国开电大《水力学(B)》形考任务1、2、3、4、5、6、7、8、9、10章节测验试题及参考答案

第1章绪论

一、单选题(共5题,每题8分,共40分)

1. 连续介质假定认为流体()连续。答案:在宏观上

2. 在国际单位制中水力学基本量纲不包括()。答案:力

3. 牛顿内摩擦定律适用于()。答案:牛顿流体

4. 液体不具有的性质是()。答案:抗拉性

5. 下述哪些力属于质量力()。答案:惯性力

二、多选题(共1题,共15分)

6. 在水利水电工程中经常遇到的水力学问题主要有()。答案:确定水流能量的利用和消耗、确定水力荷载及计算过流能力、特殊水力学问题、分析水流运动形态

三、判断题(共5题,每题6分,共30分)

7. 理想流体与实际流体的区别仅在于,理想流体具有不可压缩性。()答案:错

8. 水动力学是研究液体在静止或平衡状态下,作用在液体上各种力的平衡关系。()答案:错

9. 压强和切应力属表面力。()答案:对

10. 流体惯性力与加速度方向相同。()答案:错

11. 黏滞性可以制止流体流动。()答案:对

四、计算选择题(共1题,共15分)

12. 面积为0.5m²的平板在水面上以速度u=1m/s沿水平方向运动,水层厚度δ=2mm,水层内流速呈直线分布,水温为10°C。10°C时动力粘滞系数 μ = 1.307 × 10⁻³ Pa·s流速梯度 du/dy = 500 s⁻¹平板所受阻力 F = 0.327 N答案:(1)500 (2)1.307 (3)0.327

第2章 水静力学(13分)

一、单选题(共4题,每题5分,共20分)

1. 静止液体中同一点各方向的静水压强()。A. 大小相等B. 大小不等C. 仅水平方向数值相等D. 铅直方向数值为最大

2. 液体只受重力作用,则静止液体中的等压面是()。A. 任意曲面B. 水平面C. 斜平面D. 旋转抛物面

3. 液体中某点的绝对压强为88kN/m²,则该点的相对压强为()。A. 10kN/m²B. 10kN/m²C. 12kN/m²D. 12kN/m²

4. 在静止液体中,作用在表面上的压强变化,必将均匀不变地传到液体中的各个部分,这就是()原理。A. 帕斯卡原理B. 连通器原理C. 阿基米德原理D. 能量守恒原理

二、多选题(共3题,每题10分,共30分)

5. 某点存在真空时,下列说法正确的是()。A. 该点的绝对压强为正值B. 该点的相对压强为正值C. 该点的绝对压强为负值D. 该点的相对压强为负值

6. 关于等压面,下列说法正确的是()。A. 在平衡液体中等压面即是等势面B. 等压面与质量力正交C. 两种不相混的平衡液体的分界面必然是等压面D. 液体中压强相等的点相连所组成的面

7. 压强的表示方法有()。A. 应力单位B. 工程大气压单位C. 液柱高度单位D. 应变单位

三、判断题(共4题,每题5分,共20分)

8. 质量力只有重力时,静止液体内任何点的测压管水头等于常数。()

9. 某点存在真空,是指该点的绝对压强小于大气压强。()

10. 作用任意平面上静水总压力的作用点与平面的形心点重合。()

11. 水静力学是研究液体处于静止或相对平衡状态下的力学规律和在工程中的应用。()

四、选择计算题(共2题,每题15分,共30分)

12. 挡水矩形平板AB,水深h=2m,板宽b=3m。求静水总压力大小及作用点处水深。提示:P = γ·h_c·A,h_c = h/2,h_D = 2h/3

13-15. 压差计,h_A = h_B = 1m,Δh = 0.5m。求p_A、p_B表达式及压差p_A-p_B。选项略

第3章 水流运动的基本原理(19分)

一、单选题(共7题,每题4分,共28分)

