[注册土木工程师考试密押资料]基础知识分类模拟题流体力学(二)

[注册土木 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师考试密押资料]基础知识分类模拟题流体力学(二)PAGE1/NUMPAGES1[注册土木工程师考试密押资料]基础知识分类模拟题流体力学(二)基础知识分类模拟题流体力学(二)单项选择题(下列选项中，只有一项符合题意)问题:1.垂直放置于水中的矩形平板AB，如图6-1-14所示。由AB中心的力F和水底支座支撑稳定，则F应为平板所受静水压力P的倍。A.1/3B.1/2C.2/3D.1答案:C[解析]矩形平板AB所受静水压力作用点距B点的距离为1/3AB。由问题:2.如图6-1-5所示，倾角30°的斜面上有厚度0.3mm的油层，油的动力黏度为0.01N·s/m2，方形物体重量为30N，底面积为0.3m2，物体下面油层的运动速度呈直线分布，则物体匀速下滑速度为m/s。A.1.0B.1.5C.2.0D.3.0答案:B[解析]由牛顿内摩擦定律可知，，由于流体厚度很小，可近似看成线性，因分析物体受力，当物体匀速下滑时，ragsin30°=T，因此，物体匀速下滑速度为问题:3.如图6-4-8所示管路系统，水流恒定出流，如果关小阀门A，则1、2、3管的流量变化为。A．Q1、Q2、Q3均减小B．Q2减小，Q3、Q1增大C．Q1增大，Q2、Q3减小D．Q1、Q2减小，Q3增大答案:D[解析]根据公式可知，关小阀门A时，2管中流量减小，所以1管中流量也减小。再根据Q=Q1+Q2+…+Qn=∑Qi可知，3管中流量增大。问题:4.黏性流体总水头线沿程的变化是。A.沿程下降B.沿程上升C.保持水平D.前三种情况都有可能答案:A[解析]对实际流体元流，黏性切应力阻碍流体运动，为克服阻力流体将损失机械能，对应的水柱高度即水头损失。实际流体元流的总水头线是沿流程下降的斜坡线，又称水力坡度线。问题:5.为了确定土壤的渗透系数k值，对自流井进行抽水试验。在距井轴r1=10m和r2=20m处分别钻一个观测孔，当自流井抽水后，实测两个观测孔中水面稳定降深S1=2.0m和S2=0.8m。设承压含水层厚度t=6m，稳定的抽水流量Q=24L/s，土壤的渗透系数k值为m/d。A.45B.32C.37D.41答案:B[解析]两个观测孔中水面稳定降深为：两式相减得，因此，土壤的渗透系数为：(1g20-lg10)=0.00037m/s=32m/d。问题:6.关于圆管紊流的速度分布曲线，叙述合理的是。A.在层流底层近似指数曲线分布，在紊流核心区近似对数曲线分布B.在层流底层近似抛物线分布，在紊流核心区近似对数曲线分布C.在层流底层近似直线分布，在紊流核心区近似对数曲线分布D.上面叙述均不合理答案:C[解析]圆管紊流的流速分布在紧贴固壁附近和紊流核心区是不同的。在紧贴固壁附近有一极薄流层，由于流动受边壁限制，消除了流体质点的掺混，时均流速为线性分布，这一薄层可认为是层流运动，故称为层流底层或黏性底层。黏性底层之外的流区，称为紊流核心，在紊流核心区内，由于流体质点相互掺混和动量变换，使过流断面上流速趋于均化。根据普朗特长度理沦可得紊流过流断面上流速为对数分布。问题:7.输水管道的直径为200mm，输水量为1177kN/h(重量流量)，则其断面平均流速为m/s。A.1.06B.2.06C.3.06D.4.06答案:A[解析]断面平均流速问题:8.如图6-8-2所示文丘里管，已知管道直径d1=100mm，喉道直径d2=50mm，文丘里流量计流量系数μ=0.94，水银差压计读数hp=25cm，则管道通过的水流流量Q=m3/s。A.0.030B.0.025C.0.020D.0.015答案:D[解析]文丘里管流量系数管道通过的水流流量问题:9.随温度的升高，。A.液体和气体的黏度都增大B.液体黏度降低，气体黏度增大C.液体黏度增大，气体黏度降低D.