医学物理学第八版复习题计算题答案.docx
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医学物理学第八版复习题计算题答案
医学物理学第八版复习题计算题答案
（部分题目提供原题答案，部分题目提供类似的题目，请自行思考参照例题作答）
原题：
⑴利用超声波可以在液体中产生120kW/cm2的大强度超声波，设波源为简谐振动，频率500kHz，液体密度为1g/cm3，声速1.5km/s，求液体质点振动的振幅。
A
v
⑵一振动频率为2040Hz的波源以速度v向一反射面接近，观察者在A点听得声音的频率为2043Hz，求波源移动的速度v。
（声速为340m/s）
3在27oC温度下，氧分子和氢分子的均方根速率和平均平动动能是多少？
4设温度为0时，空气摩尔质量为0.0289kg/mol，求：
当大气压减到地面的75%时的大气高度。
⑸有一台功率为15kW的制冷机，从-10oC的冷藏室吸取热量，向20oC的物体放出热量，问每分钟从冷藏室吸取多少热量？
（6）有一台热机工作在1000K和300K的热源之间，为了提高热机效率，有两种方案：
（1）将热源温度提高到1100K；
（2）将冷源温度降到200K。
问两种方案哪一种更好？
（7）1kg水银，初始温度-100oC，如果加热使其温度上升到100oC，问水银的熵变是多少？
（水银的熔点-39oC，溶解热1.17´104J/（kg•oC），比热容-138J/（kg•oC））
（8）地球的半径是6.37´106m，地球表面的电场强度约为200V/m，方向指向地心，试计算地球带的总电量。
在距离地面1400m的高空处，电场强度降为20V/m，方向仍指向地心，试计算该1400m厚的大气层平均电荷密度。
（e0=8.85´10-12C2/N•m2）
（9）一平行板电容器有两层介质：
er1=4，d1=2mm；er2=2，d1=3mm，极板面积40cm2，极板间电压200V，试计算：
l每层介质中的电场能量密度；
l每层介质中的总电能；
l电容器的总电能。
3.问答：
（1）设图中两导线中的电流均为8A，试分别求三个闭合线L1、L2、L3环路积分的值，并讨论以下几个问题：
●在每一个闭合线上各点的磁感应强度是否相等？
为什么？
●在闭合线L2上各点的磁感应强度是否为零？
为什么？
L2
L1
L3
I1
I2
（2）在一个均匀磁场中，三角形线圈和圆形线圈的面积相等，并通有相同的电流。
问：
●这两个线圈所受的磁力矩是否相等？
●所受的磁力是否相等？
●它们的磁矩是否相等？
●当它们在磁场中处于稳定位置时，线圈中电流所激发出来的磁场方向与外磁场方向是相同、相反或垂直？
（11）两根长直导线互相平行地放置在真空，如图所示，其中通以同向的电流I1=I2=10A，试求P点的磁感应强度。
（已知PI1=PI2=0.5m，PI1^PI2）
P
I1
I2
（14）钾的红限波长为620nm，求：
钾的逸出功；
在330nm的紫外光照射下，钾的遏止电势差。
（15）人红细胞直径8m，厚2-3m，质量1013kg。
设测量红细胞位置的不确定性是0.1m，计算其速率的不确定量是多少？
一台
g刀初装时的放射性活度是6040Ci，使用5年后，
的活度还有多少Bq？
它的平均寿命为多少？
（1Ci=3.7´1010Bq，
半衰期=5.27a）
4-10 一卡诺热机在1000K和300K的两热源之间工作，试计算
（1）热机效率；
（2）若低温热源不变，要使热机效率提高到80%，则高温热源温度需提高多少？
（3）若高温热源不变，要使热机效率提高到80%，则低温热源温度需降低多少？
解：
（1）卡诺热机效率
（2）低温热源温度不变时，若
要求
K，高温热源温度需提高
（3）高温热源温度不变时，若
要求
K，低温热源温度需降低
线圈所受磁力矩为零时，即Pm与B夹角ψ=0或ψ=π时，线圈处于稳定位置，ψ=0两者B方向相同，ψ=π相反．
表示回路或线圈具有储能的作用。
其能量与回路的电流I成正比，与回路的电惯性度量量L成正比。
表示只要磁感应强度存在，则在磁场所及空间中就有能量存在，即磁场具有能量。
物理常数
符号
单位
最佳实验值
供计算用值
真空中光速
c
m·s^（－1）
299792458±1.2
3.00×10^8
引力常数
G0
m^3·s^－2
（6.6720±0.0041）×10－11
6.67×10－11
阿伏加德罗（Avogadro）常数
NA
mol^－1
（6.022045±0.000031）×10^23
6.02×10^23
普适气体常数
R
J·mol^－1·K^－1
（8.31441±0.00026）
8.31
玻尔兹曼（Boltzmann）常数
k
J·K^－1
（1.380662±0.000041）×10^－23
1.38×10^－23
理想气体摩尔体积
Vm
m^3·mol^－1
（22.41383±0.00070）×10^－3
22.4×10^－3
基本电荷（元电荷）
e
C
（1.6021892±0.0000046）×10^－19
1.602×10^－19
真空电容率
ε0
F·m^－1
（8.854187818±0.000000071）×10^－12
8.85×10^－12
真空磁导率
μ0
N/A^2
12.5663706144±10^－7
4π×10^-7
电子磁矩
μe
J·T^－1
（9.284832±0.000036）×10^－24
9.28×10^－24
质子磁矩
μp
J·T^－1
（1.4106171±0.0000055）×10^－23
1.41×10^－23
玻尔（Bohr）半径
α0
m
（5.2917706±0.0000044）×10^－11
5.29×10^－11
玻尔（Bohr）磁子
μB
J·T^－1
（9.274078±0.000036）×10^－24
9.27×10^－24
核磁子
μN
J·T^－1
（5.059824±0.000020）×10^－27
5.05×10^－27
普朗克（Planck）常数
h
J·s
（6.626176±0.000036）×10^－34
6.63×10^－34
精细结构常数
a
7.2973506（60）×10^－3
里德伯（Rydberg）常数
R
m^－1
1.097373177（83）×10^7
电子康普顿（Compton）波长
m
2.4263089（40）×10^-12
质子康普顿（Compton）波长
m
1.3214099（22）×10^-15
质子电子质量比
mp/me
1836.1515
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