流体力学选择题

2025年3月17日 | 阅读 15 分钟

我们精选的 50 道流体力学问题与答案,涵盖该学科的所有领域。它涵盖了流体力学中 50 多个主题。任何希望提高知识水平、准备面试或准备入学考试的人都可以练习这些流体力学问题。

1) 一个长为 7 米、深为 1.5 米的敞口长方形水箱,在长度方向上以 4.8 米/秒² 的恒定加速度水平运动。计算底部最大压强强度。

  1. 3.15 N/cm2
  2. 6.3 N/cm2
  3. 1.6 N/cm2
  4. 12.6 N/cm2

答案: A [ 3.15 N/cm2 ]

描述

tanθ=a/g

tanθ=4.8/9.8

θ=26.07⁰

h= d+(L/2)tanθ

= 1.5+3.5tan26.07

= 3.21 m

p=ρ*g*h

=3.15 N/cm2。


2) 一个长为 7 米、宽为 3 米、深为 2.5 米的敞口长方形水箱,在长度方向上以 4.5 米/秒² 的恒定加速度水平运动。计算水作用在水箱高压端上的总力。

  1. 2.14 MN
  2. 1.07 MN
  3. 1.07 MN
  4. 4.28 MN

答案: B [ 1.07 MN ]

描述

tanθ=a/g

tanθ=4.5/9.8

θ=24.64⁰

h= d+(L/2)tanθ

= 2.5+3.5tan24.64

= 4.1 m

F=wAĥ

=9810*2.68*4.1

= 1.07 MN。


3) 一个装有深度为 650 毫米水的静止水箱。水箱宽度为 1.5 米,求比重为 0.55 的流体作用在水箱侧壁的力。

  1. 3419.4N
  2. 1709.9 N
  3. 1367.75 N
  4. 6838.8 N

答案: B [ 1709.9 N ]

描述

p=ρ*g*h

=550*9.81*0.65

=3507 N/m2

F=wAĥ

= 0.5*0.65*3507*1.5

= 1709.7N。


4) 如果水箱垂直运动,其哪个部分承受的最大总压强?

  1. 垂直墙壁的上部
  2. 垂直墙壁的下部
  3. 基础
  4. 以上都不是

答案: C [ 底部 ]

描述: 底部承受直接压强


5) 在静止流体中,液体的局部压强如何变化?

  1. 仅在水平方向
  2. 仅随深度变化
  3. 既不随深度也不随水平方向变化
  4. 随深度和水平方向变化

答案: B [ 仅随深度变化]

描述: 根据帕斯卡定律,流体在所有方向上的局部压强都相同。因此,压强在 x 和 y 方向上不会变化。由于上方水柱的额外重量,局部压强将随深度增加而增加。


6) 在任何一点,流体的绝对压强不可能是以下哪个值?

  1. 1.013 bar
  2. 0
  3. 200 bar
  4. - 1 bar

答案: D [ - 1 bar ]

描述: 绝对零压强是测量绝对压强的参考。绝对零压强是可能的(理论上)。因此,0 和正值是可能的,但负值是不可能的。


7) 在一个 U 形管压力计中,一端通向大气,另一端连接到压力为 40 kPa 的加压气体。大气侧的液柱高度为 60 厘米,气体侧的液柱高度为 30 厘米。使用的测压流体是:(取 g = 9.8 m/s²)。

  1. 液氨
  2. Mercury

答案: C [ 汞 ]

描述: 表压 = 40000 Pa。高度差 = 60 - 30 = 30 cm = 0.3 m。ρ*g*(h₂ - h₁) = 40000。我们得到,ρ = 13605 kg/m³ = 汞的密度。


8) 计算一个宽度为 3.5 米、深度为 1 米的木块在水中水平漂浮时的浮心位置。木块的密度为 850 kg/m³,长度为 7.0 米。

  1. 0.85
  2. 0.95
  3. 1.65
  4. 1.05

答案: A [ 0.85 ]

