《医学影像物理学》1-9章课后习题答案(精心整理)
医用物理学课后习题参考答案
医⽤物理学课后习题参考答案医⽤物理学课后习题参考答案第⼀章1-1 ① 1rad/s ② 6.42m/s1-2 ① 3.14rad/s - ② 31250(3.9310)rad π? 1-3 3g =2l β 1-4 1W=g 2m l 1-5 ① 22k E 10.8(1.0710)J π=? ② -2M=-4.2410N m ??③ 22W 10.8(1.0710)J π=-?1-6 ① 26.28rad/s ② 314rad ③ 394J ④ 6.28N1-7 ①ω② 1g 2m l 1-8 ① =21rad/s ω② 10.5m/s1-9 ① =20rad/s ω② 36J ③ 23.6kg m /s ?1-10 ① 211=2ωω②1=-2k k1E E ? 1-11 =6rad/s ω 1-12 12F =398F 239NN = 1-13 ① 51.0210N ? ② 1.9%1-14 ① 42210/N m ? ② 52410/N m ?1-15 ① -65m(510)m µ? ② -31.2510J ?第三章3-1 -33V=5.0310m ?3-2 ① 12m/s ② 51.2610a P ?3-3 ① 9.9m/s ② 36.0m3-4 ①-221.510;3.0/m m s ? ② 42.7510a P ? ③粗处的压强⼤于51.2910a P ?时，细处⼩于P 0时有空吸作⽤。
3-5 主动脉内Re 为762～3558，Re <1000为层流，Re >1500为湍流， 1000< Re <1500为过渡流。
3-6 71.210J ? 3-7 0.77m/s3-8 ①3=5.610a P P ?? ②173=1.3810a P s m β-③-143Q=4.0610/m s ?3-9 0.34m/s 3-10 431.5210/J m ?第四章4-1 -23S=810cos(4t )m 2ππ?+ 或-2-2S=810cos(4t-)m=810sin 4t 2πππ??4-2 ① ?π?= ② 12t=1s S 0,S 0==当时， 4-3 ① S=0.1cos(t-)m 3ππ②5t (0.833)6s s ?= 4-4 ①-2S=810cos(2t-)m 2ππ? ② -2=-1610s in(2t-)m/s 2v πππ?;2-22a=-3210cos(2t-)m/s 2πππ?③k E =0.126J 0.13J;F=0≈.4-5 ①max =20(62.8)m/s v π②242max a =4000 3.9410m/s π=? ③22321E=m A =1.9710J=200J 2ωπ? 4-6 ①2A 5.010,=4,T=0.25,=1.25m Hz s m νλ-=?② -2S=5.010cos8(t-)0.5x m π?4-7 ①S=0.10cos (-)0.10cos 0.2(-)522x x t m t m ππ= ②S=-0.10m4-8 ①=60,=1.0Hz m νλ② -2S=5.010cos120(-)60x t m π? 4-9 ①1s ?π-=②2A 6.010,=20,T=0.1,=0.2,c 2.m s m m/s ωπλ-=?= 4-10 ①22-31=A =25.44J m 2ερω? ②328.4210W m -?? 4-11 ① 0 ② 2A4-12 ①-39.1210a P ? ②-9E=1.6510J ?4-13 ① 889.9 ② 0.54-14 ① -621.010W m -?? ② -61.010W ?4-15 2=0.054 5.410v m/s m/s -=?第五章5-1 ①71.110a P ? ②67.0810a P ?5-2 ① 2534.8310m -? ② -9=2.7310;9d m ?倍。
医药物理学课后习题答案解析
《医药物理学》课后计算题答案第一章1-8 在边长为2.0×10-2m 的立方体的两平行表面上，各施加以9.8×102N 的切向力，两个力方向相反，使两平行面的相对位移为1.0×10-3m ，求其切变模量？解：由切应力S F =τ和切应变d x ∆γ=的关系式γτ=G 可得切变模量为2732222109.4100.1)100.2(100.2108.9----⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==mN x S Fd G ∆ 1-9有一根8.0m 长的铜丝和一根4.0m 长的钢丝，横截面积均为0.50cm 2。
将它们串联后加500N 的张力，求每根金属丝的长度改变了多少？解：由于是串联，铜丝和钢丝受力均为500N ，由杨氏模量l S Fl l l S F E ∆∆εσ00//===可得长度的改变量SEFl l 0=∆，代入求得 铜丝的长度改变量为0.727mm m 107.27101.1100.585004-114-铜=×=××××==0SE Fl l Δ 钢丝的长度改变量为0.2mm m 102102100.545004-114-钢=×=××××==0SE Fl l Δ 1-10 试计算横截面积为5.0cm 2的股骨：（1）在拉力作用下骨折将发生时所具有的张力。
（骨的抗张强度为1.2×108Pa ） （2）在4.5×104N 的压力作用下它的应变。
（骨的杨氏模量为9×109Pa ） 解：（1）骨的抗张强度就是骨折将发生时所受的应力SFσ=，则所受的张力为 N S σF 44810×6=10×5×10×2.1==（2）有εσE =可知其应变01.0=×9××510×5.4==/==494-1010SEF E S F E σε1-11设某人下肢骨的长度约为0.60m ，平均横截面积6.0cm 2，该人体重900N 。
医学影像物理学试题及答案
