2025年水電基礎(chǔ)試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共40分）1.水的密度在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下（4℃時）的數(shù)值為（）A.900kg/m3B.1000kg/m3C.1100kg/m3D.1200kg/m32.液體靜壓強的特性不包括（）A.方向垂直指向作用面B.同一點各方向壓強相等C.與液體深度成正比D.與液體體積成正比3.伯努利方程適用的條件是（）A.非恒定流、理想流體、不可壓縮B.恒定流、實際流體、可壓縮C.恒定流、理想流體、不可壓縮D.非恒定流、實際流體、可壓縮4.圓管層流運動的斷面流速分布呈（）A.均勻分布B.拋物線分布C.對數(shù)分布D.線性分布5.某水電站引水管道直徑D=2m，流量Q=15m3/s，管內(nèi)平均流速v為（）A.4.77m/sB.3.25m/sC.2.39m/sD.1.56m/s6.雷諾數(shù)Re的物理意義是（）A.慣性力與粘滯力之比B.重力與粘滯力之比C.壓力與慣性力之比D.粘滯力與重力之比7.電阻R1=10Ω與R2=20Ω并聯(lián)，總電阻R總為（）A.30ΩB.15ΩC.6.67ΩD.5Ω8.交流電路中，有功功率P、無功功率Q、視在功率S的關(guān)系為（）A.S=P+QB.S=√(P2+Q2)C.S=P×QD.S=P/Q9.三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）n0與電源頻率f、磁極對數(shù)p的關(guān)系為（）A.n0=60f/pB.n0=120f/pC.n0=60p/fD.n0=120p/f10.變壓器的變比k等于（）A.一次側(cè)電壓U1與二次側(cè)電壓U2之比B.二次側(cè)電流I2與一次側(cè)電流I1之比C.一次側(cè)匝數(shù)N1與二次側(cè)匝數(shù)N2之比D.以上均正確11.水輪機的比轉(zhuǎn)速ns反映了（）A.水輪機的尺寸大小B.水輪機的能量轉(zhuǎn)換效率C.水輪機的適用水頭范圍D.水輪機的出力大小12.混流式水輪機的主要特點是（）A.適用于低水頭大流量B.轉(zhuǎn)輪在水中旋轉(zhuǎn)，水流徑向進入、軸向流出C.轉(zhuǎn)輪葉片可調(diào)節(jié)D.適用于高水頭小流量13.水電站調(diào)速器的主要作用是（）A.調(diào)節(jié)水輪機進水流量，維持機組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定B.調(diào)節(jié)發(fā)電機端電壓C.控制機組并網(wǎng)與解列D.保護機組過負(fù)荷14.電氣設(shè)備的額定電壓是指（）A.設(shè)備長期運行時允許的最高電壓B.設(shè)備正常工作時的線電壓C.設(shè)備設(shè)計時的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級D.設(shè)備短路時的耐受電壓15.電力系統(tǒng)中性點不接地方式的主要優(yōu)點是（）A.單相接地時可繼續(xù)運行1-2小時B.接地電流大，保護易動作C.過電壓水平低D.適用于高壓系統(tǒng)16.水錘現(xiàn)象產(chǎn)生的根本原因是（）A.管道材料彈性B.水流速度變化引起動量變化C.水溫變化D.管道直徑突變17.測量絕緣電阻的儀器是（）A.萬用表B.兆歐表（搖表）C.鉗形電流表D.功率表18.水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能是（）A.數(shù)據(jù)采集與處理B.機組自動控制C.安全監(jiān)視與報警D.以上均是19.以下不屬于水輪機空化類型的是（）A.翼型空化B.間隙空化C.空腔空化D.化學(xué)空化20.高壓斷路器的主要作用是（）A.通斷正常負(fù)荷電流B.切斷短路電流C.隔離電源D.A和B二、判斷題（每題1分，共15分）1.液體的粘滯性隨溫度升高而增大。（）2.恒定流中，流線與跡線重合。（）3.串聯(lián)電阻的總阻值等于各電阻阻值之和。（）4.交流電路中，電感元件對電流的阻礙作用稱為容抗。（）5.三相四線制系統(tǒng)中，中性線的作用是保證負(fù)載相電壓對稱。（）6.水輪機效率η=有效功率Pe/輸入功率Pw。（）7.反擊式水輪機的能量轉(zhuǎn)換主要依靠水流的動能。（）8.水電站日調(diào)節(jié)是指調(diào)節(jié)周期為24小時的水庫調(diào)節(jié)。（）9.接地電阻越小，接地保護效果越好。（）10.變壓器的空載損耗主要是銅損。（）11.水錘防護的措施包括設(shè)置調(diào)壓室、延長閥門關(guān)閉時間等。（）12.異步電動機的轉(zhuǎn)差率s=(n0-n)/n0，其中n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。（）13.電力系統(tǒng)的有功功率平衡影響頻率，無功功率平衡影響電壓。（）14.明渠均勻流的水力坡度等于渠底坡度。（）15.隔離開關(guān)可以帶負(fù)荷操作。