《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。
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