大学物理医学物理学加答案完整版
(新)医学物理学习题答案
第1章习题答案1-1 解：竖直上抛运动 gH 2max20v = ()s m gH /849102008.1223max 0=⨯⨯⨯==v1-2 解：匀变速直线运动 ()()g s m t a t 259.24680.103600/1000160020<⋅=-⨯=∆-=-v v （不超过） ()()m t s t 4008.1036001000160021210=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯=∆⨯+=v v 1-3 解：以喷嘴作为坐标原点，竖直向上作为y 轴的正向 竖直上抛运动 ()m g v H 5.348.92262220max=⨯== ()gy v y v 220-=连续性方程 ()()gyv qy v q y S 220-==任一瞬间空间上升的水流体积 ()()l gy v g q dy gy v qdy y S V H H 38.1222maxmax020020=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=-==⎰⎰上升下降上升V V =()l V V V 7.24=+=下降上升总1-4 解：()()bt u bt u btbt b u u dt dx v --=----⎪⎭⎫ ⎝⎛-+==1ln 1ln 11 ()()btub bt b u dt dv a -=---==11 ()00=v()()()s m v /1091.6120105.71ln 100.3120333⨯=⨯⨯-⨯-=-1-5 解：()2122212R R N rNdr s R R -==⎰ππ ()()()()m in 6939416364132256650222122==-⨯⨯=-==∆s v R R N v s t ππ()s rad r v /26.00.53.1===ω ()222/338.00.53.1s rad r v ===α1-6 解： ()s m v /37430344=+=东()s m v /31430344=-=西()s m v /3433034422=-=北N F μθ≥cos1-7 解： 因θs i nF mg N += 故 θμμθsin cos F mg F +≥ （1） θμθμs i n c o s s s mgF -≥静（2） θμθμs i n c o s k k mgF -≥动（3） 0s i n c o s ≤-θμθs sμθ1tan ≥1-8 解：()()()()()()()N a g m M F am M g m M F 676006.08.915005000=+⨯+=++=+=+-桨桨()()()N a g m F mamg F 156006.08.91500=+⨯=+==-桨绳1-9 解： r m rMm G22ω= ()()()Kg G r T G rM 261138232321069.51067.61036.136002.142/2⨯=⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯===-ππω1-10 解： ⎰⎰⎰-=-==ωπω20c o s td t kA kxdt Fdt I ωωωωπkAt kA -=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=20sin1-11 解： ()s m /500i v-=()()s m t /45sin 8045cos 800j i v +=()()s N m m t ⋅+=-=j i v v I92.778.140()215278.1492.7arctan 89.160'=-=⋅=πϕs N I ()6168.914.084584502.089.16=⨯===∆=mg F N t I F1-12 一辆停在直轨道上质量为m 1的平板车上站着两个人，当他们从车上沿同方向跳下后，车获得了一定的速度。
医学物理学习题解答(第3版)
WORD格式.整理版《医学物理学（第3版）》习题解答2009.10 部分题解2－10．解：已知 363102525m cm v -⨯==; a P .p 511051⨯= a P .p 521011⨯=()())J (..vp p 110251011105165521=⨯⨯⨯-⨯=-=ω∴-2-11．10-5s第三章 液体的表面现象3-1．解：设由n 个小水滴融合成一个大水滴，释放出的能量为P E ∆。
n 个小水滴的总表面积S 1=24r n ⋅⋅π，大水滴的表面积S 2=42R ⋅π，利用n 个小水滴的体积等于一个大水滴的体积，可求出n 即n ×334r ⋅π=334R ⋅π 所以n ×334r ⋅π=334R ⋅π; ()()936333310102102=⨯⨯==--r R n 个 将910个半径为2×310-mm 小水滴融合成一个半径为2mm 的大水滴时，其释放的能量等于表面能的减少，所以 )44()(2221R r n S S E P ⋅-⋅⨯=-=∆ππαα=3612931066.3)10414.3410414.3410(1073----⨯≈⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯J3-2解：由于肥皂泡非常薄，因此可忽略肥皂泡的厚度，取外内＝R R ＝2d＝0.05m 。
因为肥皂泡有内外两个表面，所以肥皂泡增加的表面积242R S π⨯=∆。
