《医用物理学》复习题及解答.docx
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《医用物理学》复习题及解答
《医用物理学》复习
、教材上要求掌握的习题解答:
习题1(P31)
°t
1
2
t2
1
2
400.52
5(rad)2.5圈
⑵由M
J
得
:
1
2
mr
50.15
Fr
J
mr
F
4015
47.1(N)
2
2
2
W
M
Fr
15
0.155
11.2521.109
102(J)
⑶由
0
t得
:
4010
400(rad/s)
由v
r
得:
v
0.1540060
188.4(m/s)
由a
a
2
2
an
1
(r)2(r2
)2得:
a
;(0.15
40
)2
(0.154002
2)2■.(6)2
(240002)2
0.5
t
24000
22
(m/s)
102040(rad),
1
S1得:
V22V1
2
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
2
ghP2
1
2
P2
v1
2
v2
而R
(P0
104)Pa
P2
P0P2
(P0为大气压强)
P2
104
1/22
-(v1v
2
)
gh104
-103(2242)1039.81
2
13.8
103Pa13
L8K
Pa
SpP1、v1和
2-8如图,设水平管粗、细处的截面积、压强、流速分别为
S2、P2、2,CO?
、水的密度分别为1则由水平管的伯努利方程有
1212
pi21v1p221v2
由连续性方程有S1V1S2V2
则CO2的流量为QS2V23S2.,22gh/1(S;S12)
代入数据得Q0.25m3/s
2-9单位体积的粘性流体的伯努利方程为:
1212
R1v1gh1P21v;gh2W
22
则体积V的粘性流体流动过程中克服粘性力所做的功为:
W[RP21(vjv|)ggh2)]V
第3章习题3(P61)
3-6气泡内的压强为:
PR0gh「°13
105
1039.8
1^^3
0.01103
1.257105Pa
3-7做功为:
WS4
2
R24.010
22
80.05
3
2.51210J
压强差为:
P
4410
0.05
3.2Pa
3-8气泡中压强为:
乙1.11626.°102
R
5107
3.5105Pa
2cos
3-10h
20.487
gr
gr
3
13.6109.8
4
2.010
0.0365m3.65cm
式中负号表示水银在毛细管中下降。
第4章习题4(P95)
4-7⑴
0.1
<2rad/s;T-m.0.05
2(s)
⑵•••
00•••x
10cos-2t(cm)
^kA2
2
01
0.125
104J
4-8⑴A
3cm;
⑵•-x
3cos(t
6)(cm);v
3sin(
t6)(cm/s)
32cos(t)(cm/s2)
6
0时,
X03cos-®(cm);
62
V。
3sin
6
—(cm/s);
2
4-12⑴•
u2(m/s)•波动方程为
4-13⑴
将x5m代入波动方程得到
5
r0.06cos—(t)0.06cos(—t
929
§
18
x
y0.06cos-(t)(m)92
P点的振动方程:
—)(m)
18
20
10
B0
A0
「cb©
1.5
3•-AcAaAb0
4-17⑴观察者不动,声源向着观察者运动,则
⑵观察者不动,声源远离观察者运动,则
、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。
(V)
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。
(V)
5)物体做圆周运动时,切向加速度可能为零。
(V)
6)刚体的转动惯量与刚体的质量大小有关,还与质量的分布有关。
(V)
7)正应变大于零时为张应变。
(V)
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。
(V)
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。
(V)
13)两个同方向、同频率的简谐振动的合振动是简谐振动。
(V)
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。
(V)
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)十
16)驻波是两列振幅相同、相向传播的波叠加的合成波。
(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。
(V)
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。
(V)
26)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(V)
C、杆由水平位置摆下来的过程中,重力矩是减小的(V)
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、该曲面内一定没有电荷(X)
C、该曲面内一定没有电荷或所有电荷的代数和为零(V)
D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U0),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(V)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U0),下
述结论正确的是:
A•电场强度为」p(X)
B.电场强度为q2(V)
40r
20r
C.电势为一q(X)
D.电势为零(V)
0r
6由连续性方程知,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(QRJ。
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(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(
2),两相邻波节与波腹之间
的距离为()。
4
11、一个质量为0.20kg的物体作简谐振动,其振动方程为x0.2cos(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,其振幅为A,振动频率为f。
当t0时,xA。
贝U
质点振动的初相位为(n);质点振动的最大速度为(2fA);t0时质点振动的动能为(0);质点振动的总能量(保持不变)。
13、半径为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
q);球面外离球心距离为r的N点的场强大小为(一乞二),电势为
40R4or
(亠)。
4°r
14、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,现用恒力T拉绳的一
端,使它均匀加速,经过时间t角速度由0变为2o。
设绳不可伸长,绳与圆盘
Tmr
t时刻圆盘边缘一点的加速度的大小:
24、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。
X2
7cos(5t
4cos(5t
~)(cm)牛)(cm)
3
x12cos(3t—)(cm)
X22cos3t(cm)
解答:
⑴作矢量图示
/3,合振动的表达式为:
⑵作矢量图示2。
由图2得合振动的振幅为AAA2、2cm,初相位为
/4,合振动的表达式为x2-2cos(3t/4)(cm)
⑶作矢量图示3。
由图3得合振动的振幅为A[厂A23cm,/6,
所以初相位为/45/12,合振动表达式为
x2.3cos(2t5/12)(cm)
⑷作矢量图示4。
由图4得合振动的振幅为AAA28cm,初相位为/2
或3/2,合振动的表达式为x8cos(10t/2)(cm)
25、已知平面简谐波的波动方程为y0.04cos(50tO/Ox)m
求:
(1)波的波幅、波长、周期及波速;
(2)质点振动的最大速度和最大加速度。
解:
22
(1)A=0.04m,T0.04s
50
—0.120m
(2)VmaxA500.0426.28m/s
amax2A(50)20.041002985.96m/s2
26、一平面简谐波沿x轴正方向传播,已知A=1.0m,T=0.5s,2.0m,在
t=0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=1.0s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:
yoAcos(t0)
4rad/s,原点处质点的初相位由旋转矢量法得
二yo1.0cos(4t—)
已知波沿x轴正方向传播,所以波动方程为:
1.0cos(4x)1.0cos(x)SI
22
(3)
将x=0.5m代入波动方程得到振动方程:
1.0cos(4t0.5)1.0cos(4t)SI
2
27、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①P点的电势U:
②P点的电场强度大小和方向。
解:
①、取u0,由点电荷产生的电势公式及
电势叠加原理得:
②、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:
Qq36Q9q
大小:
Ep222_
大小4°(L/3)4°(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。