浙江大学远程教育--本科-土木工程管理--工程流体力学模拟试卷

模拟试题（一）

一、 单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是

符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．欲使水力最优梯形断面渠道的宽度和深度相等，则相应的渠道边坡系数m=( C )。 A 0.25 B 0.50 C 0.75 D 1.0 2．静止液体作用在平面上的静水总压力PpcA，这里pcghc为（ D ）

A、受压面形心处的绝对压强 B、受压面形心处的相对压强 C、压力中心处的绝对压强 D、压力中心处的相对压强 3．理想流体是指（ D ）

A、忽略密度变化的流体 B、忽略温度变化的流体 C、忽略黏性变化的流体 D、忽略黏性的流体 4．绝对压强的起量点为（ A ）

A、绝对真空 B、当地大气压 C、液面压强 D、标准大气压 5．已知突然扩大管道突扩前后管段的直径之比d1/d2（ B ）

A、8 B、4 C、2 D、1 6．已知动力黏度的单位为Pas，则其量纲dim A、MLT10.5，则相应的断面平均流速之比v1/v2（ D ）

B、ML-1T C、M-1LT D、ML-1T1

7．底宽为b、水深为h的矩形断面渠道的水力半径R A、

（ A ）

bhbhb2h2(bh) B、 C、 D、

2(bh)b2hbhbh（ B ）

2v12v2 D、

2g8．突然扩大管段的局部水头损失hjv1v2 A、

2g A、(v1v2)2 B、

2g2v12v2 C、

2g

9．根据堰的分类可知，实用堰的相对堰厚（ B ）

/H0.67 B、0.67/H2.5 C、2.5/H5 D、5.0/H10

10．完全潜水井的产水量Q与（ A ）

A、渗流系数k成正比 B、井的半径r0成正比 C、含水层厚度H成正比 D、影响半径R成正比

二、多项选择题（本大题共3小题，每小题4分，共12分）在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。

1．1个工程大气压=（ ABC ）

A、98kPa B、10mH2O C、1.0kgf/cm D、760mmHg E、101.3kPa 2．下列关于长管水力计算的说法中，正确的有（ACDE ） A、串联管路的总水头损失等于各支路的水头损失之和 B、串联管路的总流量等于各支路的流量之和

C、并联管路两节点间的总水头损失等于各支路的水头损失

2 D、并联管路各支路的水头损失相等

E、并联管路两节点间的总流量等于各支路的流量之和 3．下列关于压力体的说法中，正确的有（ AD ） A、当压力体和液体在曲面的同侧时，为实压力体，PzB、当压力体和液体在曲面的同侧时，为虚压力体，Pz C、当压力体和液体在曲面的异侧时，为实压力体，PzD、当压力体和液体在曲面的异侧时，为虚压力体，PzE、当压力体和液体在曲面的异侧时，为虚压力体，Pz   



三、判断改错题（本大题共2小题，每小题4分，共8分）判断正误，将正确的划上“√”，错误的划上“×”，并改正错误。

1．流体的黏性随着温度的增加而减小。（ X ）

2．在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位重量流体上的质量力。（ X ） 四、简答题（10分）

1．简述平衡流体中的应力特征。

方向性：平衡流体中的应力垂直指向受压面；

大小性：平衡流体中任一点的压强大小与作用方位无关，即五、计算题（本大题共5小题，每小题10分，共50分）

1．已知并联管路两支路的比阻之比S1应的流量之比Q1/Q2（提示：hf据题意有

pf(x,y,z)

/S21，管长之比l1/l22，则其相

。 SlQ2）

hf1hf2S1l1Q121 2S2l2Q2 故

Q1S2l20.707 Q2S1l12．已知某高层建筑在风速为8m/s时，其迎风面和背风面测点的压强分别为 40N/m 和-20N/m，试求当风速为16m/s时，迎风面和背风面相应测点的压强。

由欧拉准则

2

2

p1 得 2vpppm2v(vpvmvpvm)2

p故原型迎风面 p1p()2p1m160Pa

背风面

p2p(vpvm)2p2m80Pa

3. 试设计一矩形断面小桥孔径B。已知设计流量Q的允许流速

12m3/s，桥下游水深h1.0m，桥下铺砌

，选定小桥进口形式后知

v3.5m/，s桥前允许壅水水深H1.2m0.85,0.95,0.80，取动能修正系数1.0（提示：铁路、公路标准孔径一般有4、5、

6、8、12、16、20米等）。 从vv出发进行设计：

①判别流动状态 hk2v2g0.80m

因1.3hk1.04mh1.0m，故小桥过流为自由式。

②计算孔径 bQ6.3m

hkv 取标准孔径B8m

2Q3③校核 hk0.682m 2g(B) 1.3hk v0.887mh，已转为淹没式过流。

Q1.76m/s Bhv2h1.17mH（可以） H2g24. 某长直矩形断面棱柱形渠道形成均匀流动。已知设计流量Q渠底坡度i3.0m3/s，粗糙系数n0.020，