根据SW∆=α可得吹一个直径为10cm 的肥皂泡，需要做的功 4423108105421040---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=∆⋅=ππαS W J 又因为增加表面能等于外力所做的功 W E P =∆ 所以 4108-⨯==∆πW E P J根据拉普拉斯公式，可得球形液面的内外压强差 ＝－外内p p Rα2由于肥皂泡有内外两个表面，所以其内外压强差 ＝－外内p p 2.3100.510404423=⨯⨯⨯=--R α(P a ) 3-3．解：根据拉普拉斯公式，可得球形液面的内外压强差 ＝－外内p p Rα2 所以，当肺泡的半径为0.04mm 时，它的内外压强差为＝－外内p p 353100.2100.4104022⨯=⨯⨯⨯=--R α(P a ) 3-4．解：根据拉普拉斯公式可得球形液面的内外压强差 ＝－外内p p Rα2 因为气泡在水下面只有一个球形表面，所以气泡的内外压强差＝－外内p p Rα2 而 h g p p ⋅⋅+ρ0＝外 所以,气泡内的压强 h g p p ⋅⋅+ρ0＝内＋Rα2 即 内p ＝1.013×105＋310×9.8×10＋5331001.2101.010732⨯=⨯⨯⨯--(P a ) 3=5．解：根据毛细现象的公式 θραc o s 2rg h ⋅⋅=由于乙醇能完全润湿玻璃壁，所以接触角O=0θ，故 rg h ⋅⋅=ρα2所以 332107.2221015.08.97911090.32---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=r g h ρα (N/m) 3-6．解：根据毛细现象的公式 θραcos 2rg h ⋅⋅=由于水能完全润湿玻璃壁，所以接触角O =0θ，故 rg h ⋅⋅=ρα2所以 112r g h ⋅⋅=ρα 222r g h ⋅⋅=ρα⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=-=∆---3333212121105.11105.018.9101073211222r r g gr gr h h h ραραρα ＝1.99×210-(m)＝1.99(cm)3-7．解：根据毛细现象的公式 θραc o s 2rg h ⋅⋅=;由于水能完全润湿毛细管，所以接触角O =0θ，因此水在毛细管中上升的高度为 rg h ⋅⋅=ρα2而管中水柱的高度r g R h ⋅⋅+='ρα223333103.5103.08.91010732103----⨯=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=(m)=5.3(cm)3-8．解：：根据毛细现象的公式 θραc o s 2rg h ⋅⋅=由于水和丙酮能完全润湿毛细管，所以接触角O =0θ，因此水和丙酮在毛细管上升的高度分别为rg h ⋅=水水ρα21 ① rg h ⋅=酮酮ρα22 ②②式除以①式可得 酮水水酮ρραα⋅=t h h 12 所以 3332212104.32107310105.2792104.1-⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⋅⋅－－－水水酮酮＝＝αρραh h (N/m) 3-9．解：根据毛细现象的公式 θραcos 2rg h ⋅⋅=由于血液在毛细管产生完全润湿现象，所以接触角O =0θ，故 rg h ⋅⋅=ρα2所以,血液表面张力系数3332109.572105.08.91005.11025.22---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=r g h ρα (N/m)第四章 振动和波动及超声波成像的物理原理4－2.解：已知 kg M 5=；()cm t cos x 44010π+π=（1） 由()cm t cos x 44010π+π=得m cm A 11010-==；)srad (π=ω40；mk 2=ω； m k 2ω= 则)J (.)J (.mA kA E 384394400105160021212122222=π=⨯⨯π⨯=ω==s .T 0504022=ππ=ωπ=； Hz Tf 201==； ()()sm 43t 40cos 4s m 4t 40sin 4vπ+ππ=π+ππ-= ()()2222sm 45t 40cos 160s m 4t 40cos 160a π+ππ=π+ππ-=（2） 当s .t 21=时，则()m .cos x 2110254214010--⨯=π+⨯π=；()sm .cos v π=π+⨯ππ=224321404)J (kx E );J (mv E p k 242222220105051600212120852121π=⨯⨯⨯π⨯==π=π⨯⨯==-(或)J (E E E k p 222202040π=π-π=-=)4－3.解：已知cm A 2=；0=t 时，刚好向x 反向传播;πω==250Hz f , 则 s rad π=ω100()ϕ+ω=t cos A x ，0=t 时 0=x 则 2πϕ±=又由 ()0sin 〈+-=ϕωωt A v ， 得 2π=ϕ所以，振动方程为 cm 2t 100cos 2x ⎪⎭⎫ ⎝⎛π+π=速度方程为 s cm t sin v ⎪⎭⎫ ⎝⎛π+ππ-=2100200 s m t cos ⎪⎭⎫ ⎝⎛π+ππ=231002 ；s m 2v m π= 加速度方程为 222100200s m t cos a ⎪⎭⎫ ⎝⎛π+ππ-=；22m s m 200a π= 4－4. 解：（１）2A x =时，222121kA kx E p ==； 41218122==kA kAE E p 即势能占总能量的25%，动能占总能量的75% 。
《医用物理学》课程作答案
延安大学继续教育学院商洛函授站第一学期课程作业课程名称授课年级专业班级姓名《医学物理学》课程作业一、单项选择题1、理想流体作稳定流动时（D ）A、流经空间中各点速度相同B、流速一定很小C、其流线是一组平行线D、流线上各点速度不随时间变化2.血液在直径为2×10-2m的动脉管中的平均流速为0.35m.s-1(血液的密度ρ为1.05×103kg.m-3,粘滞系数为4.0×10-3Pa.s)。
