臨床醫(yī)學《醫(yī)用物理學》復習題及解答

《醫(yī)用物理學》期末復習（一）、教材上要求掌握的例題及習題解答：第1章例1-2（P8）例1-3（P8）習題1（P31）1-7=1\*GB2⑴，=2\*GB2⑵由得：=3\*GB2⑶由得：由得：由得：加速度的方向與法向加速度方向的夾角非常小，近似沿半徑指向圓心。1-8=1\*GB2⑴由、、得：則=2\*GB2⑵例2-1（P36）習題2(P46）2-5由連續(xù)性方程及得：取第2點處的水管位置為零勢面，則由理想流體的伯努利方程有：而（為大氣壓強）2-9單位體積的粘性流體的伯努利方程為：則體積的粘性流體流動過程中克服粘性力所做的功為：而對水平均勻管有：習題3(P61)3-6氣泡內(nèi)的壓強為：3-7做功為：壓強差為：3-8氣泡中壓強為：3-10式中負號表示水銀在毛細管中下降。例4-1（P64）例4-3（P76）習題4(P95)4-7=1\*GB2⑴；=2\*GB2⑵∵∴=3\*GB2⑶4-8=1\*GB2⑴；；=2\*GB2⑵∵；∴時，；；4-12=1\*GB2⑴∵∴波動方程為將代入波動方程得到P點的振動方程：=2\*GB2⑵4-13=1\*GB2⑴=2\*GB2⑵∵∴4-17=1\*GB2⑴觀察者不動，聲源向著觀察者運動，則=2\*GB2⑵觀察者不動，聲源遠離觀察者運動，則4-19已知探頭發(fā)射的超聲波頻率為，超聲波在軟組織中的傳播速度為。入射時心臟壁運動相當于接收者運動，若該時刻心臟壁遠離探頭運動，其運動速度為，則心臟壁接收的頻率為:；反射時心臟壁相當于聲源，探頭接收的頻率為:，探頭發(fā)射與接收的頻率差為:，所以心臟壁的運動速度為:第五章P103均勻帶電球面的場強P108例5-2習題5(P124)5-4(1)求圓心處的場強：建立如圖坐標軸，電荷元的電量為，在O點產(chǎn)生的場強大小為：顯然各個不同的在O點產(chǎn)生的場強的方向各不相同。把沿x、y軸分解有：由對稱性知：則帶電半圓環(huán)在O點產(chǎn)生的場強即（2）求圓心處的電勢：在O點產(chǎn)生的電勢為：則帶電半圓環(huán)在O點產(chǎn)生的電勢：5-5穿過閉合曲面S的電通量不變，S面上的P點的場強會發(fā)生改變。5-6設始終處在球面內(nèi)的點為a，始終處在球面外的點為b，則由均勻帶電球面的場強和電勢公式：可得：帶電橡皮球被吹大的過程中，a、b點的場強都不變；a點的電勢減小，而b點的電勢不變。5-12（1）求P點的電勢：建立如圖坐標軸，電荷元的電量為在P點產(chǎn)生的電勢為：則帶電直線在P點產(chǎn)生的電勢為：(2)求P點的場強：在P點產(chǎn)生的場強為：顯然各個不同的在P點產(chǎn)生的場強的方向都相同則帶電直線在P點產(chǎn)生的場強為：5-14（1）求A、B兩點的:電勢：由均勻帶電球面的電勢分布：再根據(jù)電勢疊加原理，可得A、B點的電勢分別為：（2）求A、B兩點的場強：由均勻帶電球面的場強分布：再根據(jù)場強疊加原理，可得A、B點的場強分別為：（二）、補充復習題及解答：1、判斷下列說法中正確與錯誤：1）質(zhì)點做圓周運動時，若加速度方向與速度方向的夾角為鈍角，則速率減小。（√）2）剛體的轉(zhuǎn)動慣量與剛體的質(zhì)量大小有關，與質(zhì)量的分布也有關。（√）3）剛體的質(zhì)量對轉(zhuǎn)軸的分布越遠，其轉(zhuǎn)動慣量就越大。（√）4）做勻變速定軸轉(zhuǎn)動的飛輪，其邊緣一點的加速度方向是沿半徑指向圓心。（×）5）剛體做勻減速定軸轉(zhuǎn)動時，其邊緣一點的切向加速度方向與線速度方向相同。（×）6）流體在等截面管中流動時，其壓強與高度有關，因此心臟的血壓隨高度變化。（×）7）粘性液體在粗細均勻的水平管中做層流，從管中點1流到點2時，則兩點的平均流速相等,即=（√）8）體積為V的粘性液體在粗細均勻的水平管中做層流，從管中點1流到點2時，兩點的壓強分別為p1、p2。