流體力學(xué)試題及答案

1、全國2015年4月高等教育自學(xué)考試 -工程流體力學(xué)試題一、單項(xiàng)選擇題(每小題1分，共20分)在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.若流體的密度僅隨( )變化而變化，則該流體稱為正壓性流體。A.質(zhì)量 B.體積C.溫度 D.壓強(qiáng)2.亞聲速流動(dòng)，是指馬赫數(shù)( )時(shí)的流動(dòng)。A.等于1 B.等于臨界馬赫數(shù)C.大于1 D.小于13.氣體溫度增加，氣體粘度( )A.增加 B.減小C.不變 D.增加或減小4.混合氣體的密度可按各種氣體( )的百分?jǐn)?shù)來計(jì)算。A.總體積 B.總質(zhì)量 C.總比容 D.總壓強(qiáng)5.某單位購買了一臺(tái)提升汽車的油壓升降機(jī)(如圖一所示

2、)，原設(shè)計(jì)操縱方法是：從B管進(jìn)高壓油，A管排油時(shí)平臺(tái)上升(圖一的左圖)；從A管進(jìn)高壓油，B管排油時(shí)平臺(tái)下降。在安裝現(xiàn)場工人不了解原設(shè)計(jì)意圖，將A、B兩管聯(lián)在一起成為C管(圖一的右圖)。請你判斷單靠一個(gè)C管通入高壓油或排油，能操縱油壓機(jī)升降嗎?你的判斷：( )A.可以 B.不能動(dòng)作 C.能升不能降 D.能降不能升6.在一個(gè)儲(chǔ)水箱的側(cè)面上、下安裝有兩只水銀U形管測壓計(jì)(如圖二)，當(dāng)箱頂部壓強(qiáng)p0=1個(gè)大氣壓時(shí)，兩測壓計(jì)水銀柱高之差h=h1-h2=760mm(Hg)，如果頂部再壓入一部分空氣，使p0=2個(gè)大氣壓時(shí)。則h應(yīng)為( )A.h=-760mm(Hg) B.h=0mm(Hg)C.h=760mm(

3、Hg) D.h=1520mm(Hg)7.流體流動(dòng)時(shí)，流場各空間點(diǎn)的參數(shù)不隨時(shí)間變化，僅隨空間位置而變，這種流動(dòng)稱為( )A.定常流 B.非定常流 C.非均勻流 D.均勻流8.流體在流動(dòng)時(shí)，根據(jù)流體微團(tuán)( )來判斷流動(dòng)是有旋流動(dòng)還是無旋流動(dòng)。A.運(yùn)動(dòng)軌跡是水平的 B.運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線C.運(yùn)動(dòng)軌跡是直線 D.是否繞自身軸旋轉(zhuǎn)9.在同一瞬時(shí)，流線上各個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)的速度方向總是在該點(diǎn)與此線( )A.重合 B.相交 C.相切 D.平行10.圖示三個(gè)油動(dòng)機(jī)的油缸的內(nèi)徑D相等，油壓P也相等，而三缸所配的活塞結(jié)構(gòu)不同，三個(gè)油動(dòng)機(jī)的出力F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3的大小關(guān)系是(忽略活塞重量)( )A.F1=F2=F3B.F1F

4、2F3C.F1F2F211.三個(gè)容積完全相等的容器，聯(lián)接如圖示，先將閥門a,b關(guān)閉，閥門c開啟。壓強(qiáng)計(jì)p指示為0。將容器I充入壓縮空氣，絕對壓強(qiáng)為300KPa，容器抽成真空度為30KPa。先關(guān)閉閥門c,再開啟閥門a和b。這時(shí)，壓強(qiáng)計(jì)p的讀數(shù)應(yīng)該是(設(shè)當(dāng)?shù)卮髿鈮菏?00KPa)A.56.7KPaB.76.7KPaC.90.0KPaD.110.0Kpa12.下列說法中，正確的說法是( )A.理想不可壓均質(zhì)重力流體作定?；蚍嵌ǔＡ鲃?dòng)時(shí)，沿流線總機(jī)械能守恒B.理想不可壓均質(zhì)重力流體作定常流動(dòng)時(shí)，沿流線總機(jī)械能守恒C.理想不可壓均質(zhì)重力流體作非定常流動(dòng)時(shí)，沿流線總機(jī)械能守恒D.理想可壓縮重力流體作非定常

