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2017年4月高等教育自学考试《流体力学》试题 课程代码：03347 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 1．流体的密度为，动力粘度为，其运动粘度等于（ C ） A． B． C． D． 2．如图所示，静止容器内盛有两种不相混合的液体，密度分别为和，并且 <，容器中A、B和C点测压管水头的关系为（ A ） A． B． C． D． 3．总流连续性方程不适用于（ A ） A．可压缩流体 B．不可压缩流体 C．无粘性流体 D．粘性流体 4．气流的伯努利方程中，和分别代表（ C ） A．1和2断面上的绝对压强 B．1断面上的绝对压强及2断面上的相对压强 C．1和2断面上的相对压强 D．1断面上的相对压强及2断面上的绝对压强 5．圆管紊流，断面流速分布符合（ D ） A．均匀分布规律 B．线性分布规律 C．抛物分布规律 D．对数分布规律 6．圆柱形外管嘴的正常工作条件是（ D ） A．作用水头厅，管嘴长度 B．作用水头，管嘴长度 C．作用水头，管嘴长度 D．作用水头，管嘴长度 7．水力最优矩形断面的宽深比为（ B ） A．1 B．2 C．4 D．6 8．薄壁堰、实用堰和宽顶堰的分类依据是 A．堰顶厚度与堰上水头的比值 B．下游水深与堰上水头的比值（ A ） C．堰宽与堰上水头的比值 D．堰高与堰上水头的比值 9．用裘皮依公式分析普通完全井时，公式的表示形式将变换为（ B ） A． B． C． D． 10.压强的量纲是（ C ） A． B． C． D． 二、填空题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 11．单位质量力的国际单位是。 12．静止流体中，表面力的 切向 分量为零。 13．已知某点的绝对压强为，若当地大气压强为，则该点的相对压强为Pa。 14．绕流阻力系数取决于雷诺数、 物体的形状 以及物体表面的粗糙情况。 15．在短管的水力计算中，沿程水头损失与 局部水头损失 所占的比重相当。 16．当时，明渠水流的流动状态为 临界 流。 17．水跃函数相等的两个不同水深称为 共轭水深 。 18．宽顶堰发生淹没溢流时，由于受下游水位的顶托，堰的过流能力 降低 。 19．与实际渗流相比，渗流模型略去了 全部土壤颗粒 。 20．同一自流完全井两次取水。条件不变，若第二次取水时，抽水深度是第一次的1.5 倍，则第二次的产水量是第一次的 1.5 倍。 三、名词解释题(本大题共5小题，每小题3分，共15分) 21．恒定流：运动参数不随时间变化的流动称为恒定流。 22．流量：单位时间通过流束某过流断面的流体量称为该断面的流量。 23．当量粗糙：在紊流粗糙区，以尼古拉兹实验采用的人工粗糙为度量标准，把工业管道的粗糙折算成人工粗糙，即工业管道的当量粗糙。 24．正常水深：明渠均匀流时的水深称为正常水深。(或根据明渠均匀流的特征，水深沿程不变称为正常水深。) 25．临界底坡：明渠流动的正常水深等于该流量下的临界水深时，相应的渠道底坡称为临界底坡。 四、简答题(本大题共3小题，每小题5分，共15分) 26．试根据伯努利方程简要分析平底河道中，水流经过桥墩时水面下降的原因。 答： 27．如图所示，水平射流冲击垂直放置的平板，喷嘴出口直径d=20mm，出口水流速度，试求水流对平板的水平冲击力。 答： 28．溢流坝模型试验，采用长度比尺，测得模型中坝脚处收缩断面流速，试求原型相应处的流速。 答： 五、计算题(本大题共3小题，每小题10分，共30分) 29．如图所示半圆弧形闸门。已知闸门直径d=3m，宽b=2m，上游水深h1=3m，下游水深h2=1.5m，试求作用于闸门上静水总压力的大小和方向。 答： 30．矩形输水管，长为100m，断面积为1.2m×2.0m，粗糙系数n=0.014，沿程水头损 失，试求通过的流量。 