則克服粘性力做的功為W=(P2-P1)V。（×）9）將細管插入潤濕液體中，則細管中的液面成凹形的半球面。（×）10）當接觸角為鈍角時，液體不潤濕固體，其附著力小于內(nèi)聚力。（√）11）液體不潤濕固體時，其接觸角是180°。（×）12）表面張力系數(shù)為的水中有一直徑為d的球形氣泡，氣泡內(nèi)外壓強差為。（√）13）毛細管的半徑越小，不潤濕液體在毛細管中上升的高度就越大。（×）14)兩個同頻率的簡諧振動的合振動是簡諧振動。（×）15)兩個同方向、同頻率的簡諧振動的合振動一定是簡諧振動。（√）16)物體做簡諧振動時，動能和勢能的大小隨時間變化的規(guī)律是不相同的。（√）17）兩個同方向、同頻率的簡諧振動的合振動，當相位差為時的合振幅為零。（×）18）駐波是兩列振幅相同、相向傳播的波疊加的合成波。（×）19）駐波中由于干涉而振動減弱的點是波節(jié),駐波中兩相鄰的波節(jié)間的距離為。（√）20）聲源做簡諧振動時發(fā)出的聲音是純音，樂器發(fā)出的聲音不是純音，是樂音。（√）21）均勻帶電球面內(nèi)任一點P的場強為零、而電勢不為零。（√）22）由高斯定理可知：均勻帶電圓環(huán)在其圓心處產(chǎn)生的電場強度為零。（×）23）均勻帶電圓環(huán)在其圓心處產(chǎn)生的電勢等于零。（×）24）電場中某一點的電勢都可用來計算。（×）25）當高斯面內(nèi)的電荷在高斯面內(nèi)移動時，通過該高斯面的電通量會發(fā)生變化。（×）26）當高斯面內(nèi)的電荷在高斯面內(nèi)移動時，高斯面上任一點的場強也會發(fā)生變化。（√）27）半徑為R的球面外有一點電荷q,則通過該球面的電通量為。（×）28）在電場力的作用下負電荷總是從電勢能小處向電勢能大處運動。（×）29）當取無限遠處電勢為零時，則正點電荷的電場中各點電勢一定都大于零。（√）30）高斯定理是靜電場的基本規(guī)律，任意帶電體的電場都可由高斯定理求出。（×）31）只有在某些具有對稱性的電場中高斯定理才成立。（×）32)靜電場力是保守力，靜電場力對電荷作正功時，電荷的電勢能減小。（√）33)面電荷密度為的無限大均勻帶電平面的場強方向與帶電平面垂直，場強大小為。（√）34)兩面電荷密度分別為+和的均勻帶電無限大平行平面間場強大小為，兩平面外場強為0。（√）35）負電荷在電場力作用下總是從低電勢能處向高電勢能處移動。（√）2、一根質(zhì)量為、長為的均勻細桿（如圖），可繞通過其一端的光滑軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動慣量J=mL2/3?，F(xiàn)使桿從水平位置由靜止開始擺下，則A、桿擺下時其角加速度不變，即做勻變速定軸轉(zhuǎn)動（×）B、在初始時刻桿所受到的重力矩等于mgL（×）C、桿擺下時其角加速度為，角速度為（√）D、桿由水平位置擺下來的過程中，重力矩是減小的（√）E、在初始時刻桿的角加速度等于零（×）F、桿擺到豎直位置時其角加速度為零，其端點A的切向加速度也為零。（√）G、桿擺下時其角加速度逐漸增大（×）H、桿由水平位置擺到豎直位置的過程中重力矩做的功為-mgL/2（×）I、桿擺下時其端點A的線速度。（√）J、桿擺到豎直位置時其端點A的加速度。（√）（此題中桿的角加速度、角速度、端點的速度、加速度的計算要求掌握方法，會推導。若桿的裝置變?yōu)橛覉D所示，又如何計算？，）3、如果通過任意封閉曲面的電通量為零，則A、該曲面內(nèi)一定有電荷且電荷的代數(shù)和為零（×）B、該曲面內(nèi)一定沒有電荷（×）C、該曲面內(nèi)一定沒有電荷或所有電荷的代數(shù)和為零（√）D、該曲面上各點的場強均為零（×）E、該曲面上各點的場強均相等（×）F、該曲面上各點的場強一定不等于零（×）4、在一對等量同號點電荷連線的中點（?。?