《医用物理学》复习题及解答

1、医用物理学复习、教材上要求掌握的习题解答： 第1章 习题1 ( P 31)10 201-7 40 (rad),t 0.5由MFrW由由v由a0t 1t22400.52J得：M Fr 150.15 50 t得： 40105 (rad) 2.照5 0.15-401547.1(N)_2211.251.109 10 (J)400 (rad /s)r 得：v 0.15 40060188.4 (m/s)V(r )2 (r 2)2 得:a .,(0.15 40 )2(0.15 40022)2(6 )2(24000 2)2_2224000 (m/s )1-8由M贝U12 LJ 、M FR、J mR2得: 21

2、2FR -mR222FmR2 100100 122 rad / sEk W F S 100 5 500 J1-15已知骨的抗张强度为12 107Pa, 所以 F CS 12 107 5 10 46 104 N已知骨的弹性模量为9 109Pa,4F4 5 104所以 一上 一空i一90.011%E S E 5 10 4 9 1091-16 EF I。S lF I0S E900 0.66 10 4 9 109410 m第2章习题2 ( P46)12-5由连续性万程 S1V1 S2V2及S2 -S1得：V2 2S2取第2点处的水管位置为零势面，则由理想流体的伯努利方程有:1 、,212P1v1ghP

3、2v22 2而 P1 (Po 104) PaP2 Po P2P2 104 1 (v12 v2)gh 1042(Po为大气压强)-103(22 42) 103 9.8 126、p1、v1 和2-8如图，设水平管粗、细处的截面积、压强、流速分别为2 0则 CO2 的流量为 Q S2v2 S1S2 V2 2gh/1(S1 S12)代入数据得 Q 0.25 m3/s2-9单位体积的粘性流体的伯努利方程为：1 212R 1 v12gh1 P2 1 v2gh2 W2 2则体积V的粘性流体流动过程中克服粘性力所做的功为:WP1 2 2 (v12 v2)g(h1 h2)V而对水平均匀管有：立h2 v1v2W

4、(R P2)V 25 10 6一_ 5(1.3 1.1) 1050.5 J第3章 习题3 ( P61)3-6气泡内的压强为：P P0gh 2- 1.013105 103 9.8d 2 0.073130.01 10 351.257 105 Pa3-7做功为：W S 42R 2 4.0 103 3.8 103Pa 13.8 KPa压强差为：P24 4 10 3.2 Pa0.053-8气泡中压强为：1.1 105R2 6.0 1025 1073.5 105Pa2 cos3-10 h 2 0.487grgr313.6 109.8_42.0 100.0365m3.65 cm式中负号表示水银在毛细管中下降

5、。第4章习题4 ( P95)4-70.1m . 0.0510 cos - 2t (cm)4-8 A x1kA2 23 cm ；3cos( t010.12 52(s);g) (cm) ； v104J3 sin(t 6)(cm/s)3 2 cos( t ) (cm/s2)6 t0时,x0 3cos-亚(cm);62v03 sin 63(cm/ s)；2u 2(m/s) .波动方程为将x 5m代入波动方程得到x、，、y 0.06cos- (t -) (m)P点的振动方程：,5、 ,0.06cos (t -) 0.06cos(t929518Qm)4-13 2010221B0A02cbca0 233Ac

6、AaAb04-17观察者不动，声源向着观察者运动，则f1 u fS3403000 3517Hz1 u uS S 340 50观察者不动，声源远离观察者运动，则f2 u fS3403000 2615Hzu us 340 50二、补充复习题及解答：1、下列说法中正确的是1）人体平卧时，头、脚的动脉压等于心脏的动脉压。（X）2）驻波中两相邻波节间各点的振动振幅不同，但相位相同。（，）3）毛细管的半径越小，不润湿液体在毛细管中上升的高度就越大。（x）4）肺泡表面液层中的表面活性物质减小表面张力系数，从而保证正常呼吸。（，）5）物体做圆周运动时，切向加速度可能为零。（，）6）刚体的转动惯量与刚体的质量大

7、小有关，还与质量的分布有关。（，）7）正应变大于零时为张应变。（，）8）流体作层流所消耗的能量比湍流多。（X）9）将细管插入完全不润湿液体中，则细管中的液面成凹形的半球面。（X）10）液体不润湿固体时，其接触角是180°。（X）11）液体润湿固体时，附着力大于内聚力。（，）12）利用逆压电效应，可将电磁振荡转变为机械振动而产生超声波。（，）13）两个同方向、同频率的简谐振动的合振动是简谐振动。（，）14）两个同方向、不同频率的简谐振动的合振动不是简谐振动。（，）15）物体做简谐振动时，动能和势能的大小随时间变化的规律相同。（X） 一16）驻波是两列振幅相同、相向传播的波叠加的合成波。

