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考研水力学试题及答案

考研水力学模拟试题

一、选择题（每题3分，共30分）

1.水力学中，水静力学基本方程通常指的是（）

A.连续性方程

B.伯努利方程

C.动量方程

D.能量方程

答案：B

2.在水平管中，水的流速与管径的关系遵循（）

A.达西-韦斯巴赫方程

B.哈根-泊肃叶定律

C.牛顿第二定律

D.伯努利方程

答案：B

3.雷诺数是用于描述流体流动状态的无量纲数，当雷诺数小于2100

时，流体的流动状态通常被认为是（）

A.层流

B.过渡流

C.湍流

D.非牛顿流

答案：A

4.根据连续性方程，对于一个无分支的管道，任意截面的流量是（）

A.恒定的

B.随时间变化的

C.随管道形状变化的

D.无法确定的

答案：A

5.在水力学中，水头损失主要由（）引起。

A.管道的粗糙度

B.流体的压缩性

C.管道的弯曲

D.所有以上因素

答案：D

6.根据伯努利方程，当流体在管道中加速流动时，其压强将（）

A.增加

B.减少

C.保持不变

D.先增加后减少

答案：B

7.在水力学中，水跃现象通常发生在（）

A.收缩流道

B.扩散流道

C.急变流道

D.渐变流道

答案：B

8.流线的概念是由（）提出的。

A.欧拉

B.牛顿

C.达西

D.泊肃叶

答案：A

9.根据牛顿内摩擦定律，管道中流体的剪应力与（）成正比。

A.流速

B.流速梯度

C.管道直径

D.流体密度

答案：B

10.在水力学中，水力梯度线与等势线之间的关系是（）

A.互相平行

B.互相垂直

C.重合

D.无固定关系

答案：B

二、简答题（每题10分，共20分）

11.简述水力学中的连续性方程及其物理意义。

答：连续性方程是水力学中描述流体质量守恒的基本方程。在无源无

汇的封闭管道中，任意截面的流量是恒定的。物理意义是，对于一个

封闭的流体系统，流入和流出的质量流量在任意时刻都是相等的，即

质量守恒。

12.描述雷诺实验及其对流体流动状态的影响。

答：雷诺实验是通过观察流体在不同流速下流动状态的变化来研究流

体流动特性的经典实验。实验表明，当流体流经管道时，流速较低时

流体呈层流状态，流线平行且互不干扰；而当流速增加到一定值时，

流体流动变得不稳定，出现涡旋和湍动，即转变为湍流状态。雷诺数

是判断流动状态的关键参数，它是一个无量纲数，与流体的密度、流

速、管道直径和流体的粘性有关。

三、计算题（每题20分，共40分）

13.一个圆形管道的直径为0.5米，管道粗糙度为0.01米。水在管道

中的流速为1.5米/秒。假设水的密度为1000千克/立方米，动力粘度

为0.001帕秒。试计算管道的沿程水头损失。

答：首先计算雷诺数Re，判断流动状态，然后根据流动状态选择适当

的公式计算沿程水头损失。由于题目中未给出流速与管道直径的比值，

无法直接判断流动状态，但通常1.5米/秒的流速对于0.5米的管道直

径来说，流动状态可能是湍流。对于湍流，可以使用达西-韦斯巴赫方

程计算沿程水头损失：

hf=f*(L/D)*(v^2/(2*g))

其中，f是达西摩擦因子，L是管道长度，D是管道直径，v是流速，g

是重力加速度。由于题目中未给出管道长度L，无法直接计算水头损失。

但是，如果假设L已知，可以通过迭代方法求解达西摩擦因子f，