A、(A) 斜交
B、(B) 垂直
C、(C) 平行
D、(D) 一致
答案:CD
解析:这个问题考察的是流体动力学中断面平均流速与过水断面中心点处流线方向的关系。我们来逐一分析各个选项:
A. (A)斜交:
这个选项表示断面平均流速的方向与过水断面中心点处的流线方向是斜交的。但在流体动力学中,尤其是在均匀流或近似均匀流的条件下,断面平均流速通常被定义为通过某一过水断面的所有流速的算术平均值,其方向应与该断面上大多数流体的运动方向相同或相近。因此,它不太可能与中心点处的流线方向斜交,特别是在没有强烈扰动或涡流的情况下。故A选项错误。
B. (B)垂直:
这个选项表示断面平均流速的方向与过水断面中心点处的流线方向垂直。这在实际情况中几乎不可能发生,因为流速和流线的方向在大多数情况下都是平行的或相近的,特别是在没有外力强烈改变流体方向的情况下。故B选项错误。
C. (C)平行:
这个选项表示断面平均流速的方向与过水断面中心点处的流线方向平行。在均匀流或近似均匀流中,这是正确的。因为断面平均流速反映了整个断面上流速的平均效果,其方向应与大多数流体的运动方向相同,即与中心点的流线方向平行。然而,需要注意的是,严格来说,“平行”可能过于绝对,因为在实际中可能存在微小的偏差或扰动。但在此题的语境下,可以认为C选项是正确的。
D. (D)一致:
这个选项表示断面平均流速的方向与过水断面中心点处的流线方向完全一致。在理想情况下或近似均匀流中,这是可以接受的描述。因为当流速分布相对均匀时,断面平均流速的方向可以非常接近甚至等同于中心点处流线的方向。所以D选项也是正确的。
综上所述,虽然C选项“平行”在描述上更为严谨,但D选项“一致”在实际情况和理想化条件下都是合理的。由于题目可能允许一定的理想化假设,且“一致”在含义上更为接近实际情况(尤其是在均匀流条件下),因此通常认为D选项更为全面和准确。但考虑到题目的多选性质,以及C选项在描述上的正确性(尽管可能略显严格),我们可以同时选择C和D。
因此,正确答案是C和D。
A、(A) 斜交
B、(B) 垂直
C、(C) 平行
D、(D) 一致
答案:CD
解析:这个问题考察的是流体动力学中断面平均流速与过水断面中心点处流线方向的关系。我们来逐一分析各个选项:
A. (A)斜交:
这个选项表示断面平均流速的方向与过水断面中心点处的流线方向是斜交的。但在流体动力学中,尤其是在均匀流或近似均匀流的条件下,断面平均流速通常被定义为通过某一过水断面的所有流速的算术平均值,其方向应与该断面上大多数流体的运动方向相同或相近。因此,它不太可能与中心点处的流线方向斜交,特别是在没有强烈扰动或涡流的情况下。故A选项错误。
B. (B)垂直:
这个选项表示断面平均流速的方向与过水断面中心点处的流线方向垂直。这在实际情况中几乎不可能发生,因为流速和流线的方向在大多数情况下都是平行的或相近的,特别是在没有外力强烈改变流体方向的情况下。故B选项错误。
C. (C)平行:
这个选项表示断面平均流速的方向与过水断面中心点处的流线方向平行。在均匀流或近似均匀流中,这是正确的。因为断面平均流速反映了整个断面上流速的平均效果,其方向应与大多数流体的运动方向相同,即与中心点的流线方向平行。然而,需要注意的是,严格来说,“平行”可能过于绝对,因为在实际中可能存在微小的偏差或扰动。但在此题的语境下,可以认为C选项是正确的。
D. (D)一致:
这个选项表示断面平均流速的方向与过水断面中心点处的流线方向完全一致。在理想情况下或近似均匀流中,这是可以接受的描述。因为当流速分布相对均匀时,断面平均流速的方向可以非常接近甚至等同于中心点处流线的方向。所以D选项也是正确的。
综上所述,虽然C选项“平行”在描述上更为严谨,但D选项“一致”在实际情况和理想化条件下都是合理的。由于题目可能允许一定的理想化假设,且“一致”在含义上更为接近实际情况(尤其是在均匀流条件下),因此通常认为D选项更为全面和准确。但考虑到题目的多选性质,以及C选项在描述上的正确性(尽管可能略显严格),我们可以同时选择C和D。
因此,正确答案是C和D。
A. (A) 一元流
B. (B) 二元流
C. (C) 均匀流
D. (D) 非均匀流
解析:首先,我们来解析各个选项的含义:
A. 一元流:指的是流体的流动特性只用一个空间变量来描述的流动。也就是说,流线可以是曲线,但流速只在一个方向上有变化。