1. 流线和迹线重合的条件为()。A. 恒定流B. 非恒定流C. 非恒定均匀流D. 均匀流

2. 有人说"均匀流一定是恒定流",下列选项哪个是正确的()。A. 这种说法是正确的,均匀流一定是恒定流B. 这种说法是错误的,均匀流不一定是恒定流。因为恒定流是相对于空间而言,即运动要素沿流程不变;而均匀流是相对于时间而言,即运动要素不随时间而变。两者判别标准不同C. 这种说法不一定正确,均匀流在一定的条件下,一定是恒定流D. 这种说法是错误的,均匀流不一定是恒定流。因为均匀流是相对于空间而言,即运动要素沿流程不变;而恒定流是相对于时间而言,即运动要素不随时间而变。两者判别标准不同

3. 流体运动的连续性方程是根据()原理导出的。A. 动量守恒B. 质量守恒C. 能量守恒D. 力的平衡

4. ()反映水流总机械能沿流程的变化。A. 总水头线B. 压强水头线C. 测压管水头线D. 流速水头线

5. 如果总流的由动量方程求得的力为负值说明()。A. 说明原假设的力的方向不对,反向即可B. 说明方程中流速的取值出现错误C. 说明方程中流量的取值出现错误D. 说明方程中流速和流量的取值均出现错误

6. 过水断面是指()。A. 与流线平行的断面B. 与流线正交的横断面C. 与流线斜交的横断面D. 与迹线正交的横断面

7. 下列哪项不是均匀流的特征()。A. 各过水断面均为平面,并且形状和尺寸沿流程不变B. 各过水断面上流速分布均相同,断面平均流速也相等C. 均匀流过水断面上的动水压强分布规律与静水压强分布规律相同,即同一过水断面上各点的测压管水头为一常数D. 液体的迹线与流线重合

二、多选题(共3题,每题5分,共15分)

8. 下列哪些是均匀流的特征()。A. 各过水断面均为平面,并且形状和尺寸沿流程不变B. 各过水断面上流速分布均相同,断面平均流速也相等C. 均匀流过水断面上的动水压强分布规律与静水压强分布规律相同,即同一过水断面上各点的测压管水头为一常数D. 液体的迹线与流线重合

9. 恒定总流能量方程的应用条件有()。A. 水流必须是恒定流,不可压缩液体,即密度等于常数B. 作用在液体上的质量力只有重力C. 所取的两个过水断面应符合渐变流条件,这样在计算断面上各点测压管水头为常数。但是两个断面之间的水流可以是急变流,这对于建立能量方程没有影响D. 两个过水断面之间流量保持不变,即沿程无流量的汇入或分出

10. 动量方程的适用条件为()。A. 水流是恒定流,流量沿程不变B. 水流为不可压缩的连续液体C. 所选过流断面为渐变流断面,但是两个断面之间的水流可以是急变流D. 作用在液体上的质量力只有重力

三、判断题(共6题,每题5分,共30分)

11. 拉格朗日法是以每一个液体质点作为研究对象,观察其运动轨迹、速度和加速度,掌握其运动状况,综合所有质点的运动,就可得到液体整体的运动情况。这种方法物理概念清楚,简明易懂。()

12. 液体质点在运动过程中,不同时刻所流经空间点的连线称为流线。()

13. 缓流一定是均匀流,急流一定不是均匀流。()

14. 根据连续性方程,流速与过流断面面积成正比。()

15. 根据能量方程水流,水流总是从位置高的地方向位置低的地方流动。()

16. 动量方程是动量守恒定律在水流运动中的具体表现,反映了水流在流动过程中动量的改变与作用力之间的关系。()

四、计算选择题(共3题,每题9分,共27分)

17-19. 虹吸管,管径d=10cm,h₁=1.5m,h₂=3m,不计水头损失,动能修正系数α=1。求:(1)解题所用公式 (2)管出口断面流速 (3)断面cc中心处压强p_c选项略

第4章 水流型态与水头损失(14分)

一、单选题(共10题,每题3分,共30分)

1. 由于局部边界急剧改变,导致水流结构改变、流速分布调整并产生旋涡区,从而引起的水头损失称为()。A. 沿程水头损失B. 局部水头损失C. 短管水头损失D. 长管水头损失