，下述結(jié)論正確的是：A．電場強度和電勢均為零（×）B．電場強度和電勢均不為零（×）C．電場強度為零，電勢不為零（√）D．電場強度不為零，電勢為零（×）5、在相距為2r、帶電量為q的一對等量異號點電荷連線的中點（?。率鼋Y(jié)論正確的是：A．電場強度為（×）B．電場強度為（√）C．電勢為（×）D．電勢為零（√）6、填空：1）質(zhì)量為m、直徑為d的勻質(zhì)圓盤，,以ω0的初角速度繞通過圓盤中心的垂直軸轉(zhuǎn)動，在外力矩作用下開始做勻減速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過時間t停止轉(zhuǎn)動。已知圓盤的轉(zhuǎn)動慣量為。則圓盤所受的外力矩為()，時刻t0(t0<t)圓盤邊緣的線速度為（）。答案：（）；（）2）花樣溜冰演員作旋轉(zhuǎn)表演時，當把雙臂及腿迅速伸開時，則其轉(zhuǎn)動慣量會（），而角速度（），從而達到改變身體旋轉(zhuǎn)快慢的目的。這是應用了（）守恒定律。答案：（增大）；（減小）；（角動量）3）液體在管中做穩(wěn)定流動，已知液體的密度為，大氣壓強為。在截面S1處壓強比大氣壓強小，流速為v1，且截面S1處的高度比S2處低h，兩處截面的面積比為。不計內(nèi)摩擦，則在截面S2處的流速為（），S2處的壓強為（）。答案：（5v1）；（）4）密度為、體積為V的粘性液體在管中作層流，已知管a處的截面積為S1、壓強為，高度為h1；b處的截面積為S2、平均流速為、壓強為，高度為h2,，則a處的平均流速=（），流體由a處流至b處時克服粘性力所做的功為（）。答案：（）；（）5）由連續(xù)性方程知，血液從動脈血管到毛細血管流速的變化是（），其主要原因是（）。答案：（逐漸變慢）；(毛細血管的總截面積比動脈血管的大)6）已知肥皂液的表面張力系數(shù)為，大氣壓強為P0。吹一個直徑為d的球形肥皂泡所需做的功為（），此時肥皂泡內(nèi)外壓強差ΔP為()，肥皂泡內(nèi)的壓強P為()。答案：()；（）；（）7）表面張力系數(shù)為的水中有一半徑為R的球形氣泡，則氣泡內(nèi)外壓強差為（）。答案：（）8）一個質(zhì)量為0.20kg的物體作簡諧振動，其振動方程為，當振動動能為最大時，振動物體的位移大小為（），速度大小為（）；當振動勢能為最大時，振動物體的位移大小為（），加速度大小為（）。質(zhì)點由初始位置開始到x=0.1m所需的最短時間是（）。答案：（0）；（）；（）；（）；（由旋轉(zhuǎn)矢量圖可知：）9）質(zhì)量為m的質(zhì)點做簡諧振動，其振幅為A，振動頻率為。當時，。則質(zhì)點振動的初相位為（）；質(zhì)點振動的最大速度為（）；時質(zhì)點振動的動能為（）；質(zhì)點振動的總能量（），質(zhì)點的振動方程為（）；質(zhì)點由初始位置開始到第一次通過平衡位置時所需時間為（）。答案：（π）；（）；（0）；（）；（）；（）。10）駐波中由于干涉減弱而振幅始終為（）的位置稱為波節(jié)，由于干涉加強而振幅始終為（）的位置稱為波腹，兩相鄰的波節(jié)與波節(jié)之間的距離為（），兩相鄰波節(jié)與波腹之間的距離為（）。答案：（0）；（最大）；（）；（）11）兩振幅均為A的相干波源S1、S2相距，S2相位比S1落后，則在S1、S2連線上S1外側(cè)任一點P的振幅為（），在S1、S2連線上S2外側(cè)任一點Q的振幅為（）。答案：(2A)；（0）12）設聲波的傳播速度為，一列火車以速度行駛并發(fā)出頻率為的鳴笛聲，當火車靠近及遠離你時，你聽到的火車笛聲的頻率分別為（），（）。答案：（）13）已知平面簡諧波的波動方程為 ，則該簡諧波的波長為（），周期為（），波速為（）。