B. 二元流:指的是流体的流动特性需要用两个空间变量来描述的流动。这种流动在二维平面内发生,流线不一定是直线。
C. 均匀流:指的是流体在流动过程中,流速大小和方向都保持不变的流动,流线是平行直线。
D. 非均匀流:指的是流体在流动过程中,流速的大小和/或方向随位置变化的流动,流线不是平行直线。
接下来,解析为什么选择CD:
题目要求我们按照流线是否为平行的直线和流速是否沿程变化来分类水流。
选项C均匀流符合流线为平行的直线的特征,同时流速沿程不变,所以是正确答案之一。
选项D非均匀流则描述了流速沿程变化的情况,流线不是平行的直线,因此也符合题目的分类要求,是正确答案之一。
选项A和B描述的是流体流动的维度问题,而不是按照流线是否平行和流速是否变化来分类的,所以不符合题意。
因此,正确答案是CD。
选择「段落」
可继续追问~
A. (A) 测压管
B. (B) 差压计
C. (C) 比压计
D. (D) 虹吸管
解析:解析如下:
题目询问的是用来测量动水压强差的工具。在选项中:
A. 测压管:测压管通常是用来测量相对于大气压的液体压力,即测静水压头,它并不直接用于测量两个点之间的压强差。
B. 差压计:差压计是专门设计用来测量两点之间压力差异的仪器,它可以用来测量流体在不同位置或状态下的压强差,因此适用于动水压强差的测量。
C. 比压计:比压计也是一种可以测量两点之间相对压力差异的仪器,同样适用于动态条件下的压力测量。
D. 虹吸管:虹吸管主要用于液体的转移,并不是用来测量压强差的仪器。
根据以上分析,正确答案是 BC,因为差压计和比压计都可以用来测量动水压强差。
A. (A) 离心惯性力
B. (B) 重力
C. (C) 粘滞力
D. (D) 表面张力
解析:本题主要考察急变流条件下,哪些作用力对水流的影响不能忽略。
A选项:离心惯性力。在急变流中,由于水流方向迅速改变,会产生显著的离心惯性力。这种力对水流的运动轨迹、速度分布以及压力分布都有重要影响,因此在分析急变流时不能忽略。所以A选项正确。
B选项:重力。重力是水流运动的基本作用力之一,无论水流是急变还是缓变,重力都始终存在并影响水流。在急变流中,重力同样对水流的方向、速度和压力分布有重要影响。因此,B选项也是正确的。
C选项:粘滞力。粘滞力是流体内部由于分子间相互作用而产生的阻力。在急变流中,由于水流速度梯度大,粘滞力对水流的影响尤为显著。它会影响水流的能量损失、速度分布和流动形态。因此,在分析急变流时,粘滞力也是不能忽略的。所以C选项正确。
D选项:表面张力。表面张力主要作用于流体的自由表面,对流体内部的流动影响较小。在急变流中,虽然表面张力仍然存在,但其对水流整体运动的影响相对较小,通常可以忽略不计。因此,D选项错误。
综上所述,急变流条件下,离心惯性力、重力和粘滞力对水流的影响都不能忽略,而表面张力的影响则可以忽略。所以正确答案是ABC。
A. (A) 动能定理
B. (B) 动量定理
C. (C) 质量守恒定律
D. (D) 牛顿第二定理
解析:选项解析:
A. 动能定理:动能定理是能量守恒定律在动力学中的应用,它表述了在某一过程中物体动能的变化等于作用在物体上的外力做的功。在液体流动中,动能定理可以用来描述液体流动过程中能量的转换,从而建立能量方程。
B. 动量定理:动量定理表述的是力对时间的积累效应等于动量的变化,它主要用于描述流体动量的变化情况,而不是能量的守恒,因此不能直接用来建立能量方程。
C. 质量守恒定律:质量守恒定律指出,在一个封闭系统中,物质的质量是恒定不变的。在流体力学中,这一原理体现为连续性方程,它是流体运动的基本方程之一,但不是直接用来建立能量方程的。
D. 牛顿第二定理:牛顿第二定理表述的是力和加速度的关系,即F=ma。在流体力学中,可以通过牛顿第二定律来推导流体的动量方程,再结合质量守恒定律可以得到能量方程。
为什么选这个答案:AD
选择A是因为动能定理直接关联到能量守恒,是建立流体能量方程的基础。选择D是因为通过牛顿第二定理可以得到流体微元的加速度,从而结合连续性方程(质量守恒定律)推导出能量方程。因此,正确答案是AD。这里需要注意的是,虽然质量守恒定律(选项C)是流体力学的基本原理之一,但它通常与动量方程(由牛顿第二定理导出)结合使用,而不是单独用来建立能量方程。
选择「段落」
可继续追问~
A. (A) 均质的、不可压缩液体
B. (B) 水流为恒定流