8、（X）17）波在介质中传播时，任意坐标x处介质体元 V内的动能和势能同时增大， 同时减小。（，）18）波在介质中传播时，介质中的任一体元的能量是守恒的。（X）19）声波在两介质分界面上反射和折射时，若两介质声阻抗相近，则反射强，透 射弱。（X）20）均匀带电球面内任一点P的场强、电势都不为零。（X）21）均匀带电球面内任一点P的场强、电势都为零。（X）22）均匀带电圆环在其圆心处产生的电场强度不为零。（X ）23）均匀带电圆环在其圆心处产生的电势等于零。（X ）24）在电场力的作用下电子总是从电势高处向电势低处运动。（X ）25）在电场力的作用下正电荷总是从电势高处向电势低处运动。（，）26）

9、在电场力的作用下正电荷总是从电势能大处向电势能小处运动。（V）27）在电场力的作用下负电荷总是从电势能小处向电势能大处运动。（X）2、一根质量为m、长为L的均匀细杆OA （如图），可绕通过其一端的光滑轴 O在竖直平面内转动，现使杆从水平位置由静止开始摆下，则A、杆摆下时其角加速度不变（X）B、杆摆下时其端点A的线速度随时间变化（，）C、杆由水平位置摆下来的过程中，重力矩是减小的（，）D在初始时刻杆的角加速度等于零（X）E、杆摆下时角速度不随时间变化（X）F、杆摆下时其角加速度逐渐增大（X）3、如果通过任意封闭曲面的电通量为零，则A、该曲面内一定有电荷且电荷的代数和为零（X）B、该曲面内一定没有

10、电荷（X）G该曲面内一定没有电荷或所有电荷的代数和为零（，）DK该曲面上各点的场强均为零（X）E、该曲面上各点的场强均相等（X）F、该曲面上各点的场强一定不等于零（X）4、在一对等量同号点电荷连线的中点（取 U 0）,下述结论正确的是：A.电场强度和电势均为零（X） B.电场强度和电势均不为零（X）C.电场强度为零，电势不为零（，）D.电场强度不为零，电势为零（X）5、在相距为2r、带电量q的一对等量异号点电荷连线的中点（取 U 0）,下 述结论正确的是：A.电场强度为一q丁 （X）B.电场强度为一q二（V）4 0r2 0rC.电势为 一q （X）D.电势为零（，）2 0r6、由连续性方程知，

11、血液从动脉血管到毛细血管流速的变化是（逐渐变慢），其主要原因是（毛细血管的总截面积比动脉血管的大 ）。7、在连通器两端吹有大小不同，表面张力系数相同的两个肥皂泡，当打开连通器中部使两泡连通后，两泡的变化情况是（大泡变大，小泡变小）。8、已知血液循环系统中血液流量为 Q,主动脉一段的流阻为Rf ,则主动脉血压 降的大小为（QRf ）0若血管半径由于某种原因缩小了，其流阻会变（大）。9、振幅、相位均相等的两相干波源发出的平面简谐波相遇，当波程差满足（半波长的奇数倍）时，其质点合振动的振幅最小；当波程差满足（半波长的偶数倍） 时，其质点合振动的振幅最大。驻波中由于干涉减弱而振幅始终为最小的位置称 为

12、（波节），驻波中由于干涉加强而振幅始终为最大的位置称为（ 波腹）。10、驻波中两相邻的波节与波节之间的距离为（-）,两相邻波节与波腹之间的距离为（）411、一个质量为kg的物体作简谐振动，其振动方程为x 0.2cos（5t ）m,当振 动动能为最大时，振动物体的位移大小为（0）,速度大小为（1m/s）;当振动势 能为最大时，振动物体的位移大小为（0.2m）,加速度大小为（5m/s2 ）。12、质点做简谐振动，具振幅为 A,振动频率为f。当t 0时，x A。则质点振动的初相位为（兀）；质点振动的最大速度为（2 fA ）； t 0时质点振动的动能为（0 ）;质点振动的总能量（保持不变）013、半径

