全国2018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（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.某流体的运动粘度v=2×10-6m2/s，密度ρ=850kg/m3，其动力粘度μ为（  　）
A.1.7×10-6Pa·s                            B.1.7×10-3Pa·s
C. 1.7Pa·s                                D.1.7×103Pa·s
2.水流由水箱流经管径d1=200mm，d2=50mm的管路后流入大气中，已知出口处v2=4m/s，则d1管段的断面平均流速v1为（  　）
A.0.25m/s                                B.0.5m/s
C.1m/s                                    D.2m/s
3.某变径管的雷诺数之比Re1∶Re2=1∶2，则其管径之比d1∶d2为（  　）
A.2∶1                                    B.∶1
C.1∶2                                    D.1∶4
4.在平衡液体中，质量力与等压面（  　）
A.重合                                    B.平行
C.正交                                    D.相交
5.对于两水箱水位差为4.9m的薄壁小孔口（孔径为20mm）淹没出流，流经孔口的流量为（  　）
A.1.91 l/s                                    B.2.52 l/s
C.3.08 l/s                                    D.6.56 l/s
6.压力表测得城市给水干管（长管，比阻a=2.83s2/m6）某处的水压p=19.6N/cm2，从此处引出一根水平输出管，如要保证通过流量Q=60 l/s，在该水压的作用下水流输送距离可以达到（  　）
A.19.6m                                    B.117.8m
C.1923.8m                                D.1963.1m
7.一自由溢流直角宽顶堰，流量系数为0.35，包括行近流速水头的堰上水头为2m，则通过宽顶堰的单宽流量为（  　）
A.2.19m3/(s.m)                            B.2.61m3/(s.m)
C.3.10m3/(s.m)                            D.4.38m3/(s.m)
8.若明渠水流为缓流时，则（  　）
A.Fr>1                                    B.
C.h>hc                                    D.i<ic
9.在流量一定，渠道断面的形状、尺寸一定时，随底坡的增大，临界水深将（  　）
A.增大                                B.减小
C.不变                                D.以上都有可能
10.有一混凝土衬砌的矩形渠道，已知底宽b=2m，水深h=1m，粗糙系数n=0.01，底坡i=0.001，通过的流量Q是（  　）
A.4.47m3/s                            B.3.98m3/s
C.3.16m3/s                            D.1.99m3/s
二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）
请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
11.均质不可压缩流体是指___________为常数的流体。
12.比较重力场（质量力只有重力）中，水和酒精所受单位质量力Z水___________Z酒精（填大于，等于或小于）。
13.自由液面水箱侧壁装有压力表，表的中心至水箱底的高度h=0.5m，压力表读数为4m水柱，则水箱中的水深为___________m。
14.均匀流是流体中质点的___________加速度为零的流动。
15.若正常水深正好等于该流量下的___________，相应的渠道底坡称为临界底坡。
16.当底坡、粗糙系数和断面面积一定时，使___________的断面形状，称为水力最优断面。
17.宽顶堰淹没溢流的充分条件是___________。
18.当堰顶厚度与堰上水头的比值介于0.67与2.5之间时，这种堰称为___________。
19.进行石油输送管路的水力模型试验，要实现动力相似，应选的相似准则是___________。
20.明渠水流模型试验，若其长度比尺为4，当模型中的流速为2m/s时，则原型中的流速为___________。
三、名词解释题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
21.水力坡度
22.恒定流
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23.相对压强
24.简单管道
25.水跃
四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）
26.某半圆柱曲面挡水建筑物，半径R=2m，距自由液面h=2m的上端A与一挡板相连，求作用在单宽曲面AB上的铅垂分力。（小数点后保留两位有效数字）
27.水深4m，水平截面积为6m×6m的水箱如图所示，从箱底接出一根直径为250mm的竖管，在水箱作恒定出流时，试求竖管的出流量（略去水头损失）。（小数点后保留两位有效数字）
28.如图所示，底宽b=8m的矩形渠道由两段不同底坡的渠段组成，通过的流量Q=36m3/s，
已知上游渠段上h01=2.7m，下游渠段上h02=0.8m。试分析水面曲线的变化趋势，并指出水面曲线类型。
29.如图所示为一边长a=10cm的正方形管，长l=100cm，连通两贮水容器，管中填充均质、各向同性的细砂与粗砂。已知细砂的渗透系数k1=0.002cm/s，粗砂的渗透系数k2=0.05cm/s，两容器中水深H1=100cm,H2=50cm。求管中的渗流量为多少？（小数点后保留两位有效数字）
五、计算题（本大题共4小题，每小题10分，共40分）
30.如图所示，一密封水箱，若水面上的相对压强p0=-49kN/m2，试求：
（1）h值；
（2）求水下1m处M点的压强，要求分别用绝对压强、相对压强、真空度表示；
（3）M点相对于基准面0—0的测压管水头。
（小数点后保留两位有效数字）
31.如图所示，水流通过一水平面上的渐变弯管，已知：断面1—1处相对压强P1=49000N/m2，流速v1=2m/s，管径d1=300mm，管径d2=150mm，转角α=30°，略去弯管的水头损失，试求水流作用于弯管上的力的大小。（小数点后保留两位有效数字）
32.如图所示，一等直径输水管道连接两水池，已知管径d=250mm，全管长l=100m，沿程摩阻系数λ=0.025, ζ进口=0.5,ζ弯头=0.25,h2=3.4m,U型水银测压计液面差△h=1m，较低的水银液面距离管轴3m，试确定两水池水面高差H。
（小数点后保留两位有效数字）
33.如图所示串联供水管路，各段管长lAB=350m,lBC=300m,lCD=200m；管径dAB=300mm,
dBC=200mm,dCD=100mm；流量q1=100 l/s,q2=60 l/s,q3=30 l/s；若管路的沿程摩阻系数λAB=0.03,λBC=0.035,λCD=0.04；D点所需的自由水头为25m,试求水塔的供水高度H。