C. (C) 作用于液体上的力只有重力
D. (D) 所选取的两个过水断面上的水流符合均匀流或渐变流条件
解析:这是一道关于应用伯努利方程(能量方程)的基本条件的选择题。伯努利方程是流体力学中的一个基本方程,它描述了在稳定流动中,流体的压力能、动能和位能之间的转换关系。以下是针对每个选项的解析:
A. 均质的、不可压缩液体:伯努利方程适用于不可压缩流体,即流体的密度在整个流场中保持不变。均质意味着流体的性质如密度在整个体积内相同。
B. 水流为恒定流:这意味着流体流动是稳定的,流速、压力等参数不会随着时间变化而变化。这是应用伯努利方程的一个重要前提。
C. 作用于液体上的力只有重力:当只有保守力(例如重力)作用在流体上时,伯努利方程可以直接应用。如果有其他非保守力(如摩擦力),则需要对伯努利方程进行修正。
D. 所选取的两个过水断面上的水流符合均匀流或渐变流条件:这意味着在所研究的两个截面之间,流速和压力的变化应该是缓慢且连续的,而不是突变的。这是为了保证能量转化过程中的连续性。
正确答案是ABCD,因为上述所有条件都是使用伯努利方程时必须满足的前提条件。如果这些条件都被满足,那么就可以使用伯努利方程来分析流体系统中的能量转换。
A. (A) 水泵
B. (B) 风机
C. (C) 水轮机
D. (D) 水车
解析:本题考察的是流体机械对能量方程应用的影响。
选项A(水泵):水泵是一种流体机械,用于将液体从低处输送到高处或增加液体的压力。在工作过程中,水泵需要消耗外部能量(如电能)来推动流体,因此,当两断面间存在水泵时,需要考虑这部分能量输入,所以应该使用有能量输入的能量方程。故A选项正确。
选项B(风机):虽然风机主要用于气体而非液体,但其工作原理与水泵类似,即通过消耗外部能量来推动流体(在这里是气体)流动。因此,在两断面间存在风机时,同样需要考虑能量输入,使用有能量输入的能量方程。故B选项正确。
选项C(水轮机):水轮机是利用水流能量来驱动机械做功的流体机械,它本身并不消耗外部能量来推动流体,而是将流体的能量(如动能、势能)转换为机械能。因此,在两断面间存在水轮机时,不需要额外考虑能量输入,应使用无能量输入的能量方程。故C选项错误。
选项D(水车):水车是一种古老的利用水流能量进行简单机械作业的设备,如灌溉、磨面等。其工作原理与水轮机类似,都是利用水流能量,但并不涉及外部能量的直接输入。因此,在两断面间存在水车时,同样不需要考虑能量输入,应使用无能量输入的能量方程。故D选项错误。
综上所述,正确答案是A、B。
A. (A) 绝对压强
B. (B) 相对压强
C. (C) 真空度
D. (D) 汽化压强
解析:在解答这个问题时,我们首先要了解能量方程在水利工程中的应用。能量方程是流体力学中描述流体能量守恒的一个基本方程,在水利工程中通常用来分析渐变流条件下流体的能量变化。
选项解析如下:
A. 绝对压强:指的是流体的压强与大气压强的总和。在能量方程中,绝对压强可以直接反映流体的真实能量状态,因此可以使用。
B. 相对压强:指的是流体的压强与大气压强之差。相对压强在能量方程中也是常用的,因为它能够简化计算,尤其是在考虑流体相对于大气压强的能量变化时。
C. 真空度:是指低于大气压强的部分,它不能直接用于能量方程,因为它本身不包含大气压强,而能量方程需要考虑整个压强(包括大气压强)。
D. 汽化压强:指的是液体变成蒸气时的压强,这个参数与流体的能量状态无直接关系,不适合用于能量方程的计算。
为什么选这个答案(AB):
在能量方程的应用过程中,我们关注的是流体压强变化对能量状态的影响。选择A(绝对压强)和B(相对压强)的原因是:
绝对压强和相对压强都能够反映流体的能量状态,并且在计算中可以相互转换,只要保持同一基准(即同一个压强量度基准),计算结果是一致的。
在实际应用中,选择绝对压强或相对压强取决于具体问题的方便性。例如,在考虑水头损失时,使用相对压强可能更为直观;而在涉及流体的整体能量分析时,绝对压强可能更为合适。
重要的是,在能量方程的应用中,上、下游两个渐变流断面必须采用同一个压强量度基准,这是为了确保能量守恒定律的正确应用,避免因基准不同而产生的误差。
因此,正确答案是AB。
选择「段落」
可继续追问~
A. (A) 位置水头
B. (B) 压强水头
C. (C) 流速水头
D. (D) 测压管水头