描述: 木块重量 = ρ*g*体积 = 850*9.81*7*3.5*1 = 204.29 kN

排开水的体积 = 排开水的重量/水的重度 = 20.825 m³。h=20.825/3.5*7=0.85 m。


9) 一个尺寸为 2.7 m * 3.8 m * 2.5 m 的物体,在水中重 2500 N。求其在空气中的重量。

  1. 508.25 kN
  2. 254.12 kN
  3. 127.06 kN
  4. 101.65 kN

答案: B [ 254.12 kN ]

描述: 石头在空气中的重量 = 排开水的重量 + 石头在水中的重量 = 9.81*1000*2.7*3.8*2.5+2500=254.12 kN。


10) 飞艇在空中上升时,受到的浮力会发生什么变化?

  1. 浮力减小
  2. 浮力增大
  3. 浮力先增大后减小
  4. 浮力保持不变

答案: A [ 浮力减小 ]

描述: 飞艇上升时受到的浮力减小,因为高空的空气变得稀薄,密度降低。


11) 一个均匀尺寸为 4 米长 * 2.5 米宽 * 1.5 米深的物体漂浮在水中。如果浸没深度为 1 米,求该物体的重量。

  1. 294.3 kN
  2. 147.1 kN
  3. 588.6 kN
  4. 73.5 kN

答案: B [ 147.1 kN ]

描述: 物体重量 = 排开水的重量 = ρ * g * 排开水的体积 = 9.81 * 1000 * 4 * 2.5 * 1.5 = 147.1kN。


12) 一个比重为 0.45 的材料块漂浮在水中。确定该材料块的重心高,其尺寸为 3 m * 2 m * 0.8 m。

  1. 0.376 m
  2. 0.506 m
  3. 0.127 m
  4. 1.012 m

答案: A [ 0.376 m ]

描述: BG = 浮体重心 - 浸没部分重心 = 0.4 - 0.55*0.8 = 0.04

重心高 = I/∀ - BG

I = bd³/12 = 3*2³/12

∀ = 3*2*0.8

重心高 = 0.376 m。


13) 一个直径为 5.0 米,高为 6.0 米的实心圆柱体。如果圆柱体材料的比重为 0.45,并且它垂直漂浮在水中,求圆柱体的重心高。并说明平衡是稳定还是不稳定。

  1. -0.61 m
  2. -0.29 m
  3. 0.14 m
  4. -1.16 m

答案: A [ -0.61 m ]

描述: BG = 浮体重心 - 浸没部分重心 = 0.3-0.45*0.3=1.65

重心高 = I/∀ -BG

I=π*r⁴=π*2.5⁴

∀=π*r*r*h=π*2.5*2.5*6

重心高 = -0.61。


14) 一个直径为 15 厘米,长为 40 厘米的实心圆柱体由两部分不同材料制成。底部的第一部分长 1.5 厘米,比重为 6.5。圆柱体的另一部分由比重为 0.75 的材料制成。说明它能否垂直漂浮在水中。

  1. 数据不足
  2. 它会漂浮
  3. 它不会漂浮
  4. 以上都不是

答案: B [ 它会漂浮 ]

描述: AG = (底座重量 * C.G. 到底座点 A 的距离) + (上部重量 * C.G. 到点 A 的距离) / (底座重量 + 上部重量) = 14.52

根据浮力原理,

圆柱体重量 = 排开水的重量

h=38.625

AB=19.31

BG=14.25-19.31= -4.79

GM = 重心高 = I/∀ -BG

= 6.16

由于重心高为正,它会漂浮。


15) 在流体力学中,独家使用哪种方法?

  1. 欧拉法
  2. 拉格朗日法
  3. 既不用拉格朗日法也不用欧拉法
  4. 拉格朗日法和欧拉法都用

答案: A [ 欧拉法]

描述: 在流体力学中,关注的是流体系统各个点的总体运动状态(如欧拉方法),而不是每个粒子的运动(如拉格朗日方法)。因此,欧拉方法在流体力学中得到广泛应用。


16) 在一个横截面均匀的管道中,可以认为是什么类型的流动?

