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《水力学》练习题库及参考答案

选择题

1.连续介质模型意味着（）。

A.流体分子间没有间隙

B.流体中的物理参数是连续函数

C.流体分子间有间隙，但可以忽略

D.流体不可压缩

答案：B。连续介质模型是将流体视为由无数个连续分布的流体质点所组成的连续介质，这样流体中的物理参数（如密度、速度等）就可以表示为空间和时间的连续函数。A选项，流体分子间是有间隙的；C选项不是忽略间隙，而是从宏观角度将流体看作连续的；D选项连续介质模型与流体是否可压缩无关。

2.静止流体中任意一点的压强大小（）。

A.与作用面的方位有关

B.与作用面的方位无关

C.与作用面的大小有关

D.与作用面的形状有关

答案：B。静止流体中压强的特性是同一点上各个方向的压强大小相等，即静止流体中任意一点的压强大小与作用面的方位无关。压强只与该点的位置有关，与作用面的大小和形状也无关。

3.圆管层流中，过流断面上的平均流速是最大流速的（）。

A.1/2

B.1/3

C.2/3

D.3/4

答案：A。圆管层流的流速分布是抛物线分布，最大流速在管轴处，根据圆管层流的流量公式和平均流速的定义可推导出平均流速是最大流速的1/2。

4.雷诺数Re反映了（）。

A.黏性力与重力之比

B.惯性力与黏性力之比

C.惯性力与重力之比

D.压力与黏性力之比

答案：B。雷诺数Re=ρvd/μ（其中ρ为流体密度，v为流速，d为特征长度，μ为动力黏度），它反映了惯性力与黏性力的相对大小。当Re较小时，黏性力起主导作用，流动为层流；当Re较大时，惯性力起主导作用，流动为紊流。

5.水跃是（）。

A.急流过渡到缓流

B.缓流过渡到急流

C.临界流过渡到急流

D.临界流过渡到缓流

答案：A。水跃是明渠水流从急流状态过渡到缓流状态时发生的一种局部水力现象，在水跃区域内，水流的流速、水深等参数会发生急剧变化。

填空题

1.流体的黏性是指流体在流动过程中，由于流体层之间的相对运动而产生（）的性质。

答案：内摩擦力。流体的黏性使得流体层之间在发生相对运动时会产生抵抗这种相对运动的内摩擦力。

2.作用在流体上的力按其作用方式可分为（）和（）。

答案：表面力；质量力。表面力是作用在流体表面上的力，如压力、切力等；质量力是作用在流体每个质点上的力，如重力、惯性力等。

3.静水压强的两个特性是：（1）静水压强的方向（）；（2）静止流体中任一点上各个方向的静水压强（）。

答案：垂直指向作用面；大小相等。这是静水压强的基本特性，根据流体静止时不能承受拉力和切力的性质可以得出。

4.圆管紊流的流速分布在层流底层内是（）分布，在紊流核心区是（）分布。

答案：线性；对数。在圆管紊流中，层流底层厚度很薄，流速近似呈线性分布；而在紊流核心区，由于紊流的强烈混合作用，流速分布符合对数规律。

5.明渠均匀流的水力特征是：（1）（）；（2）（）。

答案：流线为平行直线；水深、流速沿程不变。明渠均匀流是一种等深、等速的流动，其流线是相互平行的直线，且过流断面上的水深和流速在流程上保持不变。

判断题

1.流体的密度和重度都随温度和压强的变化而变化。（）

答案：正确。流体的密度和重度与温度和压强有关。一般来说，温度升高，流体的密度和重度会减小；压强增大，流体的密度和重度会增大（对于可压缩流体更为明显）。

2.静止流体中不存在切应力。（）

答案：正确。静止流体不能承受切力，一旦有切力作用，流体就会发生流动。所以静止流体中只存在垂直于作用面的压强，不存在切应力。

3.圆管层流的沿程水头损失与流速的平方成正比。（）

答案：错误。圆管层流的沿程水头损失与流速的一次方成正比，其沿程水头损失公式为hf=32μvl/(ρgd2)（其中hf为沿程水头损失，μ为动力黏度，v为流速，l为管长，ρ为流体密度，g为重力加速度，d为管径）。

4.雷诺数是判断层流和紊流的唯一标准。（）

答案：正确。在工程实际中，通常根据雷诺数的大小来判断流体的流动状态。对于圆管流动，当Re2000时为层流，当Re4000时为紊流，2000Re4000为过渡流。

5.水跌是缓流过渡到急流的局部水力现象。（）

答案：正确。水跌是明渠水流从缓流状态过渡到急流状态时，在跌坎处发生的水面急剧降落的局部水力现象。

解答题

1.已知某流体的动力黏度μ=0.001Pa·s，密度ρ=1000kg/m3，求该流体的运动黏度ν。

解：运动黏度ν与动力黏度μ和密度ρ的关系为ν=μ/ρ。

将μ=0.001Pa·s，ρ=1000kg/m3代入公式可得：

ν=0.001/1000=1×10??m2/s。

答：该流体的运动黏度为1