答： 31．如图所示三根并联铸铁输水管道，由节点A分出，在节点B汇合。己知总流量 ；管长；直径； ，比阻。试求各支管的流量及AB间的水头损失。 答： 2018年4月高等教育自学考试《流体力学》试题 课程代码：03347 一、单项选择题 1. 20℃空气的动力粘度,密度，其运动粘度为（A） A． B． C． D． 2．如图所示，在密闭容器侧壁装有U形水银测压计。已知1、2、3点位于同一水平面 上，其压强关系为（B） A． B． C． D． 3．如图所示，水箱水位H保持恒定，点A、B处质点的迁移加速度分别为（D） A． B． C． D． 4．一等直径水管中，水流流动方向如图，A-A为水平面，1、2、3为面上各点，其测压管水头（D） A． B． C． D． 5．圆管均匀流剪应力（A） A．与沿程水头损失成正比，与水力半径成正比 B．与沿程水头损失成正比，与水力半径成反比 C．与沿程水头损失成反比，与水力半径成正比 D．与沿程水头损失成反比，与水力半径成反比 6．圆管层流（C） A．流速按对数曲线分布，沿程摩阻系数 B．流速按对数曲线分布，沿程摩阻系： C．流速按抛物线分布，沿程摩阻系数 D．流速按抛物线分布，沿程摩阻系数 7. 孔口淹没出流流速系数包含孔口的局部水头损失系数与（D） A．收缩系数 B．淹没系数 C．动能修正系数 D．突然扩大局部水头损失系数 8．断面单位能量e与水深的变化关系是（B） A．e存在极大值 B．e存在极小值 C．e随增加而增加 D. e随增加而减少 9．与实际渗流相比，渗流模型略去了渗流区域的（A） A．土壤颗粒 B．土壤孔隙 C．实际流量 D．渗流阻力 10．速度、长度和重力加速度g的无量纲组合是（C） A． B． C． D． 二、填空题 11．设均质流体质量为，所受总质量力，A为轴方向的单位矢量，则单位质量力 -g ． 12．封闭容器中，若水面上气体的真空度，水深lm处的真空度则为 30.2 kPa． 13．如图所示，一个等截面通风管道上开有多个出风口，不计损失，通风管道的压强沿流动方向 增大 。 14．紊流光滑区，管壁粗糙对紊流核心的流动几乎没有影响，原因是粗糙突起的高度显 著小于 粘性底层厚度 。 15．绕流阻力包括摩擦阻力与 压差阻力（或形状阻力） 。 16．短管是指水头损失中，沿程水头损失与局部水头损失均 占相当比重（或不能忽略） 的有压管流。 17．并联管路中两支管的阻抗比S1／S2和流量比的关系是。 18．流量及渠道断面形状、尺寸一定时，水跃的跃后水深越大，其跃前水深 越小 。 19．堰壁厚度与堰上水头H之比小于 0.67 的堰型称为薄壁堰。 20．渗透系数的国际单位制是 m/s 。 三、名词解释题 21．连续介质假设：是指把流体当作是由密集质点构成的、内部无空隙的连续体。 22．恒定流：空间点上的运动参数都不随时间变化的流动，称为恒定流。 23．临界流速：流速等于微幅干扰波的传播速度时的明渠流速。 24．堰上水头：上游水位在堰顶上的最大超高。 25．影响半径：地下水位不受井抽水影响的区域边界距井轴的最短距离。 四、简答题 26．如图所示，一圆管射流垂直冲击水平放置的圆盘，水流沿圆盘径向流出。已知圆管直径d=-50mm，圆盘直径D=150mm，圆管内平均流速，圆盘边缘水层厚度，试求圆盘边缘流速的大小。 解： 27．一混凝土衬砌的梯形渠道。已知底坡i=0.003，底宽b=5m，水深h=2m，边坡系数m=l，粗糙系数n=0.014，求流量。 解： 28．完善收缩的薄壁圆形小孔口上对接一相同直径的圆柱形外管嘴。若其他条件不变，试证明通过管嘴的流量为原来小孔口的1.32倍。 解： 五、计算题 29．有一长度=10m，直径D=4m的圆柱滚门，上游为水，深度H1=4m，下游为油，深度H2=2m，油的密度．试求作用在滚门上静水总压力水平分力和铅垂分力的大小及方向。 解： 30．如图所示，利用文丘里流量计测量水管的流量。