2. 水流在运动过程中克服水流阻力而消耗能量称为水头损失。其中()是产生水头损失的外因。A. 边界对水流的阻力B. 液体的粘滞性C. 重力对水流的作用D. 液体毛细作用

3. 判断层流和紊流的临界雷诺数是()。A. 上临界雷诺数B. 上下临界雷诺数代数平均C. 下临界雷诺数D. 上下临界雷诺数几何平均

4. 层流运动过流断面的流速分布规律符合()。A. 抛物线分布B. 直线分布C. 对数分布D. 指数分布

5. 已知突扩前后有压管道的直径之比d₁/d₂=1:2,则突扩前后断面的雷诺数之比为()。A. 2B. 1C. 0.5D. 0.25

6. 关于尼古拉兹实验,下列哪个选项是正确的。()A. 尼古拉兹实验揭示了沿程阻力系数的变化规律B. 尼古拉兹实验揭示了雷诺数的变化规律C. 尼古拉兹实验揭示了局部阻力系数的变化规律D. 尼古拉兹实验揭示了紊流流速的变化规律

7. 等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是()。A. 呈抛物线分布B. 呈双曲线分布C. 呈椭圆曲线分布D. 呈对数线分布

8. 在管流中,紊流的断面流速分布与层流的断面流速分布相比()。A. 更不均匀B. 均匀程度相同C. 更加均匀D. 以上答案均不对

9. 当输水管直径一定时,随流量增大,雷诺数____;当输水管流量一定时,随管径加大,雷诺数____。A. 增大;增大B. 变小;变小C. 变小;增大D. 增大;变小

10. 雷诺数Re是用来判别下列何种流动的重要无量纲系数()。A. 均匀流与非均匀流B. 层流与紊流C. 急流与缓流D. 明流与管流

二、多选题(共2题,每题5分,共10分)

11. 水头损失有____和____两种形式。()A. 沿程水头损失B. 局部水头损失C. 短管水头损失D. 长管水头损失

12. 关于雷诺试验及其结论,以下说法正确的是()。A. 根据雷诺试验的成果,液体存在层流和紊流两种流态B. 液体流态的判别采用无量纲数雷诺数ReC. 对于圆管,当Re大于临界雷诺数2000时为紊流,小于临界雷诺数2000为层流(雷诺数中特征长度用圆管直径d)D. 对于明渠,当Re大于临界雷诺数500时为紊流,小于临界雷诺数500为层流(雷诺数中特征长度用水力半径R)

三、判断题(共6题,每题5分,共30分)

13. 液体的粘滞性是引起水流能量损失的根本原因。()

14. 水力半径全面反映了水流横向边界特征对于过流能力和水流阻力的综合影响。()

15. 均匀流的总水头线和测压管水头线是相互平行的直线。()

16. 层流的沿程水头损失仅与流速的二次方有关。()

17. 舍齐公式适用于层流和紊流。()

18. 管壁光滑的管子一定是水力光滑管。()

四、计算选择题(1题,共30分)

19. 某输油管道长L=500m,直径d=0.15m,流速v=0.24m/s,油的粘滞系数ν=2.0cm²/s。提示:Re = v·d/ν,λ = 64/Re,hf = λ·(L/d)·(v²/2g)求:(1)雷诺数 (2)流态 (3)沿程阻力系数 (4)沿程阻力损失选项略

第5章 有压管道中的水流运动(9分)

一、选择题(共3题,每题10分,共30分)

1. 水泵的扬程是指()。A. 水泵提水高度B. 水泵提水高度 + 吸水管的水头损失C. 水泵提水高度 + 吸水管与压水管的水头损失D. 吸水管与压水管的水头损失

2. 根据管道水头损失计算方法的不同,管道可以分为()。A. 长管和短管B. 复杂管道和简单管道C. 并联管道和串联管道

3. 短管淹没出流的计算时,作用水头为()。A. 短管出口中心至上游水面高差B. 短管出口中心至下游水面高差C. 上下游水面高差

二、多选题(共1题,每题10分,共10分)