液体和气体的黏度都降低答案:B[解析]黏性系数μ反映了流体黏性的大小，不同种类的流体μ值不同，同种流体的μ值也随温度而变化：液体的μ值随温度升高而减小；气体的μ值随温度升高而增大。问题:10.圆管直径d=0.2m，管长L=1000m，输送石油的流量Q=0.04m3/s，运动黏滞系数γ=1.6cm2/s，则沿程损失系数λ等于。A.0.02B.0.04C.0.4D.4答案:B[解析]由于，雷诺数，因此，圆管中水流为层流，则沿程损失系数λ=64/Re=0.04。问题:11.伯努利方程中表示。A.单位重量流体的势能B.单位重量流体的动能C.单位重量流体的机械能D.单位质量流体的机械能答案:C[解析]为总机械能(总水头)，表示单位重量流体所具有的总机械能。问题:12.如图6-1-11所示圆柱体的直径d=2m，左侧水深h1=2m，右侧水深h2=1m，则该圆柱体单位长度所受到的静水总压力的水平分力和铅垂分力分别为。答案:D[解析]左侧水平分力问题:13.下列各项中，属于无分支串联长管的流动特征是。A.各管段流量不相等B.各管段测压管水头差不等于各管段沿程水头损失C.各管段流量相等，但测压管水头线不代表总能头线D.各管段流量相等，且总水头损失等于各管段水头损失之和答案:D[解析]串联管道各管段流量关系，由连续性方程可得：无分支串联长管各管段流量相等，且总水头损失等于各管段水头损失之和。问题:14.有一变截面压力管道，断面A处管径dA=100mm，断面平均流速vA=8.1m/s；断面B处平均流速vB=10m/s，则断面B处管径为mm。A.80B.90C.110D.120答案:B[解析]根据连续性方程，式中截面面积。因此，连续性方程可以变为问题:15.如图6-8-1所示，一倒置u形管，上部为油，其密度，用来测定水管中的A点流速uA，若读数△h=200mm，则该点流速uA为m/s。答案:A[解析]问题:16.如图6-6-2所示，在两容器之间，连接一条水平放置的方管，其边长a=10cm，长度l=80cm，管中填满粗砂，其渗透系数k=0.05cm/s，容器水深H1=100cm，H2=60cm，管中的流量约为L/s。A.0.0025B.0.025C.0.25D.2.5答案:A[解析]流量问题:17.已知某流体的密度ρ=1000kg/m3，动力黏度μ=0.1Pa·s，则该流体的运动黏度v=m2/s。A.0.1×10-3B.0.1×103C.0.15×10-3D.0.15×103答案:A[解析]该流体的运动黏度问题:18.几何相似、运动相似和动力相似三者之间的关系为。A.运动相似和动力相似是几何相似的前提B.运动相似是几何相似和动力相似的表象C.只有运动相似，才能几何相似D.只有动力相似，才能几何相似答案:B[解析]几何相似是指模型流动与原型流动中的固体边界形状相似，对应的线性尺度比例相同；运动相似是指模型流动与原型流动在所有对应点上、对应时刻的速度场相似，也就是同名速度方向一致，大小成同一比例；动力相似是指模型流动与原型流动在对应时刻的所有对应点处，作用在流体微团上的各种同名力方向一致，大小成一定比例。问题:19.用完全潜水井进行抽水实验计算渗透系数K，两位工程师各按一种经验公式选取影响半径R，分别为R1=3000r0，R2=2000r0，其他条件相同，则计算结果K1/K2为。A.1.50B.0.95C.0.67D.1.05答案:D[解析]按达西定律推导，完全潜水井有涌水量公式涌水量Q、地下水天然水面H、井中水深h均相同，问题:20.已知流场速度分布(u，v，ω)=(xy，-2yx，yz)，密度不变，则流动可认为是。A.恒定流B.非恒定流C.理想流体D.不可压缩流体答案:A[解析]若流场中各运动要素都不随时间变化，这种流动称为恒定流。由流场速度分布(u，v，ω)=(xy，-2yx，yz)可知，速度不随时间变化，因此，流动可认为是恒定流。问题:21.如图6-4-10所示，水从A水箱通过直径为200mm的孔口流入B水箱，流量系数为0.62，设上游水面高程H1=3m，P1=5kPa，下游水面高程H2=2m，孔口恒定出流流量为L/s。