医学影像物理学试题及答案第一章 X 射线物理1-1 产生X 射线需要哪些条件？答：这个题目实际上把高速电子轰击靶产生X 射线这一事实在条件上予以明确。
首先要有产生电子的阴极和被轰击的阳极靶，电子加速的环境条件即在阴极和阳极间建立电位差，为防止阴极和阳极氧化以及电子与中性分子碰撞的数量损失，要制造压强小于4-Pa 的真空环境，为此要有一个耐压、密封的管壳。
1-2 影响X 射线管有效焦点大小的因素有哪些？答：影响有效焦点大小的因素有：灯丝大小、管电压和管电流、靶倾角。
1-3 在X 射线管中，若电子到达阳极靶面的速度为1.5⨯810ms -1，求连续X 射线谱的最短波长和相应的最大光子能量。
答：此题的思路是由动能公式221v m 求出电子的最大动能，此能量也是最大的光子能量，从而求出最短波长。
但当速度可与光速c=3⨯810ms -1相比较时，必须考虑相对论效应，我们可以用下面公式求出运动中电子的质量kg 3023122010052.1)2/1(11011.9/1--⨯=-⨯=-=c m m e vkeV 8.731018.1)105.1(10052.121211428302max =⨯=⨯⨯⨯⨯==--J m h e v ν nm 0169.0max min ==νλh hc此题的结果告诉我们，管电压为73.8KV。
反过来，如果知道管电压，求电子到达阳极靶表面的电子速度时，同样需要考虑相对论效应。
1-4 下面有关连续X射线的解释，哪些是正确的？A．连续X射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果；B．连续X射线是高速电子与靶物质的原子核电场相互作用的结果；C．连续X射线的最大能量决定于管电压；D．连续X射线的最大能量决定于靶物质的原子序数；E．连续X射线的质与管电流无关。
正确答案：B、C、E1-5 下面有关标识X射线的解释，哪些是正确的？A．标识X射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果；B．标识X射线的质与高速电子的能量有关；C．标识X射线的波长由跃迁电子的能级差决定；D．滤过使标识X射线变硬；E．靶物质原子序数越高，标识X射线的能量就越大。
医用物理学课后习题答案
医用物理学课后习题答案This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.习题三第三章流体的运动3-1 若两只船平行前进时靠得较近，为什么它们极易碰撞答：以船作为参考系，河道中的水可看作是稳定流动，两船之间的水所处的流管在两船之间截面积减小，则流速增加，从而压强减小，因此两船之间水的压强小于两船外侧水的压强，就使得两船容易相互靠拢碰撞。
3-6 水在截面不同的水平管中作稳定流动，出口处的截面积为管的最细处的3倍，若出口处的流速为2m·s-1，问最细处的压强为多少?若在此最细处开一小孔，水会不会流出来。
(85kPa)3-7 在水管的某一点，水的流速为2m·s-1，高出大气压的计示压强为104Pa，设水管的另一点的高度比第一点降低了1m，如果在第二点处水管的横截面积是第一点的1／2，求第二点处的计示压强。
(13．8kPa)3-8 一直立圆柱形容器，高，直径，顶部开启，底部有一面积为10-4m2的小孔，水以每秒×10-4m3的快慢由水管自上面放人容器中。
问容器内水面可上升的高度(0．1；11．2s．)3-9 试根据汾丘里流量计的测量原理，设计一种测气体流量的装置。
提示：在本章第三节图3-5中，把水平圆管上宽、狭两处的竖直管连接成U形管，设法测出宽、狭两处的压强差，根据假设的其他已知量，求出管中气体的流量。
解：该装置结构如图所示。
3-10 用皮托管插入流水中测水流速度，设两管中的水柱高度分别为5×10-3m和×10-2m，求水流速度。
·s-1)3-11 一条半径为3mm的小动脉被一硬斑部分阻塞，此狭窄段的有效半径为2mm，血流平均速度为50㎝·s-1，试求(1)未变窄处的血流平均速度。
·s—1)(2)会不会发生湍流。
(不发生湍流，因Re = 350)(3)狭窄处的血流动压强。
医用物理学课后练习题含答案
医用物理学课后练习题含答案
一、选择题
1.根据X射线照片的特征，下列哪项不是纤维样肺病的特点？
A. 肺门淋巴结增大
B. 双侧肺内网状磨玻璃影
C. 肺内斑片状高密度影
D. 胸腔积液或纤维化
答案：C
2.以下哪一项不属于CT扫描的基本步骤？
A. 选择适当的切面
B. 调节层厚
C. 选定切片
D. 光电转换
答案：D
3.下列哪项不是真空吸引原理的应用之一？
A. 针灸吸气
B. 饲喂牛奶
C. 飞机起重
D. 吸尘器清洁
答案：C
二、判断题
1.医用CT扫描仪的X射线灵敏度越高，获得的图像越清晰。
正确或错误？答案：错误
2.超声波在医学影像中的应用局限在脑部、肺部和心脏等重要脏器。
正确或错误？答案：错误
三、简答题
1.请简要描述核磁共振成像（MRI）的原理。
MRI成像是通过对人体进行高频电磁信号的照射，使人体内的原子产生共振吸收，产生电磁信号，接受信号后通过计算机循环分析，还原出高清晰度的图像。
MRI不仅可以观察软组织，对于脑、胸部和腹部等部位的对比度也非常好。
2.什么是加速器放射治疗？请谈一谈这种治疗方法的优势和不足。
加速器放射治疗是利用高能量的电子或X射线照射到肿瘤组织上面，对肿瘤细胞的DNA分子进行破坏而达到治疗的目的。
它的优点在于能够高度精确地定位到病变组织，从而减少对正常组织的影响，同时可控性也很高，能够精确调节剂量。
其不足之处在于，辐射剂量会对周围的正常细胞造成影响，从而引起其他症状和并发症，同时，这种治疗也需要高昂的费用支持，对于较为贫困的地区来说治疗难度较高。
医用物理学第09章_课后习题解答
a(