5、流動(dòng)時(shí)，沿流線總機(jī)械能守恒13.在緩變流的同一有效截面中，流體的壓強(qiáng)分布滿足( )A.+Z=C B.p=C C. + D. +Z+14.當(dāng)圓管中流體作層流流動(dòng)時(shí)，動(dòng)能修正系數(shù)等于( )A.1 B.2 C.3 D.200015.如圖所示，容器若依次裝著水與汽油，假定二者均為理想流體，且H=常數(shù)，液面壓強(qiáng)為大氣壓，則從管口流出的水與汽油之間的速度關(guān)系是( )A.v水v油 B.v水時(shí)，叫此時(shí)的管路為水力光滑管。0 時(shí)，叫此時(shí)的管路為水力粗糙管。25.在絕熱流動(dòng)的過程中，氣流的絕對壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度為零，氣流的總能量全部轉(zhuǎn)化為宏觀運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的狀態(tài)。三、簡答題(每小題5分，共20分)26.可按各種氣體所占

6、氣體總體積的百分?jǐn)?shù)來計(jì)算。=11+22+33+nn=i各組成氣體所占混合氣體總體積的百分?jǐn)?shù)；i各組成氣體的密度，kg/m3；混合氣體密度，kg/m327.屬于等壓面的是以下水平面。(1)自由表面(或氣液分界面)。(2)兩種不互溶液體的交界面。(3)液體內(nèi)能互相連通(或不被隔斷)的同一種液體內(nèi)的各水平面。28.(1)在流場中(或流道中)存在這樣橫截面，穿過該截面的每一條流線均與該截面垂直，這樣的橫截面稱為有效截面(又稱過流截面)。(2)當(dāng)流線互相平行時(shí)，有效截面為平面。當(dāng)流線互相不平行時(shí)，有效截面為曲面。29.紊流真實(shí)速度在一定時(shí)間間隔內(nèi)的統(tǒng)計(jì)平均值叫紊流的時(shí)均速度。式中：t初始時(shí)刻 T時(shí)間間隔

7、 u瞬時(shí)速度 時(shí)均速度四、計(jì)算題(共50分)30T0=T+=247.69KM=P0=p=0.26431.依連續(xù)方程（=C）v1A1=v2A2=qv1. v1 d1=0.42m=420mm 2. 設(shè)計(jì)內(nèi)徑應(yīng)取450mm為50mm的9倍，且風(fēng)速低于允許的20m/s 3. 在設(shè)計(jì)內(nèi)徑450mm時(shí)，風(fēng)速為 32.由伯努利方程0+0+0=+0+得v=由靜力學(xué)方程p+水gh=0p=-水gh代入得 v=40.43m/sqv=v33.根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程表壓強(qiáng)pe=gh或h=在最高壓強(qiáng)時(shí)，管內(nèi)水面應(yīng)低于O-O面h1=在最低壓強(qiáng)時(shí)，管內(nèi)水面應(yīng)高于0-0面h2=故疏水管長度L=a+h2+h1+b=0.1+0.1

8、22+0.152+0.2=0.574m水封水面到疏水管口深度H=h1+b=0.153+0.2=0.353m答：疏水管長度應(yīng)為0.574m，水封水面到疏水管口深度為0.353m。34.35（1）求虹吸管的流量：列進(jìn)、出口水池水面的伯努利方程：H=把已知參數(shù)代入：求得v=1.59m/s所以qv=vA=0.05m3/s(2)求最低壓強(qiáng)點(diǎn)及其真空度：最低壓強(qiáng)應(yīng)是虹吸管內(nèi)的C點(diǎn)（見圖）列進(jìn)水池水面及C斷面的伯努利方程：0=h-得pvc=28200Pa=28.2KPa?全國2011年1月自學(xué)考試流體力學(xué)試題課程代碼：03347一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)

9、中只有一個(gè)是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無分。1.不可壓縮流體是指( )A.平衡流體B.運(yùn)動(dòng)流體C.無粘性流體D.忽略密度變化的流體2.如題2圖所示，用U形水銀壓差計(jì)測量水管A、B兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差，水銀面高差hp=10cm，pA-pB為( )A.13.33kPaB.12.35kPaC.9.8kPaD.6.4kPa3.關(guān)于水流流向的正確說法是( )A.水一定是從高處往低處流 題2圖B.水一定是從流速大處往流速小處流C.水一定是從機(jī)械能大處往機(jī)械能小處流D.水一定是從測壓管水頭高處往測壓管水頭低處流4.實(shí)際液體的水力坡度J為( )A.J0D.J=Jp5.如題5圖所示

