水力学（水静力学）-试卷2
(总分：58.00，做题时间：90分钟)
一、 填空题(总题数：4，分数：8.00)
1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 解析：
2.欧拉液体平衡微分方程的力学意义_________。 （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：处于平衡状态的液体中表面力(压强)的变化率和单位质量力(X，Y，Z)之间的关系，哪一方向有质量力的作用，哪一方向就有压强的变化，哪一方向不存在质量力的作用，哪一方向就没有压强的变化) 解析：
3.静水压强的两个特性是______，_________。 （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：静水压强的方向与作用面的内法线方向重合，即垂直指向作用面(不能受拉，没有切力)、静水压强的大小与其作用面的方位无关，同一点处各方向上的静水压强大小相等) 解析：
4.等压面的特性是_________。 （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：等压面即是等势面、等压面与质量力正交) 解析：
二、 单项选择题(总题数：7，分数：14.00)
5.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 解析：
6.如图2-28所示，选择下列正确的等压面：_________。 ( )（分数：2.00） A.A--A B.B--B C.C--C √ D.D--D 解析：
7.平衡液体中的等压面必为________。 ( ) （分数：2.00） A.水平面 B.斜平面 C.旋转抛物面
D.与质量力相正交的面 √ 解析：
8.图2—29所示的四个容器内的水深均为H，则容器底面静水压强最大的是______。 ( )（分数：2.00）
A.a B.b C.c √ D.d 解析：
9.图2—30所示的容器a中盛有密度为ρ 1 的液体，容器b中盛有密度为ρ 1 和ρ 2 的两种液体，则两个容器中曲面AB上压力体及压力关系为( ) （分数：2.00）
A.压力体相同，且压力相等 B.压力体相同，但压力不相等 √ C.压力体不同，压力不相等 D.压力体不同，但压力相等 解析：
10.如图2-31所示有一倾斜放置的平面闸门，当上下游水位都上升1m时(虚线位置)，闸门上的静水总压力___________。 ( )（分数：2.00） A.变大 √ B.变小 C.不变 D.无法确定 解析：
11.有一水泵装置，其吸水管中某点的真空压强等于3mH 2 O，当地大气压为一个工程大气压，其相应的绝对压强值为________。 ( ) （分数：2.00） A.3mH 2 O B.7mH 2 O √ C.一3mH 2 O D.以上答案都不对 解析：
三、 计算题(总题数：18，分数：36.00)
12.图2-38为一倒U形差压计，左边管内为水，右边管内为相对密度(即比重)为s 1 =0．9的油。倒U形管顶部为相对密度为s 2 =0．8的油。已知左管内A点的压强p A =98kN／m ，试求右边管内B点的压强。 （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：p B =P A —γ(h 1 +h 2 )+γs 2 h 2 +γs 1 h 1 =97．4kPa。) 解析：
13.如图2-39所示，两液箱具有不同的液面高程，液体重度均为γ’，用两个测压计连接如图，试证： （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：两个比压计所测的水头差相等，解析：
) 2
14.密闭容器盛水如图2—40所示，已知h=3m，h B =2．5m，h A =2m，求容器内点A、点B及液面上的相对压强及绝对压强，并求图中所示y值。 （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：p A =-19600Pa，p B =24500Pa，P 0 =-29400Pa p A ’=78400Pa，p B ’=122500Pa，p 0 ’=68600Pa；y=3m。) 解析：
15.图2—41所示为一沉没于海中的潜艇的横断面图，气压计测出潜艇内的绝对压强海水的相对密度s=1．03，试求潜艇的沉没深度y。（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：101325+1．03×9800(y+0．35)=0．84×13．6×9800+0.70×13．6×9800，y=9．95m。) 解析：
16.如图2—42所示直径d=0．3m和D=0．8m的圆柱形薄壁容器固定在位于贮水池A水面以上b=1．5m处的支承上，在其中造成真空使水池中的水被吸入容器，由此使得容器内液面高出水池水面a+b=1．9m。已知容器重G=980N，试确定支承受力大小。（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：F=G 水 +G 容器 = ×1.5)+980=3989(N)。) 解析：
17.图2—43所示一宽为6的容器，内有隔板CD将容器内的液体分为前后两段，长为2l和l，已知前后段水深分别为h 1 和h 2 ，试求隔板CD不受力时容器沿水平方向加速的加速度为多少? （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：自由液面方程：ax+gy=0，a(一l)-g× 解析：