  1. 非定常
  2. 定常
  3. 非均匀
  4. 均匀

答案: D [ 均匀 ]

描述: 根据连续性方程,?AV = 常数,其中 ?= 密度,A= 流动横截面积,V = 流动速度。对于均匀横截面管道,无论流速如何,管道内的流动速度始终保持不变。因此,它将始终是均匀流动。只有当供水速率等于放水速率并维持恒定水位时,它才是一种定常流动。否则,水位会随时间而下降,导致非定常流动。


17) “喷嘴的入口速度和出口速度相同。” 这可能吗?

  1. 仅当流动是层流时
  2. 仅当流动是可压缩的
  3. 永远不可能
  4. 仅当流动是旋转的

答案: B [ 仅当流动是可压缩的 ]

描述: 根据连续性方程,ρAV = 常数,其中 ρ= 密度,A= 流动横截面积,V = 流动速度。如果 v = 常数,则 ρA = 常数。因此,A 的变化意味着 ρ 的变化。所以,只有当流体是可压缩的,这种流动才可能。


18) 一维流动的路径线形状会是怎样的?

  1. 抛物线
  2. 直线
  3. 椭圆形
  4. 双曲线

答案: B [ 直线 ]

描述: 路径线是运动粒子所遵循的路径。对于一维流动,流体只在一个方向(例如 x 方向)上运动。因此,路径线也将是沿着该方向的直线。


19) 在一维流动中,两个粒子的路径线最多可以相交多少次?

  1. 1
  2. 0
  3. 无限
  4. 2

答案: A [ 1 ]

描述: 一维流动中粒子的路径线是沿着其运动方向的直线。当两个粒子沿同一方向运动时,它们的路径线永远不会相交,而当它们沿不同方向运动时,它们的路径线只会相交一次。


20) 记录了流动粒子的流线。如果一段时间后流线分布保持不变,这可能是哪种流动?

  1. 非定常
  2. 定常
  3. 非均匀
  4. 均匀

答案: B [ 定常 ]

描述: 流线被定义为流体内部的一条假想线,其上的任意一点的切线指示该点的速度。在定常流动中,粒子的动量随时间保持不变。因此,一段时间后流线保持不变。


21) 从烟囱冒出的烟(呈同心圆)所走的路径代表了

  1. 流线
  2. 路径线
  3. 流管
  4. 迹线

答案: D [ 迹线 ]

描述: 路径线是运动粒子所遵循的路径,而流线是流体内部的一条假想线。其上的任意一点的切线指示该点的速度。流管是流线的集合。迹线是一条曲线,显示了通过给定点的流体粒子的瞬时位置。因此,从烟囱冒出的烟(呈同心圆)所走的路径将代表迹线。


22) 如果液体以速度 v 进入直径为 d 的管道,当直径减小到 0.5d 时,出口处的速度是多少?

  1. 0.5v
  2. V
  3. 4v
  4. 2v

答案: C [ 4v ]

描述

Fluid Mechanics MCQ

23) 在流体力学分析中,最常使用哪种方法?

  1. 欧拉法
  2. 拉格朗日法
  3. 控制体分析
  4. 以上都不是

答案: A [ 欧拉法 ]

描述: 在欧拉法中,我们描述流场中某点的速度、加速度、压强等。因此,它也是流体力学中最常用的方法。


24) 对于不可压缩流体流动,如果面积减小,速度会受到什么影响?

  1. 减少
  2. 增加
  3. 先减小,后增大
  4. 先增大,后减小

答案: B [ 增大 ]

描述: 根据连续性方程,

面积 × 速度 = 常数

因此,当面积减小时,速度会增大。


25) 对于管道中的可压缩流体流动,如果比重减小,直径减小会对速度产生什么影响?

