大學(xué)復(fù)習(xí)資料-第8版醫(yī)用物理學(xué)課后習(xí)題答案

習(xí)題三第三章流體的運動3-1若兩只船平行前進時靠得較近，為什么它們極易碰撞?船之間截面積減小，則流速增加，從而壓強減小，因此兩船之間水的壓強小于兩船外側(cè)水的壓強，就使得兩船容易相互靠攏碰撞。32m·s-1，問最細(xì)處的壓強為多少?若在此最細(xì)處開一小孔，水會不會流出來。(85kPa)2m·s-1104Pa，設(shè)水管的1m，如果在第二點處水管的橫截面積是第一點求第二點處的計示壓強。(13．8kPa)0.2m0.1m10-4m21.4×10-4m3(0．1；11．2s．)試根據(jù)汾丘里流量計的測量原理，設(shè)計一種測氣體流量的裝置。提示：在本章第三節(jié)3-5U，根據(jù)假設(shè)的其他已知量，求出管中氣體的流量。解：該裝置結(jié)構(gòu)如圖所示。5×10-3m5.4×10-2m，求水流速度。(0.98m·s-1)2mm，血流平50㎝·s-1，試求(0.22m·s—1)350)

Re=(131Pa)20℃1×10-2m0．1m·s-110m(40Pa)0．83×10—4m3·s-112．0kPa，試求此N．S·m-5，?0．18Pa·s0．5m1㎝的管子時兩端壓2×104Pa，求其體積流量。4m3·s-1)

(8．7×10—40mmHg421㎝3·s-16．9×10-4Pa·s，求尿道的有效直徑。(1．4mm)572㎝·s-110006．9×10-4Pa·s。(4．6mm)2．0×10-6m1．09×103kg·m—337℃1㎝所需的時間。假設(shè)血漿1．2×10-3Pa·s1．04×103kg·m—3。如果利用一臺加速度(ω2r105g的超速離心機，問沉淀同樣距離所需的時間又是多少?(2．8×104s；0．28s)習(xí)題四第四章振動(1)拍皮球時球的上下運動。(2)一小球在半徑很大的光滑凹球面底部的小幅度擺動。簡諧振動的速度與加速度的表達(dá)式中都有個負(fù)號，這是否意味著速度和加速度總是負(fù)值?是否意味著兩者總是同方向?4當(dāng)一個彈簧振子的振幅增大到兩倍時，試分析它的下列物理量將受到什么影響：振動的周期、最大速度、最大加速度和振動的能量。輕彈簧的一端相接的小球沿x軸作簡諧振動，振幅為A，位移與時間的關(guān)系可以用t=o(1)x=-A。xx=Ax2x=Ax2試確定上述各種狀態(tài)的初相位。任何一個實際的彈簧都是有質(zhì)量的，如果考慮彈簧的質(zhì)量，彈簧振子的振動周期將如何變化?x5．0×102m，2．0Hzt=0xt=ox[x=5．0×10—2cos(4πt—π／2)m；x=5．0×10-2cos(4πt+π／2)m]，x=0．10cos(2．5πt+π／3)m，試求：(1)；(2)t=2s[(1)0．80s；2．5π·s-1；1．25Hz；0．10m；π／3(2)-5×10-2m；0．68m／s；3.1m·s-2]4-8