13、为R、带电为q的均匀带电球面内任一点 P的场强为（0 ）,电势为（一q-）;球面外离球心距离为r的N点的场强大小为（-J）,电势为4 0R4 0r（q）。4 0r14、均匀电场的电场强度为E, 则通过一半径为R的闭合半球面的电场强度通量为（0 ）。15、静电场力做功与（路径）无关，静电场力是（保守力）。静电场力的功等于 （电势能增量的负值）。16、什么是气体栓塞？为什么要注意避免气体进入血管？答案：见书上P59及P60。17、当人体处于平卧位时，为什么心脏的动脉压稍大于头部的动脉压？答案：人体平卧时头部的动脉压会稍低于心脏的动脉压， 是因为血液是粘性流体， 对于水平等截面管只有当两端有压强差时

14、才能克服内摩擦力，使其在管中做稳定 流动。18、舞蹈、花样溜冰、杂技等表演节目中，演员进行旋转时，会先将手脚伸开以 一定角速度旋转，然后迅速收回手脚，此时转速会怎样变化？为什么？答案：见书上P11。19、为什么测血压时常选手臂处作为测量部位？答案：当流体在粗细均匀管中流动时流速不变，由伯努利方程可知，高处压强小， 低处压强大。因此测量血压要注意体位和测量部位。心脏的血压是一定的，而手 臂与心脏同高，故常选作为测量部位。20、画出测液体流量的文丘里流量计的装置图，并推导出流量的公式。答案：见书上P37。21、超声检查时，为什么要在探头和皮肤表面之间涂抹油类或液体耦合剂？答案：油类或液体耦合剂的声

15、阻与肌肉的声阻相差较小， 涂抹后超声波通过探头 由耦合剂进入人体，能使进入人体的超声强度很大以便于检查。 而空气与肌肉的 声阻相差很大，若不涂抹耦合剂，则超声会绝大部分反射，导致进入人体的超声 强度非常小。22、人的肺泡总数约有3亿个，各个肺泡的大小不一，且有些相互连通。为什么相连的肺泡没有出现大泡更大，小泡更小的情况？答案：肺泡表面液体中的表面活性物质调节了表面液体的表面张力系数， 使得大 小肺泡中的压强变得稳定，所以相连的肺泡不会出现大泡更大，小泡更小的情况。23、如图所示，把轻绳绕在质量为m、半径为r的圆盘上，现用包力T拉绳的一端，使它均匀加速，经过时间t角速度由0变为2 °。

16、设纯不可伸长，绳与圆盘无相对滑动，且轴光滑，圆盘的转动惯量为;拉力T;t时刻圆盘边缘一点的速率mr2/2,。求圆盘转动的角加速度V和加速度a的大小。解：由由转动定律可得：MTr1 mr243T mrt时刻圆盘边缘一点的速度2r o一、2r切向加速度 a r 一法向加速度an4r 02t时刻圆盘边缘一点的加速度的大小:22a a an22史十 16r2 04 r°t216 o224、用旋转矢量图示法作图求出下列几组同方向、同频率简谐振动合成后的合振动的振幅和初相位，并写出合振动的表达式Xi 7 cos(5 t - )(cm) 3x24 cos(5 t)(cm)x1 2cos(3t )

17、(cm)X2 2cos3t (cm)x13 cos(2 t 3 ) (cm)43 、，、x1 5cos(10t 一)(cm) 22X23 cos(10t万)(cm)x2 3cos(2 t )(cm)初相位为解答：作矢量图示1。由图1得合振动的振幅为A A1 A2 3cm,/3 ,合振动的表达式为：x 3cos(5 t /3)(cm)初相位为作矢量图示2。由图2得合振动的振幅为A ,A20m A 272cm ,/4,合振动的表达式为x 2<2 cos(3t /4)(cm)作矢量图示3。由图3得合振动白振幅为A A2所以初相位为 /4x 2 3 cos(2 t 5 /12)(cm)5 /12

18、2/3 cm ,动表达式/6,为作矢量图示4。由图4得合振动的振幅为A AiA28 cm初相位为/2或 3 /2 ,合振动的表达式为x8 cos(10t/2)(cm)25、求:解:已知平面简谐波的波动方程为y(1)波的波幅、波长、周期及波速;/ 、_22(1) A = 0.04m, T 500.04cos(50t 0.10x) m(2)质点振动的最大速度和最大加速度0.04s0.1(2)Vmax500.04 26.28m/samax2A(50 )2 0.04 100 2 985.96m/s226、平面简谐波沿x轴正方向传播，已知 A = 1.0 m, T = 0.5 s ,2.0m, t =0