那么血管中血液的流动形态是（B ）A、层流、湍流同时存在B、层流C、湍流D、不能确定3、医学上常用的超声波发生器产生超声波的原理是应用的：（ D ）A、压电效应B、电致伸缩效应C、光电效应D、多普勒效应4.一质点作上下方向的谐振动，设向上为正方向。
t=0时质点在平衡位置开始向上运动，则该谐振动的初相位为（ C ）A.0 B .2/π C.2/π- D.3/π5.同一媒质中，两声波的声强级相差20dB, 则它们的声强之比为：（ B ）A、20 ：1B、100 ：1C、2 ：1D、40 ：16、半径为R的球形肥皂泡，作用在球形肥皂泡上的附加压强是（ B ）A、Rα2B、Rα4C、R2αD、R4α7、从钠光灯发出的单色光，强度为I0，照射在一偏振片上，则透过光的强度为：（ B ）A、0B、20IC、I0cos2θD、I0cosθ8．某人对2．5米以外的物看不清，需配眼镜的度数为：（ B ）A、40度B、－40度C、250度D、－250度9.用600nm的光线照射一相距为0．3ｍｍ的双缝，在干涉图样中，中央明纹与第二明纹的距离为4mm。
则屏与缝的距离为：（D ）A、0．5mB、0．8mC、0．75mD、1m10、一放大镜的焦距为5cm，则它的角放大率为（ C ）A、10倍B、25倍C、5倍D、15倍11、提高显微镜分辨本领的方法有（ C ）A、增大光的波长B、提高放大倍数C、增加孔径数D、减小光的强度12、要使毛细管中的水面升高，应（ C ）A、使水升温B、加入肥皂C、减小毛细管的直径D、将毛细管往水里插深一些13.折射率为1.5的透镜，一侧为平面，另一侧是曲率半径为0.1m的凹面，则它在空气中的焦距为（ A ）A、-0.2mB、0.1mC、0.2mD、-0.1m14. 1mol理想气体由p1，V1绝热可逆膨胀到p2，V2则：（A ）A. Q＝0B. ΔS = 0C. ΔH = 0D. 全为015. n mol A与n mol B组成的溶液，体积为0.65dm3，当x B = 0.8时，A的偏摩尔体积V A =0.090dm3·mol-1，那么B的偏摩尔V B 为：（A ）A. 0.140 dm3·mol-1B. 0.072 dm3·mol-1C. 0.028 dm3·mol-1D. 0.010 dm3·mol-116. 25℃时，A、B和C三种物质（不能相互发生化学反应）所形成的溶液与固相A及由B、C组成的气相同时呈平衡，则此系统中能平衡共存最大相数是：（ A ）A.4B.3C.2D.417. 系统是N2和O2两种气体的混合物时，自由度应为：（ C ）A.1B.2C.3D.418. 已知下列反应的平衡常数：H2(g) + S(s) = H2S(s) ①K1；S(s) + O2(g) = SO2(g) ②K2。
医用物理学练习题 答案
1.《医用物理学》教学要求骨骼肌、平滑肌的收缩、张应力、正应力、杨氏模量、2.理想流体、连续性方程、伯努利方程3.黏性液体的流动状态4.收尾速度、斯托克斯定律5.附加压强6.表面张力系数、表面活性物质7.毛细现象8.热力学第一定律9.热力学第一定律在等值过程中的应用（等压、等温）10.热力学第二定律11.电动势、稳恒电流12.一段含源电路的欧姆定律13.基尔霍夫定律应用14.复杂电路：电桥电路15.简谐振动的初相位16.平面简谐波的能量、特征量（波长、频率、周期等）17.光程、相干光18.惠更斯原理19.双缝干涉20.单缝衍射21.光的偏振22.X射线的产生条件23.X射线的衰减24.标识X射线的产生原理25.X射线的短波极限26.放射性活度27.放射性原子核衰变方式28.半衰期、衰变常数、平均寿命29.辐射防护医用物理学练习题练习一1-1．物体受张应力的作用而发生断裂时，该张应力称为（ D ）A ．范性B ．延展性C ．抗压强度D ．抗张强度1-2平滑肌在某些适宜的刺激下就会发生（ A ）A ．自发的节律性收缩B ．等宽收缩C ．不自主收缩D ．等级收缩1-3．骨骼肌主动收缩所产生的张力和被动伸长所产生的张力的关系是（ C ）A ．不等于B ．小于C ．大于D ．近似等于1-4．头骨的抗压强度为×108Pa ，如果质量为1kg 的重物，竖直砸到人的头上，设重物与头骨的作用时间为1×10-3s ，作用面积为0.4cm 2，问重物离头顶至少多高下落才会砸破人的头骨？解： 头骨的抗压强度N 108.6104.0107.1348⨯=⨯⨯⨯==-S F σ根据机械能守恒可得 221v m mgh =因此有 g h 22v = 根据动量定理有v m t F =⋅ 求v 代入上式得1-5．说明正应力、正应变和杨氏模量的定义以及它们之间的关系。
答：垂直作用在物体某截面上的内力F 与该截面面积S 的比值，称为物体在此截面处所受的正应力。
医用物理学试题大全(含答案)
医用物理学试题A 卷姓名： 年级： 专业：一、填空题（每小题2分，共20分）1、水在截面不同的水平管内做稳定流动，出口处的截面积为管最细处的3倍。
若出口处的流速为2m/s ，则最细处的压强 。
2、一沿X 轴作简谐振动的物体，振幅为2cm ，频率为2Hz ，在时间t=0时，振动物体在正向最大位移处，则振动方程的表达式为 。
3、在温度为T 的平衡状态下，物体分子每个自由度的平均动能都相等，都等于__________。
4、中空的肥皂泡，其附加压强为: 。
5、透镜的焦距越短，它对光线的会聚或发散的本领越强，通常用焦距的倒数来表示透镜的会聚或发散的本领，称为透镜的 。
6、基尔霍夫第一定理的内容是 。
7、电流的周围空间存在着磁场，为了求任意形状的电流分布所产生的磁场，可以把电流分割成无穷小段dl ，每一小段中的电流强度为I ，我们称Idl 为 。
8、劳埃镜实验得出一个重要结论，那就是当光从光疏媒质射向光密媒质时，会在界面上发生 。
9、多普勒效应是指由于声源与接收器间存在相互运动而造成的接收器接收到的声波 与声源不同的现象。