A.61.59B.86.23C.105.9D.161.1答案:C[解析]选取A、B两水箱液面处为研究对象，列能量方程5.441m/s，则流量为Q=μvA=105.9L/s。问题:22.某平面流动的流速分布方程为：μx=2y-y2，在固壁处y=0，流体的动力黏度为μ=0.8×10-3Pa·s，距壁面y=7.5cm处的黏性切应力τ为Pa。A.2×103B.-32×10-3C.1.48×10-3D.3.3×10-3答案:C[解析]由题可知，流体距壁面7.5cm处的黏性切应力应为：问题:23.如图6-1-15所示，1/4圆弧面的静水总压力F方向为。答案:D[解析]圆弧面所受水压力的水平方向分力为：，垂直方向分力为：，则总压力F的方向为问题:24.自流完全井的产水量的大小与成正比。A.井的半径B.井的影响半径C.含水层厚度D.土壤渗流系数的平方答案:C[解析]根据自流完全井产水量公式，可知产水量大小与含水层厚度成正比。问题:25.如图6-2-2所示，下列说法中，错误的是。A.对理想流体，该测压管水头线(Hp线)应该沿程无变化B.该图是理想流体流动的水头线C.对理想流体，该总水头线(Ho线)沿程无变化D.该图不适用于描述实际流体的水头线答案:A[解析]总水头，由图可以看出理想流体恒定元流的总水头线是水平的，所以该图的总水头风是沿程无变化的；由图可以看出速度水头是随沿程变化而变化的，而测压管水头，故测压管水头Hp是沿程变化的。问题:26.连续介质模型既可摆脱研究流体分子运动的复杂性，又可。A.不考虑流体的压缩性B.不考虑流体的黏性C.运用高等 数学 数学高考答题卡模板高考数学答题卡模板三年级数学混合运算测试卷数学作业设计案例新人教版八年级上数学教学计划 中连续函数理论分析流体运动D.不计流体的内摩擦力答案:C[解析]连续介质模型认为，物质连续地分布于其所占有的整个空间，物质宏观运动的物理参数是空间及时间的可微连续函数。对于连续介质模型，微积分等现代数学工具可以加予应用。问题:27.如图6-1-9所示矩形闸门，已知。及h，当时，闸门可绕O轴自动打开。答案:A[解析]要使闸门自动打开，作用在闸门上的静水总压力的作用点必须位于转轴O的上，其中闸门质心到水面的距离yc=H-(a+3h/5-h/2)=H-a-h/10，Ic=bh3/12，A=bh代入上式，化简即得H＞a+14h/15。问题:28.一井底直达不透水层的潜水井，井的半径r0=0.2m，含水层的水头H=10m，渗透系数k=0.0006m/s，影响半径R=294m，抽水稳定后井中水深为h=6m，此时该井的出水流嚣Q为L/s。A.20.51B.18.5C.16.56D.14.55答案:C[解析]该井的出水流量计算公式为：问题:29.金属压力表的读值是。A.相对压强B.相对压强加当地大气压C.绝对压强D.绝对压强加当地大气压答案:A[解析]金属压力表是以当地大气压为零值的，所以其读值为相对压强。问题:30.图6-2-1中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是。A.1-1断面和2-2断面B.2-2断面和3-3断面C.1-1断面和3-3断面D.3-3断面和4-4断面答案:C[解析]总流伯努利方程建立在下述假设下：①流体运动恒定；②流体均匀不可压缩；③作用于流体上的质量力只有重力；④所研究的流体质点沿同一条流线运动。只有1-1断面和3-3断面符合。问题:31.变直径圆管流，细断面直径d1，粗断面直径d2=2d1，粗细断面雷诺数的关系是。答案:D[解析]同一总流上，各断面平均流速v与断面面积成反比，故v1=4v2，雷诺数Re=vd/v1，对特定流体，v一定，从而与vd成正比。问题:32.管道长度不变，管中流动为层流，允许的水头损失不变，当直径变为原来2倍时，若不计局部损失，流量将变为原来的多少倍?A.2B.4C.8D.16答案:D[解析]圆管层流的断面平均流速，则流量其中J为沿程损失且，即沿程损失不变。所以当直径扩大2倍后，流量Q将变为原来的24=16倍。