18.如图2-44所示输水管道试压时，压力表M读数为10atm(工程大气压)，管道直径d=1m。求作用与管端法兰堵头上的静水总压力。（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：解析：
19.图2—45所示为一盛水的球形容器，容器下部由基座固定，求作用于螺栓上的力。（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：解析：
) ) (h 1 一h 2 )=0， 。) (D a+d b)+980=9800 × 2
2
=84cmHg，已知
(0.8 ×0.4+0.3
22
20.一封闭容器如图2—46所示。容器中水面的绝对压强P =91．5kPa。中间插入一个两端开口的玻璃管。0 当空气恰好充满全管而不流动时，求玻璃管伸入水中的深度h。 （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：解析：
21.一等宽度折角形闸门，折角α=120°，如图2—47所示可绕A轴转动。已知L=2m。不计门重及摩擦力，求闸门开始自动倾倒时的水深h。（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：解析：
22.一曲面的形状为3／4个圆柱面，半径R=0．8m，宽度(垂直于纸面)为1m。圆心位于液面以下h=2．58m，如图2—48所示。容器中盛有密度为ρ =816kg／m 的液体，其深度h =0．98m，其下为密度为ρ =1000kg1 1 2 ／m 的液体。 （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：P x =p c A x =[ρ 1 gh 1 +ρ 2 g(h—h 1 一R／2)]Rb=15．68(kN)。P z =ρ 1 gh 1 Rb+ρ 2 g(h—h 1 )Rb+ 解析：
23.一容器左侧盛油，右侧盛水，上、下各接一水银压差计。各液面标高如图2—49所示。已知油的密度ρ =816kg／m 。求容器顶部压差计液面高差h。 3
3
3
) ,h=3.759m) (1)绘制曲面的水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。 (2)求作用于曲面的
静水总压力的大小和方向。
=33．58(kN)；P=37．06(kN)；θ=64．97°。)
油
（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：p 0油 +ρ 油 g(2．2-0．7)+ρ Hg g(0．7--0．5)=p 0水 +ρ 水 g(1．7-0．5)，ρ Hg gh=p 0油 一p 0水 ，h=0．202m。) 解析：
24.一矩形水箱中盛有液体，水箱沿倾斜角为θ的斜面以加速度a向下滑动(图2—50)。试确定箱内液体表面的形状。（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：液面方程为a(cosθ)x+(asinθ—g)z=0；液面对水平面的倾斜角解析：
25.图2—51所示为一直径D的圆球(不计重量)在密度分别为ρ 和ρ 的两种液体作用下处于平衡状态。1 2 试导出D与ρ 1 ，ρ 2 ，h 1 ，h 2 之间的关系式。 （分数：2.00）
) __________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：球处于平衡状态解析：
26.在石油库斜壁的圆孔上装有一直径D=1．2 m的半球形盖(图2-52)。半球形盖中心O点在液面下的深度H=4m。斜壁与液面的夹角α=30°，石油的密度ρ=900kg／m 。求螺栓a、b上的总拉力。 （分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：解析：
27.用U形水银测压计测量A点的静水压强，其读数为h(mm)，如图2-53所示。令A点压强不变，若将U形管下降高度H(mm)，则水银测压计读数放大为h+△h(mm)。试证明：△h=H／13．1。（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：解析：
28.在盛满液体的容器壁上装有一个均质圆柱体，如图2-54所示。由于圆柱体浸在液体中，必受到一个向上的浮力作用。若摩擦力很小，在浮力产生的力矩的作用下，此圆柱体可绕O轴不停转动，这种说法对不对?为什么?（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：不对，圆柱体还受到一个向右的压力作用，压力和浮力对O轴的力矩正好为0；圆柱体表面任意一点的压力方向指向轴心，合力必然指向轴心，对轴心的力矩必然为0。) 解析：
29.如图2—55所示，两个置于水平面上的容器，一为圆柱形，一为圆台形。容器重量不计，水面均为大气压强。当水深H和底面积A均相等时，问：(1)容器底部所受的静水压强是否相等?(2)底面所受的静水压力是否相等?(3)桌面上受的压力是否相等?为什么?（分数：2.00）
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：相等，相等，不相等。) 解析：
) ) 3
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