Z 2 Z 1 2 1.48 10 6 415 2 ) ( ) ≈0.999=99.9% Z 2 Z1 1.48 10 6 415
-2
9-7 某声音的声强级比声强为 10-6 W·m
的声音的声强级大 10dB 时，问此声音的声强是
多少? 解: 由声强级公式可知，声强为 10-6 W·m -2 的声音的声强级为
a1 (
Z 2 Z1 2 1524 10 3 0.41 10 3 2 ) ( ) ≈0.999=99.9% Z 2 Z1 1524 10 3 0.41 10 3 Z3 Z2 2 5571 10 3 1524 10 3 2 ) ( ) ≈0.325=32.5% Z3 Z2 5571 10 3 1524 10 3
fd
v v 10 f0 f0 500 Hz≈15Hz cv c 344
若火车驶向地面接收者，听到的频率 f 1 为 f 1 =f 0 +f d =（500+15）Hz=515Hz 若火车驶离地面接收者，听到的频率 f 2 为 f 2 =f 0 -f d =（500-15）Hz=485Hz 9-12 蝙蝠在洞中飞来飞去，它发出频率为 38000Hz 的超声，在一次朝着表面垂直的墙壁飞 行期间，它的运动速度为空气中声速的
f
3 10 8 c 6 1014 Hz≈5.5×1014 Hz f0 cv 3 10 8 3 10 7
9-11 火车以 10m·s -1 的速度行驶，机车鸣笛，其振动频率为 500Hz，求车厢中的旅客和站 在铁轨附近的人所听到汽笛声的频率各是多少? 解: 对于车厢中的旅客来说，他们相对火车是静止的，所以他们听到汽笛声的频率不会发生 变化，就是 500Hz。 对于地面上的人来说， 当火车向他迎面驶来时， 声源的运动速度为 v=10m· s -1 ， f 0 =500Hz， -1 c=344m·s ，这时产生的多普勒频移 f d 为
医学影像物理学答案
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第一章X 射线物理1-2影响X 射线管有效焦点大小的因素有哪些?答：影响有效焦点大小的因素有：灯丝大小、管电压和管电流、靶倾角。
1-3在X 射线管中，若电子到达阳极靶面的速度为1 .SxlO'ms 4,求连续X 射 线谱的最短波长和相应的最大光子能量答：此题的思路是由动能公式”求出电子的最大动能，此能量也是最大的光子能量，从而求岀最短波长。
但当速度可与光速c=3xlO 8ms-'相比较时，必 须考虑相对论效应，我们可以用下面公式求出运动屮电子的质量詁心十m2苗。
心廿尸"El(TS73.8keVMO 0.5cm 的铝将单能X 射线强度衰减到46.7%,试求该光子束的HVL.答：此题是衰减规律的简单应用。
根据衰减规律I = I 。
严，可知：46.7%Z 0 =,从而求得线性衰减系数“ =1.523cm'1再根据半价层HVL 与线性衰减系数“的关系：HVL-ju = 0.693 ,得:HVL=0.455cmAl1- 11质量衰减系数、质能转移系数和质能吸收系数三者间的区别和联系怎样？ 答：X 射线光子与吸收物质发生相互作用吋，一般情况下，光子的一部分能 量以散射辐射的方式从吸收体中辐射掉，另一部分转化为高速电了或止电了的动 能。
质量衰减系数出表示入射X 射线与物质相互作用的总概率，它包括所冇可 P 能发生的相互作用的概率之和。
质能转移系数鱼表示相互作用过程中光子能量 P 转移给带电粒子的那部分份额的总和。
不过，由于光核反应及其它一些过程的发 生概率很小，因而带电粒了的能量主要来口光电效应、康普顿效应和电了对效应 三个主要过程。
传递给带电粒子的能量，其中又有一部分转移成韧致辐射。
质能 叫=/叫二 71 - v~ /c~ = 9 11xiQ-31_1 052xiQ _3()kg Jl —(1/2)2 入亠= 0.0169nmhv max吸收系数如表示扣除韧致辐射后，光了交给带电粒了的能量用于造成电离、激P 发，从而真止被物质吸收的那部分能量所占的份额。
医学影像物理学课后答案
第一章普通X射线影像(一 )单项选择题1．伦琴发现 X 射线是在A．1895 年B．1795 年C．1695 年D．1885 年E．1875 年2．关于 X 射线的产生，下述哪项不正确A ．需要有自由电子群的发生B．电子群的高速由阴极向阳极行进C．绝大部分(99％以上)动能转变为X 线D．高速电子流突然受到阻挡E．同时产生了大量的热能3．标识 X 射线的波长仅取决于A ．阳极靶物质B．管电压C．管电流D．灯丝温度E．阴极材料4．X 线管是A ．真空荧光管 B．真空二极管 C．真空五极管 D．真空四极管 E．真空三极管5．产生标识 X 射线的最低激发电压U 必须满足的关系是A ．eU≥W B．eU≤W C． eU≈ W D ．eU≠ W E．eU∝W6．下列关于 X 射线的本质的描述，正确的是A ．只有 X 射线管球才能产生 X 线 B. 凡是 X 射线都可用于影像诊断 C． X 射线是一种波长很短的电磁波 D．比红外线波长长 E．波长范围为 5～ 10 nm 7．对于给定的靶原子，各线系的最低激发电压大小排列顺序为A. U K> U L>U M B．U K < U L < U M C. U K > U M > U L D．U K < U M < U L E．U K = U L= U M8．焦片距对成像的影响A. 与半影大小成正比B．与半影大小无关C．与所用 X 线量成反比D．与所用 X 射线量成正比 E.近距离投照，焦片距为20~35cm9．X 射线的特性，下列哪项在临床上的应用最不重要A ．电离效应B．荧光效应C．穿透性D．摄影效应E．以上都不是10． X 射线成像的基础基于A ．荧光效应B．感光效应C．电离效应D．生物效应E．穿透性11．透视检查的基础基于A ．荧光效应B．感光效应C．电离效应D．生物效应E．穿透性12． X 射线摄影的基础基于A ．荧光效应B．感光效应C．电离效应D．