（）三、簡答題（每題5分，共30分）1.簡述液體靜壓強的分布規(guī)律。2.說明歐姆定律的內(nèi)容及其在直流電路和交流電路中的區(qū)別。3.水輪機的主要類型有哪些？各自適用的水頭范圍是什么？4.什么是電氣一次設(shè)備和二次設(shè)備？各舉三例說明。5.解釋水電站的“水錘”現(xiàn)象，并列舉三種防護措施。6.簡述變壓器的工作原理，說明其為何不能變換直流電壓。四、計算題（每題7分，共35分）1.某矩形斷面渠道，底寬b=5m，水深h=2m，流量Q=30m3/s，求斷面平均流速v和水力半徑R。2.一個RL串聯(lián)電路接于220V、50Hz的交流電源，電阻R=30Ω，電感L=0.1H，求電路的阻抗Z、電流I、有功功率P和無功功率Q（π取3.14）。3.某混流式水輪機，設(shè)計水頭H=120m，流量Q=15m3/s，效率η=90%，求水輪機的輸出功率Pe（水的密度ρ=1000kg/m3，g=9.81m/s2）。4.一臺單相變壓器，一次側(cè)電壓U1=220V，匝數(shù)N1=1000匝，二次側(cè)匝數(shù)N2=200匝，求二次側(cè)電壓U2；若二次側(cè)接一個4Ω的電阻負(fù)載，求一次側(cè)電流I1和二次側(cè)電流I2（忽略變壓器損耗）。5.某輸水管道長度L=500m，直徑D=0.5m，糙率n=0.013，流量Q=0.5m3/s，求沿程水頭損失hf（謝才公式C=(1/n)R^(1/6)，水力坡度J=hf/L，均勻流時Q=AC√(RJ)）。答案一、單項選擇題1.B2.D3.C4.B5.A（v=Q/(πD2/4)=15/(3.14×12)=4.77m/s）6.A7.C（1/R總=1/10+1/20=3/20，R總=20/3≈6.67Ω）8.B9.B10.D11.C12.B13.A14.C15.A16.B17.B18.D19.D20.D二、判斷題1.×（液體粘滯性隨溫度升高而減小，氣體相反）2.√3.√4.×（電感阻礙稱感抗，電容稱容抗）5.√6.√7.×（反擊式主要依靠勢能，沖擊式依靠動能）8.√9.√10.×（空載損耗主要是鐵損）11.√12.√13.√14.√15.×（隔離開關(guān)不能帶負(fù)荷操作，用于隔離電源）三、簡答題1.液體靜壓強分布規(guī)律：①靜壓強方向垂直并指向作用面；②靜止液體內(nèi)任一點的靜壓強由液面壓強p0和液體自重產(chǎn)生的壓強ρgh組成，即p=p0+ρgh；③同一靜止液體中，等壓面為水平面（質(zhì)量力只有重力時）；④深度相同處各點靜壓強相等。2.歐姆定律內(nèi)容：在一段電路中，通過的電流I與這段電路兩端的電壓U成正比，與電阻R成反比，即I=U/R（直流）。交流電路中，歐姆定律擴展為I=U/Z，其中Z為阻抗（Z=√(R2+(XL-XC)2)），XL為感抗，XC為容抗；直流電路無電抗（XL=XC=0），Z=R。3.水輪機主要類型及適用水頭：①混流式（HL）：適用水頭30-700m，應(yīng)用最廣；②軸流式（ZZ/ZD）：適用于低水頭（3-80m），分定槳和轉(zhuǎn)槳；③貫流式（GZ/GD）：超低水頭（1-25m），流道直；④沖擊式（C/J）：高水頭（100-2000m），包括水斗式（C）、斜擊式（XJ）、雙擊式（SJ）。4.一次設(shè)備：直接參與電能生產(chǎn)、傳輸、分配的設(shè)備。例如發(fā)電機、變壓器、斷路器。二次設(shè)備：對一次設(shè)備進行監(jiān)測、控制、保護的設(shè)備。例如繼電器、儀表、監(jiān)控系統(tǒng)。5.水錘現(xiàn)象：由于管道中水流速度突然變化（如閥門快速啟閉），引起壓強急劇升降的波動現(xiàn)象。防護措施：①設(shè)置調(diào)壓室（井）；②延長閥門啟閉時間；③安裝水錘消除器；④采用彈性模量小的管道材料；⑤設(shè)置旁通管。6.變壓器工作原理：基于電磁感應(yīng)定律。一次繞組通入交流電產(chǎn)生交變磁通，通過鐵芯耦合到二次繞組，感應(yīng)出電動勢，實現(xiàn)電壓變換（U1/U2≈N1/N2）。直流電壓通入時，一次繞組產(chǎn)生恒定磁通，二次繞組無感應(yīng)電動勢（dΦ/dt=0），無法變換電壓。四、計算題1.平均流速v=Q/(b×h)=30/(5×2)=3m/s；水力半徑R=過流面積A/濕周χ=(5×2)/(5+2×2)=10/9≈1.11m。2.感抗XL=2πfL=2×3.14×50×0.1=31.4Ω；阻抗Z=√(R2+XL2)=√(302+31.42)≈43.4Ω；電流I=U/Z=220/43.4≈5.07A；有功功率P=I2R=5.072×30≈771W；無功功率Q=I2XL=5.072×31.4≈806var。3.輸入功率Pw=ρgQH=1000×9.81×15×120=17,658,000W=17.658MW；輸出功率Pe=Pw×η=17.658×0.9≈15.89MW。4.變比k=N1/N2=1000/200=5；二次側(cè)電壓U2=U1/k=220/5=44V；二次側(cè)電流I2=U2/R=44/4=11A；一次側(cè)電流I1=I2/k=11/5=2.2A（理想變壓器I1/I2=N2/N1）。5.過流面積A=πD2/4=3.14×0.52/4≈0.196m2；濕周χ=πD=3.14×0.5≈