问题:33.如图6-1-8所示，容器竖管横截面面积A1=1cm2，底面面积A2=100cm2，水对容器底面的作用力为N。A.1.95B.9.8C.24.5D.98.0答案:D[解析]水对容器底面的作用力为：P=pghA2=1.0×9.8×1×100×10-4=9.8×10-2kN=98.0N。问题:34.长500m，直径20mm的电缆线，在风速为22m/s的大风中所受绕流阻力D=3821N，空气密度ρ=1.29kg/m3，则其绕流阻力系数CD为。A.1.01B.1.22C.1.41D.1.62答案:B[解析]绕流阻力系数：问题:35.理想流体的基本特征是。A.黏性系数是常数B.不可压缩C.无黏性D.符合牛顿内摩擦定律答案:C[解析]当流体的黏性较小，运动相对速度也不大时，可近似地把流体看成是无黏性的，称为理想流体，其对切向变形没有任何抗拒能力。黏性系数由流体性质决定；部分流体(如气体)可压缩；低黏性流体中，符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。问题:36.图6-1-4所示弧形闸门AB(1/4圆)，闸门宽4m，圆弧半径R=1m，A点以上的水深H=1.4m，水面为大气压强。该闸门AB上静水总压力的水平分力Px为kN。A.54.88B.112.9C.94.08D.74.48答案:D[解析]水平分力Px=γhcAx=9.8×103×(1.4+0.5R)×4R=74.48kN。其中γ为常数，Ax为曲面在铅垂面上投影面积，hc为形心点水深。问题:37.如图6-1-16自动排水矩形闸门AB，要求上游水位1m处自动打开，闸门高L=3.0m，垂直安装，不计摩擦力，闸门转轴应放在距离闸门底m处。A.1.1B.1.2C.1.3D.1.5答案:B[解析]闸上受到的静水压力为上小下大的梯型分布，闸门受到合力的作用点随水位升高而上升，所以闸门在上游水位1m时的合力作用点放转轴，闸门能够自动打开，梯形分布力下边长为a=4，上边长为6=1，则转轴应放在离闸门底距离为：问题:38.速度u、长度l、运动黏度v的无量纲组合是。答案:D[解析]考查雷诺数的定义，为无量纲数。问题:39.如图6-2-6所示有一垂直放置的渐缩管，内径由d1=300mm渐缩至d2=150mm，水从下而上自粗管流入细管。测得水在粗管1-1断面和细管2-2断面处的相对压强分别为98kPa和60kPa，两断面间垂直距离为1.5m，若忽略摩擦阻力，则通过渐缩管的流量为m3/s。A.0.125B.0.25C.0.50D.1.00答案:A[解析]由连续方程和伯努利方程得：解得Q=0.125m3/s。问题:40.如图6-4-5所示，直径为d的圆断面有压涵管，长度l=20m，上、下游水位差H=1m，涵管管径d=0.85m，沿程损失系数λ=0.03，进、出口的局部损失系数、，通过的流量为m3/s。A.1.5B.1.7C.1.9D.2.1答案:B[解析]由题意可知，问题:41.模型与原形采用相同介质，为满足黏性阻力相似，若几何比尺为10，设计模型应使流速比尺为。A.10B.1C.0.1D.5答案:C[解析]如原型与模型均用同一流体且温度相近，则黏度比尺λr=1，所以黏性力相似时，速度比尺与长度比尺的关系为问题:42.如图6-2-8所示，消防管道直径D=200mm，末端收缩形喷嘴出口直径d=50mm，喷嘴和管道用法兰盘连接，并用螺栓固定。当流量Q=0.1m3/s时，螺栓所受的总拉力为kN。A.4.78B.35.83C.40.59D.45.61答案:A[解析]由流量公式Q=v1A1=v2A2得两断面流速分别为。根据管道轴线方向的动量方程1.0，可以求得螺栓所受的总拉力为问题:43.层流沿程阻力系数λ。A.只与雷诺数有关B.只与相对粗糙度有关B.只与流程长度和水力半径有关D.既与雷诺数有关又与相对粗糙度有关答案:A[解析]层流沿程阻力系数λ只是雷诺数的函数，而且与雷诺数成反比。问题:44.关于流体的黏性，下列叙述错误的是。A.