生物效应E．穿透性13．X 射线产生过程中，电子高速运动所需能量主要取决于A ．靶物质原子序数B．管电流C．管电压D．旋转阳极转速E．灯丝焦点大小14．下列哪种说法是不正确的A ．X 射线图像由不同灰度影像构成B．X 射线影像不会发生形状失真C．X 射线束是锥形束投射的D．X 射线影像有一定放大效应E．X 射线影像可产生伴影15．在产生通常诊断条件下的X 射线时，大部分的能量都转化为热能，产生X射线的能量只占A．1％B． 5％C． 0.1％D．0.2％E．0.5％16．医用胶片最常用的感光物质是A ．氯化银B．溴化银C．碘化银D．氯化银 +碘化银E．溴化银 +碘化银17．不属于 X 射线装置的是A ．X 线管B．变压器C．操作台D．检查床E．光学照相机18．影响 X 射线强度的因素，正确的是A ．X 射线强度与管电压成正比B．X 射线强度与管电压成反比C．X 射线强度与靶物质原子序数成反比D．管电流与产生的 X 射线光子数量成反比E．X 射线强度与 X 射线波长成正比19． X 射线应用于临床诊断的基本原理不包括A ．穿透性B．荧光作用C．感光作用D．电离作用E．摄影作用20．影像诊断的主要依据和信息来源是A ．病史B．体征C．图像D．病理结果E．检验结果21． X 射线管球中的阴极产生大量的自由电子是通过A. 高电压、小电流 B．低电压、大电流 C．只需电流 D．低电压、小电流E．高电压、大电流22．下列 X 射线产生的基本条件，哪项不对A ．电子云 B．旋转阳极 C．高度真空 D．电子高速运动 E．高速电子骤然减速23．连续 X 射线的总强度可用下面哪个公式近似表示总 =K·Z·i·U m．2m．2·m．总=K·i·U m．总A. I B总=K·Z ··总 =K·Z·iI i U C I U D I E I=K·Z·i·U24． X 射线产生过程中，电子高速运动所需能量主要取决于A·管电压 B．管电流 C．灯丝焦点大小 D．旋转阳极转速 E．靶物质原子序数25．在 X 射线诊断工作中，在附加滤过一定时，常用什么来间接描述X 射线的质A ．X 射线管的管电压的毫安数B．X 射线管的管电压的千伏值C．X 射线管的管电流的毫安数D．X 射线管的管电流的千伏值E．以上都不是26．在 X 射线管内产生 X 射线时，大部分转换为热能，其中转换为X射线者仅为A ．1％以下B．2％以下 C． 3％以下D． 4％以下E．5％以下27．根据薄靶产生 X 射线的空间分布特点，在管电压较低时，利用A ．反射式靶 B．穿透式靶 C．散射式靶 D．阳极靶 E．电子靶28．哪些投照部位需加用滤线器A ．手 B．足 C．头部 D．大腿 E．上臂29．根据薄靶产生 X 射线的空间分布特点，在管电压较高时，利用A ．反射式靶 B．穿透式靶 C．散射式靶 D．电子靶 E．以上都不是30．高能电子束冲击薄靶时产生的X 射线A ．集中向前方， X 射线束变窄B．集中向后方， X 射线束变窄C：集中在与电子束成垂直的方向上D．沿着电子束方向上 X 射线强度相对较小E．以上结论都不是31．下列旋转阳极特点，错误的是A ．功率大 B．有效焦点面积小 C．曝光时间短 D．散热能力强 E．造价相对高32．目前在 X 射线诊断技术中， X 射线的能量范围是A ．10～ 300 MeV B．20～400 keV C．20～ 300 MeV D ．20～ 300keV E．10～300keV33．下列哪项表述是错误的A ．X 射线不是电磁波 B． X 射线波长范围为 0.000 6～50 nm C．X 射线居γ射线与紫外线之间 D．X 射线具有强穿透力 E． X 线比可见光的波长短34．总截面σ与吸收截面σa、散射截面σs和电子偶截面σe间的关系A.σ=σa- σs+σeB. σ=σa+σs- σe C．σ=σa- σs- σe D．σ=σa+σs+σe E．σ≈σa+σs+σe35．乳腺检查，应用A ．体层摄影B．软 X 射线摄影C．放大摄影D．荧光摄影 E. 普通摄影36.散射波线波长的改变量Δλ =0，λ与康普顿波长λ0及散射角θ有以下关系A. Δλ0=(1+cosλθ)B. Δλ =20(1λ- cosθ) C．Δλ =0λ(1- 2cosθ) D．Δλ =0λ(1+2cosθ) E．Δλ =0λ(1- cosθ)37．下列关于造影剂的表述，哪项是错的误A ．分高、低密度对比剂两类B．钡剂为常用造影剂C．碘为常用造影剂 D．水溶性碘对比剂只有离子型E．低密度对比剂多为气体，如二氧化碳38．吸收 X 射线能力最强的组织结构是A ．肌肉B．脂肪C．骨骼D．肺组织E．肝脏39． X 射线透视的优点，下述哪项不正确A ．可直接观察器官的活动功能B．费用低廉C．可观察身体组织的细微变化 D．操作简单，立即可得结果 E．可任意旋转病人的体位，从不同角度上进行观察40．下列关于软 X 射线技术的描述，错误的是A ．用钼靶管球 B．用钨靶管球 C．投照时通常使用单面增感屏 D．管电压 40 kV 左右 E．为减少散射线， X 线管窗口通常加薄铜板或铝板41．关于高千伏摄影哪项是错误的A．指用 80 kV 以上电压摄影 B．观察肺间质性病变比普通平片好 C．目前多采用 120～140 kV 摄影 D．要求毫安秒相对要低 E．主要用于观察肺实变或胸腔积液内有无肿块性病变42．下列关于 X 射线检查的叙述，哪项是错误的A ．缺乏自然对比的组织或器官，可采用人工对比B．体层摄影属于特殊检查 C．软 X 射线摄影采用钨靶管球发射 X 射线 D．普通检查包括荧光透视和摄影E．自然对比和人工对比是 X 线检查的基础43。
(完整版)医学影像学习题答案
医学影像学习题 第一部分 放射部分 第一节 总论一、 名词解释：1、X- 线的穿透效应X 线具有穿透物质的能力2、 x 线的荧光效应X 线可以激发荧光物质产生可见光的能力，是 X 线透视的基础。