4. 按短管进行水力计算的管路是()。A. 虹吸管B. 环状管网C. 支状管网D. 倒虹吸管

三、判断题(共5题,每题6分,共30分)

5. 在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。()

6. 计算阻力损失时,短管既要考虑局部阻力损失,也要考虑沿程阻力损失,长管计算同样也要考虑这两项损失。()

7. 长管是指管道中的水头损失以沿程水头损失为主,局部水头损失和流速水头之和与其相比很小,可以忽略不计。()

8. 在压力管道中,由于外界影响使管道中的流速发生急剧变化,引起管中压强发生快速交替升降的水力现象,称为水击。()

9. 由若干段直径不同的简单管道首尾相接组成的管道称为串联管路。对于串联管路,应分别计算各段沿程水头损失及局部水头损失,然后叠加。()

四、计算选择题(共1题,共30分)

10. 某渠道用直径d=0.7m的混凝土虹吸管自河中向渠道引水。河道水位与渠道水位的高差为5m,虹吸管长度l₁=8m,l₂=12m,l₃=14m,混凝土虹吸管沿程水头损失系数λ=0.022,进口局部水头损失系数ζ_e=0.5,中间有两个弯头,每个弯头的局部水头损失系数ζ_b=0.365,出口局部水头损失系数ζ_ou=1.0。求:(1)虹吸管的输水能力 (2)虹吸管的安装高度(最大允许真空度为7m)提示:按淹没出流公式Q=μA√(2gH),对0-0断面和B-B断面建立能量方程选项略

第6章 明渠均匀流(8分)

一、单选题(共5题,每题8分,共40分)

1. 明渠均匀流可能发生在()。A. 平坡渠道中B. 逆坡渠道中C. 正坡渠道中D. 正坡、平坡及逆坡渠道都能发生

2. 在明渠渐变流中()。A. 总水头线一定平行于底坡线B. 总水头线与自由水面相重合C. 测压管水头线与自由水面一致D. 水面线与底坡线平行

3. 矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比β_m等于()。A. 1B. 2C. 3D. 4

4. 在明渠中不可以发生的流动是()。A. 恒定均匀流B. 恒定非均匀流C. 非恒定均匀流D. 非恒定非均匀流

5. 在缓坡渠道上不能发生()。A. 均匀缓流B. 非均匀缓流C. 非均匀急流D. 均匀急流

二、多选题(共3题,每题5分,共15分)

6. 明渠流渠道底坡的类型有()。A. 顺坡B. 临界坡C. 平坡D. 逆坡

7. 明渠均匀流的水力特征有()。A. 过流断面的形状、尺寸和水深沿流程不变B. 过流断面上的流速和流速分布沿流程不变,所以流速水头沿程不变C. 总水头线、测压管水头线(即水面线)和渠底线三者互相平行D. 过流断面上的流速和流速分布不随时间变化

8. 明渠均匀流的形成条件有()。A. 明渠中的水流为恒定流,流量沿程不变,无支流的汇入和分出B. 渠道是长而直的棱柱体明渠,其断面形状和大小沿程不变C. 必须是正坡明渠(i>0),且底坡和粗糙系数沿程不变D. 所研究的渠段内水流不受水工建筑物的局部干扰

三、判断题(共6题,每题5分,共30分)

9. 两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等,但底坡不同,因此它们的均匀流水深不等。()

10. 明渠过流断面上各点的流速都是相等的。()

11. 无压圆管均匀流的重要特征:其过水断面面积和湿周随水深的变化而改变。当h>d/2时,随着水深增加,水面变宽,过水面积增加迅速,但湿周增加逐渐减慢;当h<d/2时,水深增加使水面宽度减小,过水面积增加减缓,而湿周增大加快。()

12. 水力最佳断面是:过流面积相同,所能通过的流量最大的过流断面。()

13. 糙率n是反映渠道边界和水流对阻力影响的综合参数,n值的大小主要与渠道的边界粗糙程度有关,流量、水深、含沙量以及运行管理对n值也有影响。()

14. 在明渠渐变流中,总水头线一定平行于底坡线。()

