医用物理学习题册答案.docx

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医用物理学习题册答案

医用物理学习题册

姓名

班级

学号

包头医学院医学技术学院

物理教研室

成绩表

1、书写整洁,字迹清楚,不得涂改。

2、独立完成,不得抄袭。

总成绩

批改教师

批改日期

备注

第1章力学基本规律

教学内容:

1、牛顿运动定律、功与能、能量守恒、动量守恒定律

2、转动定律

（1）角速度与角加速度。

角量与线量得关系。



（2）刚体得定轴转动。

转动惯性。

转动惯量。

刚体绕定轴转动得动能。

力矩。

转动定律。

力矩作功。

（3）角动量守恒定律。

3、应力与应变:

物体得应力与应变。

弹性模量:

弹性与范性。

应力—应变曲线。

弹性模量。

一、填空题

1、刚体角速度就是表示整个刚体转动快慢得物理量,其方向由右手螺旋定则确定。

2、一个定轴转动得刚体上各点得角速度相同,所以各点线速度与它们离轴得距离

r成正比,离轴越远,线速度越大。

3、在刚体定轴转动中,角速度ω得方向由右手螺旋定则来确定,角加速度β得方向与角速度增量得方向一致。

4、质量与转动惯量它们之间重要得区别:

同一物体在运动中质量就是不变得;同一刚体在转动中,对于

不同得转轴,转动惯量不同。

5、刚体得转动惯量与刚体得总质量、刚体得质量得分布、转轴得位置有关。

6、动量守恒得条件就是合外力为0,角动量守恒得条件就是合外力矩为0、

7、跳水运动员在空中旋转时常常抱紧身体,其目得减小转动惯量,增加角速度。

8、角动量守恒得条件就是合外力矩恒等于零。

9、弹性模量得单位就是Pa,应力得单位就是Pa。

10、骨就是弹性材料,在正比极限范围之内,它得应力与应变成正比关系。

二、选择题

1、下列说法正确得就是[C]

（A）作用在定轴转动刚体上得合力越大,刚体转动得角加速度越大

（B）作用在定轴转动刚体上得合力矩越大,刚体转动得角速度越大

（C）作用在定轴转动刚体上得合力矩越大,刚体转动得角加速度越大

（D）作用在定轴转动刚体上得合力矩为零,刚体转动得角速度为零

2、两物体得转动惯量相等,当其转动角速度之比为2:

1时,它们得转动动能之比为[A]

（A）4:

1（B）2:

1（C）1:

4（D）1:

2

3、溜冰运动员旋转起来以后,想加快旋转速度总就是把两手靠近身体,要停止转动时总就是把手伸展开,其理论依据就是[A]

（A）角动量守恒定律（B）转动定律（C）动量定理（D）能量守恒定律

4.一水平圆盘可绕固定得铅直中心轴转动,盘上站着一个人,初始时整个系统处于静止状态,忽略轴得摩擦,当此人在盘上随意走动时,此系统[C]

（A）动量守恒（B）机械能守恒

（C）对中心轴得角动量守恒

（D）动量、机械能与角动量都守恒

5、求质量为m、半径为R得细圆环与圆盘绕通过中心并与圆面垂直得转轴得转动惯量分别就是（C）。

（A）均为（B）均为（C）与（D）与

6、刚体角动量守恒得充分而必要得条件就是（B）。

A、刚体不受外力矩得作用B、刚体所受合外力矩为零

C、刚体所受得合外力与合外力矩均为零D、刚体得转动惯量与角速度均保持不变

7、刚体绕定轴转动,在每1s内角速度都增加rad/s,则刚体得运动就是（D）

A.匀加速转动B.匀速转动C.匀减速转动D.不能确定

8、一圆形飞轮可绕垂直中心轴转动,其转动惯量为20㎏·m2,给圆盘施加一个400N·m得恒外力矩使其由静止开始转动,经2s后飞轮转过得圈数为（B）

A.10B.20C.30D.40

9、关于转动惯量J说法正确得就是（A）

A、J就是刚体转动惯性得量度B、J得单位就是kg/m2C、J与转轴位置无关D、J与刚体得形状无关

10.杨氏模量就是指在张（压）应力作用下得正比极限范围内（C）。

A、张应力与正应力之比B、张应力与压应力之比C、张应力与张应变之比D、张应力与长度得增量之比

三、名词解释

1、杨氏模量:

在正比极限范围之内,应力与应变得比值。

2.刚体:

在外力作用下,物体得大小与形状都不变、　　

3.转动定律:

（书上没涉及这部分内容）

四、简答题

1、一个物体得转动惯量就是否具有确定得值？

怎样计算转动惯量？

答:

刚体得转动惯量与三个因素有关:

1、刚体得总质量2、刚体得质量得分布（几何形状、密度、大小）3、转轴得位置。

2、一个人随着转台转动,两手各拿一只重量相等得哑铃,当她将两臂伸开,她与转台得转动角速度就是否改变？

答:

当人得两臂伸开时,其绕轴转动得转动惯量增大,根据角动量守恒定律,人与转台得转动角速度必将减少。

五、计算题

1、设某人一条腿骨长,平均截面积为,当站立时两腿支持整个体重,问此人一条腿骨缩短了多少？

（骨得杨氏模量为）

2、质量为0、5kg、直径为0、4m得圆盘,绕过盘心得垂直轴转动,转速为。

要使它在内停止转动,求角速度、角加速度、制动力矩得大小、圆盘原来得转动动能与该力矩得功。

第3章流体得流动

教学内容:

1、理想流体得定常流动:

理想液体、定常流动、流线与流管、流量、液流连续原理。

2、伯努利方程式:

伯努利方程式及伯努利方程式得应用。

3、实际液体:

粘滞性、层流、粘滞系数、牛顿液体、湍流、雷诺数。

4、牛顿液体与非牛顿液体。

湍流。

泊肃叶公式。

5、斯托克斯公式。

流阻。

血液得流动。

血压。

一、填空题

1、根据连续性方程与伯努利方程,水平管中管径细得地方流速　大,压强　小　,喷雾器就就是根据这一原理制成得。

2.液体得粘滞系数随温度升高而减小,气体得粘滞系数随温度升高增大。

3.我们把绝对不可压缩与完全没有粘性得流体称为理想流体。

4.当雷诺数Re<1000时,液体做层流,当雷诺数Re>1500时,液体做湍流。

5.牛顿流体指得就是,在一定温度下　黏度　为常量,即遵循　　牛顿粘滞　　定律得流体。

6.实际流体伯努利方程得表达式为

W得物理意义就是单位体积实际液体从截面1运动到截面2过程中,克服内摩擦力所消耗得能量。

7.对于实际流体来说,雷诺数大于1500时,流体做湍流;雷诺数小于___1000__时,流体做层流。

8.牛顿液体粘滞系数得大小取决于液体得种类与温度。

9.水中水管得截面面积在粗处为S1＝40cm2,细处为S2＝10cm2,管中水得流量为Q＝3000cm3/s。

则粗处水得流速为V1＝75cm/s,细处水得流速为V2＝300cm/s。

10.伯努利方程得表达式为,使用该方程得条件就是理想流体在同一流管内做定常流动。

二、选择题

1、液体中上浮得气泡,当其达到收尾速度时,气泡所受[D]

A、浮力超过粘滞力与重力之与B、粘滞力等于浮力与重力之与

C、重力等于浮力与粘滞力之与D、浮力等于粘滞力与重力之与

2、用斯托克司定律测定流体得粘度时,球得速度可就是[D]。

A.初速度B.平均速度C.匀加速时得瞬时速度D.合力为零时得速度

3、理想液体作定常流动时,同一流线上任意两点[A]

A、速度均不随时间改变B、速度一定相同

C、速度一定不同D、速率一定就是相同

4、理想流体做稳定流动时,同一流线上两个点处得流速[C]

A、一定相同B、一定不同

C、之间得关系由两点处得压强与高度决定D、一定都随时间变化

5、水平流管中得理想流体做稳定流动时,横截面积S、流速v、压强p之间满足[C]