。 0.001。试按水力最优概念设计渠道的断面尺寸（b、h）

将水力最优条件hb/h2,Rh/2代入

Q得 h1AvbhR2/3i1/2

n(nQ3/8)1.17m，b2h2.33m 1/31/22i5.为避免闸门自动打开，由理论力学知必有关系

Hh)P右(x)

3sin3sin112bH,Pbh2 式中 P左右22P左(xH3h31.796m 故 x223(Hh)sin5. 如图所示为绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为600，宽度为

b5m，闸门两侧水深分别为H4m和h2m，为避免闸门自动开启，试求转轴C至闸门下端B的距离x。

为避免闸门自动打开，由理论力学知必有关系

Hh)P右(x)

3sin3sin112式中 PbH,Pbh2 左右22P左(xH3h31.796m 故 x223(Hh)sin

模拟试题（二）

二、 单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是

符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．交通土建工程施工中的新拌建筑砂浆属于（ B ）

A、牛顿流体 B、非牛顿流体 C、理想流体 D、无黏流体 2．牛顿内摩擦定律dudu中的

dydy为运动流体的（ D ）

A、拉伸变形 B、压缩变形 C、剪切变形 D、剪切变形速率 3．金属测压计的读数为（ B ） A、绝对压强

p B、相对压强p C、真空压强pv D、当地大气压pa

4．文丘里管可用来测量（ D ）

A、点流速 B、点压强 C、断面平均流速 D、流量 5．在工程流体力学中，常取的基本量纲为（ A ） A、质量量纲M、长度量纲L、时间量纲T B、流量量纲Q、长度量纲L、时间量纲T C、流速量纲V、长度量纲L、时间量纲T D、加速度量纲A、长度量纲L、时间量纲T 6．静止液体作用在曲面上的静水总压力的水平分力Px A、

pcAxghcAx，式中的（ D ）

pc为受压面形心处的绝对压强 B、pc为压力中心处的相对压强

C、Ax为受压曲面的面积 D、Ax为受压曲面在铅垂面上的投影面积 7．圆管层流运动的断面流速分布为（ B ）

A、平面 B、抛物面 C、双曲面 D、对数曲面 8．已知不可压缩流体的流速场为uxf(y,z),uyf(x),uz0，则该流动属于（ C ）

A、一元流 B、二元流 C、三元流 D、非恒定流 9．水力最优梯形断面渠道的水力半径R（ C ）

A、h/4 B、h/3 C、h/2 D、h

10．渗流系数比尺k（ B ）

A、l（长度比尺） B、v（流速比尺） C、Q（流量比尺） D、t（时间比尺）

二、多项选择题（本大题共3小题，每小题4分，共12分）在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。

