水力学实验通关试题及参考答案

水力学实验通关试题及参考答案

一、单选题（每题1分，共20分）

1.在水力学实验中，测压管液面高度反映的是（）（1分）A.静水压力B.动水压力C.总压力D.压力差【答案】A【解析】测压管液面高度直接反映静水压力的大小

2.下列哪项不属于水力学实验的基本测量参数？（）（1分）A.流速B.流量C.密度D.粘度【答案】D【解析】粘度是流体性质参数，不属于直接测量参数

3.量测管道流量时，常用的测量仪器是（）（1分）A.测压计B.流速仪C.压力表D.流量计【答案】D【解析】流量计是专门用于测量流量的仪器

4.水力学实验中，采用恒定流量实验的主要目的是（）（1分）A.研究压力变化B.研究流速分布C.验证流体连续性D.研究能量损失【答案】C【解析】恒定流量实验主要验证流体连续性方程

5.下列哪项实验装置用于演示伯努利方程？（）（1分）A.文丘里流量计B.皮托管C.水槽溢流实验D.虹吸管实验【答案】B【解析】皮托管实验直接演示伯努利方程

6.在水力学实验中，压差计主要用于测量（）（1分）A.流速B.流量C.压力差D.流量系数【答案】C【解析】压差计专门用于测量两点之间的压力差

7.水力学实验中，测时计主要用于测量（）（1分）A.流速B.流量C.时间D.压力【答案】C【解析】测时计主要用于测量时间间隔

8.水力学实验中，采用模型实验法的主要目的是（）（1分）A.研究流体性质B.验证理论公式C.解决实际工程问题D.研究边界层【答案】C【解析】模型实验法主要用于解决实际工程问题

9.水力学实验中，采用量纲分析法的主要目的是（）（1分）A.简化计算B.验证实验结果C.确定实验方案D.减少实验误差【答案】A【解析】量纲分析法用于简化复杂物理量的计算

10.水力学实验中，采用相似律的主要目的是（）（1分）A.减少实验次数B.提高实验精度C.确保实验安全D.验证相似准则【答案】D【解析】相似律主要用于验证实验的相似准则

11.水力学实验中，采用雷诺实验的主要目的是（）（1分）A.研究层流B.研究湍流C.验证雷诺数D.研究边界层【答案】C【解析】雷诺实验主要用于验证雷诺数

12.水力学实验中，采用弗劳德实验的主要目的是（）（1分）A.研究重力影响B.研究粘性影响C.验证弗劳德数D.研究波浪现象【答案】C【解析】弗劳德实验主要用于验证弗劳德数

13.水力学实验中，采用韦伯实验的主要目的是（）（1分）A.研究表面张力B.研究重力影响C.验证韦伯数D.研究空化现象【答案】C【解析】韦伯实验主要用于验证韦伯数

14.水力学实验中，采用尼古拉兹实验的主要目的是（）（1分）A.研究管道阻力B.研究明渠阻力C.验证尼古拉兹曲线D.研究边界层【答案】C【解析】尼古拉兹实验主要用于验证尼古拉兹曲线

15.水力学实验中，采用帕斯卡实验的主要目的是（）（1分）A.研究压力传递B.研究流体运动C.验证帕斯卡定律D.研究能量损失【答案】C【解析】帕斯卡实验主要用于验证帕斯卡定律

16.水力学实验中，采用托里拆利实验的主要目的是（）（1分）A.研究流速测量B.研究压力测量C.验证托里拆利定理D.研究虹吸现象【答案】C【解析】托里拆利实验主要用于验证托里拆利定理

17.水力学实验中，采用曼宁实验的主要目的是（）（1分）A.研究明渠流动B.研究管道流动C.验证曼宁公式D.研究能量损失【答案】C【解析】曼宁实验主要用于验证曼宁公式

18.水力学实验中，采用文丘里实验的主要目的是（）（1分）A.研究流量测量B.研究压力测量C.验证文丘里定理D.研究能量损失【答案】C【解析】文丘里实验主要用于验证文丘里定理