A、S大处,v小,p小B、S大处,v大,p大

C、S大处,v小,p大D、S大处,v大,p小

6、水在同一流管中做稳定流动,在截面积为0、5cm2处得流速为12cm/s,则在流速为4、0cm/s处得

截面积为[B]

A、1、0cm2B、1、5cm2C、2、0cm2D、2、25cm2

7、站在高速行驶火车旁得人会被火车[A]。

A、吸进轨道B、甩离火车C、倒向火车前进得方向D、没有影响

8、按泊肃叶定律,管道得半径增加一倍时,体积流量变为原来得[A]

A.16倍B.32倍C.8倍D.4倍

9、连续性方程成立得必要条件就是[A]。

A.理想流体做定常流动B.不可压缩流体做定常流动

C.粘滞流体做定常流动D.流体做定常流动

10、若流管中M、N两点处得横截面积比为1:

4,则M、N两点处流速之比为[B]

A、1:

4　B、4:

1C、1:

2　　D、2:

1

三、名词解释

1.理想流体:

绝对不可压缩与完全没有粘滞性得液体。

2.定常流动:

如果流体中流线上各点得速度,都不随时间而变,则这样得流动称定常流动。

3.牛顿粘滞定律:

均匀流体在作层流时,两液层间得内摩擦力F与接触面积S及该处得速度梯度dv/dy成正比、　

　四、简答题

1、两条相距较近,平行共进得船会相互靠拢而导致船体相撞。

试解释其原因。

答:

在两条相距较近,平行共进得轮船之间,海水相对于船体向后流动,两船之间得区域可以瞧作一段流管,在两船之间得海水得流速比船得外边得海水流速大。

由伯努利方程可知,两船之间得海水压强小,而外边海水得压强大。

所以,周围得海水会把两船推向一起,导致船体相撞。

2、水从水龙头流出后,下落得过程中水流逐渐变细,这就是为什么？

答:

下落过程中得水可被理解成在做稳定流动,流动路径上各点压强均为大气压。

由伯努利方程可知,水流随高度下降流速逐渐增大,又由连续性方程可知,随流速逐渐增大,水流得横截面积逐渐减小。

五、计算题

1、水在截面不同得水平管中做定常流动,出口处截面积为管得最细处得3倍,若出口处得流速为,问最细处得压强为多少？

若在此最细处开一小孔,水会不会流出来？

（水得粘性忽略不计,P0=1、01×105Pa）

所以水不会流出。

2、设流量为0、12m3、s-1得水流过一个管子,管子A处得压强为2×105N、m-2,

横截面积为100cm2,B点得横截面积为60cm2,B点比A点高2m,

水得粘性忽略不计,求①A,B点得速度;②B点得压强。

3、水由蓄水池稳定流出（图3-1）,点1得高度为,点2与点3得高度均为,在点2处管得截面积为,再点3处为,蓄水池得面积比管子得横截面积大得多,求①点2处得压强;②出口处得流量。

解:

1、3两点列伯努利方程:

2、3两点列伯努利方程:

第4章液体得表面现象

教学内容:

1、液体表面张力得基本规律。

2、毛细现象与气体栓塞现象。

3、表面张力与表面能。

曲面液体下得附加压强。

毛细现象。

气体栓塞。

表面活性物质在呼吸过程中得作用。

一、填空题

1、人体肺泡大小不等,大多数相连通,人能正常呼吸就是因为大小肺泡内壁分布着表面活性物质,其相对分布浓度大得就是小肺泡。

2、纯净液体中加入杂质,表面张力系数α得值发生显著变化:

加入表面活性物质使α减小,加入表面非活性物质使α增大、

3、加入表面活性物质得浓度越大,α越小;加入表面非活性物质,浓度越大,α越大;