3、 x 线的摄影效应X 线可以使胶片感光的能力，是常规线平片的基础。
4、 X 线的电离效应X 线可以使周围物质电离的能力，它是 X 线防护和 x 线治疗的基础。
5、流空效应心血管内的血液由于流动迅速， 使发射 MR 信号的氢质子离开接受范围而测不到 MR 信号。
单项选择题：1、 X 线发现于（ A ）年4、 X 线成像中哪一个因素与其无关（ B ） A 穿透性 B 电离效应C 荧光效应D 摄影效应5、影像密度同下面那个因素无关 （D ）A 物质密度B 物体的厚度C 物体的原子种类D 物体的面积6、下面关于造影剂的说法那相不正确（ D ）A 造影剂分为高密度和低密度造影剂B 造影剂分为离子型和非离子型C 医用硫酸钡是常用的消化道造影剂D 3DTOF 法显示血管是利用造影剂实现7、下面关于 X 线的特性哪项不正确（ B ）A X 线是一种电磁波B X 线具有空间效应C X 线具有穿透效应D X 线具有生物效应8、下面 CT 的分类错误的是（ C ）A 普通 CTB 螺旋 CTC ECTD 电子束 CT9、 CT 图像不具有（ B ）A 密度分辨率高B 空间分辨率高C 横断面图像无重叠D 可行定量分析10、 MRI 主要设备不包括（ C ）A 磁体B 梯度线圈 A 1895 B 1900 2、 X 线胶片呈白色改变（ A 说明有金属银沉淀C 金属银沉淀的多 3、 透视下荧光屏上亮说明 A X 线穿透的少 C X 线穿透的多 C 1865D 1899B ）B 没有金属银沉淀D 金属银沉淀的少C ）B X 线不能穿过D X 线不能转换为荧光C X 线球管D 射频脉冲发射机三、问答题：1、请简述医学影像学的主要成像技术普通线平片、透视及造影检查数字X 线成像技术CT 检查技术MRI 检查技术USG 检查技术介入放射学ECTY 闪烁成像PETSPECT2、简述X 线平片图像的特点3、简述CT 图像的特点A 密度分辩力高：最大优点，检出微小的X 线吸收差异。
人卫4版医学影像物理学(附答案)
医学影像物理学第一章X射线物理一：名词解释1.实际焦点：灯丝发射的电子，经聚焦加速后撞击在阳极靶上的面积称为实际焦点。
2.有效焦点：X射线管实际焦点的投影称为有效焦点。
3.X射线强度：是指单位时间内通过垂直于X射线传播方向上的单位面积上的光子数量与能量乘积的总和。
4.足跟效应（阳极效应）：愈靠近阳极，X射线强度下降愈多的现象。
5.光电效应：X射线光子与物质原子的轨道电子发生相互作用，把全部能量传递给这个电子，电子挣脱原来束缚成为自由电子。
原子的电子轨道出现一个空位而处于激发态，它将通过发射特征X射线或俄歇电子的形式很快回到基态，这个过程称为光电效应。
6.康普顿效应：当入射X射线光子和原子内一个轨道电子发生相互作用时，光子损失一部分能量并改变运动方向，电子获得能量而挣脱原子，这个过程称为康普顿效应。
7.电子对效应：当X射线光子从原子核旁经过时，在原子核库仑场的作用下形成一对正负电子，这个过程称为电子对效应。
8.X射线的质（线质）：表示X射线的硬度，即穿透物质本领的大小。
二：简答1.产生X射线需要哪些条件？电子源、高速电子流、X射线靶。
2.影响X射线管有效焦点大小的因素有哪些？靶倾角θ、实际焦点长度A。
3.影响X射线能谱的因素：(1)从阴极向阳极加速的电子不是都具有峰值动能，这与整流和高压发生器的类型有关。
(2)诊断X射线管靶相对比较厚。
(3)低能的X射线更容易被靶自身吸收。
(4)外部滤过几乎总是加在X射线管组件上，这些附加滤过会选择性的从线束中滤掉低能X射线。
4.影响X射线强度的因素：（1）靶物质的原子序数（2）管电流（3）管电压（4）过滤物质5.X射线与物质相互作用的类型：主要类型：光电效应，康普顿效应，电子对效应。
次要类型：有相干散射，光核反应等。
6.产生硬X射线和软X射线需要哪些条件？硬X射线：管压U增大、靶原子序数增大、滤过物质增大。
软X射线：管压U减小、靶原子序数减小、X射线管壁薄。
三：计算题：1.X射性管，管电压10kV，求最短波长。
影像课后参考答案(1)
超声7-2解：平均功率W(平)=200*3*10-4=0.06W峰值功率W=W(平)/S= W(平)Tr/τ=180W7-3解：（1）Pm=(2ρcI A)-1/2=5.48*105Pa（2）P=2Pm=1.1*106Pa7-4解：α=H/20xlge=100/20*0.5*lge=0.23dB/cm7-5近场沿发射方向有声压极大值和极小值交错分布，且非等周期。
基本为平行束。
远场声压单值、非线性衰减，距离较大时，呈线性衰减。
声束明显发散。
7-7解：在水中的近场长度和半扩散角分别是0.167m,8.63°8-10 A型与M型都是通过扫描实现距离展开，A型超声诊断为幅度调制型，M型超声改幅度显示为辉度显示，B型与M型都是辉度显示，但B型得到的是脏器或病变的二维断层图像，B型和M型的主要差别在于声线扫描的产生与显示器上对应的断层图像的形成。
M 型帧扫描加的是一个与时间成线性关系的慢变化，它的变化速率只摹能使心脏等器官的动态状况显示清楚即可；而B超的帧扫描则一定要和声线的实际位置严格对应，否则显示的断层图像就会失真，无法根据断层图像来确定组织的相应位置。
8-11有利于增加近场长度、减少扩散角、改善空间分辨力、提高图像质量，但也会使声束在介质中的衰减增大、限制探测深度。
8-12解：D=1/2cτ=0.5*1500*2*10-6=1.5mmX射线物理1-1首先要有产生电子的阴极和被轰击的阳极靶：在阴极和阳极件的高压直流点，为防止阴极和阳极氧化以及电子与中性分子碰撞的数量损失，要制造压强小于10-4Pa的真空环境，为此要有一个耐压、密封的管壳。
1-2影响有效焦点大小的因素有：灯丝大小、管电压和管电流、靶倾角1-3m e=m o/(1-v2/c2)1/2=9.11*10-31/(1-0.52)1/2=1.052*10-31kghv=1/2m e v2=1.18*10-14J=73.8keVλmin=hc/hv max=0.0169nm1-4BCE1-5ACE1-6电子轰击阳极靶产生的X射线的形状主要由管电压、靶倾角和固有滤过决定。