  1. 会导致速度减小
  2. 会导致速度增大
  3. 保持不变
  4. 以上都不是

答案: B [ 会导致速度增大 ]

描述: 根据连续性方程,

ρ*A*v = 常数

因此,随着密度和面积的减小,速度必然会增加。


26) 管道在截面 1 的直径为 9 厘米。如果截面 1 处水的流速为 4.8 米/秒,截面 2 处流速为 9 米/秒,确定截面 2 的面积。

  1. 67.86 m²
  2. 33.93 m²
  3. 38.66 m²
  4. 16.96 m²

答案: B [ 67.86 m² ]

描述

根据连续性方程,

面积 × 速度 = 常数

面积1*速度1 = 面积2*速度2

(面积1*速度1)/速度2 = 面积2

面积 2 = 33.93 m²。


27) 处理流体流动问题时,必须必须满足哪个方程?

  1. 牛顿第三定律
  2. 牛顿第二定律
  3. 连续性方程
  4. 动量守恒定律

答案: C [ 连续性方程 ]

描述: 处理流体流动问题时,必须必须满足连续性方程。


28) 当流体元件从一个位置移动到另一个位置时,这是什么类型的运动?

  1. 线性变形
  2. 线性平移
  3. 旋转
  4. 角变形

答案: B [ 线性平移 ]

描述: 根据定义,流体元件的整体运动是平移。


29) 如果两个边所包含的角度发生变化,则曲线的平均值是

  1. 线性变形
  2. 线性平移
  3. 旋转
  4. 角变形

答案: D [ 角变形 ]

描述: 根据定义,两个角度的平均值是角变形的大小。


30) 涡量的大小是多少?

  1. 角旋转的三倍
  2. 角旋转的两倍
  3. 等于角旋转
  4. 角旋转的两倍半

答案: B [ 角旋转的两倍 ]

描述: 它是两者之间的数学关系。


31) 沿着曲线或弯曲路径的流体流动称为

  1. 涡流
  2. 汇流
  3. 环流
  4. 曲线流

答案: A [ 涡流 ]

描述: 沿着曲线或弯曲路径的流体流动称为涡流。


32) 下列哪一项不是强制涡流的例子?

  1. 离心泵叶轮内的液体流动
  2. 圆柱体中绕其轴旋转的液体
  3. 管道圆形弯头的流体流动
  4. 涡轮机转轮中的水流

答案: C [ 管道圆形弯头的流体流动 ]

描述: 管道圆形弯头处的液体流动是自由涡流的一个例子。


33) 理想流体的特征是

  1. 无粘
  2. 不可压缩
  3. 剪应力具有恒定、非零的值
  4. 流体速度均匀

答案: D [ 流体速度均匀 ]

描述: 由于理想流体是无粘的,所以剪应力为零。


34) 下列哪一项不是理想流体流动的案例?

  1. 均匀流动
  2. 强制涡流
  3. 叠加流
  4. 汇流

答案: B [ 强制涡流 ]

描述: 强制涡流不满足理想流体流动的特征。


35) 沿 X 轴的均匀流动的特殊特征是什么?

  1. 加速度恒定
  2. 速度恒定
  3. 速度的 X 分量恒定
  4. 以上都不是

答案: B [ 速度恒定 ]

描述: 均匀流动中的速度是恒定的。


36) 自由涡流的流线是什么性质的?

  1. 非同心
  2. 同心
  3. 线性
  4. 以上都不是

答案: B [ 同心 ]

描述: 自由涡流的流线是同心的。


37) 何时假设空气是不可压缩的?

  1. 独立于其速度
  2. 低速时
  3. 高速时
  4. 以上都不是

答案: B [ 低速时 ]

描述: 低速时空气被假定为不可压缩的。


38) 当均匀流通过一个偶极子时,得到的合流是

  1. 圆柱体上的流动
  2. 等轴的兰金椭球体上的流动
  3. 两者

答案: C [ 两者 ]

描述: 它们意思相同。它们是解释相同现象的不同方式。


39) 在均匀流中的源和汇对有多少个滞点?

  1. 一次
  2. 两个
  3. 三个

答案: B [ 两者 ]

描述: 在均匀流中的源和汇对有两个滞点。


40) 当等量大小的源和汇相互靠近,它们之间的距离减小,并且距离与流量大小的乘积保持恒定时,这种情况称为什么?