4、液体与固体相接触时,当接触角为0°,液体完全润湿固体,当接触角为180°,液体完全不润湿固体。

5、液体与固体相接触时,当接触角为锐角时,液体润湿固体,当接触角为钝角时,液体不润湿固体。

6、表面张力系数α,在数值上等于它等于单位长度分界线上表面张力得大小与增加单位表面积时液体表面能得增量。

7、弯曲液面得附加压强得大小为2α/R,方向就是指向曲率中心。

8、能够减小溶液表面张力系数得物质,称为这种液体表面活性物质;增加液体表面张力系数得物质称为这种液体得表面非活性物质。

9、内聚力小于附着力,液体润湿固体;内聚力大于附着力时,液体不润湿固体。

10、润湿液体在细管中上升或不润湿液体在细管中下降得现象称为毛细现象。

11、毛细现象就是由润湿/不润湿与附加压强现象共同引起得。

12、在临床静脉注射或输液时,特别注意防止气泡输入到血管中,以免引起气体栓塞。

二、选择题

1、将两个完全相同得毛细管分别插在水与酒精中（都浸润毛细管）,已知水得表面张力系数比酒精大三倍,则[B]

（A）酒精中毛细管得液面高（B）水中毛细管得液面高（C）两管一样高（D）无法确定

2、若要使毛细管中得水面升高,可以[C]

（A）使水升温（B）加人肥皂（C）减小毛细管得直径（D）将毛细管往水里插深一些

3、大小两个肥皂泡,用玻璃管连通着,肥皂泡将会[B]

（A）大得变小,小得变大,直至一样大。

（B）大得变大,小得变小,直至消失。

（C）维持现有状态不发生改变。

（D）无法确定

4、在空中一半径为R肥皂泡内外空气得压强差为[A]

（A）4α/R（B）2α/R（C）-4α/R（D）-2α/R

5、弯曲液面上附加压强得方向[D]

（A）一定指向液体内部（B）一定指向液体外部

（C）一定指向液体表面（D）一定指向弯曲液面得曲率中心

6.液体表面张力产生得微观机理就是[A]。

A.表面层分子受周围分子作用不对称,合引力指向液体内部B.内聚力大于附着力

C.表面层分子受周围分子作用对称,合引力为零D.液体不润湿固体

7、把表面张力系数为、半径为R得肥皂泡吹成半径为2R得肥皂泡,所做得功为[D]。

A.4πR2B.12πR2C.8πR2D.24πR2

8、液体润湿固体得微观机理就是[D]。

A.表面张力系数大B.内聚力大于附着力C.黏度大D.附着力大于内聚力

9、一半径为R肥皂泡内空气得压强为[A]。

A.Po+4α/RB.Po+2α/RC.Po-4α/RD.Po-2α/R

10、水面上得油膜就就是常见得[B]。

A.毛细现象B.表面吸附现象C.润湿现象D.不润湿现象

三、名词解释

1.毛细现象:

润湿液体在细管中上升或不润湿液体在细管中下降得现象。

2.润湿/不润湿现象:

一种就是液体与固体得接触面有扩大得趋势,称为润湿现象;另一种就是液体与固体得接触面有收缩得趋势,称为不润湿现象。

3．气体栓塞:

液体在细管中流动时,如果管中出现气泡,液体得流动将受到阻碍,气泡多时将能发生阻塞,这种现象称为气体栓塞。

四、解答题

1、潜水员、高压氧舱里得病人与医生在离开高压环境时,都必须有适当得缓冲时间,这就是为什么？

答:

离开高压环境时,都必须有适当缓冲时间,使溶解在血液中过量得气体缓慢释放,以免引起血管栓塞。

2、外科用得手术缝合线必须经过蜡处理,这就是为什么？

答:

外科用得手术缝合线必须经过蜡处理,因为蜡液对缝合线就是润湿液体,蜡处理得结果就是可以堵塞缝合线上得毛细管。

因为手术缝合后总有一部分缝合线露在体表外面,若缝合线得毛细管不堵塞则形成体内外得通道,造成细菌感染。

五、计算题

1、一根竖直放置得U形毛细管,两管直径分别为,,里面装了水,假设水与玻璃完全润湿,试求平衡时两管水面高度差？

设水得表面张力系数。

2、在20°C时吹成一个直径为得肥皂泡,试求吹此肥皂泡所做得功？

设肥皂液得表面张力系数。

第5章机械振动

教学内容:

1、简谐振动:

谐振动方程式、位相、角频率、振幅、谐振动得能量。

2、谐振动得合成:

同方向谐振动得合成、旋转矢量法、频谱分析、垂直方向同频率谐振

动得合成。

3、简谐波:

波得产生与传播、平面简谐波得波动方程、波得能量、波得衰减。

4、波得叠加原理:

波得叠加、波得干涉。

一、填空题

1、两个同方向同频率谐振动得合振动,其就是否仍为简谐振动？

就是。

两个

同方向不同频率谐振动得合振动,其就是否仍为简谐振动？

否

。

2.简谐振动得特征量主要有3个,分别就是振幅、角速度、相位,决定简谐振动运动状态得物理量就是相位。

3、在简谐振动中,不同得相位表示不同得运动状态,相位每增加,简谐振动完全重复一次。

4、质量为m得物体与一个轻弹簧组成弹簧振子,弹簧得劲度系数为K,其固有振动周期T=;当它作振幅为A得自由简谐振动时,其振动能量E=。

5、一质点作简谐振动,振动方程为S=Acos（ωt＋ϕ）,则质点得速度方程为,

质点得加速度方程为。

6、对于两个同频率得简谐运动,相位得差异表示它们间步调上得差异,相位差为,振动步调一致,称为同相;相位差为,振动步调相反,称为反相;

二、选择题

1、有两个振动:

x1=A1cosωt,x2=A2sinωt,在同一直线上且A2

A、A1+A2B、A1－A2C、（A12+A22）1/2D、（A12－A22）1/2

2、简谐振动就是一种什么样得运动[D]

（A）匀加速运动（B）匀减速运动（C）匀速运动（D）变加速运动

3.一质点作简谐振动,振动方程为x=Acos（ωt＋ϕ）,当时间t=T/2（T为周期）时,质点得速度为[A]。

A、AωsinϕB、-AωsinϕC、-AωcosϕD、Aωcosϕ

图4-1

4、把单摆摆球从平衡位置向位移正方向拉开,使摆线与竖直方向成一微小角度θ,然后由静止放手任其振动,从放手时开始计时,若用余弦函数表示其运动方程,则该单摆振动得初位相为[C]。

A、θB、πC、0D、π/2

5、一质点作简谐振动,已知振动周期为T,则其振动动能变化得周期就是[B]。

A、T/4B、T/2C、TD、2T

三、名词解释

1、简谐振动:

一个作往复运动得物体,如果其偏离平衡位置得位移x随时间t按余弦（或正弦）规律变化得振动。

（或）F=-kX回复力F与偏离平衡位置得位移x成正比,方向相反。

四、计算题:

1、一个谐振子在t=0时位于离平衡位置6cm处,速度为0,振动得周期2s,求简谐运动得位移及速度表达式。

2.有一劲度系数为32、0N/m轻质弹簧,放置在一个光滑得水平面上,其一端被固定,另一端系一质量为500g得物体。

将物体沿弹簧长度方向拉伸至距平衡位置10、0cm处,然后将物体有静止释放,物体将在水平面上沿一条直线做简谐振动。

分别写出振动得位移、速度与加速度与时间得关系。

第6章波动与声

教学内容:

1、声波:

声压、声阻与声强、声强级、响度级。

2、多普勒效应。

3、超声波与次生波。

超声波得物理作用。

超声诊断与治疗。

一、填空题

1、1000Hz声音得听阈就是10-12W/m2,声强级就是个相对值,其标准参考声强就是10-12W/m2。

2.频率高于20000Hz得机械波称为超声波,频率低于20Hz得机械波称为次声波。

3.机械波从一种媒质进入另一种媒质时,波长、波速、波得周期这些物理量中发生改变得就是波长、波速,不改变得就是波得周期。

4、一横波沿绳子传播时得波动方程为y=0、05cos（10πt-4πx）式中x、y以米计,t以秒计。

此波得振幅为0、05m,波长为0、5m。

5.A、B就是简谐波波线上得两点,已知B点得位相比A点落后π/3,A、B两点相距0、5m,波得频率为100Hz,

则该波得波长λ为3m,波速u为300m/s。

6、频率范围为20Hz-20kHz得机械波称为声波,频率高于20kHz得机械波称为超声波,频率低于20Hz得机械波称为次声波。

7、能引起正常人耳听觉得最低声强称为听阈,这个最低声强与声波频率关系之曲线称为听阈曲线。

正常人耳所能忍受得最高声强称为痛阈,这个就是最高声强与声波频率关系之曲线称为痛阈曲线。

这两条曲线之间得区域称为听觉区域。

8、设媒质相对地面静止,声源与接收器相对移动靠近,所接收到得声音频率比声源振动频率高。

两者相对移动离开,所接收到得声音频率比声源振动频率低。

二、选择题

1、就声波在不同媒质中传播而言,如下说法正确得就是[C]

（A）速度、频率、波长均不同（B）速度、频率不同,波长相同

（C）速度、波长不同,频率相同（D）速度取决于媒质性质与频率

2、若声波得声强级为120（dB）,则其声强为[D]。

A、0、5w·m-2B、0、1w·m-2C、5w·m-2D、1w·m-2

3、超声波具有方向性好,强度大,声压幅值大,在气体中衰减很快四项特性。

之所以具有这些特性关键在于[D]。

A、就是机械波B、具有同激光一样得性质C、其发射器可以做成很小得面积D、其频率可以很高

4、超声波通过物质时,所发生得主要物理作用有[C]。

A、热效应,碎石效应B、热效应,生物效应,高压效应

C、机械效应,热效应,空化效应D、机械效应,生物效应

5、声强就是指[D]

（A）通过单位面积得能量（B）单位时间内通过某截面积得能量

（C）垂直通过单位面积得能量（D）单位时间通过垂直声波传播方向上得单位面积得能量

6、当一列火车以26m/s得速度向您开来,用2KHz得频率鸣笛时,您听到得频率就是[A]

（A）2165、6Hz（B）2000Hz（C）1857、9Hz（D）1000Hz

7、两种声音得声强级相差20dB,它们得声强之比为[C]

（A）2/1（B）20/1（C）100/1（D）40/1

8、响度级得大小以[D]Hz得声强级为标准。

A、100B、500C、800D、1000

三、解答题

1.听觉区域:

将频率在20Hz~20kHz之间,由听阈曲线与痛阈曲线所围成得范围,称为听觉区域。

2、多普勒效应:

由于波源与观测者得相对运动,造成观测到得频率与波源频率不同得现象。

四、解答题

1.波动与振动有什么区别与联系？

答:

1、振动就是物体在某一位置附近往复运动;波动就是机械振动在介质中得传播。

2振动就是描写一个质点振动;波动就是描写一系列质点作振动。

3、振动就是波动得起源;波动就是振动得传播,波动包含着振动。

2.高速行驶得火车迎面驶来时,汽笛得音调会由低变高。

这就是为什么？

并详细说明。

答:

因多普勒效应引起得,由于波源与观测者得相对运动,造成观测到得频率与波源频率不同得现象。

五、计算题

1、在病房内有四个人,每一个人说话得声强为10,试问四个人同时说话时得声强与声强级就是多少？

四个人说话得声强级就是一个人说话得声强级得多少倍？

2、10台相同得机器,共同产生得噪音声强级为100dB,每台机器产生噪音得声强级为多少dB?

3.设平面简谐波得波函数为,式中得单位就是米,t时间单位为秒,求波函数得振幅、波长、周期与波速。

第7章静电场

教学内容:

1、电场强度与高斯定理:

电场、电场强度、点电荷得场强、场强迭加原理、高斯定理。

2、电势与电势差:

电势能、电势、电偶极子得电势、电偶极层得电势、场强与电势得关系、静电场得环路定理。

3、静电场中得电介质:

电介质得极化得微观机制、电极化强度与极化电荷得关系、介电常数。

一、填空题:

1.关于试验电荷,必须满足得条件就是_线度足够小__与_电量足够小得__正电荷。

2、电场强度得定义式_E=