四、计算选择题(1题,共15分)

15. 有一矩形断面渠道底宽b=2m,底坡i=0.0004,糙率n=0.012,当槽中均匀流水深h₀=1.5m时。提示:R = A/χ,C = (1/n)·R^(1/6),Q = A·C·√(R·i)求:(1)水力半径 (2)舍齐系数 (3)通过的流量Q选项略

第7章 明渠恒定非均匀流(13分)

一、单选题(共6题,每题5分,共30分)

1. 判别明渠水流流态的依据是弗汝德数,当Fr>1则为()。A. 缓流B. 急流C. 急变流D. 临界流

2. 弗汝德数Fr是判别下列哪种流态的重要的无量纲数()。A. 层流和紊流B. 均匀流和非均匀流C. 急流和缓流D. 恒定流和非恒定流

3. 明渠非均匀流根据其流线不平行和弯曲的程度,又可以分为()。A. 恒定流和非恒定流B. 渐变流和急变流C. 急流和缓流D. 临界流和缓流

4. 在缓坡明渠中不可以发生的流动是()。A. 均匀缓流B. 均匀急流C. 非均匀缓流D. 非均匀急流

5. 共轭水深是指()。A. 水跃的跃前水深与跃后水深B. 溢流坝下游水流收缩断面水深C. 均匀流水深D. 临界水深

6. 在明渠渐变流中()。A. 总水头线一定平行于底坡线B. 总水头线与自由水面相重合C. 测压管水头线与自由水面一致D. 水面线与底坡线平行

二、多选题(共2题,每题10分,共20分)

7. 明渠水流的三种流态有()。A. 缓流B. 急流C. 临界流D. 均匀流

8. 明渠水流的判别方法及标准有()。A. 干扰波法:波速C=√(gh),v=C为临界流,v<C为缓流,v>C为急流B. 弗汝德数法:Fr=v/√(gh),Fr=1临界流,Fr<1缓流,Fr>1急流C. 临界水深法:h>h_k缓流,h=h_k临界流,h<h_k急流D. 临界底坡法:i<i_k缓流,i=i_k临界流,i>i_k急流

三、判断题(共10题,每题2分,共20分)

9. 在明渠均匀流中,断面比能保持沿程不变。()

10. 缓流的Fr数必小于1。()

11. 临界底坡上的均匀流一定是临界流。()

12. 断面单位能量沿程可大、可小,或者不变。()

13. 明渠水流的断面比能沿流程总是增加的。()

14. 从急流过渡到缓流必定发生水跃,而且跃前水深与跃后水深满足共轭关系。()

15. 缓流与急流是明渠水流的流态,是流速与水面干扰波波速相比较确定的。()

16. 渐变流与急变流是非均匀流,根据流线弯曲和不平行程度来区分的。()

17. 明渠均匀流水深指对于一定的底坡和断面形状,明渠内的水流为均匀流的水深。()

18. 临界水深是指对于一定的底坡和断面形状,明渠内的水流从急流转变到缓流的水深。()

四、计算选择题(共1题,30分)

19. 有一矩形断面长渠道内水流作均匀流运动,已知渠道的底宽b=3.2m,渠中水深h=1.6m,糙率n=0.025,渠道的底坡i=0.0009。提示:R=A/χ,C=(1/n)·R^(1/6),v=Q/A,Fr=v/√(gh)求:(1)舍齐系数 (2)渠道内通过的流量Q (3)弗汝德数 (4)渠内水流流态选项略

第8章 过流建筑物水力计算和消能设计(13分)

一、单选题(共5题,每题8分,共40分)

1. 过堰水流的流量Q与堰上总水头H₀的()。A. 2次方成正比B. 3/2次方成正比C. 1/2次方成正比D. 1次方成正比

2. 当实用堰水头H大于设计水头H_d时,其流量系数m与设计流量系数m_d的关系是()。A. m=m_dB. m>m_dC. m<m_dD. 不能确定

3. 闸孔出流的流量Q与闸孔全水头H₀的()。A. 1/2次方成正比B. 3/2次方成正比C. 2次方成正比D. 1次方成正比

4. 堰的水流运动特征为()。A. 上游水位壅高过堰时水面跌落B. 下游水位壅高过堰时水面跌落C. 上游水位壅高过堰时水面发生水击D. 下游水位壅高过堰时水面发生水击

