中南大学2019年下学期医用物理学试卷

1、1 - - - - - - 学院专业班级学号姓名任课教师座位号评卷密封线密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理评卷密封线中南大学考试试卷20192020学年 一学期医用物理学课程时间 100分钟72 学时，4.5 学分，闭卷，总分100，占总成绩 60% （2019年元月 8 日）题号一二三 （1） 三 （2） 三 （3） 三 （4） 三 （5）合计得分评卷人复查人一、选择题（每小题3 分，共 24 分）1水在同一流管中稳定流动，截面半径为1cm 处流速12cms-1，在流速为3cms-1处的截面半径为（a）1cm（b）2cm（c）3cm（d）4cm【】2如图所示，

2、波长为的单色平行光垂直照射单缝，若由单缝边缘发出的光波到达光屏上p、q、r 三点的光程差分别为2、2.5、3.5，比较 p、q、 r 三点的亮度，则有（a）p点最亮、 q 点次之、 r点最暗（b）q、r两点亮度相同，p点最暗（c）q 点最亮、 r 点次之， p点最暗（d）p、q、r三点亮度均相同【】得 分评卷人2 3.某元素的特征光谱中含有波长分别为1450 nm 和 2750 nm (1 nm 10-9 m)的光谱线。在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处2 的谱线的级数将是(a) 2 ，3 ，4 ， 5 (b) 2 ，5 ，8 ， 11 (c) 2 ，4 ，6 ， 8 (d) 3

3、 ，6 ，9 ， 12 【】4一直径为200mm 的玻璃球，折射率为1.5，球内有一小气泡从最近的方向看好象在球表面和中心的中间，此气泡的实际位置（a）在球心前方50mm （b）在球心前方100mm （c）在球心后方50mm （d）离球面60mm 【】5. 质点作半径为r 的变速圆周运动时的加速度大小为(v表示任一时刻质点的速率) (a) tddv(b)rv2(c) rt2ddvv(d) 2/1242ddrtvv【】6在点电荷q的电场中，选取以q为中心、r为半径的球面上一点p处作电势零点，则与点电荷q距离为r的p点的电势为（a）)(40rrq（b）)(40rrq（c）rqrq0044（ d）r

4、qrq0044【】7. 不确定关系2xpx表示在 x 方向上（a）粒子位置和动量都不能准确确定（b）粒子位置和动量不能同时准确确定（c）粒子位置不能准确确定（d）粒子动量不能准确确定【】8已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：axax23cos1)( - ax a )，那么粒子在x = 5a/6 处出现的概率密度为(a) 1/(2a) (b) 1/a(c) a2/1(d) a/1【】rqprp3 二、填空题（共26 分）1. （3 分）匀速地将水注入一容器中，注入的流量为q=150scm /3，容器的底部有面积s=0.52cm的小孔， 使水不断流出。 当达到稳定状态时，容器中水的高度

5、为_。 （210smg）2.（4 分）一个力itf)32(作用在质量为1.0 kg 的质点上， 使之由静止沿x 轴运动。在 0 到 2 s 的时间间隔内，力f的冲量大小i =_，f对质点所作的功w= _。3. （3 分）正常的眼睛可以使远近不同的物体的像都成在视网膜上，而近视眼由于晶状体对光线的折光能力过（选填“强”或“弱” ） ，将远处物体的像成在视网膜（选填“前”或“后” ） ，因此应在眼睛前加一个透镜来矫正。4.（3 分）能引起人耳听觉的声波不仅有范围，还有范围。若两声音声强之比为2:1, 它们的声强级之差为 db。5（3 分）如图，aoc为一折成形金属导线， （locao） ，位于xy