10、单球面成像规律是_________________________________。
1、某物体的运动规律为t k t 2d /d v v -=，式中的k 为大于零的常量。
当0=t 时，初速为v 0，则速度v 与时间t 的函数关系是( )A 、 0221v v +=kt , B 、 0221v v+-=kt ,C 、 02121v v +=kt ,D 、 02121v v +-=kt 2、水平自来水管粗处的直径是细处的两倍。
如果水在粗处的流速是2m/s ，则水在细处的流速为A 、2m/sB 、1m/sC 、4m/sD 、8m/s3、已知波动方程为y=Acos (Bt －Cx ) 其中A 、B 、C 为正值常数，则： A 、波速为C ／B ； B 、周期为1／B ； C 、波长为C / 2π； D 、圆频率为B4、两个同方向同频率的简谐振动：cm t x )cos(0.2321ππ+=，cm t x )cos(0.8341ππ-=，则合振动振幅为（ ）。
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第一章刚体转动1名词解释：a刚体在任何情况下大小、形状都保持不变的物体.b力矩给定点到力作用线任意点的向径和力本身的矢积，也指力对物体产生转动效应的量度，即力对一轴线或对一点的矩。
c转动惯量反映刚体的转动惯性大小d进动自转物体之自转轴又绕着另一轴旋转的现象，又可称作旋进2填空：(1) 刚体转动的运动学参数是角速度、角位移、角加速度。
(2) 刚体转动的力学参数是转动惯量、力矩。
(3) 陀螺在绕本身对称轴旋转的同时，其对称轴还将绕力矩回转，这种回转现象称为进动。
3. 问答：(1) 有一个鸡蛋不知是熟还是生，请你判断一下，并说明为什么？熟鸡蛋内部凝结成固态，可近似为刚体，使它旋转起来后对质心轴的转动惯量可以认为是不变的常量，鸡蛋内各部分相对转轴有相同的角速度，因桌面对质心轴的摩擦力矩很小，所以熟鸡蛋转动起来后，其角速度的减小非常缓慢，可以稳定地旋转相当长的时间。
生鸡蛋内部可近似为非均匀分布的流体，使它旋转时，内部各部分状态变化的难易程度不相同，会因为摩擦而使鸡蛋晃荡，转动轴不稳定，转动惯量也不稳定，使它转动的动能因内摩擦等因素的耗散而不能保持，使转动很快停下来。
(2) 地球自转的角速度方向指向什么方向？作图说明。
(3) 中国古代用指南针导航，现代用陀螺仪导航，请说明陀螺仪导航的原理。
当转子高速旋转之后，对它不再作用外力矩，由于角动量守恒，其转轴方向将保持恒定不变，即把支架作任何转动，也不影响转子转轴的方向。
(4) 一个转动的飞轮，如果不提供能量，最终将停下来，试用转动定律解释该现象。
由转动定律可知M=Jdw/dt转动着的轮子一般总会受到阻力矩的作用，若不加外力矩，克服阻力矩做功，轮子最终会停下来（受阻力矩作用W越来越小）第三章流体的运动1. 名词解释：a可压缩流体可压缩流体具有可压缩性的流体，b黏性描述流体黏性大小的物理量，c流场流体运动所占据的空间，d层流流体在管内流动时，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。
大学_医用物理学试题及答案_1
医用物理学试题及答案医用物理学试题一、选择题(每小题2分，共30分)1、D2、B3、D4、C5、B6、B7、B 8 、B 9、 D 10、 C11、 C 12、 C 13、A14、A15、B二、(每空2分，共12分)1、2r(n1)2、 6233K3、 323215P16PeQ4、管电流mA 管电压KV5、 625nm三、判断分析题(每小题6分，共18分)(一)、评分标准1、只有正确的判断，未阐述理由给2分。
2、有正确的判断，阐述理由不充分给4分。
3、判断错误为0分。
(二)答案1、()根据X1-X2=D，增加两狭缝距离，干涉条纹宽度减小;减d小两狭缝距离，干涉条纹宽度增加，故条纹宽度改变。
2、()根据爱因斯坦光电效应方程h=mv2+A，逸出的光电子的速度与入射光的频率有关，与入射光的强度无关。
3、()X射线的强度I==Nihi，增大管电流，使产生的X光子数目N增加，X 线强度增加;增大管电压，会使每个光子的能量h线强度增加。
增加，从而使X12四、计算题(每小题8分，共40分)(一)评分标准①写出了所需的正确数学公式，而在代入数值时计算错误扣2分。
②在最后的答案中不写或写错物理量单位的扣1分。
③只有正确答案，未有公式和计算过程的为0分。
(二)答案1、解：根据多谱勒效应公式，=330c=1000=970Hz 33010c2、解：W=S=24(4R2-R2)=24R2-13、解：根据薄透镜成像公式 ()uvnor1r211nno11当透镜置于空气中时当透镜置于介质中时111(n1)() ① r1r2f1nno111() ② = nor1r2f2①/②得 n0=nf21、52501、36 f2nf1f12501、550504、解：如果把标本的每个细节都看成一个发光点，则最小分辨距离为0、61060、488m0、3m,无法分辨。
z1=0、610、750、61060、305m0、3m,仍无法分辨。
z2=0、611、25、证明：由连续性方程及伯努利方程，并联系题意得：1212Q=v1S1=v2S2 ，v1ghv2 22两式联立可得：v1= S22=S1 2gh2ghS1S2S1S2所以流量为：Q= v1S1 =S1S2 2ghS21S22评分标准：1、只写出连续性方程Q=v1S1=v2S2和伯努利方程1212v1ghv2，未有推导过程和证明结果的，给3分。
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。
(完整word版)医学物理学习题答案详解
三式联立求解，得
I1=-0.01A；I2=0.015A；I3=0.025A
则高斯面内的电荷量之和
7-9.
