《医用物理学》复习题及解答.doc

《医用物理学》复习
一、教材上要求掌握的习题解答：

第1章 习题1
1-7 ⑴ ，

⑵由得：

⑶由得：
由得：
由得：

1-8 ⑴ 由、、得：
则
⑵

1-15 ⑴已知骨的抗张强度为Pa ，
所以
⑵ 已知骨的弹性模量为Pa，
所以 ％

1-16 ∵ ∴

第2章 习题2

2-5由连续性方程 及 得：
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：

而 （为大气压强）

2-8 如图，设水平管粗、细处的截面积、压强、流速分别为和，、水的密度分别为。
则由水平管的伯努利方程有

由连续性方程有
且
联立求解得：

则的流量为
代入数据得

2-9 单位体积的粘性流体的伯努利方程为：

则体积的粘性流体流动过程中克服粘性力所做的功为：

而对水平均匀管有：

第3章 习题3

3-6 气泡内的压强为：

3-7做功为：
压强差为：
3-8气泡中压强为：
3-10
式中负号表示水银在毛细管中下降。

第4章 习题4
4-7 ⑴ ；
⑵ ∵ ∴
⑶

4-8 ⑴ ；；
⑵ ∵；

∴ 时，；；

4-12 ⑴ ∵ ∴ 波动方程为
将代入波动方程得到P点的振动方程：

⑵

4-13 ⑴
⑵ ∵ ∴

4-17 ⑴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

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。（×）
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。（×）
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。（×）
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。（×）
10）液体不润湿固体时，其接触角是180°。（×）
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。（×）÷
16）驻波是两列振幅相同、相向传播的波叠加的合成波。（×）
17）波在介质中传播时，任意坐标x处介质体元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。（×）
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。（×）
20)均匀带电球面内任一点P的场强、电势都不为零。（×）
21)均匀带电球面内任一点P的场强、电势都为零。（×）
22)均匀带电圆环在其圆心处产生的电场强度不为零。（×）
23)均匀带电圆环在其圆心处产生的电势等于零。（×）
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。（×）
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)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。（√）
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。（×）

2、一根质量为、长为的均匀细杆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 （×）
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（×）
E、杆摆下时角速度不随时间变化（×）
F、杆摆下时其角加速度逐渐增大（×）

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 （×）
B、该曲面内一定没有电荷（×）
C、该曲面内一定没有电荷或所有电荷的代数和为零（√）
D、该曲面上各点的场强均为零（×）E、该曲面上各点的场强均相等 （×） F、该曲面上各点的场强一定不等于零（×）

4、在一对等量同号点电荷连线的中点（取），下述结论正确的是：
A．电场强度和电势均为零 （×） B．电场强度和电势均不为零（×）
C．电场强度为零，电势不为零 （√） D．电场强度不为零，电势为零（×）

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），下述结论正确的是：
A．电场强度为 （×） B．电场强度为（√）
C．电势为 （×） D．电势为零（√）

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，则主动脉血压降的大小为（ ）。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（ ），两相邻波节与波腹之间的距离为（ ）。

11、一个质量为0.20kg的物体作简谐振动，其振动方程为，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。当时，。则
质点振动的初相位为（ π ）；质点振动的最大速度为（ ）；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（ ）；球面外离球心距离为r的 N点的场强大小为（），电势为（ ）。
14、均匀电场的电场强度为，．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、半径为的圆盘上，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。设绳不可伸长，绳与圆盘无相对滑动，且轴光滑，圆盘的转动惯量为，。求①圆盘转动的角加速度；②拉力T；③t时刻圆盘边缘一点的速率V和加速度的大小。
解：①由得：
②由转动定律可得：
∴
③ t时刻圆盘边缘一点的速度
切向加速度 法向加速度
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。

解答：⑴作矢量图示1。由图1得合振动的振幅为，初相位为，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，初相位为，合振动的表达式为
⑶作矢量图示3。由图3得合振动的振幅为，，所以初相位为，合振动表达式为
⑷作矢量图示4。由图4得合振动的振幅为，初相位为或，合振动的表达式为

25、已知平面简谐波的波动方程为
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：（1）A = 0.04m，

（2）

26、一平面简谐波沿x轴正方向传播，已知A = 1.0 m，T 0.5 s ，, 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：
∵ ，原点处质点的初相位由旋转矢量法得
∴
已知波沿x轴正方向传播，所以波动方程为：

（2）将t = 1.0s 代入波动方程得到波形方程：

（3）将x = 0.5 m代入波动方程得到振动方程：

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，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：
大小：
方向：若EP >0,场强方向水平向右；若EP<0,场强方向水平向左。