已知管道直径=200mm，流量计喉部直径100rmn，水银差压计读数=40mm，取管道断面的动能修正系数为1.1，喉部断面的动能修正系数为1.0，不计损失，求流量。 解： 31．蓄水库模型实验，几何比尺。模型开闸后4分钟放空库水量0.9m3，试求原型中放空库水所需时间和平均流量。 解： 2018年10月高等教育自学考试《流体力学》试题 课程代码：03347 一、单项选择题 1．作用在流体上的质量力有 A．压力 B．粘性阻力 C．壁面切力 D．惯性力 2．牛顿内摩擦定律表明，剪应力T与 A．动力粘度和速度成正比 B．运动粘度和速度成正比 C．动力粘度和速度梯度成正比 D．作用面积和速度梯度成正比 3．如图所示，水流在通过等径直管和圆弧形弯管时，A-A，B-B两过流断面上任意点的压强分别为pA及pB，相应位置高度分别为zA和zB，它们应满足 A．， B．， C．， D．， 4．如图所示，密度为、流速为、流量为Q的一股自由射流，沿圆锥轴线冲击圆锥体，圆锥顶角为2，不考虑重力与水头损失，圆锥所受冲击力F为 A． B． C． D． 5．有压管流紊流粗糙区中，沿程水头损失正比于速度的 A．0.5次方 B．1.0次方 C．1.75次方 D．2.0次方 6．分析水击现象，计算水击压强，必须考虑的因素有 A．水的粘性和惯性 B．水的粘性和压缩性 C．水的压缩性和管壁的弹性 D．水的粘性和管壁的弹性 7．某梯形断面渠道，已知底宽b=8m，边坡系数m=1.5，水深h=1.5m，则该断面的水力半径只为 A．0.77m B．1.08m C．1.15m D．1.44m 8．水跃函数J(h)等于 A． B． C． D． 9．一般情况下，以雷诺数Re判别达西定律的适用范围为 A．0.1~1 B．1~10 C．10~100 D．100~1000 10．弗劳德数Fr的物理意义为 A．惯性力与重力之比 B．粘滞力与重力之比 C．惯性力与粘滞力之比 D．压力与惯性力之比 二、填空题 11．如图所示，某密闭容器连接一U形管水银测压计，其水银柱液面差h1=100mm，在水深h2=3m处安装一压力表M，压力表的读数为 kPa． 12．如图所示，利用倾斜的矩形平板闸门挡水，水深3m，静水总压力P的作用点到水面的距离hD为 m． 13．渐变流过流断面上任意两点单位重量流体具有的总势能大小 。 14．产生紊流附加剪应力的原因是 引起的动量交换。 15．如图所示，平板上A、B两孔口的大小、形状相同，则两孔口出流量的关系是QA QB． 16．管A和管B并联，长度lB=2lA，两管的水头损失关系为hwA hwB． 17．无压圆管均匀流中，当充满度=0.95时， 最大。 18．弗劳德数Fr小于1的明渠水流的流动状态为 。 19．裘皮依公式虽然与达西定律形式一样，但它表征的是 渗流过流断面上的平均流速与水力坡度的关系。 20．原型与模型的流动均处于自动模型区时，只需要保持 相似，而不需要雷诺数Re相等，则自动实现阻力相似。 三、名词解释题 21．流体的压缩性 22．绝对压强 23．元流 24．长管 25．断面单位能量 四、简答题 26．如图所示，风机吸入管首端装一流线型渐缩管用于量测流量。已知风机吸入管直径D=10cm，渐缩管末端测压计中介质为水，其读数△h=12mm，空气密度=1.2kg／m3．不计水头损失，试求流入管道的空气流量。 27．如图所示，断面形状和尺寸相同的两段棱柱形渠道，各段均足够长。已知i1<ic，i2>ic，试定性绘出水面曲线，并标出曲线类型。 28．已知自由落体在重力作用下降落距离S与重力加速度g和时间t有关，试用瑞利法推导S的表达式。 五、计算题 29．倾角为60°的矩形闸门如图所示，左侧上部油深h=1m，下部及右侧水深h1=2m，油的密度=800kg／m3，试求作用在闸门单位宽度的静水总压力及其作用点。 30．如图所示，利用虹吸管将上游水池中的水引送至下游水池。