解：以细棒的轴线为对称轴，做出如图所高斯面
因上底和下底面无电场线通过，故
7-10.
解：
在带电直线上取线元dr,
8-8.
解：由图可知，电路中有1个独立节点，对f点所列的支路电流方程为：
根据基尔霍夫定律选定afcba和fedcf两个回路，并规定绕行方向为逆时针方向，分别列出回路方程：
1-6.
解:地球自转角速度 = ,转动惯量J= ,则角动量 ,转动动能
1-7.
解: ,将各已知量代入即可求解
第二章习题答案
2-1.
1.皮球在上升和下降阶段均受恒力(重力),因而皮球上下运动不是简谐振动.
2.小球在半径很大的光滑凹球面的底部摆动时,所受的力是指向平衡位置的回复力,且由于是小幅度摆动,回复力的大小和位移成正比(类似于单摆的小幅度摆动)。所以此情况下小球小幅度摆动是简谐振动。
第一章习题答案
1-4
解：对滑轮：由转动定律
对 ：
对 ：
又因为 得 联立上式得
则
1-5.
解:以质心为转轴分析,摩擦力矩为转动力矩。因A、B、C的质量和半径相同，故支持力 相同。由摩擦力 =μ ，摩擦力矩M= ·R可知，三者的摩擦力矩也相同。
圆盘A的转动惯量 = m ;实心球B的转动惯量 = m ;圆环C的转动惯量 = m .由M=Jα可知 ＞ ＞ ,所以B先到达,C最后到达.
6-8.
解：如图所示的循环过程是由两条等温线和两条绝热线组成，因此该循环为卡诺循环。循环的效率
7-3.
解：1.做一高斯面S1，其球心为大球和小球的球心，半径r1>R1
(完整word版)医学物理学习题答案详解
第一章习题答案1-4解：对滑轮：由转动定律 (TT )rJ 1 mr 2122对 m： mg TmaTm ( g a )111111对 m ：TKmgmaTm ( aK g )222222得T 1T 2ma 联立上式得 amgK mg又因为 ar122mm 1m2 2(1K)m2m则 Tmg ma2mg11 m mm1122(1K )mmKTmg m g12mgK222m 2m m1221-5.解: 以质心为转轴剖析 ,摩擦力矩为转动力矩。
因 A 、B 、C 的质量和半径相同， 故支持力 F N相同。
由摩擦力F f = μ，摩擦力矩 M =F f· R 可知，三者的摩擦力矩也相同。
F N圆盘 A 的转动惯量 J A = 1 m r 2;实心球 B 的转动惯量 J B =2 m r 2 ; 圆环 C 的转动惯量 J C =25m r 2 .由 M =J α可知B＞A＞C ,所以 B 先抵达 ,C 最后抵达 .1-6.解 :地球自转角速度=24 2 ,转动惯量 J= 2mR 2 ,则角动量 L J,转动动能60 60512E k = J1-7.解: EF/S = l 0F,将各已知量代入即可求解ll/l 0 S l第二章习题答案2-1.①.②. 皮球在上涨和下降阶段均受恒力(重力 ),因此皮球上下运动不是简谐振动.小球在半径很大的圆滑凹球面的底部摇动时,所受的力是指向均衡地点的答复力,且因为是小幅度摇动,答复力的大小和位移成正比(近似于单摆的小幅度摇动)。
所以此状况下小球小幅度摇动是简谐振动。
第四章习题答案4-1.答：射流在静止气体中发射时，射流双侧的一部分气体随射流流动，进而在射流双侧形成局部低压区。
远处的气压未变，所以远处气体不停流向低压区，以增补被卷吸带走的气体，进而形成了射流的卷吸作用。
4-2.答：关于必定的管子，在流量必定的状况下，管子越粗流速越小；在管子两头压强差必定的状况下，管子越粗流速越快。
医学物理学习题解答(第3版)
《医学物理学（第3版）》习题解答2009.10 部分题解2－10．解：已知 363102525m cm v -⨯==; a P .p 511051⨯= a P .p 521011⨯=()())J (..vp p 110251011105165521=⨯⨯⨯-⨯=-=ω∴-2-11．10-5s第三章 液体的表面现象3-1．解：设由n 个小水滴融合成一个大水滴，释放出的能量为P E ∆。
n 个小水滴的总表面积S 1=24r n ⋅⋅π，大水滴的表面积S 2=42R ⋅π，利用n 个小水滴的体积等于一个大水滴的体积，可求出n 即n ×334r ⋅π=334R ⋅π 所以n ×334r ⋅π=334R ⋅π; ()()936333310102102=⨯⨯==--r R n 个 将910个半径为2×310-mm 小水滴融合成一个半径为2mm 的大水滴时，其释放的能量等于表面能的减少，所以 )44()(2221R r n S S E P ⋅-⋅⨯=-=∆ππαα=3612931066.3)10414.3410414.3410(1073----⨯≈⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯J3-2解：由于肥皂泡非常薄，因此可忽略肥皂泡的厚度，取外内＝R R ＝2d＝0.05m 。
因为肥皂泡有内外两个表面，所以肥皂泡增加的表面积242R S π⨯=∆。
根据SW∆=α可得吹一个直径为10cm 的肥皂泡，需要做的功 4423108105421040---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=∆⋅=ππαS W J 又因为增加表面能等于外力所做的功 W E P =∆ 所以 4108-⨯==∆πW E P J根据拉普拉斯公式，可得球形液面的内外压强差 ＝－外内p p Rα2由于肥皂泡有内外两个表面，所以其内外压强差 ＝－外内p p 2.3100.510404423=⨯⨯⨯=--R α(P a ) 3-3．解：根据拉普拉斯公式，可得球形液面的内外压强差 ＝－外内p p Rα2 所以，当肺泡的半径为0.04mm 时，它的内外压强差为＝－外内p p 353100.2100.4104022⨯=⨯⨯⨯=--R α(P a ) 3-4．