医用物理学第09章_课后习题解答
fd
v v 10 f0 f0 500 Hz≈15Hz cv c 344
若火车驶向地面接收者，听到的频率 f 1 为 f 1 =f 0 +f d =（500+15）Hz=515Hz 若火车驶离地面接收者，听到的频率 f 2 为 f 2 =f 0 -f d =（500-15）Hz=485Hz 9-12 蝙蝠在洞中飞来飞去，它发出频率为 38000Hz 的超声，在一次朝着表面垂直的墙壁飞 行期间，它的运动速度为空气中声速的
2 1 Pm 可得声压 2 Z
I=1W·m -2 。查表得空气的声阻抗 Z 为 400kg·m -2·s -1 （20℃） ，由 I 幅值为
Pm 2 IZ 2 1 400 P N·m -2 ≈28.3Pa
②已知面积 S=0.55×10-4 m 2 ，由 F=P·S 的关系，可得耳鼓膜口最大作用力为 F m =P m ·S=28.3×0.55×10-4 N=1.6×10 -3 N 9-6 20℃时空气和水的声阻抗分别为 415 和 1.48×106 kg·m -2 ·s -1 ，计算声波由空气垂直 入射到水面上时的声强反射系数。 解: 已知 Z 1 =415kg·m -2·s -1 ，Z 2 =1.48×106 kg·m -2·s-1 ，将它们代入声强反射系 数公式得
由 fd
2v cos f 0 可得 c
v fd c 2 cos f 0 500 1500 2 3 2.8 10 6 2
m·s -1
≈-0.155m·s -1 =-15.5cm·s -1 式中负号表示血流背离探头方向运动。 9-15 什么叫听阈和痛阈?人耳对声音的反应主要决定于哪两个因素?听觉区域是由哪四条线 围成的?并指出听阈最敏感的频率范围? 答: ①能引起听觉的最低声强叫听阈，人耳能够忍受的最高声强叫痛阈，每一个给定的可听 频率都有相应的听阈和痛阈。 ②人耳对声音的反应主要决定于两个因素:一是声波的强度，二是声波的频率。③人耳的听 觉区域是由听阈线、痛阈线、20Hz 线、20000Hz 线所围成的。④人耳最敏感的听阈频率为 1000～5000Hz。 9-16 超声波是机械波还是电磁波?它有哪些特性?与物体有哪三种主要作用? 答: 超声波是一种机械波。它的特性主要有:①方向性好;②能量大;③贯穿液体或固体的 能力较强;④在不同介质的分界面有显著的反射。它与物质的作用主要有以下三种:①机械作 用;②空化作用;③热作用。 9-17 设某超声波的频率为 5MHz，进入人体的软组织，求:①它的波长;②在 20cm 的软组织 中往返一次所需要的时间。 解: ①已知 f=5MHz=5×10 6 Hz，查表可知波速 c=1540m·s -1 ，由 c=λf 可得该超声波的波 长为
医用物理学课后习题参考答案解析
医用物理学课后习题参考答案解析-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN医用物理学课后习题参考答案第一章1-1 ① 1rad/s ② 6.42m/s1-2 ① 3.14rad/s - ② 31250(3.9310)rad π⨯ 1-3 3g =2l β 1-4 1W=g 2m l 1-5 ① 22k E 10.8(1.0710)J π=⨯ ② -2M=-4.2410N m ⨯⋅③ 22W 10.8(1.0710)J π=-⨯1-6 ① 26.28rad/s ② 314rad ③ 394J ④ 6.28N1-7 ① ω ② 1g 2m l 1-8 ① =21rad/s ω ② 10.5m/s1-9 ① =20rad/s ω ② 36J ③ 23.6kg m /s ⋅1-10 ① 211=2ωω ②1=-2k k1E E ∆ 1-11 =6rad/s ω 1-12 12F =398F 239NN =1-13 ① 51.0210N ⨯ ② 1.9%1-14 ① 42210/N m ⨯ ② 52410/N m ⨯1-15 ① -65m(510)m μ⨯ ② -31.2510J ⨯第三章3-1 -33V=5.0310m ⨯3-2 ① 12m/s ② 51.2610a P ⨯3-3 ① 9.9m/s ② 36.0m3-4 ①-221.510;3.0/m m s ⨯ ② 42.7510a P ⨯ ③粗处的压强大于51.2910a P ⨯时，细处小于P 0时有空吸作用。
3-5 主动脉内Re 为762～3558，Re<1000为层流，Re>1500为湍流， 1000< Re<1500为过渡流。
3-6 71.210J ⨯ 3-7 0.77m/s3-8 ①3=5.610a P P ∆⨯ ②173=1.3810a P s m β-⨯⋅⋅③-143Q=4.0610/m s ⨯3-9 0.34m/s 3-10 431.5210/J m ⨯第四章4-1 -23S=810cos(4t )m 2ππ⨯+或-2-2S=810cos(4t-)m=810sin 4t 2πππ⨯⨯4-2 ① ϕπ∆= ② 12t=1s S 0,S 0==当时，4-3 ① S=0.1cos(t-)m 3ππ ②5t (0.833)6s s ∆=4-4 ①-2S=810cos(2t-)m 2ππ⨯ ② -2=-1610s in(2t-)m/s 2v πππ⨯;2-22a=-3210cos(2t-)m/s 2πππ⨯③k E =0.126J 0.13J;F=0≈.4-5 ①max =20(62.8)m/s v π ②242max a =4000 3.9410m/s π=⨯③22321E=m A =1.9710J=200J 2ωπ⨯ 4-6 ①2A 5.010,=4,T=0.25,=1.25m