6、平面中， 磁感应强度为b的匀强磁场垂直于xy平面。 当aoc以速度v沿x轴正方向运动时，导线上a、c两点的电势差为acu；当aoc以速度v沿y轴正方向运动时，导线上a、c两点中的电势高的是点。6 （3 分）均匀磁场局限在半径为r 的无限长圆柱形空间，内有一长为 r 的金属细杆mn 如图所示位置放置，若磁场变化率ddbt=k（k为正常数），则杆两端的电动势大小为_， _端电势高。7 （3 分）一个质量为m、电荷量为q 的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后(加速电压为 u） ，该粒子的德布罗意波长为。 （不考虑相对论效应）得 分评卷人4 8 （4 分）氢原子的部分能级跃迁示意如图。在这些能级跃迁

7、中，(1) 从 n =_的能级跃迁到n =_的能级时所发射的光子的波长最短；(2) 从 n =_的能级跃迁到n =_的能级时所发射的光子的频率最小。三、计算题（每小题10 分，共 50 分）1一平面简谐波沿xo轴负方向传播，波长为，p处质点的振动规律如图所示。若图中3d，求：（1） p处质点的振动方程；（2）此波的波动表达式；（3）坐标原点o 处质点的振动方程。得评n = 1 n = 2 n = 3 n = 4 5 2双缝干涉装置如图所示，双缝与屏之间的距离md2.1， 两缝之间的距离mmd5.0，用波长nm500的单色光垂直照射双缝。求：（1） 原点 o（零级明纹所在处）上方的第五级明纹的坐

8、标x。（2）如果用厚度mml2100 .1，折射率58.1n的透明薄膜复盖在图中的1s缝后，求上述第五级明纹的坐标x。学院专业班级学号姓名任课教师座位号得 分评卷人6 3. 如图所示，已知匀质圆盘的半径为r，mm2，h，60。求： （1）碰撞后瞬间圆盘的角速度； （2）p转到水平位置时圆盘的角速度和角加速度。得 分评卷人7 4. 由图所示，一无限大均匀带电平面，电荷面密度为，其上挖去一半径为r的圆孔。通过圆孔中心o，并垂直于平面的x 轴上有一点p，op = x。试求p点处的场强。得 分评卷人prox8 5. 一根很长的同轴电缆，由一导体圆柱（半径为1r）和一同轴的导体圆管（内、外半径分别为2r

9、、3r）构成，让电流i 从一导体流去，从另一导体流回，设电流都均匀分布在导体的横截面上。求电缆内外磁感应强度大小随距轴线距离的分布b(r)。得 分评卷人9 2019 年下学期医用物理学参考答案一、 选择题1b 2c 3d 4d 5d 6 c 7b 8 a 二、 填空题14.5m；210n.s， 50j；3强，前，凹；4频率，声强，3；5sinblv，a；6243kr，n；7mquh2； 84，1，4，3。三、计算题1解：（1）由振动曲线可知st4、p处质点初相位p（2 分）p处质点的振动方程为)2cos(tayp（2 分）（2）由波向ox 负方向传播得波的表达式为)22cos(dxtay（3

10、分）把3d代入有)322cos(xtay（1 分）（3）把0 x代入波的表达式得o 处质点的振动方程为)32cos(tay（2 分）2解： （ 1）kdxdrr12（2 分）)(6)(106105 .0105002 .15339mmmddkx（3 分）（ 2）klnrr) 1(12klnrrdxd) 1(12（3 分）)(92.196105.0100 .12 .158.0)1(32mmddkddlnx（2 分）3解： （1）ghv2，222221mrmrmrj（2 分）由角动量守恒得060cosjrmv（ 2 分）10 得rgh420（ 1 分）（2）由机械能守恒得60sin2121202mgrjj（ 2 分）得grghr38241（1 分）由转动定理jm（1 分）rgmrmgrjm222（1 分）4 解：取一细圆环带， 其半径为r（rr） ， 带宽为rd， 则圆环带的面积为rrsd2d，其上带电量为rrsqd2dd.2 分应用已知的带电细圆环在轴线上的场强公式，可得该圆环带在轴线上p点产生的电场方向沿轴线方向，大小为23220)(4d2d/rxrxre.4 分因此，该系统在p点产生