5. 在渠道中,如果发生急流向缓流的过渡,其过渡的水流形式是()。A. 水跌B. 渐变流C. 临界流D. 水跃

二、多选题(共2题,每题7.5分,共15分)

6. 堰的分类有()。A. 薄壁堰流B. 实用堰流C. 宽顶堰流D. 非薄壁堰流

7. 叙述泄水建筑物下游消能的主要形式有()。A. 底流消能B. 面流消能C. 挑流消能D. 戽流消能

三、判断题(共6题,每题5分,共30分)

8. 一般情况下闸孔出流的能量损失主要是局部水头损失。()

9. 对于闸孔出流,当闸门开度e与上游水深H之比e/H>0.65时,闸孔出流转化为堰流。()

10. 闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。()

11. 泄水建筑物下游的水流衔接形式中,远驱式水跃衔接最安全,淹没式水跃衔接最不安全。()

12. 底流消能需要修建消力池,工程量较大,适用地质条件较差的水库泄水建筑物下游和河道闸下游消能。()

13. 挑流消能适用地质条件较好的高水头泄水建筑物下游的消能。()

四、计算选择题(共1题,15分)

14. 某矩形断面渠道中建有单孔平板闸门,已知平板闸门的宽度b=4m,闸前水深H=4m,闸孔流量系数μ=0.55,闸门开度e=0.5m,闸底板与渠底齐平。提示:Q=μ·b·e·√(2gH),h_c''=(h_c/2)·(√(1+8Fr_c²)-1)求:(1)不计闸前行近流速水头,按自由出流求过闸流量Q(2)若闸下收缩断面水深h_c=0.3m,则发生临界水跃时下游渠内的水深h_c''(3)若下游水深为h_t=1.5m,则闸下水跃衔接形式及是否需要修建消力池选项略

第9章 渗流(4分)

一、单选题(共2题,每题20分,共40分)

1. 渗流的达西公式只能适用于()。A. 恒定均匀层流B. 恒定均匀紊流C. 恒定均匀流D. 非恒定流

2. 渗流研究的对象是()的运动规律。A. 重力水B. 毛细水C. 气态水D. 薄膜水

二、多选题(20分)

3. 用渗流模型取代真实的渗流,必须遵守的原则有()。A. 通过渗流模型的流量必须和实际渗流的流量相等B. 对同一作用面,从渗流模型得出的动水压力,应当和真实渗流动水压力相等C. 渗流模型的阻力和实际渗流应相等,也就是说水头损失应该相等D. 通过渗流模型的流速必须和实际流速相等

三、判断题(共4题,每题10分,共40分)

4. 达西定律适用于所有的渗流。()

5. 渗流模型中的渗流流速与实际渗流流速相等。()

6. 达西定律适用于任一点的渗流流速u=kJ,其适用于恒定均匀层流渗流。()

7. 杜比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流,同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于v=kJ。()

第10章 相似原理与量纲分析

1. 按重力相似准则设计模型,若几何比尺为25,则流速比尺为()。A. 20B. 5C. 100D. 10

2. 按重力相似准则设计的水力学模型,长度比尺λ_L=100,模型中水深为0.1m,则原型中对应点水深为()。A. 5.0mB. 10mC. 0.5mD. 1m

3. 力学相似的必要条件是几何相似,运动相似,动力相似。()

4. 两个液流只要在相应点的速度和加速度的大小成比例,则两个液流就是运动相似的。()

5. 几何相似是运动相似和动力相似的前提条件;动力相似是决定运动相似的主导因素;运动相似则是几何相似和动力相似的具体表现。()

6. 在水力模型试验中,所有的力都必须满足相似条件,不能忽略其它次要力的影响,这样才能基本正确反映水流运动状态及其运动规律。()