10、，排水管的斷面平均流速v=2.0m/s，則管道出口的局部水頭損失為( )A.0.102mB.0.204mC.0.306mD.0.408m題5圖6.欲使水力最優(yōu)梯形斷面渠道的水深和底寬相等，則渠道的邊坡系數(shù)m應(yīng)為( )A.14B.12C.34D.17.棱柱形渠道發(fā)生M2型水面曲線時(shí)，水流的特性為( )A.FrhcB.Frl hhcC.Frl hl hhc8.寬頂堰的淹沒系數(shù)隨淹沒程度hgH的增大而( )A.減小B.增大C.先減小后增大D.先增大后減小9.地下水漸變滲流的浸潤線，沿程變化為( )A.下降B.保持水平C.上升D.前述情況都可能10.橋墩繞流的模型設(shè)計(jì)應(yīng)采用( )A.雷諾準(zhǔn)則B.馬赫準(zhǔn)

11、則C.歐拉準(zhǔn)則D.弗勞德準(zhǔn)則二、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）請?jiān)诿啃☆}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無分。11.已知某流體的粘性切應(yīng)力為5.0Nm2，動(dòng)力粘度為0.1Pas，則其剪切變形速率為_。12.在平衡流體中，等壓面恒與質(zhì)量力_。13.在恒定流中，_與跡線重合。14.直徑100mm的圓管長1000米，水頭損失lm，則管壁處的切應(yīng)力為_Pa。15.水流處于紊流粗糙區(qū)時(shí)，沿程摩阻系數(shù)與_有關(guān)。16.圓柱形外管嘴作用水頭為4.5m，管嘴直徑為20mm，則從管嘴流出的流量為_ls。17.底寬b=5m的長直矩形斷面渠道，通過的流量為Q=40m3s，若渠道內(nèi)某斷面水深h=2m

12、，則該斷面水流的流動(dòng)狀態(tài)為_。(填急流或緩流或臨界流)18.明渠水流由急流過渡到緩流時(shí)發(fā)生_。(填水躍或水跌)19.根據(jù)堰的分類可知，堰頂厚度=0.8m，堰上水頭H=1.5m的堰屬于_堰。20.雷諾數(shù)表征慣性力與_之比。三、名詞解釋題（本大題共5小題，每小題3分，共15分）21.均勻流22.層流23.簡單管道24.臨界水深25.滲透系數(shù)四、簡單計(jì)算題(本大題共3小題，每小題5分，共15分)26.如題26圖所示，用真空計(jì)B測得封閉水箱液面上的真空度為0.98kPa，若敞口油箱的液面低于水箱液面的高度H=1.5m，油柱高h(yuǎn)1=5.6m，水銀柱高h(yuǎn)2=0.2m，求油的密度。題26圖27.某矩形斷面渠

13、道，粗糙系數(shù)n=0.025，通過流量Q=5.0m3s，底寬b=4m，水深h=2m，問此渠道底坡應(yīng)為多少?28.有一普通完全井，其半徑r0=0.36m，含水層厚度H=7m，巖土滲透系數(shù)k=0.0016m/s，井中水深h=4m，試計(jì)算井的出水量。(影響半徑R=3000s)五、計(jì)算題(本大題共3小題，每小題10分，共30分)29.如題29圖所示，在蓄水容器垂直壁的下面有一14圓柱面的部件AB，該部件的長度l=1.0m，半徑R=0.4m，水深h=1.2m，試求作用在部件AB上的靜水總壓力，要求繪制水平分力的壓強(qiáng)分布圖和鉛垂分力的壓力體圖。題 題29圖30.如題30圖所示的分岔管水流射入大氣，干管及分岔

14、管的軸線處于同一水平面上。已知=30，v2=v3=12ms，d1=200mm，d2=d3=100mm，不計(jì)水頭損失，求水流對分岔管的作用力。題30圖31.如題3l圖所示為離心式水泵抽水裝置。已知流量Q=20 1/s，幾何給水高度Hg=18m。吸水管長度l1，=8m，管徑d1=150mm；壓水管長度l2=20m，管徑d2=100mm。沿程摩阻系數(shù)=0.042，局部水頭損失系數(shù)為：進(jìn)口e=5.0，彎頭b=0.17。水泵的安裝高度Hs=5.45m，水泵進(jìn)口的允許真空度hv=7mH2O。(1)試校核水泵進(jìn)口的真空度hv；(2)試求水泵的揚(yáng)程H。題31圖2011年1月全國自考流體力學(xué)參考答案全國2010