19.水力学实验中，采用毕托管实验的主要目的是（）（1分）A.研究流速测量B.研究压力测量C.验证毕托管原理D.研究能量损失【答案】C【解析】毕托管实验主要用于验证毕托管原理

20.水力学实验中，采用水锤实验的主要目的是（）（1分）A.研究压力波动B.研究流速变化C.验证水锤效应D.研究能量损失【答案】C【解析】水锤实验主要用于验证水锤效应

二、多选题（每题4分，共20分）

1.水力学实验中，常用的测量仪器包括（）（4分）A.测压计B.流速仪C.压力表D.流量计E.测时计【答案】A、B、C、D、E【解析】水力学实验中常用的测量仪器包括测压计、流速仪、压力表、流量计和测时计

2.水力学实验中，常用的实验方法包括（）（4分）A.模型实验法B.量纲分析法C.相似律D.雷诺实验E.弗劳德实验【答案】A、B、C、D、E【解析】水力学实验中常用的实验方法包括模型实验法、量纲分析法、相似律、雷诺实验和弗劳德实验

3.水力学实验中，常用的实验装置包括（）（4分）A.文丘里流量计B.皮托管C.水槽溢流实验D.虹吸管实验E.测压管【答案】A、B、C、D、E【解析】水力学实验中常用的实验装置包括文丘里流量计、皮托管、水槽溢流实验、虹吸管实验和测压管

4.水力学实验中，常用的相似准则包括（）（4分）A.雷诺数B.弗劳德数C.韦伯数D.尼古拉兹曲线E.曼宁公式【答案】A、B、C【解析】水力学实验中常用的相似准则包括雷诺数、弗劳德数和韦伯数

5.水力学实验中，常用的实验原理包括（）（4分）A.伯努利方程B.流体连续性方程C.帕斯卡定律D.托里拆利定理E.文丘里定理【答案】A、B、C、D、E【解析】水力学实验中常用的实验原理包括伯努利方程、流体连续性方程、帕斯卡定律、托里拆利定理和文丘里定理

三、填空题（每题2分，共16分）

1.水力学实验中，常用的测量仪器包括______、______和______（4分）【答案】测压计；流速仪；压力表

2.水力学实验中，常用的实验方法包括______、______和______（4分）【答案】模型实验法；量纲分析法；相似律

3.水力学实验中，常用的实验装置包括______、______和______（4分）【答案】文丘里流量计；皮托管；水槽溢流实验

4.水力学实验中，常用的相似准则包括______、______和______（4分）【答案】雷诺数；弗劳德数；韦伯数

四、判断题（每题2分，共10分）

1.水力学实验中，测压管液面高度反映的是静水压力（）（2分）【答案】（√）【解析】测压管液面高度直接反映静水压力的大小

2.水力学实验中，恒定流量实验主要验证流体连续性方程（）（2分）【答案】（√）【解析】恒定流量实验主要验证流体连续性方程

3.水力学实验中，采用模型实验法的主要目的是解决实际工程问题（）（2分）【答案】（√）【解析】模型实验法主要用于解决实际工程问题

4.水力学实验中，采用相似律的主要目的是验证相似准则（）（2分）【答案】（√）【解析】相似律主要用于验证实验的相似准则

5.水力学实验中，采用雷诺实验的主要目的是验证雷诺数（）（2分）【答案】（√）【解析】雷诺实验主要用于验证雷诺数

五、简答题（每题4分，共20分）

1.简述水力学实验中常用的测量仪器及其作用（4分）【答案】水力学实验中常用的测量仪器包括测压计、流速仪、压力表、流量计和测时计测压计用于测量压力，流速仪用于测量流速，压力表用于测量压力，流量计用于测量流量，测时计用于测量时间

2.简述水力学实验中常用的实验方法及其目的（4分）【答案】水力学实验中常用的实验方法包括模型实验法、量纲分析法和相似律模型实验法主要用于解决实际工程问题，量纲分析法用于简化复杂物理量的计算，相似律用于验证实验的相似准则