  1. 均匀中的偶极源
  2. 一个偶极
  3. 库埃特流
  4. 哈根-泊肃叶流

答案: A [ 均匀中的偶极源 ]

描述: 这是叠加流的一种特殊情况,称为偶极流。


41) 水面下 1 米处的压强(单位:帕斯卡)是多少?

  1. 980 Pa
  2. 98100 Pa
  3. 1 Pa
  4. 98 Pa

答案: B [ 98100 Pa ]

描述: 它是水面上方的重量总和。在这种情况下,它是 1 米以上的大气和水柱的重量。[公式:P (深度) = Paytm + (水的密度*重力常数*深度)]。


42) 在非运动流体中的任何一点的压强称为_______

  1. 大气压
  2. 表压
  3. 静水压
  4. 压差

答案: C [ 静水压 ]

描述: 静水压随深度的增加而变化。静水压是从流体表面测量的,这是由于液体重量的增加。流体从水面向下施加力,使其成为非运动流体。


43) 使用压力计测量哪种液体?

  1. 中等密度液体
  2. 重液体
  3. 重液体和轻液体
  4. 轻液体

答案: D [ 轻液体 ]

描述: 液体在压力计中的测量是通过压差来完成的,通过平衡重量。因此,压力计测量密度较低的液体比密度较大的液体更容易。轻液体的例子是水。


44) 下列哪种设备最适合高精度地测量高压液体?

  1. 电离真空计
  2. 真空计
  3. 锰铜丝压力
  4. 活塞式压力计

答案: C [ 锰铜丝压力 ]

描述: 锰铜丝是测量高压液体最适合的测量设备。它具有长期的稳定性高和耐用性。它还具有高静水压力灵敏度和低应变灵敏度。


45) 关于压强,下列哪个陈述是正确的?

  1. 压强是矢量
  2. 压强是标量
  3. 仅当面积无穷小时,压强才是矢量
  4. 仅当面积无穷小时,压强才是标量

答案: B [ 压强是标量 ]

描述: 压强定义为垂直于表面的单位面积上的力。力是矢量,面积是矢量,但一个除以另一个会得到一个标量。


46) 一个液压机的柱塞直径为 30 厘米,柱塞直径为 2 厘米。用于提升 35 kN 的重量。求柱塞所需的力。

  1. 311.1 kN
  2. 233.3 kN
  3. 155.5 kN
  4. 466.6 kN

答案: C [ 155.5 kN ]

描述

F/a=W/A

F=(35000*3.142*.02*.02)/(3.142*0.3*0.3)

=155.5 kN。


47) 某点的压强为 4.9 N/cm²。如果流体是比重为 0.85 的油,求高度。

  1. 8.74 m
  2. 17.49 m
  3. 11.66 m
  4. 5.83 m

答案: D [ 5.83 m ]

描述

高度=p/ρg

=48620/850*9.81

=5.83 m。


48) 如果流体在窄口容器中静止在某一柱高,并且在同一柱高下,相同的流体在宽口箱中静止,那么从流体表面算起的某深度处的压强会不同吗?

  1. 窄口嘴的压强会更小
  2. 窄口嘴的压强会更大
  3. 两者压强相同。
  4. 以上都不是

答案: B [ 两者压强相同 ]

描述: 根据静力学定律,压强仅取决于水柱的高度,而不取决于其形状。


49) 计算水在距离表面 5 米深处以恒定速度运动时的静水压强。

  1. 98 kN/m²
  2. 49 kN/m²
  3. 由于流体在运动,我们无法分析
  4. 以上都不是

答案: B [ 49 kN/m² ]

描述: 如果流体以恒定速度运动,我们将其分析为如同流体静止一样。

p= ρgh。


50) 哪个设备最常用于测量低压差?

  1. U形管压差计
  2. 倒U形管压差计
  3. 立式单管压力计
  4. 倾斜单管压力计

答案: B [ 倒U形管压差计 ]

描述: 倒U形管压差计使用密度较小的测压流体。因此,它用于测量低压差。


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