种流态的重要指标()。
A.层流与紊流
B.急流与缓流
C.均匀流与非均匀流
D.恒定流与非恒定流
答案:B。弗劳德数\(Fr=\frac{v}{\sqrt{gh}}\),其中\(v\)是流速,\(g\)是重力加速度,\(h\)是水深。当\(Fr1\)时,水流为急流;当\(Fr1\)时,水流为缓流;当\(Fr=1\)时,水流为临界流。所以弗劳德数是判别急流与缓流的重要指标。
9.并联长管的流动特征是()。
A.各支管流量相等
B.各支管测压管水头差不等于各支管的总能头差
C.各支管水头损失相等
D.总流量等于各支管流量的倒数之和
答案:C。并联长管中,各支管的水头损失相等,总流量等于各支管流量之和。由于各支管的管径、长度和粗糙度等可能不同,所以各支管的流量一般不相等。
10.有压管流的管径\(d\)与水力半径\(R\)之比为()。
A.4
B.2
C.1
D.0.5
答案:A。对于有压圆管流,水力半径\(R=\frac{A}{\chi}\),其中\(A=\frac{\pid^{2}}{4}\)是过流断面面积,\(\chi=\pid\)是湿周。则\(R=\frac{d}{4}\),所以\(\frac{d}{R}=4\)。
二、多项选择题(每题3分,共15分,少选得1分,选错不得分)
1.关于液体的粘性,下列说法正确的是()。
A.粘性是液