已知两水池水位差z=2.6m，管道直径d=350mm，沿程摩阻系数=0.0275，入口网罩的局部水头损失系数=5.0，每个弯头的局部水头损失系数==0.2，阀门的局部水头损失系数=0.15，出口的局部水头损失系数=1.0，管线上游AB段长15m，下游BC段长20m，管顶允许真空高度=7m．试确定虹吸管的输水流量和最大允许安装高度hs， 31．如图所示一盛水容器。已知H=6m，孔口直径d=100mm，孔口流速系数=0.97，收缩系数=0.63，试求水流对该容器的水平推力R。 2019年4月高等教育自学考试《流体力学》试题 课程代码：03347 一、单项选择题 1．运动粘度的单位为 A．s／m2 B．m2／s C．N·s／m2 D．N·s2／m 2．垂直放置的矩形平板闸门，闸前水深3m，静水总压力户的作用点到水面的距离为 A．1.0m B．1.5m C．2.0m D．2.5m 3．等管径管流如图所示，水位H逐渐降低的过程中，管轴线A点处质点的 A．时变加速度为零，位变加速度也为零 B．时变加速度为零，位变加速度不为零 C．时变加速度不为零，位变加速度为零 D．时变加速度不为零，位变加速度也不为零 4．均匀流同一过流断面上，各点的 A．总水头相等 B．位置水头相等 C．流速水头相等 D．测压管水头相等 5．紊流中，瞬时流速等于 A．时均流速与脉动流速之和 B．断面平均流速与脉动流速之和 C．断面平均流速与时均流速之和 D．断面平均流速、时均流速与脉动流速之和 6．两长管并联，总流量和总水头损失满足 A．， B．， C．， D．， 7．在平坡(i=0)渠道中，不可能发生 A．临界流 B．均匀流 C．急流 D．缓流 8．宽顶堰溢流符合条件 A． B． C． D． 9．渗流模型的测压管水头 A．等于总水头 B．等于速度水头 C．小于总水头 D．小于速度水头 10．下列各式不满足量纲和谐原理的是 A． B． C． D． 二、填空题 11．当水作为均质不可压缩流体时， 为常数。 12．如图所示，两水管A、B的高程差z=20cm．己知油的密度=920kg/m3，油柱差h=10cm，两水管的压强差(pA-pB)为 kPa。 13．流动恒定，水管直径60mm，每小时输水15m3，则断面平均流速 m／s。 14．圆管流动中，雷诺数Re小于 的流动属于层流。 15．根据尼古拉兹实验，在 区，粘性底层厚度显著大于粗糙突起高度，粗糙突起对紊流核心的流动几乎没有影响。 16．绕流物体的边界层分离点越靠近下游，压差阻力越 。 17．如图所示，圆形薄壁小孔口自由出流。孔口流量系数=0.62，孔口直径d=2cm，水箱水位H=2m，保持恒定。通过孔口的流量为 m3/s。 18．已知压力钢管长度l=2000m，水击波传播速度c=1073m/s，管末端阀门的关闭时间Tz=5s，则管路中产生的水击类型为 。 19．断面单位能量最小时的水深称为 。 20．普通完全井的产水量与渗透系数成 比。 三、名词解释题 21．表面力 22．非恒定流 23．紊流 24．达西定律 25．几何相似 四、简答题 26．简述元流伯努利方程 (常数)各项及方程的物理意义。 27．如图所示，虹吸管将上游水池中的水输入下游水池。己知管长l，管径d，两池水面高差H，沿程摩阻系数，管道进口局部损失系数，转弯局部损失系数，管道出口局部损失系数。试求虹吸管的输水流量Q。 28．采用无侧收缩非淹没矩形薄壁堰测量流量。已知堰高P=0.55m，堰宽b=0.62m，测得堰上水头H=0.4m，试求通过的溢流量Q。 （） 五、计算题 29．如图所示，四分之三圆弧的柱形曲面AB。半径尺R=0.8m，圆心位于水面下h=2.4m处，试求作用于该柱面单位宽度上静水总压力的水平分力和铅垂分力。 30．如图所示，用文丘里流量计测量恒定水流的流量。已知d1=0.10m，d2=0.05m，压差计读数h=0.04m，流量计的流量系数=0.98，试求通过管道的流量Q。(=13.6×103kg/m3) 31．有一矩形断面的棱柱形明渠，底宽b=50cm，粗糙系数n=0.01，通过该明渠的流量Q=0.05m3/s。