19、时坐标原点处的质点位于平衡位置沿 y轴负方向运动。求1)波动方程;2) t s的波形方程；3)求x =0.5m处质点的振动方程.解：(1)设原点处质点的振动方程：yo Acos( t 0 )2 4 rad/s,原点处质点的初相位由旋转矢量法得yo 1.0cos(4 t )已知波沿x轴正方向传播，所以波动方程为：2 x.y Acos( t 0) 1.0cos(4 t x -)SI(2)将t s代入波动方程得到波形方程：y 1.0cos(4 x ) 1.0cos( x)SI 22(3)将x = 0.5 m代入波动方程得到振动方程：y 1.0cos(4 t 0.5-) 1.0cos(4 t)SI22

20、7、相距L、带电量分别为Q和q的点电荷，已知P在两电荷之间、离Q距离 为L/3,取无穷远处电势为零。求P点的电势U;P点的电场强度大小和方 向。解：、取U0,由点电荷产生的电势公式及电势叠加原理得：q4 0 2L/33(2Q q)8 0LQUp -Q4 °L/3、取水平向右为正方向，由点电荷产生的场强公式及场强叠加原理得:大小：EPQq 36Q 9q_ 2Z _ 2 Z 2-4 0(L/3)4 0(2L/3)16 °L方向：若Ep >0,场强方向水平向右；若 Ep<0,场强方向水平向左。医用物理学试题A卷姓名： 年级：专业：一、填空题（每小题2分，共20分）1、

21、水在截面不同的水平管内做稳定流动，出口处的截面积为管最细处的3倍。若出口处的流速为2m/s,则最细处的压强。2、一沿X轴作简谐振动的物体，振幅为2cm,频率为2Hz,在时间t=0时，振动物体在正向最大位移处，则振动方程的表达式为 。3、在温度为T的平衡状态下，物体分子每个自由度的平均动能都相等，都等于 4、中空的肥皂泡，其附加压强为： 。5、透镜的焦距越短，它对光线的会聚或发散的本领越强，通常用焦距的倒数来 表示透镜的会聚或发散的本领，称为透镜的 。6、基尔霍夫第一定理的内容是 。7、电流的周围空间存在着磁场，为了求任意形状的电流分布所产生的磁场，可 以把电流分割成无穷小段dl ,每一小段中的

22、电流强度为I ,我们称Idl为8、劳埃镜实验得出一个重要结论，那就是当光从光疏媒质射向光密媒质时，会 在界面上发生。9、多普勒效应是指由于声源与接收器间存在相互运动而造成的接收器接收到的 声波 与声源不同的现象。10、单球面成像规律是、单选题(每题2分，共20分)123456789101、某物体的运动规律为dv/dtkv2t ,式中的k为大于零的常量。当t 0时,初速为V0,则速度v与时间t的函数关系是()1c-12A、 v 1kt2 v0, B、 v kt V0, 20221 kt 11 kt 21C、, D、 v 2 v 0v 2 v 02、水平自来水管粗处的直径是细处的两倍。如果水在粗处

23、的流速是2m/s,则水在细处的流速为A、2m/sB、1m/sC、4m/s D、8m/s3、已知波动方程为y=Acos (BtCx)其中A、B、C为正值常数，则：A、波速为C/B; B、周期为1/B; C、波长为C / 2冗；D、圆频率为B4、两个同方向同频率的简谐振动：x12.0cos( t 23-)cm , x1 8.0cos( t ,)cm,则合振动振幅为()。A、 B、 C、 D、5、刚性氧气分子的自由度为A、1 B、3 C、5 D、66、根据高斯定理。下列说法中正确的是：A、高斯面内不包围电荷，则面上各点的 E处处为零；B、高斯面上各点的E与面内电荷有关，与面外电荷无关；C、过高斯面的

24、E通量，仅与面内电荷有关；D、穿过高斯面的E通量为零，则面上各点的E必为零。7、光在传播过程中偏离直线传播的现象称之为A、杨氏双缝 B、干涉 C、衍射 D、偏振8、在相同的时间内，一束波长为入（真空）的单色光在空气和在玻璃中A、传播的路程相等，走过的光程相等； B、传播的路程相等，走过的光程 不等；C、传播的路程不等，走过的光程相等； D、传播的路程不等，走过的光 程不等。9、远视眼应佩带的眼镜为A、凸透镜B、凹透镜C、单球面镜D、平面镜10、下列不属于X射线诊断技术的是：A 透视 B X-CT C X 线摄影 D多普勒血流仪三、判断题（每题1分，共10分）123456789101、从功的定义