1．水在土壤中存在的形式主要有（ ABCDE ）

A、气态水 B、重力水 C、毛细水 D、薄膜水 E、吸附水 2．水力相似一般应包括（ ABCDE ）

A、几何相似 B、运动相似 C、动力相似 D、初始条件相似 E、边界条件相似

3．下列关于水流流向的说法中，不正确的有（ ABCD ）。

A、水一定是从高处向低处流 B、水一定是从流速大处向流速小处流 C、水一定是从压强大处向压强小处流

D、水一定是从测压管水头高处向测压管水头低处流 E、水一定是从机械能大处向机械能小处流

三、判断改错题（本大题共2小题，每小题4分，共8分）判断正误，将正确的划上“√”，错误的划上“×”，并改正错误。

1．紊流的沿程水头损失hf与流速v成正比。（ X ）

2．绝对压强可正可负。而相对压强和真空压强则恒为正值。（ X ） 四、简答题（10分）

1．何谓渐变流？渐变流过流断面具有哪些重要性质？ 定义：流线近似为平行直线的流动称为渐变流；

性质：过流断面近似为平面，过流断面上的动压强近似按静压强分布，即z五、计算题（本大题共5小题，每小题10分，共50分）

1．试设计一矩形断面小桥孔径B。已知设计流量Qp/C。

30m3/s，桥下游水深

h1.1m，桥下铺砌的允许流速v3.5m/s，桥前允许壅水水深H1.5m，选定小桥进口形式后

知0.85,0.90，取动能修正系数1.0（提示：铁路、公路标准孔径一般有4、5、6、8、

从v12、16、20米等）。

v出发进行设计：

①判别流动状态 hk2v2g0.903m

因1.3hk1.17mh1.1m，故小桥过流为自由式。

②计算孔径 b 取标准孔径BQ13.14m

hkv16m

2Q30.792m ③校核 hkg(B)2 1.3hk v1.03mh，已转为淹没式过流。

Q2.01m/s Bhv2h1.35mH（可以） H22g2．已知某市政长直输水管道的沿程阻力系数水流过l0.013，水力半径R75mm，

1000m管长的水头损失hf1.5m，试求该水管的通过流量Q。

lv2由hf得

4R2g v8gRhfl0.824m/s

故Q4(4R)2v58.22L/s

3. 一密闭贮液罐，在罐壁8.0m和5.0m高度处的金属测压计的读数分别为

57.4kPa和80.0kPa，试求该贮液罐内液体的重度。

据题意有 故 p8g(8.05.0)p4

p4p880000574007533N/m3 334. 某建筑小区欲修建一条混凝土抹面（n0.020）的矩形断面排洪渠道，

1.0m3/s，渠道底坡根据地形条件采用i0.004，试按水力最优概念设计该排洪渠

已知设计流量Q道的断面尺寸。

将水力最优条件hb/h2,Rh/2代入

Q得 h1AvbhR2/3i1/2

n(nQ3/8)0.60m，b2h1.20m 1/31/22i13.6，试求：

5. 如图所示水流流经等径弯管，已知A、B两点高差40cm，U形水银差压 管读数h=30cm，管流速度v1.5m/s，若水银/水① A、B两点测压管水头差(zApA水)(zBpB水)；

② A、B两断面间的能量损失hw。

①(zApA/水)(zBpB/水)(水银1)h3.78m 水②hw=(zA

pA/水)(zBpB/水)3.78m

模拟试题（三）

三、 单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是

符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．不可压缩流体是指忽略（ B ）的流体。

A.密度 B.密度变化 C.黏度 D.黏度变化 2．下列各组流体中，属于牛顿流体的是（ A ）。

A.水、汽油、酒精 B.水、新拌砼、新拌建筑砂浆 C.泥石流、泥浆、血浆 D.水、水石流、天然气

3．有一倾斜放置的平面闸门，如图所示。当上下游水位都上升1m时（虚线位置），闸门上的静水总压力 ( A )。

A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定

4．均匀流过流断面上各点的（ B ）等于常数。

A.

p B.

pu2pz C.

g2gg D.

pu2zg2g

5．皮托管测量测量（ A ）仪器。

A.点流速 B.点压强 C.断面平均流速 D.流量 6．下列各组合量中，不属于无量纲量的是（ D ）。 A.

pvud、、2vgh B.

wFvd、、 2vmapQC. 、、ghbgh3udpv2ud D. 、、

gv2gh/v（ C ）。

7．圆管层流运动过流断面上的最大流速umax与平均流速v之比umax A.4 B.3 C.2 D.1

8．下列关于沿程水头损失hf与断面平均流速v的关系，不正确的是（ C ）。 A.层流区，hfv1.0 B. 紊流光滑区，hfv1.75

v1.5 D. 紊流粗糙区，hfv2.0

1，管长之比l1/l24，管径之比

C. 紊流过渡区，hf9．已知某并联管路的两支路的沿程阻力系数之比1/2d1/d22，则相应的流量之比Q1/Q2（ B ）。

A. 2 B. 22 C. 32 D. 42 10．有过水断面面积、糙率、底坡均相同的四条矩形断面棱柱形长直渠道，其底宽b与均匀流水深h。

有以下几种情况，则通过流量最大的渠道是( C )。 A. b1= 4.0 m，h01 =1.0m C. b3= 2.8 2m，h03 = 1.41m

B. b2 =2.0m，h02 = 2.0m

D. b4 = 2.63m，h04 = 1.52m

二、多项选择题（本大题共3小题，每小题4分，共12分）在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。

