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《水力学》(A)答案

《水力学》（A）答案
（水工04级，2006-07-05）

一、单项选择题
1-C； 2-A； 3-C； 4-D； 5-B； 6-A； 7-B； 8-D； 9-B； 10-A

二、填空题
1 40；0.049
2 当地；迁移
3 粘滞；重
4 抛物线；矩
5 下游水深；收缩断面跃后水深
6 线变形；角变形
7 水力坡度
8 质量力有势
9 2

三、计算题
1
解：（1）B点绝对压强：
EMBED Equation.3 （2’）
B点相对压强：
EMBED Equation.3 (2’)
（2）水平分力：
EMBED Equation.3 （2’）
垂直分力：
EMBED Equation.3 (2’)
合力：
EMBED Equation.3 (1’)
方向：与χ方向的夹角为
EMBED Equation.3 (1’)
作用点距水箱底部距离：
EMBED Equation.3 (2’)
或距水面
EMBED Equation.3

2
解：(1)列上下游水池断面的能量方程（基准面取下游水池水面）：
EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 (3’)
所以有 EMBED Equation.3 ，即V=4.43m/s，则 EMBED Equation.3 (2’)
(2)列测压管断面和下游水池断面的能量方程（基准面取下游水池水面）： EMBED Equation.3 (3’)
所以 EMBED Equation.3 (2’)

3
(1) EMBED Equation.3 （1’）； EMBED Equation.3 (1’)
列出上下游断面的能量方程（基准面取为上游河底）：(1’)
EMBED Equation.3 (2’)
所以
EMBED Equation.3 (2’)
(2)取1-1和2-2断面间水体受力分析，取水流方向为x方向，列x方向动量方程：(1’)
EMBED Equation.3 (1’)
EMBED Equation.3 (1’)
EMBED Equation.3 (1’)
EMBED Equation.3 (2’)
水流对坎的冲击力与R大小相等，方向相反。 (1’)

4
解：（1） EMBED Equation.3 所以存在流函数不清（2’）
EMBED Equation.3 (2’)
EMBED Equation.3 (1’)
（2） EMBED Equation.3 所以为无旋流 (2’)
EMBED Equation.3 (2’)
EMBED Equation.3 (1’)

5
解：由矩形明渠临界水深公式 EMBED Equation.3 (1’)
所以： EMBED Equation.3 (1’)
水力最优断面时（b=2h），面积 EMBED Equation.3 (1’)
水力半径 EMBED Equation.3 (1’)
均匀流公式 EMBED Equation.3 (1’)
即 EMBED Equation.3 (1’)
所以 EMBED Equation.3 (2’)
EMBED Equation.3 (1’)
EMBED Equation.3 (1’)

6
解： EMBED Equation.3 所以是闸孔出流（1’）
EMBED Equation.3
由于忽略行近流速，所以 EMBED Equation.3
假定自由出流 (1’)
EMBED Equation.3 (2’)
单宽流量
EMBED Equation.3

(1’)
收缩水深公式：
EMBED Equation.3 (1’)
迭代公式：
EMBED Equation.3
得： EMBED Equation.3
取 EMBED Equation.3 (2’)
EMBED Equation.3 (2’)
由于 EMBED Equation.3 (1’)
所以是远驱式水跃衔接 (1’)，
也验证了是自由出流，所以假设正确 (1’)
需设置消能工 (1’)

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学院系班级学号姓名
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扬州大学试题纸
( 2005－2006学年第二学期)
水利学院水工0401、0402 班(年)级课程水力学 (A)卷

题目一二三四五六七八总分得分（提请考生注意：本试卷共6页）

一、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）
（本大题共10小题，每小题1.5分，共15分）

1．下列物理量中，无量纲的数为（）
A．动力粘滞系数（动力粘度） EMBED Equation.3 B．渗透系数k
C．堰闸侧收缩系数 EMBED Equation.3 D．谢齐系数C

2．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∶1
C．1∶2 D．1∶4

3．下列论述正确的为（）
A．液体的粘度随温度的减小而减小；
B．静水压力属于质量力；
C．相对平衡液体中的等压面可以是倾斜平面或曲面；
D．急变流过水断面上的测压管水头相等。

4．明渠水流中发生 EMBED Equation.3 型水面曲线，则该水流为（）
A．均匀的缓流； B．均匀的急流；
C．非均匀的缓流； D．非均匀的急流；

5．断面单位能量 EMBED Equation.3 随水深 EMBED Equation.2 的变化规律是( )
A． EMBED Equation.3 存在极大值 B． EMBED Equation.3 存在极小值
C． EMBED Equation.3 随 EMBED Equation.2 增加而单调增加 D． EMBED Equation.3 随 EMBED Equation.2 增加而单调减少