兩個同方向、同頻率的簡諧振動表達(dá)式為，x1=4cos(3πt+π/3)mx2=3cos(3πt-π/6)m，試求它們的合振動表達(dá)式。[x=5cos(3πt+0.128π)m]4-9兩個彈簧振子作同頻率、同振幅的簡諧振動。第一個振子的振動表達(dá)式為x1=Acos(ωt+φ)，當(dāng)?shù)谝粋€振子從振動的正方向回到平衡位置時，第二個振子恰在正方向位移的端點。求第二個振子的振動表達(dá)式和二者的相位差。[x2Acos(ωt+φ—π／2)，Δφ=-π/2]xmtsx1=0.05cos(10t3π／4)，x2=0.06cos(10t-π／4)(1)求它們合成振動的振幅和初相位。x3=0.07cos(10t+φ)，φx1+x3；φx1+x3[(1)1.0×l0-2m，-π／4；(2)當(dāng)φ=2nπ+3π／4，n=1，2，…時，x1+x3φ=2nπ+3π／4，n=1，2，…時，x2+x3習(xí)題五第五章波動機械波在通過不同介質(zhì)時，它的波長、頻率和速度中哪些會發(fā)生變化?哪些不會改變?y=Acos[(ω(t-x/u)+φ]中，x/uφy=Acos[(ωt—ωx/u)+φ]，ωx/u已知波函數(shù)為y=Acos(bt—cx)，試求波的振幅、波速、頻率和波長。(A，b／c，b／2π，2π／c)y=Acos(ωtφ)A=0.10m，T=。試求：(1)波函數(shù)表達(dá)式；(22．5m(3)假如y。=+0.050m，且向平衡位置運動，求初相位并寫出波函數(shù)。[(1)y=0．10cos[2π(2.0t-x／l0)+φ]m，(2),π／2，(3)y=0.10cos[2π(2.0t-x／l0)+π／3]m]λ，PQ1．5λ。RPQQ兩點發(fā)出的波到達(dá)R時的相位差；(2)R點的振幅。(3π；0)沿繩子行進的橫波波函數(shù)為。試求(1)波的振幅、頻率、傳播速度和波長；(2)繩上某質(zhì)點的最大橫向振動速度。[(1)0．10m；1．0Hz；200m·s-1；200m(2)0．63m·s-1]設(shè)y為球面波各質(zhì)點振動的位移，r為離開波源的距離，A。為距波源單位距離處波的振幅。試?yán)貌ǖ膹姸鹊母拍钋蟪銮蛎娌ǖ牟ê瘮?shù)表達(dá)式。65cm2．3x102Hzλ和傳播速度u。(1．3m；3．0×102m·s-1)1000Hz1×10-12W，m-220℃時空氣分子相應(yīng)的振幅。(1×10-11m)兩種聲音的聲強級相差ldB，求它們的強度之比。(1．26)500Hz1500m·s-1，求此時心壁的運動速度。(7．5×10-2m·s-1)第七章習(xí)題七分子動理論10cmα=40×103N·m-1。試求吹此肥皂泡所做的功，以及泡內(nèi)外的壓強差。(8π×l0-4J；3.2N·m-2)一Ulmm3mm。試求兩管內(nèi)水面的高度差。(水的表面張力系數(shù)α=73×10-3N·m-1)。(2cm)r=0.30mmR=3.0mm管中水柱的高度。(5.5cm)d=1.5mm，水平地浸在水銀中，其中空氣全部留在管h=10cmL1P0=76cmHg，已知水銀表面張力系數(shù)α=0.49N·m-1，與玻璃的接觸角θ=π)。(O.179m)習(xí)題九第九章靜電場如圖所示的閉合曲面q，PSSqqqAB(A)，P，P面上的電通量不變，P點的場強也不變。 1在一橡皮球表面上均勻地分布著正電荷，在其被吹大的過程中，有始終處在球內(nèi)的一點和始終處在球外的一點，它們的場強和電勢將作如下的變化：(B)A.EEUUB.EEUUC.EEUUD.E、EUUpYX(D)正比；CD．無關(guān)系。在真空中有板面積為S，d在真空中有板面積為S，dd板的線度)分別帶電量+qq。有人說兩板之間的作用力F=kq2/d2F=qE，E=σ/ε0=q/ε0S,所以，F(xiàn)=q2/ε0S。試問這F9-6帶電電容器儲存的電能由什么決定?電場的能量密度與電場強度之間的關(guān)系是怎樣的?怎樣通過能量密度求電場的能量?9-7R遠(yuǎn))的場強。設(shè)線電荷密度為λ。(E=2λ>0λ<0）10λ。求在直線延長線上與直線近端相距RPU=KInL+R；E=k(1 1(PR Rλ<0，則方向相反。(1)兩極板間的電勢差和此時的電場能。(1×107V；50J)(50J)試計算均勻帶電圓盤軸線上任一點P處的場強，設(shè)P點距盤心O為x：，盤之半徑R2 R2R，面電荷密度為+σR≤x(提示:[+]-1/2≈R≥xP

x2 2x2[1 1 ]σ>0，σ<0，則指向盤心。)0

1+R2/x213ab，ρ。試求從中心到球殼外各區(qū)域的場強。[(E=0(r0);E=

(r3/r2)(

rb);E=

(b3-α3)(rb)

方向沿半徑，p<0R，體電荷密度為+ρ。另有一與其軸+σA、Bb（α<R,b>R），A、BUA—UB。(忽略帶電圓柱體與帶電平面的相互影響)1 b(2RInb])202 R149-13l=0.02m，q=1.0×10—6C，1.0×105N·C-130°角。求外電場作用于該偶極子的庫侖力與力矩。(0;1×10-3N·m.，使偶極子轉(zhuǎn)向電場方向。)試證明在距離電偶極子中心等距離對稱之三點上，其電勢的代數(shù)和為零。一空氣平行板電容器在充電后注入石蠟。(一)石蠟注入前電容器已不與電源相接；(二)石蠟注入時電容器仍與電源相接。試比較在以上兩種情況下該電容器內(nèi)各量的變化情況，9-29-2Q