15、年10月自學(xué)考試流體力學(xué)試題課程代碼：03347一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題，每小題2分，共20分)在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無分。1流體在靜止時(shí)()A既可以承受壓力，也可以承受剪切力B既不能承受壓力，也不能承受剪切力C不能承受壓力，可以承受剪切力D可以承受壓力，不能承受剪切力2如圖所示，密閉容器上裝有U型水銀測壓計(jì)。在同一水平面上1、2、3點(diǎn)上的壓強(qiáng)關(guān)系為()Ap1=p2=p3Bp1p2p3Cp1p2p3Dp1p2=p33恒定流一定是()A當(dāng)?shù)丶铀俣葹榱鉈遷移加速度為零C向心加速度為零D質(zhì)點(diǎn)加速度為零4在總流伯努利

16、方程中，壓強(qiáng)P是漸變流過流斷面上的()A某點(diǎn)壓強(qiáng)B平均壓強(qiáng)C最大壓強(qiáng)D最小壓強(qiáng)5圓管均勻流過流斷面上切應(yīng)力符合()A均勻分布B拋物線分布C管軸處為零、管壁處最大的線性分布D管壁處為零、管軸處最大的線性分布6如圖所示，安裝高度不同、其他條件完全相同的三根長管道的流量關(guān)系為()AQ1=Q2=Q3BQlQ2Q3CQlQ2Q3DQlQ2=Q37有壓管流中，閥門瞬時(shí)完全關(guān)閉，最大水擊壓強(qiáng)p的計(jì)算公式為()ABCD8只適用于明渠均勻流流動(dòng)狀態(tài)的判別標(biāo)準(zhǔn)是()A微波波速B臨界底坡C弗勞德數(shù)D臨界水深9矩形修圓進(jìn)口寬頂堰在3.0的條件下，其流量系數(shù)()Am0.32Bm=0.32Cm=0.36Dm0.3610用

17、裘皮依公式分析普通完全井浸潤線方程時(shí)的變量是()A含水層厚度B浸潤面高度C井的半徑D滲透系數(shù)二、填空題(本大題共10小題，每小題2分，共20分)請?jiān)诿啃☆}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無分。11動(dòng)力粘度與運(yùn)動(dòng)粘度v的關(guān)系為=_。12水的體積模量(體積彈性模量)K=2.1109N/m2，壓強(qiáng)增加196kPa后，8m3水的體積減小量為_m313液體靜力學(xué)基本方程z+=C的物理意義是靜止液體中各點(diǎn)單位重量液體具有的_相等。14在紊流光滑區(qū)，則沿程水頭損失hf與流速v的_次方成正比。15繞流阻力包括摩擦阻力和_阻力。16孔口外接短管，成為管嘴出流，增加了阻力，但流量不減，反而增加，這是由于_的作用

18、。17共軛水深中躍前水深和躍后水深具有相同的_。18寬頂堰發(fā)生側(cè)收縮時(shí)，局部水頭損失增加，_降低。19滲透系數(shù)的確定方法有實(shí)驗(yàn)室測定法、_和經(jīng)驗(yàn)方法三種。20采用國際單位制進(jìn)行量綱分析時(shí)，對于不可壓縮流體，三個(gè)基本量綱分別是_。三、名詞解釋題（本大題共5小題，每小題3分，共15分）21不可壓縮流體22流線23當(dāng)量粗糙24短管25自流井四、簡答題(本大題共3小題，每小題5分，共15分)26圖示一有壓管道，小管直徑dA=0.2m，大管直徑dB=0.4m，A點(diǎn)壓強(qiáng)水頭為7mH2O，B點(diǎn)壓強(qiáng)水頭為4mH2O，已知大管斷面平均流速vB=1m/s，B點(diǎn)比A點(diǎn)高1m求管中水流的方向。27如圖所示一密閉水箱，箱壁上連接一圓柱形外管嘴。已知液面壓強(qiáng)p0=14.7kPa，管嘴內(nèi)徑d=50mm，管嘴中心線到液面的高度H=1.5m，管嘴流量系數(shù)=0.82，試求管嘴出流量Q28已知圖示渠段下游為無窮遠(yuǎn)，上游水深小于正常水深。試對其進(jìn)行分區(qū)，定性畫出水面曲線并標(biāo)出曲線名稱。五、計(jì)算題(本大題共3小題，每小題10分，共30分)29如圖所示開口盛水容器，容器壁上設(shè)有半徑R=0.4m的半球蓋AB已知球形蓋中心點(diǎn)的水深