解析:这道题目考察的是流体力学中的水头线图(也称为伯努利方程图),它用于显示流动系统中不同点的能量分布情况。在水力学中,总水头(total head)由几部分组成:
位置水头(position head 或 elevation head,选项A):这是指水相对于某个基准面的高度。位置水头代表了水体由于高度而具有的位能。
压强水头(pressure head,选项B):这是指由于液体内部的压力所产生的水头。压强水头反映了液体由于受到压力作用而具有的能量。
流速水头(velocity head,选项C):这是指由于液体流动速度而产生的动能转换成的水头。流速水头表示了液体由于运动而具有的动能。
测压管水头(piezometric head 或 total energy head,选项D):这是位置水头和压强水头之和,也可以理解为如果所有动能和势能都转换为压强形式时,测压管中的液面高度。
总水头是上述所有水头的总和,即位置水头、压强水头和流速水头的综合,它表示了单位重量的流体所具有的总能量。
所以,在绘制水头线图时,通常会画出上述四个选项所表示的水头的变化情况,因此正确答案包含了所有选项(A、B、C、D)。这意味着在解答这类题目时,需要考虑流动系统中的所有能量形式,并且能够识别这些能量如何随着流体的位置变化而变化。
A. (A) 总水头
B. (B) 压强水头
C. (C) 流速水头
D. (D) 测压管水头
解析:首先,我们需要明确题目考察的是水头线图的基本概念和组成。水头线图是一种通过图形方式展示水流在不同位置上的水头变化情况的工具。它主要包含了位置水头、压强水头、流速水头和总水头这四个组成部分。
现在,我们来逐一分析各个选项:
A. 总水头:总水头是水力学中的一个重要概念,它等于位置水头、压强水头和流速水头之和。在水头线图中,总水头是一个重要的组成部分,因为它反映了水流在某一点上的总能量状态。因此,A选项是正确的。
B. 压强水头:压强水头是由于水流内部压强而产生的能量,也是水头线图中的一个必要组成部分。它表示了水流在压力作用下的能量状态,对于理解和分析水流能量变化至关重要。因此,B选项也是正确的。
C. 流速水头:流速水头是由于水流速度而产生的能量,它同样是水头线图中的一个关键部分。流速水头的存在反映了水流在运动过程中因速度变化而具有的能量,对于分析水流的动力特性具有重要意义。因此,C选项也是正确的。
D. 测压管水头:虽然题目中直接提到的是“测压管水头”,但在实际的水头线图绘制中,我们通常关注的是压强水头,而测压管水头在某种意义上是压强水头的一种表现形式(即测压管读数所表示的水头)。然而,从更广泛的角度来看,测压管水头与压强水头紧密相关,且在水头线图的上下文中,可以将其视为压强水头的一种理解和应用。因此,将D选项视为正确也是合理的,尽管它可能不是最直接或最标准的答案。
需要注意的是,原答案中给出的ABCD全部正确可能有些模糊,因为从严格意义上讲,“测压管水头”并不直接等同于其他三个选项中的任何一个,但它与“压强水头”有紧密的联系。然而,考虑到题目可能是在考察对水头线图全面组成的理解,因此将ABCD全部视为正确也是可以接受的。
综上所述,答案选择ABCD。
A. (A) 位能
B. (B) 压能
C. (C) 动能
D. (D) 势能
解析:选项解析:
A. 位能:指的是流体由于其位置而具有的能量。在总水头线中,位能是总机械能的一个组成部分,它随着流体的位置变化而变化。
B. 压能:指的是流体由于其压力而具有的能量。测压管水头线反映了流体的压力变化,即压能的变化。
C. 动能:指的是流体由于其运动而具有的能量。在总水头线中,动能也是总机械能的一部分,它随着流速的变化而变化。
D. 势能:通常在物理学中,势能是指物体由于其位置在引力场中所具有的能量,但在流体力学中,势能通常指的是位能。因此,在这个上下文中,势能和位能指的是相同的概念。
为什么选这个答案:总流中心线、测压管水头线和总水头线在水利工程专业是用来描述流体流动特性的重要工具。它们直观地反映了流体的总机械能,包括位能(或势能)、压能和动能的沿程变化情况。总水头线表示流体的总机械能,测压管水头线表示流体的压能和位能,而流体的动能则可以通过流速来计算。因此,选项A、B、C和D都是正确的,因为它们分别代表总机械能的不同组成部分,这些组成部分在流体的流动过程中都会发生变化,而这些变化正是通过上述线条来反映的。所以正确答案是ABCD。
选择「段落」
可继续追问~