Hz s m νλ-=⨯② -2S=5.010cos8(t-)0.5xm π⨯ 4-7 ①S=0.10cos(-)0.10cos 0.2(-)522x xt m t m ππ= ②S=-0.10m4-8 ①=60,=1.0Hz m νλ ② -2S=5.010cos120(-)60xt m π⨯ 4-9 ①1s ϕπ-=②2A 6.010,=20,T=0.1,=0.2,c 2.m s m m/s ωπλ-=⨯= 4-10 ①22-31=A =25.44J m 2ερω⋅ ②328.4210W m -⨯⋅ 4-11 ① 0 ② 2A4-12 ①-39.1210a P ⨯ ②-9E=1.6510J ⨯4-13 ① 889.9 ② 0.54-14 ① -621.010W m -⨯⋅ ② -61.010W ⨯ 4-15 2=0.054 5.410v m/s m/s -=⨯第五章5-1 ①71.110a P ⨯ ②67.0810a P ⨯5-2 ① 2534.8310m -⨯ ② -9=2.7310;9d m ⨯倍。
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第一章 X 射线物理1-1 产生X 射线需要哪些条件？答：这个题目实际上把高速电子轰击靶产生X 射线这一事实在条件上予以明确。
首先要有产生电子的阴极和被轰击的阳极靶，电子加速的环境条件即在阴极和阳极间建立电位差，为防止阴极和阳极氧化以及电子与中性分子碰撞的数量损失，要制造压强小于4-Pa 的真空环境，为此要有一个耐压、密封的管壳。
1-2 影响X 射线管有效焦点大小的因素有哪些？答：影响有效焦点大小的因素有：灯丝大小、管电压和管电流、靶倾角。
1-3 在X 射线管中，若电子到达阳极靶面的速度为1.5⨯810ms -1，求连续X 射线谱的最短波长和相应的最大光子能量。
答：此题的思路是由动能公式221v m 求出电子的最大动能，此能量也是最大的光子能量，从而求出最短波长。
但当速度可与光速c=3⨯810ms -1相比较时，必须考虑相对论效应，我们可以用下面公式求出运动中电子的质量 kg 3023122010052.1)2/1(11011.9/1--⨯=-⨯=-=c m m e v keV 8.731018.1)105.1(10052.121211428302max =⨯=⨯⨯⨯⨯==--J m h e v ν nm 0169.0maxmin ==νλh hc 此题的结果告诉我们，管电压为73.8KV 。
反过来，如果知道管电压，求电子到达阳极靶表面的电子速度时，同样需要考虑相对论效应。
1-4 下面有关连续X 射线的解释，哪些是正确的？A ．连续X 射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果；B ．连续X 射线是高速电子与靶物质的原子核电场相互作用的结果；C ．连续X 射线的最大能量决定于管电压；D ．连续X 射线的最大能量决定于靶物质的原子序数；E ．连续X 射线的质与管电流无关。
正确答案：B 、C 、E1-5 下面有关标识X 射线的解释，哪些是正确的？A ．标识X 射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果；B ．标识X 射线的质与高速电子的能量有关；C ．标识X 射线的波长由跃迁电子的能级差决定；D ．滤过使标识X 射线变硬；E ．靶物质原子序数越高，标识X 射线的能量就越大。
正确答案：A 、C 、E1-6 影响X 射线能谱的因素有哪些？答：电子轰击阳极靶产生的X 射线能谱的形状（归一化后）主要由管电压、靶倾角和固有滤过决定。
当然，通过附加滤过也可改变X 射线能谱的形状。
1-7 影响X 射线强度的因素有哪些？答：X 射线在空间某一点的强度是指单位时间内通过垂直于X 射线传播方向上的单位面积上的光子数量与能量乘积的总和。
可见，X 射线强度是由光子数目和光子能量两个因素决定的。
影响X 射线强度（量与质）的因素很多，主要有：增加毫安秒，X 射线的质不变、量增加，X 射线强度增加；增加管电压，X 射线的质和量均增加，X 射线强度增加；提高靶物质原子序数，X 射线的质和量均增加，X 射线强度增加；增加滤过，X 射线的质增加、但X 射线的量减少，X 射线强度减少；增加离X 射线源的距离，X 射线的质不变，X 射线的量减少，X 射线强度减少；管电压的脉动，X 射线的质和量均减少，X 射线强度减少。
1-8 原子放出X 射线前是静止的，为了保持活动不变，当它发射X 射线时，原子经历反冲。
设原子的质量是M ，X 射线的能量为h ν，试计算原子的反冲动能。
答：此题的关键在于利用X 射线的动量和能量的关系：c h p ν=。
根据动量守恒，可知：c h p M ν==v这样，原子的反冲动能2222)(21Mc h M ν=v1-9 X 射线摄影中，光电效应和康普顿效应对影像质量和患者防护各有何利弊？答：诊断放射学中的光电效应，可从利弊两个方面进行评价。
有利的方面，能产生质量好的影像，其原因是：①不产生散射线，大大减少了照片的灰雾；②可增加人体不同组织和造影剂对射线的吸收差别，产生高对比度的X 射线照片，对提高诊断的准确性有好处。
钼靶乳腺X 射线摄影，就是利用低能X 射线在软组织中因光电吸收的明显差别产生高对比度照片的。
有害的方面是，入射X 射线通过光电效应可全部被人体吸收，增加了受检者的剂量。
从全面质量管理观点讲，应尽量减少每次X 射线检查的剂量。
康普顿效应中产生的散射线是辐射防护中必须引起注意的问题。
在X 射线诊断中，从受检者身上产生的散射线其能量与原射线相差很少，并且散射线比较对称地分布在整个空间，这个事实必须引起医生和技术人员的重视，并采取相应的防护措施。
另外，散射线增加了照片的灰雾，降低了影像的对比度，但与光电效应相比受检者的剂量较低。