解：根据拉普拉斯公式可得球形液面的内外压强差 ＝－外内p p Rα2 因为气泡在水下面只有一个球形表面，所以气泡的内外压强差＝－外内p p Rα2 而 h g p p ⋅⋅+ρ0＝外 所以,气泡内的压强 h g p p ⋅⋅+ρ0＝内＋Rα2 即 内p ＝1.013×105＋310×9.8×10＋5331001.2101.010732⨯=⨯⨯⨯--(P a ) 3=5．解：根据毛细现象的公式 θραcos 2rg h ⋅⋅=由于乙醇能完全润湿玻璃壁，所以接触角O=0θ，故 rg h ⋅⋅=ρα2所以 332107.2221015.08.97911090.32---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=r g h ρα (N/m) 3-6．解：根据毛细现象的公式 θραcos 2rg h ⋅⋅=由于水能完全润湿玻璃壁，所以接触角O =0θ，故 rg h ⋅⋅=ρα2所以 112r g h ⋅⋅=ρα 222r g h ⋅⋅=ρα⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=-=∆---3333212121105.11105.018.9101073211222r r g gr gr h h h ραραρα ＝1.99×210-(m)＝1.99(cm)3-7．解：根据毛细现象的公式 θραcos 2rg h ⋅⋅=;由于水能完全润湿毛细管，所以接触角O =0θ，因此水在毛细管中上升的高度为 rg h ⋅⋅=ρα2而管中水柱的高度r g R h ⋅⋅+='ρα223333103.5103.08.91010732103----⨯=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=(m)=5.3(cm)3-8．解：：根据毛细现象的公式 θραcos 2rg h ⋅⋅=由于水和丙酮能完全润湿毛细管，所以接触角O =0θ，因此水和丙酮在毛细管上升的高度分别为rg h ⋅=水水ρα21 ① rg h ⋅=酮酮ρα22 ②②式除以①式可得 酮水水酮ρραα⋅=t h h 12 所以 3332212104.32107310105.2792104.1-⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⋅⋅－－－水水酮酮＝＝αρραh h (N/m) 3-9．解：根据毛细现象的公式 θραcos 2rg h ⋅⋅=由于血液在毛细管产生完全润湿现象，所以接触角O =0θ，故 rg h ⋅⋅=ρα2所以,血液表面张力系数3332109.572105.08.91005.11025.22---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=r g h ρα (N/m)第四章 振动和波动及超声波成像的物理原理4－2.解：已知 kg M 5=；()cm t cos x 44010π+π=（1） 由()cm t cos x 44010π+π=得m cm A 11010-==；)srad (π=ω40；mk 2=ω； m k 2ω= 则)J (.)J (.mA kA E 384394400105160021212122222=π=⨯⨯π⨯=ω==s .T 0504022=ππ=ωπ=； Hz Tf 201==； ()()sm 43t 40cos 4s m 4t 40sin 4vπ+ππ=π+ππ-= ()()2222sm 45t 40cos 160s m 4t 40cos 160a π+ππ=π+ππ-=（2） 当s .t 21=时，则()m .cos x 2110254214010--⨯=π+⨯π=；()sm .cos v π=π+⨯ππ=224321404)J (kx E );J (mv E p k 242222220105051600212120852121π=⨯⨯⨯π⨯==π=π⨯⨯==-(或)J (E E E k p 222202040π=π-π=-=)4－3.解：已知cm A 2=；0=t 时，刚好向x 反向传播;πω==250Hz f , 则 s rad π=ω100()ϕ+ω=t cos A x ，0=t 时 0=x 则 2πϕ±=又由 ()0sin 〈+-=ϕωωt A v ， 得 2π=ϕ所以，振动方程为 cm 2t 100cos 2x ⎪⎭⎫ ⎝⎛π+π=速度方程为 s cm t sin v ⎪⎭⎫ ⎝⎛π+ππ-=2100200 s m t cos ⎪⎭⎫ ⎝⎛π+ππ=231002 ；s m 2v m π= 加速度方程为 222100200s m t cos a ⎪⎭⎫ ⎝⎛π+ππ-=；22m s m 200a π= 4－4. 解：（１）2A x =时，222121kA kx E p ==； 41218122==kA kAE E p 即势能占总能量的25%，动能占总能量的75% 。
医用物理学答案
