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2025流体力学期末考试练习题(附答案)

一、选择题

1.理想流体是指（）。

A.忽略黏性的流体

B.密度不变的流体

C.不可压缩的流体

D.符合牛顿内摩擦定律的流体

答案：A

详细解答：理想流体是一种理想化的模型，在研究流体运动时，为了简化问题，忽略流体的黏性。而密度不变的流体是不可压缩流体；不可压缩流体只是理想流体的一种可能情况；符合牛顿内摩擦定律的流体是牛顿流体，并非理想流体的定义。所以选A。

2.流体静压强的方向（）。

A.平行于作用面

B.垂直指向作用面

C.垂直背向作用面

D.倾斜于作用面

答案：B

详细解答：根据流体静压强的特性，流体静压强的方向永远垂直且指向作用面。因为流体不能承受拉力，静止流体也不能承受剪切力，所以压强方向只能是垂直指向作用面。故答案是B。

3.连续性方程$v_1A_1=v_2A_2$适用于（）。

A.理想流体

B.黏性流体

C.可压缩流体

D.不可压缩流体

答案：D

详细解答：连续性方程$v_1A_1=v_2A_2$是基于质量守恒定律推导出来的，其前提是流体的密度不变，也就是不可压缩流体。对于可压缩流体，密度会发生变化，该方程不适用；理想流体和黏性流体强调的是黏性的有无，与连续性方程的适用条件主要看是否不可压缩关系不大。所以选D。

4.圆管层流运动的断面流速分布规律为（）。

A.均匀分布

B.对数曲线分布

C.二次抛物线分布

D.直线分布

答案：C

详细解答：通过对圆管层流运动的理论分析，根据纳维斯托克斯方程在圆管层流条件下的求解，可以得到圆管层流运动的断面流速分布是二次抛物线分布。管轴处流速最大，管壁处流速为零。所以答案是C。

5.雷诺数$Re$反映了（）的对比关系。

A.黏滞力与重力

B.惯性力与黏滞力

C.惯性力与重力

D.压力与黏滞力

答案：B

详细解答：雷诺数$Re=\frac{\rhovd}{\mu}$，其中$\rhovd$具有惯性力的量纲，$\mu$具有黏滞力的相关量纲，所以雷诺数反映了惯性力与黏滞力的对比关系。不同的雷诺数对应着不同的流动状态（层流或紊流）。因此选B。

二、填空题

1.流体的黏性是指流体在流动时产生________的性质。

答案：内摩擦力

详细解答：流体的黏性是流体的一个重要物理性质，当流体流动时，由于流体各层之间存在相对运动，会产生抵抗相对运动的内摩擦力，这种性质就是黏性。

2.静止流体中任意一点的压强大小与________无关。

答案：作用面的方位

详细解答：根据流体静压强的特性，静止流体中任意一点的压强大小只与该点的位置有关，而与作用面的方位无关。也就是说，在静止流体中同一点，向各个方向的压强是相等的。

3.实际流体的总水头线是一条________线。

答案：下降

详细解答：实际流体在流动过程中，由于存在黏性，会产生能量损失。总水头线表示的是单位重量流体所具有的总机械能，随着流体的流动，能量不断损失，所以实际流体的总水头线是一条下降的线。

4.圆管紊流的流速分布比层流的流速分布更________。

答案：均匀

详细解答：在圆管层流中，流速呈二次抛物线分布，管轴处流速最大，管壁处流速为零，流速分布不均匀。而在圆管紊流中，由于流体的脉动和掺混作用，使得流速分布更加均匀，虽然管轴处流速还是最大，但流速的变化相对层流来说没有那么剧烈。

5.有压管流中，短管是指________起主要作用的管道。

答案：局部水头损失和流速水头

详细解答：在有压管流中，根据管道的长度和水头损失的特点，可分为长管和短管。短管是指局部水头损失和流速水头在总水头损失中所占比例较大，不能忽略，起主要作用的管道；而长管是指局部水头损失和流速水头与沿程水头损失相比很小，可以忽略不计的管道。

三、判断题

1.静止流体中不存在切应力。（）

答案：正确

详细解答：流体静止时，各流层之间没有相对运动，根据黏性的定义，黏性是流体在相对运动时产生内摩擦力（切应力）的性质，所以静止流体中不存在切应力。

2.不可压缩流体一定是理想流体。（）

答案：错误

详细解答：不可压缩流体是指密度不随压力和温度变化的流体；而理想流体是忽略黏性的流体。不可压缩流体不一定忽略黏性，所以不可压缩流体不一定是理想流体。

3.均匀流的流线是相互平行的直线。（）

答案：正确

详细解答：均匀流的定义是：流线为相互平行的直线的流动。在均匀流中，各过流断面的流速分布相同，沿程没有流速大小和方向的变化。

4.紊流的沿程水头损失系数只与雷诺数有关。（）

答案：错误

详细解答：紊流的沿程水头损失系数与雷诺数和相对粗糙度都有关。在不同的雷诺数范围和相对粗糙度情况下，沿程水头损失系数有不同的变化规律。只有在层流时，沿程水头损失系数才只与雷诺数有关