答案：（）；（）；（）14）一列沿軸正向傳播的平面簡諧波，其波速為10m/s，振幅為10cm，頻率為2Hz，已知原點處質(zhì)點在t＝0時處于平衡位置，并向y軸正方向運動。，則原點處質(zhì)點的振動方程為（）；t=0.25s的波形方程為（）；x=1m和x=6答案：（(m)）；（(m)）；（）；（±2π，兩質(zhì)點振動狀態(tài)相同，同相位）15）長度為L、帶電量為Q的均勻帶電直線，在直線的延長線上與直線近端相距為a的P點的場強大?。ǎ?，電勢（）。答案：（）；（）)16）半徑為R、帶電為q的均勻帶電球面內(nèi)任一點P的場強為（），電勢為（）；球面外離球心距離為r的N點的場強大小為（），電勢為（）。答案：（0）；（）；（）；（）17）均勻電場的電場強度為，．則通過一半徑為R的閉合半球面的電場強度通量為（）。答案：（0）18)靜電場力做功與（）無關，靜電場力是（）。靜電場力的功等于（）。答案：(路徑)；（保守力）；（電勢能增量的負值）7、問答題：1）什么是氣體栓塞？臨床工作時為什么要注意避免氣體進入血管？，答案：當液體在細管中流動時，若管中有氣泡，會由于其附加壓強而使液體流動受阻，氣泡多時會發(fā)生阻塞，這種現(xiàn)象叫做氣體栓塞。臨床工作時要注意避免氣體進入血管是為了避免發(fā)生氣體栓塞現(xiàn)象。若有少量氣體進入血管，則有可能形成氣泡而阻塞局部細小血管，嚴重時可導致血液循環(huán)中斷而危及生命。2）當人體處于平臥位時，為什么心臟的動脈壓稍大于頭部的動脈壓？答案：人體平臥時頭部的動脈壓會稍低于心臟的動脈壓，是因為血液是粘性流體，對于水平等截面管只有當兩端有壓強差時才能克服內(nèi)摩擦力，使其在管中做穩(wěn)定流動。3）為什么測血壓時常選手臂處作為測量部位？答案：當流體在粗細均勻管中流動時流速不變，由伯努利方程可知，高處壓強小，低處壓強大。因此測量血壓要注意體位和測量部位。心臟的血壓是一定的，而手臂與心臟同高，故常選作為測量部位。5)超聲檢查時，為什么要在探頭和皮膚表面之間涂抹油類或液體耦合劑？答案：油類或液體耦合劑的聲阻與肌肉的聲阻相差較小，涂抹后超聲波通過探頭由耦合劑進入人體，能使進入人體的超聲強度很大以便于檢查。而空氣與肌肉的聲阻相差很大，若不涂抹耦合劑，則超聲會絕大部分反射，導致進入人體的超聲強度非常小。8、計算題1）如圖（A）表示的是勻質(zhì)圓盤制成的滑輪（質(zhì)量m、半徑R）經(jīng)纏繞的輕繩在常力F的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動，圖（B）表示同樣的定滑輪經(jīng)纏繞的輕繩在質(zhì)量為m0的砝碼的重力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動，不計摩擦，且F＝m0g。①求兩種情況下定滑輪的角加速度，哪種情況的角加速度大？②求（B）圖中繩的張力；=3\*GB3③若已知（B）圖中定滑輪由靜止開始轉(zhuǎn)動，求t時刻定滑輪邊緣一點的速率V和加速度的大小。解：①圖（A）的定滑輪是在常力矩作用下的定軸轉(zhuǎn)動問題。力矩M=FR，根據(jù)轉(zhuǎn)動定律得：圖（B）選重力G的方向為坐標軸的正方向（如右圖），設繩的張力大小為T，將滑輪與砝碼隔離成兩部分，則有：聯(lián)立求解得：顯然>，其原因是砝碼也在加速運動，使得T小于m0g②繩的張力為：=3\*GB3③t時刻定滑輪邊緣一點的速度：切向加速度法向加速度t時刻圓盤邊緣一點的加速度的大小：2）用旋轉(zhuǎn)矢量圖示法作圖求出下列幾組同方向、同頻率簡諧振動合成后的合振動的振幅和初相位，并寫出合振動的表達式。解答：①作矢量圖示1。由圖1得合振動的振幅為，初相位為，合振動的表達式為：②作矢量圖示2。由圖2得合振動的振幅為，初相位為，合振動的表達式為③作矢量圖示3。由圖3得合振動的振幅為，，所以初相位為，合振動