全国2005年1月高等教育自学考试.doc

全国2005年1月高等教育自学考试
水力学试题
课程代码：02444
一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分，共20分)
1．牛顿流体是（　　　）一种物质。
A．不断膨胀直到充满容器的 B．实际上是不可压缩的
C．不能承受剪切力的 D．在任一剪切力的作用下不能保持静止的
2．金属压力表的读数是（　　　）。
A．绝对压强 B．绝对压强与当地大气压的差值
C．绝对压强加当地大气压 D．当地大气压与绝对压强的差值
3．均匀流的定义是（　　　）。
A．断面平均流速沿流程不变的流动 B．过流断面上各点流速相互平行的流动
C．流线皆为平行直线的流动 D．各点流速皆相等的流动
4．不可压缩流体的总流连续性方程Q=υ1·A1=υ2·A2适用于（　　　）。
A．恒定流 B．非恒定流
C．恒定流非恒定流 D．均不适用
5．流量模数K的量纲是（　　　）。
A．(L3T -2) B．(L3T -1)
C．(L2T -2) D．(L2T -1)
6．具有相同的孔口和管嘴的过水断面面积的孔口出流与管嘴出流，在相同的作用水头下，其出流流量分别为Q和Qn，则有（　　　）。
A． Q>Qn B． Q=Qn
C． Q<Qn D． 以上都不是
7．下面两个关于水力最优断面的定义：(1)过水断面面积一定时，过水流量最大的断面称为水力最优断面；(2)流量一定，过水断面面积最小的断面称为水力最优断面。则（　　　）。
A．(1)正确，(2)错 B．(1)错，(2)正确
C．(1)、(2)均错 D．(1)、(2)均对
8．在断面面积相等和其它条件相同的条件下，断面为半个正六角形的渠道的流量QA，断面为半圆形的渠道的流量为QB，则QA与QB相比，有（　　　）。
A． QA>QB B． QA=QB
C． QA<QB D．不一定
9．图示为一水泵管路系统，断面2-3为水泵进出口断面，水泵扬程H的计算公式为（　　　）。
A． H=Z

B． H=
C． H=Z+ +
D． H=Z+

10．宽顶堰溢流在自由出流的情况下，堰上水流的水流状态为（　　　）。
A．缓流 B．临界流
C．急流 D．以上都有可能
二、填空题(第1题5分，其余各题均为3分，共20分)
1．图示盛水容器中水面高程为1.0m，两根测压管的安装高程各为0.5m和0.1m，当地大气压强pa=98kPa，液面的绝对压强p0=147kN/m2，则两根测压管中液面高程各为______________m，____________m；点1和点2的绝对压强各为______________kN/m2，____________kN/m2；相对压强各为_______________kN/m2，______________kN/m2；若以▽=0为基准面，测压管高度各为_________________m，_________________m；测压管水头各为_________________m，_________________m。

2．在流量一定，渠道断面的形状、尺寸一定时，随底坡的增大，正常水深将_________________，临界水深将_________________。(填增大、不变或减小)。在急流中，正常水深_________________临界水深。(填大于、等于或小于)
3．用无侧向收缩的矩形薄壁堰测量流量(该堰的流量系数m0=0.42)，当堰的宽度b=2.91m，堰上水头H=0.65m，堰高P=1.0m且为自由出流时，则通过的流量Q=_________________。
4．一般来说，有压管流的水头损失分为_________________和_________________两类。对于长管，可以忽略_________________。
5．水在土壤中存在状态可分为_____________水、_______________水、____________水、_____________水和_____________水五种。通常渗流指的是____________水在孔隙介质中的流动。
6．弗劳德数表征的是_________________与_________________之比，其表达式为
_________________。
三、简答题(共12分)
1．(本小题6分)
已知四种开口容器的底面积均等于A，容器内盛有相同的液体，深度也相同，试分析液体对容器底的总压力各等于多少?
若四个容器同时放在桌面上，则桌面对于容器底部的反力是否等于液体对容器底部的总压力?为什么?(不计容器的重量)

2．(本小题3分)
如何判别缓流、急流、临界流?试例举三种方法。
3．(本小题3分)
设有并联的三条支管1，2，3，在对整个系统计算总水头损失时，为什么只需计算其中任一条支管的水头损失?

四、作图题(每小题4分，共8分)
1．试做出下图中的AB壁面上的压强分布图。

2．试做出下图中二向曲面AB上的压力体。

五、计算题(共40分)
1．(本小题10分)
一浮筒重493.8N，半径R=0.5m，高a=0.8m，在水面下的淹没深度h=0.4m，其底面用缆绳与河底上的一水泥块相接，水泥块体积为0.3m3，密度ρc=0.241×104kg/m3，问潮水比原水面涨高多少时，水泥块开始与河底脱离，浮筒开始随水漂流(缆绳重忽略不计)。

2．(本小题12分)
已知扩散器直径d1=0.1m,d2=0.15m，其进口水头损失系数ζ=0.06，扩散器管道的水头损失(不包括进出口水头损失)为,H2=1.2m，求：断面1-1的真空值为7m时，试求断面1-1的平均流速及储水池水位H1。

3．(本小题10分)
某梯形断面棱柱体密实粘土渠道，底坡i=0.0002，边坡系数m=2.0，糙率n=0.023，设计底宽b=14m，设计水深h0=2.5m。不冲允许流速υ′=0.85R0.25，不淤允许流速υ″=0.4～
0.6m/s。
(1)求渠道的设计流量；
(2)校核渠道是否满足不冲不淤要求。
4．(本小题8分)
有一渗流实验装置如图所示。已知装置中的圆筒直径d=25cm，两测压管间距l=50cm，当测压管水头差H1-H2=30cm时，其渗透流量Q=300cm3/min，问所测土壤的渗透系数k值为多少?