25、可以看出，功是力的时间积累效应，作功必须具备两个基本条件， 即必须对物体施加力，并且必须使物体发生移动。2、人体取平卧位时，头部与足部的动脉压大致相等，但比心脏的动脉压要略低 一些；头部与脚部的静脉压大致相等，但比心脏的静脉压要略高一些。3、相互垂直的简谐振动合成图像称为李萨如图形。4、输液时，要经常注意防止气泡输入体内造成气体栓塞。5、静电场与重力场同时保守力场，与物体在重力场中具有重力势能一样，电荷 在静电场中也具有电势能。6、对于闭合电路，绕闭合电路一周电势差为零。7、根据惠更斯-菲涅尔原理，单缝衍射条纹是由单缝处波面上的各个子波源发出 的无限多个子波相干叠加形成的，具结果是明纹还是暗纹

26、，取决于相应平行光中 各光束之间的光程差。8、相对于光传播的方向而言，光振动的分布具有轴对称性，这种光称为自然光9、透视是X射线检查的基本方法之一，分析透视影像，可以判断出相应组织或器官的形态与功能，从而帮助临床诊断。10、法国科学家贝克勒尔在1901 年发现了从铀原子中发出的高速电子流，从能量上考虑要求这些电子来自原子核深处。四、简答（每题 4 分共 8 分）1、什么是流体的连续性方程？如何用流体的连续性方程来说明人体内血液循环的流动规律。2 、 气体栓塞形成的原因是什么？在给病人作静脉注射时，注射器里为什么不能 有气泡？五、计算题（每小题 10 分，共 30 分）11) 一颗子弹由枪口射出

27、时速率为v0m s ， 当子弹在枪筒内被加速时， 它所受的合力为F =（ a bt）N（a，b为常数），其中t以秒为单位：（1）假设子弹运行到枪口处合力刚好为零，试计算子弹走完枪筒全长所需时间； （2） 求子弹所受的冲量。2、如图所示，已知t=0时和t=0.5s时的波形曲线分别为图中曲线(a)和(b), 波沿x轴正向传播，试根据图中绘出的条件求：(1)波动方程；2) ) P点的振动方程.3、1mol氢气，在温度为27c时，它的总平动动能和总能量分别是多少 ？4、 两个无限大的平行平面都均匀带电， 电荷的面密度分别为 1和 2 ， 试求空间 各处场强。5、在杨氏双缝实验中，双缝间距 d=0.20

28、mm缝屏间距D=1.0m,试求:(1)若第二级明条纹离屏中心的距离为 6.0mm，计算此单色光的波长；(2) 相邻两明条纹间的离。医用物理学A卷答案及评分细则一、填空题（每空cos4 t1分，共20分）3、1/2kT4、4 / R5、光焦度I 06、7、电流元8、半波损耗9、频率ni n2 扈 n110、 u v r二、单选题（每题2分共20分）1、C 2、D 3、D 4、C 5、C 6、C 7、C 8、C 9、A 10、D 三、判断题：（每题1分共10分） 1、F 2、T 3、T 4、T 5、T 6、T 7、T 8、T 9、T 10、T 四、简答题：（每题4分共8分）1、答：单位时间内通过同

29、一细流管的任一垂直截面流体的体积相同，称为不可压缩流体的连续性方程，即 v1 5 v2 s2。（2分）连续性方程SV用数。S为管截面积，V为流速。因此血液循环时，血液由动脉 到毛细管再到静脉，血管总的横截面积变化是由小到大再变小， 因此，血液流速 为由大到小再增大。（2分）2、答：气体栓塞形成的原因是润湿液体中弯曲液面的附加压强引起的。（2分）如果不排净气泡，气泡进入人的微血管中，会阻碍血液的流动，发生气体栓塞， 危害病人健康。（2分） 五、计算题：（每题6分共30分）1、解：（1）由题意，子弹到枪口时，有F （a bt） 0,得子弹所受的冲量b （2 分）to （a bt）dt at12-bt2（2 分）b代入，得2 a I4 m，又，t 0 时，y0 0,v0 0, . 02 ,2b （2 分） 2、解：（1