(1)求临界水深hc和临界底坡ic；(2)当正常水深h0=0.2m时，求其底坡i及弗劳德数Fr，并判别水流的流态。 2019年10月高等教育自学考试《流体力学》试题 课程代码：03347 一、单项选择题 1．当流体所受的质量力仅为重力时，水、水银和油所受单位质量力f水、f水银和f油满足 A．f水=f水银=f油 B．f水银>f水>f油 C．f油=f水=f水银 D．f水>f水银>f油 2．如图所示，在密闭容器侧壁装有U形水银测压计，1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为 A． B． C． D． 3．如图所示，水箱水位H保持恒定时，点A处的 A．当地加速度为零，迁移加速度为零 B．当地加速度为零，迁移加速度不为零 C．当地加速度不为零，迁移加速度为零 D．当地加速度不为零，迁移加速度不为零 4．一等直径水管，流动方向如图，A-A为过流断面，1、2、3为面上各点，其测压管水头 A． B． C． D． 5．圆管紊流中 A．流速按抛物线分布，沿程摩阻系数 B．流速按抛物线分布，沿程摩阻系数 C．流速按对数曲线分布，沿程摩阻系数 D．流速按对数曲线分布，沿程摩阻系数 6．局部水头损失产生的主要原因是 A．大雷诺数 B．相对粗糙度 C．局部旋涡 D．壁面剪应力 7．如图所示，长管串联管道的 A．总流量等于各管段流量 B．总流量等于各管段流量之和 C．总水头损失等于各管段水头损失 D．总水头损失等于各管段水头损失之和 8．明渠均匀流可形成于 A．平坡棱柱形渠道 B．顺坡棱柱形渠道 C．平坡非棱柱形渠道 D．顺坡非棱柱形渠道 9．渗流模型与实际渗流相比较所不同的是 A．流量 B．渗流区域 C．流速 D．渗流阻力 10．欧拉数的物理意义为 A．压力与惯性力之比 B．重力与压力之比 C．惯性力与重力之比 D．惯性力与粘滞力之比 二、填空题 11．均质不可压缩流体的密度为 。 12．平板层流，过流断面上流速分布．流体的动力粘度为，处剪应力的大小为 。 13．伯努利方程中的物理意义为单位重量流体具有的 。 14．沿程摩阻系数与雷诺数和相对粗糙度都有关的区域称为紊流 。 15．曲面边界层分离只可能发生在 区。 16．在长管的水力计算中，可忽略 水头损失和流速水头。 17．关阀水击波在传播的第三个阶段中压强沿程 。 18．堰顶厚度与 的比值介于0.67和2.5之间的堰称为实用堰。 19．渗透系数综合反映了 和地下水性质。 20．按照重力相似准则设计水工模型，模型长度比尺=60，如原型流量1500m3/s，则模型流量 m3/s． 三、名词解释题 21．帕斯卡原理 22．三元流动 23．堰 24．普通井 25．基本量纲 四、简答题 26．明渠均匀流如图所示，已知过流断面上的流速分布为，试求通过流断面单位宽度的流量。(水力坡度J为常数) 27．如图所示，流速由变为的突然扩大管，中间加一中等直径的管段，形成两次突然扩大。中间管段中的流速取何值时总的局部水头损失最小? 28．薄壁小孔口出流。已知孔口直径d=10mm，敞口水箱水位恒定，孔口形心在水面下的水深H=2m，现测得出口水流收缩断面的直径dc=8mm，在32.8秒时间内，经孔口流出的水量V=0.01m3．试求该孔口出流的收缩系数、流量系数和流速系数. 五、计算题 29．倾角为60°的矩形闸门如图所示，上部油深和下部水深均为h=1.5m，油的密度=800kg/m3，求作用在闸门单位宽度的静水压力的大小和方向。 30．如图所示，一嵌入支座内水平放置的水管，管径d=0.5m，流量Q=1.5m3/s，压力表读数芦=196.14kN/m2．不计损失，试求支座所受的水平作用力。 31．矩形断面渠道，底宽为5m，通过流量为40m3/s，均匀流动时的水深为2m，粗糙系数为0.025，试计算该渠道的底坡、临界水深并判断流态。 |
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