流体的黏性系数随温度的升高而增大B.流体的黏性是产生能量损失的根源C.黏性就是流体具有抵抗剪切变形的能力D.流体具有内摩擦力的特性就是流体的黏性答案:A[解析]流体的黏滞系数随温度变化，但不一定是随温度升高黏性系数增大。例如：水的黏滞系数随温度升高而减小。问题:45.圆管中层流运动的流体，过流断面上的流速分布规律及平均流速与最大流速的关系是。A.流速呈线性分布，平均流速为最大流速的1/2B.流速呈双曲线分布，平均流速为最大流速的1/2C.流速呈抛物线线分布，平均流速为最大流速的1/2D.流速呈抛物线分布，平均流速为最大流速的1/3答案:C[解析]圆管中层流运动的流体，过流断面上的流速分布呈抛物线，平均流速为最大流速的1/2，即问题:46.如图6-2-3所示一水平放置的恒定变直径(沿程放大)圆管流，当不计水头损失时，1、2断面形心点压强关系是。A.p1＜p2B.p1=p2C.p1＞p2D.不定答案:A[解析]由连续性方程v1A1=v2A2可知，当管径变大时，流速变小，即v2＜v1。再根据伯努利方程，当流速v2＜v1时，压强p2＞p1。问题:47.如图6-1-12所示，三种容器水深、底面积均相等，水体体积不等，则下列结论正确的是。A.容器底压强相等，桌面的支撑力相等B.容器底压强相等，桌面的支撑力不相等C.容器底压强不相等，桌面的支撑力相等D.容器底压强不相等，桌面的支撑力不相等答案:B[解析]根据压强公式p=pgh可知，当水深相等时，容器底压强相等。由于桌面的支撑力N=G=pvg，当水体体积不等时，桌面的支撑力不相等。问题:48.如图6-4-4所示，长管并联管段1、2，两管段长度l相等，直径d1=2d2，沿程阻力系数相等，则两管段的流量比Q1/Q2为。A.8.00B.5.66C.2.83D.2.00答案:B[解析]并联管道中，分路流量之比，等于该二管段阻抗反比的平方根，即：问题:49.梯形断面水渠按均匀流设计，已知过水断面A=5.04m2，湿周x=6.73m，粗糙系数n=0.025，按曼宁公式计算谢才系数C为。A.30.80B.30.13C.38.80D.38.13答案:D[解析]曼宁公式为，其中n为边壁粗糙系数，水力半径R=A/X=0.749，故谢才系数问题:50.明渠在坡度、粗糙度和过水断面积给定条件下，水力最佳断面为。A.允许流速最小的断面B.挖土方量最小的断面C.湿周最小的断面D.水力半径最小的断面答案:C[解析]在底坡i、粗糙度n和过水面积A一定的前提下，使渠道输水能力最大的那种断面形状称为水力最佳断面。根据公式，输水能力Q最大时，水力半径R最大，湿周x最小。问题:51.在实验室中，根据达西定律测定某种土壤的渗透系数，将土样装在直径d=30cm的圆筒中，在90cm水头差作用下，8小时的渗透水量为100L，两测压管的距离为40cm，该土壤的渗透系数为m/d。A.0.9B.1.9C.2.9D.3.9答案:B[解析]根据达西定律的公式Q=KAJ，得问题:52.A、B两点之间并联了三根管道，则AB之间的水头损失hfAB等于。答案:D[解析]并联管路通常不计局部水头损失，三根管道的水头损失相等，都等于hfAB。问题:53.如图6-4-7所示水泵吸水系统，水箱与水池液面高差z=30m，断面1-1到2-2的总水头损失hw=3mH2O，则水泵的扬程H至少应为mH2O。A.30B.33C.39D.40答案:B[解析]选断面1-1和断面2-2写能量方程：其中，z2-z1=z为两水面高差，P1=p2=0，α1=α2=1.0，v1=v2=0。代入后可得，H=30+3=33mH2O。问题:54.在水平不透水层上修建有一条长l=1000m的集水廊道，如图6-6-1所示。已知含水层的厚度日=8.0m，排水后，廊道内水深降至为h=3.6m，集水廊道的影响范围L=800m，渗透系数k=0.004m/s，则廊道的总排水量为L/s。A.387B.265C.255D.216答案:C[解析]集水廊道单侧单宽渗流量为10-4m2/s，则集水廊道的总排水量为Q=2ql=255L/s。