医⽤物理学答案医⽤物理学习题集答案及简短解答说明：⿊体字母为⽮量练习⼀位移速度加速度⼀.选择题 C B A⼆.填空题1. 2.2. 6 t ; t+t33. -ω2r或-ω2 (A cosωt i+B sinωt j)x2/A2+y2/B2=1三．计算题1.取坐标如图,船的运动⽅程为x=[l2(t)-h2]1/2因⼈收绳(绳缩短)的速率为v0,即d l/d t=-v0.有u=d x/d t=(l d l/d t)/ (l2-h2)1/2=- v0 (x2+h2)1/2/xa= d v/d t=- v0[x (d x/d t)/ (x2+h2)1/2]/x-[(x2+h2)1/2/x2] (d x/d t)=- v0{-h2/[ x2 (x2+h2)1/2]}[ - v0 (x2+h2)1/2/x] =- v02h2/ x3负号表⽰指向岸边.2. 取坐标如图,⽯⼦落地坐标满⾜x=v0t cosθ=s cosαy=v0t sinθ-gt2/2=s sinα解得tanα= tanθ-gt/(2v0cosθ)=2v02sin(θ-α)cosθ/(g cos2α)当v0,α给定时,求s的极⼤值. 令d s/dθ=0,有0=d s/dθ=[2v02/(g cos2α)]··[cos(θ-α)cosθ- sin(θ-α)sinθ]=[2v02 cos(2θ-α)/(g cos2α)]cos(2θ-α)=02θ-α=π/2θ=π/4+α/2所以,当θ=π/4+α/2时, s有极⼤值,其值为s max=2v02sin(π/4-α/2)cos(π/4+α/2)/(g cos2α) = v02[sin(π/2)-sinα] /(g cos2α) = v02(1-sinα)/(g cos2α)练习⼆圆周运动相对运动⼀.选择题 B B D⼆.填空题1.79.5m.2.匀速率,直线, 匀速直线, 匀速圆周.3.4t i-πsinπt j, 4i-π2cosπt j,4m/s2,9.87m/s2.三.计算题1.M的速度就是r变化的速度,设CA=R.由r2=R2+l2-2Rl cosωtR/sinα=r/sinωt得2r d r/d t=2Rlωsinωt=2lωsinωt ·r sinα /sinωtv=d r/d t=lωsinα或v=d r/d t=lωR sinωt/r= lωR sinωt/( R2+l2-2Rl cosωt)1/22.取向下为X正向,⾓码0,1,2分别表⽰地,螺帽,升降机.依相对运动,有a12=a10-a20a12=g-(-2g)=3gv0=a20t0=-2gt0x=v0t+gt2=-2gt0t+gt2代⼊t0=2s, t=0.37s, 得x=-13.8m螺帽上升了s=13.8m练习三转动定律⾓动量守恒定律⼀.选择题 C D B⼆.填空题1. 20.2. 38kg ·m2.3. .mR2/4, 4M sinα/(mR), 16M2t2sinα/(mR)2.三.计算题1.切向⽅向受⼒分析如图，系m1= 20g的物体时动⼒学⽅程为mg－T=0Tr－Mµ=0所以摩擦阻⼒矩Mµ=mgr=3.92×10－2m·N 系m2=50g的物体时物体加速下降,由h=at2/2得a=2h/t2=8×10－3m/s2α=a/r=4×10－2s－2动⼒学⽅程为m2g－T=m2aTr－Mµ=Jα得绳系m2后的张⼒T= m2(g－a)=0.4896N 飞轮的转动惯量J =(Tr－Mµ)/α=1.468kg·m22.(1)受⼒分析如图.F(l1+l2)=Nl1N= F(l1+l2)/l1Mµ=rfµ=rµN=µrF(l1+l2)/l1－Mµ= Jα－µrF(l1+l2)/l1 =(mr2/2)αα=－2µF(l1+l2)/(l1mr)=－40/3=－13.3 rad/s2t=－ω0/α=7.07s由前⾯式⼦α=－2µF(l1+l2)/(l1mr)可得F'=－α'l1mr/[2µ(l1+l2)]= ω0l1mr/[4µ(l1+l2) t'] =177N练习四物体的弹性⾻的⼒学性质⼀.选择题 B B B⼆.填空题1. 1×10-102. 2.5×10-5三.计算题1. 4.9×108 N·m-22. 1.5×108 N·m-23×108 N·m-2练习五理想流体的稳定流动⼀.选择题 A A C⼆.填空题1. 352. 0.75m/s,3m/s3. 10cm三.计算题1. 解：由222212112121ghVPρ+ + = + + 2 2 1 1 S V S V=) ( 104 1 pa P P+ = m h h1 2 1 = -s m V/ 2S S= s m V V/ 4 2 1 2 = =∴) ( ) ( 2 1 2 1 2 2 2 1 1 2 h h g-+=∴ρρpa510151.1?=paPP421038.1?=-即第⼆点处的压强⾼出⼤⽓压强pa 41038.1?23322221211212121gh V P gh V P gh V P ρρρρρρ++=++=++ 01P P = 01=V 03P P = 3322S V S V =sm h h g V /3.13)(2313=-=∴s m V V /65.62132==∴paV h h g P P 42221121006.1021)(?=--+=∴ρρs m S V Q /266.002.03.13333=?==练习六⾎液的层流⼀.选择题 D C A ⼆.填空题 1. 2.78×10－3 Pa 2. 163. 减⼩，增加三. 计算题1.解：由v=［(P 1-P 2)/4ηL ］(R 2-r 2) 令r=0得 P 1-P 2=v ·4ηL/R2=2301.0210005.141.0-=8.0N/m22.解：根据泊肃叶公式l P P r Q η8)(214-π=⽽t m Q ??=ρ1 gh P P ρ=-12 tm l gh r ??=6242=--π= 0.0395 Pa ·s练习七简谐振动⼀.选择题 A C B⼆.填空题1. 2.0.2.A cos(2πt /T -π/2);A cos(2πt /T +π/3). 3. 见图.三.计算题1.解：A=0.1m ν=10 Hz ω=20π rad/s T=0.1s ф=(π/4+20πt) x(t =2s)=0.071m υ(t =2s)=-4.43m/sa(t =2s)=-278m/ s 2 2.解：（1）π（2）π/2（3）-π/3 （4）π/4练习⼋简谐振动的叠加、分解及振动的分类⼀.选择题 B E C ⼆.填空题1. x 2 = 0.02cos ( 4 π t －2π/3 ) (SI).2. 2π2mA 2/T 2.3. 5.5Hz ，1.三.计算题1.