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2024流体力学期末试题(附答案)

一、选择题（每题3分，共30分）

1.流体的粘性与流体的（）无关。

A.分子内聚力

B.分子热运动

C.温度

D.速度梯度

答案：D

解析：流体粘性主要取决于分子内聚力和分子热运动。温度对流体粘性影响较大，液体粘性随温度升高而减小，气体粘性随温度升高而增大。而速度梯度是反映流体粘性作用表现的一个物理量，并非影响粘性的因素，所以选D。

2.静止流体中任意一点的压强大小与（）无关。

A.该点的位置

B.流体的种类

C.作用面的方位

D.重力加速度

答案：C

解析：根据流体静压强特性，静止流体中任意一点的压强大小只与该点的位置、流体的种类（密度）和重力加速度有关，与作用面的方位无关，所以选C。

3.圆管层流运动，过流断面上的切应力分布为（）。

A.均匀分布

B.抛物线分布

C.线性分布

D.对数曲线分布

答案：C

解析：对于圆管层流运动，根据牛顿内摩擦定律和圆管层流的速度分布公式推导可知，过流断面上的切应力与半径成正比，呈线性分布，所以选C。

4.紊流粗糙区的沿程水头损失系数λ（）。

A.与雷诺数Re有关

B.与相对粗糙度k/d有关

C.与Re和k/d有关

D.与Re和管长l有关

答案：B

解析：在紊流粗糙区，水流的紊动强烈，粘性的影响可以忽略不计，沿程水头损失系数λ只与相对粗糙度k/d有关，所以选B。

5.有一变直径管流，小管直径$d_1$，大管直径$d_2=2d_1$，则两断面雷诺数的关系是（）。

A.$Re_1=Re_2$

B.$Re_1=2Re_2$

C.$Re_1=0.5Re_2$

D.$Re_1=4Re_2$

答案：B

解析：根据连续性方程$v_1A_1=v_2A_2$，$A=\frac{\pi}{4}d^2$，$d_2=2d_1$，可得$v_1=4v_2$。雷诺数$Re=\frac{vd}{\nu}$，则$\frac{Re_1}{Re_2}=\frac{v_1d_1}{v_2d_2}=\frac{4v_2d_1}{v_2\times2d_1}=2$，即$Re_1=2Re_2$，所以选B。

6.作用水头相同时，孔口的过流量要比相同直径的管嘴过流量（）。

A.大

B.小

C.相同

D.无法确定

答案：B

解析：在作用水头相同且直径相同的情况下，由于管嘴内收缩断面处存在真空，相当于增加了作用水头，所以管嘴的过流量比孔口过流量大，即孔口过流量比管嘴过流量小，所以选B。

7.明渠均匀流只能发生在（）。

A.顺坡棱柱形渠道

B.平坡棱柱形渠道

C.逆坡棱柱形渠道

D.变坡棱柱形渠道

答案：A

解析：明渠均匀流发生的条件是顺坡、棱柱形、长直渠道，并且糙率沿程不变，水流为恒定流。平坡和逆坡渠道不能形成均匀流，变坡渠道也不符合均匀流的条件，所以选A。

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.渐变流与急变流

答案：B

解析：弗劳德数$Fr=\frac{v}{\sqrt{gh}}$，当$Fr1$时为急流，$Fr1$时为缓流，$Fr=1$时为临界流，所以弗劳德数是判别急流与缓流的重要指标，选B。

9.液体中某点的绝对压强为$100kN/m^2$，则该点的相对压强为（）（当地大气压为$98kN/m^2$）。

A.$100kN/m^2$

B.$2kN/m^2$

C.$2kN/m^2$

D.$98kN/m^2$

答案：B

解析：相对压强$p=p_{abs}p_{a}$，其中$p_{abs}$为绝对压强，$p_{a}$为当地大气压。已知$p_{abs}=100kN/m^2$，$p_{a}=98kN/m^2$，则$p=10098=2kN/m^2$，所以选B。

10.毕托管可以用来测量（）。

A.点流速

B.断面平均流速

C.流量

D.压强

答案：A

解析：毕托管是一种测量流体中某一点流速的仪器，它利用总压与静压之差来计算点流速，所以选A。

二、填空题（每题3分，共15分）

1.流体的压缩性是指流体在______作用下，体积或密度发生变化的性质。

答案：压力

解析：流体的压缩性就是流体在压力作用下，其体积或密度会发生改变的特性。

2.流体静力学基本方程为$p=p_0+\rhogh$，其中$h$表示______。

答案：该点到自由液面的垂直距离

解析：在流体静力学基本方程中，$h$是指所求压强点到自由液面的垂直距离，它反映了液体重力对压强的影响。

3.圆管层流的断面平均流速