3.简述水力学实验中常用的实验装置及其用途（4分）【答案】水力学实验中常用的实验装置包括文丘里流量计、皮托管、水槽溢流实验和虹吸管实验文丘里流量计用于测量流量，皮托管用于测量流速，水槽溢流实验用于研究明渠流动，虹吸管实验用于研究虹吸现象

4.简述水力学实验中常用的相似准则及其意义（4分）【答案】水力学实验中常用的相似准则包括雷诺数、弗劳德数和韦伯数雷诺数用于研究流体的粘性影响，弗劳德数用于研究流体的重力影响，韦伯数用于研究流体的表面张力影响

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析水力学实验中，如何验证伯努利方程？（10分）【答案】在水力学实验中，验证伯努利方程通常采用皮托管实验皮托管是一种测量流速的仪器，其原理基于伯努利方程通过测量流体在不同点的压力和流速，可以验证伯努利方程是否成立具体步骤如下

（1）设置实验装置，包括皮托管和测压计

（2）测量流体在不同点的压力和流速

（3）根据测得的数据，计算不同点的流速和压力

（4）将计算结果代入伯努利方程，验证方程是否成立通过实验数据的分析和比较，可以验证伯努利方程是否成立

2.分析水力学实验中，如何应用相似律？（10分）【答案】在水力学实验中，应用相似律通常采用模型实验法模型实验法是一种通过建立模型来模拟实际工程问题的实验方法具体步骤如下

（1）确定实验的目的和研究对象

（2）建立模型，包括几何模型和物理模型

（3）确定相似准则，包括雷诺数、弗劳德数和韦伯数

（4）进行模型实验，测量模型中的各种参数

（5）将模型实验结果推广到实际工程问题通过模型实验，可以验证相似准则是否成立，并将实验结果推广到实际工程问题

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.某水力学实验中，采用文丘里流量计测量流量已知文丘里流量计的喉部直径为管道直径的

0.5倍，实验测得喉部压力为100kPa，管道压力为150kPa，流体密度为1000kg/m³，重力加速度为

9.8m/s²请计算流量（25分）【答案】

（1）计算喉部流速和管道流速根据伯努利方程和连续性方程，可以计算喉部流速和管道流速伯努利方程\P_1+\frac{1}{2}\rhov_1^2+\rhogh_1=P_2+\frac{1}{2}\rhov_2^2+\rhogh_2\连续性方程\A_1v_1=A_2v_2\

（2）计算流量流量\Q=A_2v_2\具体计算步骤如下

1.计算喉部流速和管道流速假设管道直径为D，喉部直径为

0.5D，则管道截面积\A_1=\frac{\piD^2}{4}\，喉部截面积\A_2=\frac{\pi

0.5D^2}{4}=\frac{\piD^2}{16}\根据连续性方程\v_1=\frac{A_2}{A_1}v_2=\frac{1}{4}v_2\

2.代入伯努利方程\P_1+\frac{1}{2}\rhov_1^2=P_2+\frac{1}{2}\rhov_2^2\代入已知数据\150000+\frac{1}{2}\times1000\times\left\frac{v_2}{4}\right^2=100000+\frac{1}{2}\times1000\timesv_2^2\

3.解方程计算流速\150000+\frac{1}{2}\times1000\times\frac{v_2^2}{16}=100000+\frac{1}{2}\times1000\timesv_2^2\\150000+\frac{1000v_2^2}{32}=100000+\frac{1000v_2^2}{2}\\50000=\frac{1000v_2^2}{2}-\frac{1000v_2^2}{32}\\50000=\frac{16000v_2^2-1000v_2^2}{32}\\50000=\frac{15000v_2^2}{32}\\v_2^2=\frac{50000\times32}{15000}\\v_2^2=\frac{1600000}{15000}\\v_2^2=