1-10 0.5cm 的铝将单能X 射线强度衰减到46.7%, 试求该光子束的HVL 。
答：此题是衰减规律的简单应用。
根据衰减规律x e I I μ-=0，可知：μ5.000%7.46-=e I I ，从而求得线性衰减系数=μ 1.523cm-1再根据半价层HVL 与线性衰减系数μ的关系：693.0=⋅μHVL ，得： HVL =0.455cmAl1-11 质量衰减系数、质能转移系数和质能吸收系数三者间的区别和联系怎样？答：X 射线光子与吸收物质发生相互作用时，一般情况下，光子的一部分能量以散射辐射的方式从吸收体中辐射掉，另一部分转化为高速电子或正电子的动能。
质量衰减系数ρμ表示入射X 射线与物质相互作用的总概率，它包括所有可能发生的相互作用的概率之和。
质能转移系数ρμtr 表示相互作用过程中光子能量转移给带电粒子的那部分份额的总和。
不过，由于光核反应及其它一些过程的发生概率很小，因而带电粒子的能量主要来自光电效应、康普顿效应和电子对效应三个主要过程。
传递给带电粒子的能量，其中又有一部分转移成韧致辐射。
质能吸收系数ρμen表示扣除韧致辐射后，光子交给带电粒子的能量用于造成电离、激发，从而真正被物质吸收的那部分能量所占的份额。
在数量上它们之间的关系为： νρμρμh E tr tr ⋅=， νρμρμh E en en ⋅=， ρμρμtr en g )1(-= 1-12 已知入射光子的能量为νh , 散射角为ϕ,试求散射光子的能量。
并分析低能入射和高能入射光子在90˚方向上光子散射的情况。
电子的静止能量为2e c m 。
答：由能量守恒和动量守恒，可得，散射光子能量ν'h 为： )cos 1(1ϕανν-+='h h α为入射光子能量h ν和电子的静止能量20c m 的比值，2e c m =0.511MeV 。
当090=ϕ时，ανν+='1h h 。
由于αα>+)1(，故αννh h <'=0.511MeV ，这说明，不管入射X 射线光子的能量有多高，090散射光子的能量最大不超过0.511MeV 。
1-13 X 射线在物质中的衰减规律x e I I μ-=0的适用条件是什么？ 答：x e I I μ-=0的适用条件是：单能、窄束、均匀物质。
1-14 若空气中各组分的质量百分比为氮75%，氧23.2%，氩1.3%，试计算在能量为20keV 光子作用下，空气的质量衰减系数。
已知氮、氧、氩的质量衰减系数分别为0.36、0.587、和8.31(12kg m-⋅)。
答：根据混合物或化合物的质量衰减系数公式：∑=ii i P )(ρμρμ来计算。
空气的质量衰减系数为：Ar Ar O O N N P P P )()()(ρμρμρμρμ++= =0.36×0.75+0.587×0.232+8.31×0.013=0.514(m 2/kg)第二章 X 射线影像2-1 X 射线信息影像形成的阶段是A ．X 射线透过被照体之后 B.X 射线照片冲洗之后C ．X 射线到达被照体之前 D.在大脑判断之后答：X 射线到达被照体之前，不具有物体信息。
X 射线透射出被照体时，由于被照体对X 射线的吸收衰减，使透射出的X 射线强度产生不均匀分布，由此形成X 射线信息影像。
正确答案：A2-2 X 射线照片图像形成过程中，起作用的是A. X 射线的穿透作用B. X 射线的荧光作用C. 被照体对X 射线吸收衰减的差异D. X 射线的光化学作用答：由于X 射线具有穿透作用，且不同的物体（组织）对X 射线的吸收衰减不同，使透射出物体（组织）的X 射线强度分布不均匀，携带了物体（组织）的信息，当其投照到胶片上后，X 射线的光化学作用使胶片形成潜影。
但因X 射线的光化学作用使胶片形成潜影的效率较低，利用X 射线荧光作用的增感屏得到广泛使用。
在增感屏/胶片系统中，胶片潜影的形成，来自X 射线光化学作用的贡献不足10%，其余为X 射线的荧光作用使增感屏发出的荧光的贡献。
正确答案：A 、B 、C 、D2-3 关于X 射线照片图像的形成，正确的说法是A ．X 射线透过被照体之后的透射线和散射线，照射到胶片上形成照片图像B ．X 射线照片图像是X 射线被被照体吸收与散射后形成的C ．X 射线照片图像是利用了X 射线的直进性D ．X 射线胶片接受到的散射线不形成图像答：由于被照体对X 射线的吸收衰减，使透射出的X 射线强度产生不均匀分布，由此形成X 射线信息影像，散射线对透射过被照体的X 射线的强度分布规律没有影响，因此，散射线不形成影像，只能给照片带来灰雾。
正确答案：B 、C 、D2-4 关于密度的定义，正确的说法是A. 密度为胶片乳剂膜在光的作用下致黑的程度B. 密度是由胶片乳剂曝光后，经冲洗还原出来的银颗粒沉积而形成的C. 银颗粒沉积越多的地方，照片越黑，密度越高；反之亦然D. 密度值用照片阻光率的常用对数表示答：胶片感光层是感光灵敏的乳胶体薄层，在乳胶体中均匀地分布着卤化银微颗粒。
X 射线照射过的胶片，经过显影、定影后，胶片感光层中的卤化银被还原成金属银残留在胶片上，形成由金属银颗粒组成的黑色影像。
胶片变黑的程度称为照片光密度（D ）I I D 0lg =式中I 0是投照在胶片上曝光点的光强，I 是曝光点的透射光强。
I I 0越大，表示该曝光点吸收光的能力越大（阻光能力强），I I 0也被称为阻光率，胶片经冲洗还原出来的银颗粒沉积越多，照片越黑，光密度越大（高）。
正确答案：A 、B 、C 、D2-5 均匀X 射线透过被照体之后，形成的X 射线强度分布变化，称为A ．客观对比度B ．主观对比度C ．图像对比度D ．X 射线对比度答：强度均匀的X 射线投照到人体，由于人体存在客观对比度（人体各种组织、器官间天然存在的密度、原子序数及厚度的差异），对X 射线衰减不同，使透射出人体的X 射线强度分布发生了变化，这种X 线强度的差异，称为X 射线对比度（不可见的X 射线信息影像），这是一种主观对比度。