《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 ，由得： 由得：由得：由得：1-8 由、得： 则 1-15 已知骨的抗张强度为Pa ，所以 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 ； 4-8 ； ； 时，；4-12 波动方程为将代入波动方程得到P点的振动方程： 4-13 4-17 观察者不动，声源向着观察者运动，则观察者不动，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（ ）；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，。求圆盘转动的角加速度；拉力T；t时刻圆盘边缘一点的速率V和加速度的大小。解：由得： 由转动定律可得： 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：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： 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 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P点的电势U；P点的电场强度大小和方向。解：、取，由点电荷产生的电势公式及电势叠加原理得： 、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EP0,场强方向水平向左。