1．如图所示形状各异的盛水容器的底面积和水深均相等，但盛水量各不相同，则作用在容器底面的静水总压力相等的有（ ABCDE ）。

2．图示ab曲面的压力体图中，不正确的有（ ABCD ）。

3．下列关于流体黏性的说法中，正确的是（ ABCDE ）。 A.黏性是流体的固有属性

B.流体的黏性具有传递运动和阻碍运动的双重性 C.黏性是运动流体产生机械能损失的根源 D.液体的黏性随着温度的升高而减小 E．气体的黏性随着温度的升高而增大

三、判断改错题（本大题共2小题，每小题4分，共8分）判断正误，将正确的划上“√”，错误的划上“×”，并改正错误。

1．堰流是无压急流越过障壁产生的局部水力现象。（ X ） 2．静止流体一般可承受拉、压、弯、剪、扭。（ X ） 四、简答题（10分）

1．简述流体的形态特征和力学特征。

形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的形状。

力学特征：流体主要承受压力，静止流体不能承受拉力和剪力。

五、计算题（本大题共5小题，每小题10分，共50分）

1．如图所示盛水（重度为）容器由半径为R的两个半球用N个螺栓连接而成，已知测压管水位高出球顶H，试求每个螺栓所受的拉力F。

【解】取上半球为隔离体，由

Fz0，得TPzN

式中Pz为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力，由上半球面的压力体计算得

压力体图

PzVPR2(HR/3)

故每个螺栓所受的拉力为 TR2(HR/3)N

2．一城市排污渠道采用倒虹吸管穿过河流，如图所示。已知污水流量

Q100L/s，管道沿程阻力系数

0.03，管道进口、弯头的局部阻力系数分别为

e0.6、b0.5，管长l50m，上、下游渠道的流速均为v00.8m/s。为避免污物在管中沉

积，要求管中流速不得小于1.2m/s，试确定倒虹吸管的管径d及倒虹吸管两端的水位差H。

【解】据题意

v得 d取标准管径dQ1.2 2d/44Q40.10.326m

1.21.23.14300mm326mm。管中流速

Q0.1v1.42m/s 22d/43.140.3/4

取图示基准面（0-0）、过流断面（1-1、2-2）及计算点（与液面交点），从1→2列伯努利方程

lv2(vv0)2H000(e2b）2g2gd2g2g考虑到121v022v0

21.0，得

lv2(vv0)2H(e2b）d2g2g

501.422(1.420.8)2(0.030.620.5）0.7m

0.329.829.8

3. 已知水泵的输出功率Ne与流体的重度、水泵的流量Q及扬程H 等有关，试用瑞利法建立输出功率Ne的公式结构。

【解】假定Ne与其它各物理量之间呈指数形式的乘积组合，即

NekaQbHc

这里k为无量纲系数。将上式写成量纲方程

dimNedimkaQbHcdimdimQdimHabc

以基本量纲(M，L，T)表示式中各物理量量纲，有

MLTMLT2-3-2-2aLT3-1bLc

由物理方程的量纲和谐原理可知，等式两端同名量纲的指数应相等，即

M:L:T:解此三元一次方程组，得a1=a2=2a+3bc 3=2ab1,b1,c1，故临界流速Ne的公式结构为

NekQH

式中，无量纲系数k由实验确定。

4. 水从封闭容器A经直径d上的相对压强口125mm、长度l10m的管道流入容器B。已知容器A内水面

p1196Kpa,H11m,H25m，沿程阻力系数0.025；局部阻力系数，进

0.5、阀门24.0、弯道30.3、出口41.0，试求管路的通过流量Q。

【解】取图示基准面（0-0）、过流断面（1-1、2-2）及计算点，从1→2列伯努利方程

lv2H10H200(12334)d2gp1 得

2g(H1vp1H2)29.8(1l1234d 管路流量Q100.0250.54.030.31.00.0251960005)98004.37m/s

4d2v3.140.02524.370.00215m3/s=2.15L/s 430m3/s,桥

5. 试设计一跨越矩形过流断面的小桥孔径B。已知河道设计流量（据水文计算得）Q前允许壅水水深H1.5m，桥下铺砌允许流速

v3.5m/s，桥下游水深h1.10m，取动能修正系数1.0，选定小桥进口后知

0.85，0.90，0.85。

【解】从vv出发进行设计：

①判别流动状态 hk2v2g0.903m

因1.3hk1.17mh1.1m，故小桥过流为自由式。

②计算孔径 b 取标准孔径BQ13.14m

hkv16m

2Q30.792m ③校核 hkg(B)2 1.3hk v1.03mh，已转为淹没式过流。

Q2.01m/s Bhv2h1.35mH（可以） H22g