6．有两条梯形断面渠道1和2，已知其底坡、边坡系数、糙率和底宽相同，但流量Q1>Q2，则其均匀流水深h1和h2的关系为（）
A．h1>h2 B．h1C．h1=h2 D．无法确定

第2页

7．某输水管道长度L=1000m，若发生水击时水击波速a=1000m/s, 则水击周期为（）秒。
A． 1 B．2 C．3 D． 4

8．渗流的达西

定律适用的条件，除渗透介质是均质各向同性外，还要满足：（）
A．恒定非均匀渐变流； B．恒定非均匀层流
C．恒定均匀紊流 D．恒定均匀层流

9．两沿程阻力系数相同且长度相同的并联圆形管道，已知 EMBED Equation.3 ，则流量之比 EMBED Equation.3 为( )
A． EMBED Equation.3 B． EMBED Equation.3 C． EMBED Equation.3 D． EMBED Equation.3

10．层流的沿程阻力系数（）
A．仅与雷诺数有关 B．仅与相对粗糙度有关
C．与雷诺数及相对粗糙度有关 D．是常数

二、填空题（在空格中填写正确答案）
（本大题共9小题，每空格1分，共15分）

1．有一管径d=4m 的管道，其糙率n=0.025，则谢才系数为 EMBED Equation.3 ，沿程阻力系数为。
2．恒定流动的_______加速度为零，均匀流动的___ ___加速度为零。
3．雷诺数的物理意义是表示惯性力和力之比；而佛汝德数的物理意义是表示惯性力和力之比。
4．明渠层流的流速分布为形；而恒定渐变渗流的流速分布为形。
5．平底水闸闸下出流的水跃淹没系数表示的是和比值。
6．液体质点运动的基本形式包含平移、旋转、和。
7．单位流程上的水头损失称为。
8．液体平衡微分方程的积分条件是。
9．图示长管中，A点的相对压强pA = 米水柱。

第3页

三、计算题
（本大题分6小题，共70分）

1．（本小题12分）某半圆柱面挡水建筑物，半径R=2m，宽度 EMBED Equation.3 ，距自由液面 EMBED Equation.3 的上端A与一挡水板相连，求（1）求曲面下端B的绝对压强和相对压强；（2）试计算曲面AB所受静水总压力的大小、方向和作用点。
INCLUDEPICTURE "https://www.wendangku.net/doc/991663734.html,/uploads/images/qgslxst.jpg" \* MERGEFORMATINET

2．（本小题10分）有一长度为L=10m的有压管道连结两水池（不计水池中流速），管径d=0.1m，两水池水位差Z=3.5m，在L/2处装一测压管，已知管道进口和出口的局部阻力系数分别为0.5和1.0，管道沿程阻力系数为0.02，求(1)管道中通过的流量；（2）测压管水面比下游水池水面高多少。
EMBED PBrush

第4页

3．（本小题14分）如图一矩形断面渠道，底宽为3m，渠底在某处抬高0.3m，水深原来是2m，抬高后水面降低0.1m，流量为6m3/s，（1）求1-1和2-2两断面间的水头损失；（2）求水流对坎的冲击力。

第5页

4．（本小题10分）已知某平面流动的流速场为 EMBED Equ

ation.3 ， EMBED Equation.3 ,
（1）是否存在流函数，如存在求出该流动的流函数。
（2）判别是无旋流还是有旋流？若为无旋流，确定其速度势函数。

5．（本小题10分）已知一矩形渠道糙率n=0.02，底坡i=0.0001，临界水深为 EMBED Equation.3 ，在发生均匀流时，过水断面形状满足水力最优（佳）断面。求：
（1）均匀流时渠道通过的流量；
（2）均匀流时渠道断面尺寸。

第6页

第6页

6．（本小题14分）在矩形断面河道上，有一单孔的与渠道等宽的泄水闸，已知闸前水深 EMBED Equation.3 ，闸门开度 EMBED Equation.3 ，闸下游水深 EMBED Equation.3 ，闸门宽度 EMBED Equation.3 ，（闸门的流速系数 EMBED Equation.3 ，堰流的流量系数 EMBED Equation.3 ，闸孔出流的流量系数 EMBED Equation.3 ），不计行进流速，试求：
（1）通过水闸的流量，并判别闸下是自由出流还是淹没出流；
（2）判断闸下游的水流衔接形式，并判断闸下是否要建消能工。

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