106.67\\v_2=\sqrt{

106.67}\\v_2\approx

10.32\m/s

4.计算流量流量\Q=A_2v_2=\frac{\pi

0.5D^2}{4}\times

10.32=\frac{\piD^2}{16}\times

10.32\假设管道直径D为1m，则流量\Q=\frac{\pi\times1^2}{16}\times

10.32\approx

0.642\m³/s

2.某水力学实验中，采用毕托管测量流速已知毕托管测得的动压为500Pa，流体密度为1000kg/m³，重力加速度为

9.8m/s²请计算流速（25分）【答案】

（1）计算流速根据毕托管原理，动压与流速的关系为\\frac{1}{2}\rhov^2=h\其中，\h\为动压，\\rho\为流体密度，\v\为流速

（2）代入已知数据计算流速代入已知数据\\frac{1}{2}\times1000\timesv^2=500\解方程计算流速\500=500v^2\\v^2=1\\v=\sqrt{1}\\v=1\m/s因此，流速为1m/s---标准答案

一、单选题

1.A

2.D

3.D

4.C

5.B

6.C

7.C

8.C

9.A

10.D

11.C

12.C

13.C

14.C

15.C

16.C

17.C

18.C

19.C

20.C

二、多选题

1.A、B、C、D、E

2.A、B、C、D、E

3.A、B、C、D、E

4.A、B、C

5.A、B、C、D、E

三、填空题

1.测压计；流速仪；压力表

2.模型实验法；量纲分析法；相似律

3.文丘里流量计；皮托管；水槽溢流实验

4.雷诺数；弗劳德数；韦伯数

四、判断题

1.（√）

2.（√）

3.（√）

4.（√）

5.（√）

五、简答题

1.水力学实验中常用的测量仪器包括测压计、流速仪、压力表、流量计和测时计测压计用于测量压力，流速仪用于测量流速，压力表用于测量压力，流量计用于测量流量，测时计用于测量时间

2.水力学实验中常用的实验方法包括模型实验法、量纲分析法和相似律模型实验法主要用于解决实际工程问题，量纲分析法用于简化复杂物理量的计算，相似律用于验证实验的相似准则

3.水力学实验中常用的实验装置包括文丘里流量计、皮托管、水槽溢流实验和虹吸管实验文丘里流量计用于测量流量，皮托管用于测量流速，水槽溢流实验用于研究明渠流动，虹吸管实验用于研究虹吸现象

4.水力学实验中常用的相似准则包括雷诺数、弗劳德数和韦伯数雷诺数用于研究流体的粘性影响，弗劳德数用于研究流体的重力影响，韦伯数用于研究流体的表面张力影响

六、分析题

1.在水力学实验中，验证伯努利方程通常采用皮托管实验皮托管是一种测量流速的仪器，其原理基于伯努利方程通过测量流体在不同点的压力和流速，可以验证伯努利方程是否成立具体步骤如下

（1）设置实验装置，包括皮托管和测压计

（2）测量流体在不同点的压力和流速

（3）根据测得的数据，计算不同点的流速和压力

（4）将计算结果代入伯努利方程，验证方程是否成立通过实验数据的分析和比较，可以验证伯努利方程是否成立

2.在水力学实验中，应用相似律通常采用模型实验法模型实验法是一种通过建立模型来模拟实际工程问题的实验方法具体步骤如下

（1）确定实验的目的和研究对象

（2）建立模型，包括几何模型和物理模型

（3）确定相似准则，包括雷诺数、弗劳德数和韦伯数

（4）进行模型实验，测量模型中的各种参数

（5）将模型实验结果推广到实际工程问题通过模型实验，可以验证相似准则是否成立，并将实验结果推广到实际工程问题

七、综合应用题

1.流量计算流量\Q=A_2v_2=\frac{\pi

0.5D^2}{4}\times

10.32=\frac{\piD^2}{16}\times

10.32\假设管道直径D为1m，则流量\Q=\frac{\pi\times1^2}{16}\times

10.32\approx

0.642\m³/s

2.流速计算流速\v=1\m/s。