9-15場強ECwedd/2εr。試問電容器內(nèi)介質(zhì)內(nèi)、外場強之比是多少?它們和未插入介質(zhì)之前的場強之比又各是多少?E內(nèi)=1;E內(nèi)=

2 E外；=

r)E外 r E0

1+r9-163Xx=0x=l3x2是多少? 4一半徑為Ｒ，帶電量為Q的導(dǎo)體球置于真空中。試求其電場的總能量。(

Q2 )0RR/的均勻電介質(zhì)層，設(shè)電介質(zhì)的相對電容率ε，Q。求：（1）電介質(zhì)內(nèi)、外的場強分布與電勢分布。E=0(rR);E=1 Q(RrR/);E=1 Q(rR/);(r20r2)，Q<0U=

Q(1+r1)(rR);R R/QU=Q(1+r1)RrR/)U=1 (rR/)Q0r)0Q(1+r1金屬球的電勢。

))Q2R/R電介質(zhì)內(nèi)電場的能量。()RR/17習(xí)題十第十章直流電兩根粗細(xì)不同的銅棒接在一起(串聯(lián))，在兩端加上一定電壓。設(shè)兩鋼棒的長度相同，(2)如果略去分界面處的邊緣效應(yīng)，通過兩棒的電流?(3)兩棒內(nèi)的電場強度是否相同?(4)兩棒兩端的電場強度是否相同?把大地看成均勻的導(dǎo)電介質(zhì)，其電阻率為ρ用一半徑為α的球形電極與大地表面相接，半個球體埋在地下，如下圖所示。如果電極本身的電阻可以忽略，試證明此電極的接地電

210-10A。問：10-10A?(2)如果1mm28.5×1028m-3，這時電子的平均漂移速度是多l(xiāng)cm1、1.4×lOl2s)

(6.25×lO8s-1、7.4×10-15m·s-(t∞)。求：(1)電容器上的電壓；(2)各支路(3)時間常數(shù)。2A、266s)

(2V、0、1.0×10-ε2=12V、ε3=4VO.5A，其內(nèi)阻可忽略不計，電流方向如圖中所示，求電源ε1的電動勢是多少?(6.6V)10-6如下圖所示，ε1=10V、ε2=6V、ε3=20V；R1=20kΩ，R1=60kΩ，R1=40kΩ，求各支路中的電流。 (-0.1mA，0.1mA-0.2mA，)如果每個離子所帶電荷的電量為+1.6×10-19C，在軸突內(nèi)、外這種離子的濃度分別為10mol·m-3160mol·m-337℃時離子的平衡電勢是多少?(74mV)請用實驗測量的方法說明被動膜的電纜性質(zhì)，并用神經(jīng)纖維的電纜方程在理論進一步加以證明。10-10電泳是根據(jù)什么原理把測量樣品中的不同成分進行分離的?根據(jù)什么可求得各種成分的濃度和所占比例?習(xí)題十一第十一章穩(wěn)恒磁場11-1討論庫侖定律與畢奧·薩伐爾定律的類似與不同。一個半徑為12V應(yīng)強度是多少?(1.9×10-7T)一無限長直導(dǎo)線通有B=O.O5T外磁場正交，試求合磁場為零的點至導(dǎo)線的距離。(6.0×lO-5m)11-4在下圖中求：(ac如圖(b)總電流分成兩個相等的分電流時，圓心處的磁感應(yīng)強度是多少?21ABO，α，O0I(1))2 4IBcosdl等于多少((1)0;(2)2μ0I;(3)μ0I(4)-μ0I)n=8.4×lO22cm-3I=200A(2.2×10-5V)2211-8磁介質(zhì)可分為哪三種，它們都具有什么特點?構(gòu)成生物體的各種生物大分子是否具有磁性，大多數(shù)生物大分子屬于那種磁介質(zhì)？什么是超導(dǎo)現(xiàn)象?超導(dǎo)體的三個重要臨界參量是什么?超過臨界參量對超導(dǎo)體會產(chǎn)生什么影響?習(xí)題十二第十二章電磁感應(yīng)與電磁波將一條形磁鐵推向一閉合線圈，線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。問在磁鐵與線圈相對位(1)線圈沿磁場方向平移；(2)線圈沿垂直于磁場方向平移；B=0.50Tabl=0.50mabv=4.Om·s-1R=0.50Ω，略去摩擦阻力及導(dǎo)體的電阻。求：(1)abEK；(2)abR；(4)拉力所作功的功率；(5ab；(6)1s內(nèi)拉力所作的功。[(1)2.0V／m；(2)1V，逆時針方向；(3)2.OW；(4)2.OW；(5)0.50N；(6)2.ON·m]23若兩組線圈纏繞在同一圓柱上，其中任一線圈產(chǎn)生的磁感應(yīng)線全部并均等地通過另L1L2，若兩線圈長度相等，證明兩線圈的互感M

L1L2ε=10V，Rl=10Ω，R2=5Ω，L=10H，求在以下情況時，電I1、I2I3當(dāng)電鍵K接通的瞬時；電鍵K接通足夠長時間，使電流達(dá)到穩(wěn)定值；K的瞬時；K2s。24I，若電流在其橫截面上均勻分布，導(dǎo)線材料的磁導(dǎo)率Wm=

I216一長直螺線管，管內(nèi)充滿磁導(dǎo)率為μ的磁介質(zhì)。設(shè)螺線管的長為l，截面積為NL=μn2VVn匝數(shù))。4A(0.08J)251.0cm10cm1000(4.93×10-4j；62.8J·m-3，)R=5cmI=40A(0.1J·m-3)一截面為長方形的螺繞環(huán)，共有N匝，環(huán)內(nèi)充滿磁導(dǎo)率為μ的磁介質(zhì)，螺繞環(huán)內(nèi)R1R2h，如下圖所示。求此螺繞環(huán)的自感。

n2hlnR21()126證明平行板電容器中的位移電流可以表示為I =CdUd dtCU27簡述平面電磁波的基本性質(zhì)。系。習(xí)題十三第十三章波動光學(xué)13-1

在楊氏實驗中，如果光源Ｓ到兩狹縫Ｓ１，和Ｓ２，的距離不等，例如ＳＳ１>ＳＳ２，則對實驗結(jié)果有什么影響?在觀察單縫衍射時，(1)如果單縫垂直于它后面的透鏡的光軸向上或向下移動，屏上?(2S改變?為什么?0.2mmlm37．5mm，求光波波長。(500mm])280.3m600mm500mme=1μm1.375。問：?(b2e?(c)若膜兩側(cè)都是空氣，在膜面上反射的光波與經(jīng)膜底面反射后重出膜面的光波的相差為多少?12π)520nm，透明物質(zhì)折射率為1.30，求涂層最小厚度。(100nm)λ=589.3nm8//)293.OOmm51.03m，求此單色光的波長。(590nm)lm(0.589mm)600nm人射該縫時衍射的第二級明紋位置重合，試求該單色光的波長。(428．6nm)0.5mm(16×lO-3m;8.O×lO-4m)30500(500nm)600nm(400nm)589nm500θI，求通過三塊偏振片后的光強。(a)θ=45°(b)θ=30°。(I0／8；3I0／32)31兩塊偏振片的透射軸互相垂直，在它們之間插入兩塊偏振片，使相鄰兩片偏振片透30I0，求通過所有偏振片后光的強度。(0.21I0)當(dāng)自然光以布儒斯特角入射到玻璃的上表面時，折射角是多少？當(dāng)折射光在下表面時，其反射光是否是偏振光？（33.7°；是偏振光）習(xí)題十六第十六章X射線16-1x32什么是X射線的強度?什么是X射線的硬度?如何調(diào)節(jié)?什么是軔致輻射?連續(xù)X射線譜中的最短波長是如何產(chǎn)生的?標(biāo)識X射線是如何產(chǎn)生的?它與光學(xué)光譜的產(chǎn)生有何不同?XX250kV40mAX率(595.8kJ)X80kVX(1.28×10-14J，O.0155nm)射角一直減少到4.1°時才觀察到布喇格反射，試確定該X射線的波長。(0.04nm)331％?(6.6)16-1016-10設(shè)密度為3g·cm-3X0.03cm2·g-1，1mm、5mm1cm(99.1%，95.6%，91.4%)16-1l對波長為0.154nmX132cm-12610cm-1。要和1mm厚的鉛層得到相同的防護效果，鋁板的厚度應(yīng)為多大?(19.8mm)2×10-3mX1／5，試求銅的線性衰減系數(shù)和半價層。(8.05cm-1，0.086cm)XCT5、7、6、2，試用反投影法重建該圖象矩陣。X0.77cm-1，通過某人體組織時的衰減系數(shù)為1000CTCT(32