(1)平衡时,重⼒矩与弹⼒矩等值反向,设此时弹簧伸长为?x 0,有mgl /2－k ?x 0l '= mgl /2－k ?x 0l /3=0 设某时刻杆转过⾓度为θ, 因⾓度⼩,弹簧再伸长近似为θ l '=θ l/3,杆受弹⼒矩为 M k =－l 'F k =－ (l/3)[(?x 0+θ l/3)k ]=－k (?x 0l /3+θ l 2/3)合⼒矩为 M G + M k= mgl /2－k (?x 0l /3+θ l 2/3)=－k θ l 2/3 依转动定律,有－k θ l 2/3=J α= (ml 2/3)d 2θ /d t 2 d 2θ /d t 2+ (k /m )θ=0即杆作简谐振动.(2) ω=m k T=2πk m (3) t=0时, θ=θ0, d θ /d t ?t=0=0,得振幅θA =θ0, 初位相?0=0,故杆的振动表达式为θ=θ0cos(m k t )2.因A 1=4×10－2m, A 2=3×10－2m ?20=π/4, ?10=π/2,有A =[A 12+A 22+2A 1A 2cos(?20-?10)]1/2=6.48?10－2mtg ?0=(A 1sin ?10+A 2sin ?20) /(A 1cos ?10+A 2cos ?20)=2.0610=64.11○ ?0=244.11○因 x 0=A cos ?0=x 10+x 20=A 1cos ?10+A 2cos ?20=5.83?10－2m>0 ?0在I 、IV 象限,故0=64.11○=1.12rad所以合振动⽅程为x =6.48?10-2cos(2πt +1.12) (SI)。
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练习一 力学基本定律（一）1．j i 55+；j i 54+；i 4２．2/8.4s m ；2/4.230s m ；rad 15.3 ３．（2）；４．（3） 5．（1）由⎩⎨⎧-==22192ty t x 得)0(21192≥-=x x y ，此乃轨道方程 （2）j i r 1142+=，j i r 1721+=，，s m v /33.6=（3）i t i dt rd v 42-==，j dt v d a 4-== st 2=时，j i v 82-=， 6．（1）a dt dv = 2/1kv dtdv-=∴有⎰⎰-=-⇒-=-vv tkt v vkdt dv v2/102/12/122 当0=v 时，有kv t 02=（2）由（1）有2021⎪⎭⎫ ⎝⎛-=kt v vkvkt v k vdt x tk v 3221322/3000/2300=⎪⎭⎫⎝⎛--==∆⎰练习二力 学基本定律（二）1．kg m 2222．j i 431+；j i 321+3．（4）4．（1）5．．（1） （2）r mg W f πμ2⋅-=∴j i v 62-=∴j a 4-=2020208321221mv mv v m E W k f -=-⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆=rgv πμ163 2=∴（3）34)210(20=∆-=k E mv N （圈） 6．设人抛球后的速度为V，则人球系统抛球过程水平方向动量守恒)() (V u m MV v m M o ++=+∴ mM muv V +-=0人对球施加的冲量mM mMumv V u m I +=-+=0)( 方向水平向前练习三 刚体的转动（一）１．2.20-s rad ；1.48-s rad ２．034ω；2021ωJ ３．（１）；４．（５）５．ααR a MR TR maT mg ===-221 R M m mg )2/(+=α；2/M m mga +=；6．（1）由角动量守恒得： 02211=+ωωJ J0222=+⋅ωJ RvMR )(05.0122--=-=S J mRv ω （2）πωω2)]([21=--t (s) 55.02π=t (rad) 1122πωθ==t （3）(s) 422ππωπ===vRT (r a d ) 0.2 2πωθ==∴T 练习四 刚体的转动（二）1．gl 3 2．06.0ω3．（1）；πω4504．（3）；5．1111a m T g m =- 2222a m g m T =- α)(2121J J r T R T +=- αR a =1 αr a =2联立解得：22212121)(rm R m J J gr m R m +++-=α 222121211)(r m R m J J Rg r m R m a +++-=222121212)(r m R m J J rgr m R m a +++-= g m r m R m J J r R r m J J T 12221212211)(++++++=g m r m R m J J r R R m J J T 22221211212)(++++++=6．23121202lmg ml =⋅ω lg30=ω 2222022131213121mv ml ml +⋅=⋅ωω lmv ml ml +=ωω2023131 gl v 321=练习五 流体力学（一）1．h 、P 、v 2．P 、v 3．（3） 4．（4）5．（1）粗细两处的流速分别为1v 与2v ；则 2211v S v S Q ==12131175403000--⋅=⋅==s cm cms cm S Q v ；121322*********--⋅=⋅==s cm cm s cm S Q v （2）粗细两处的压强分别为1P 与2P2222112121v P v P ρρ+=+)(1022.4)75.03(102121213223212221Pa v v P P P ⨯=-⨯⨯=-=-=∆ρρ P h g ∆=∆⨯⋅-)(水水银ρρ；m h 034.0=∆6．（1）射程 vt s =gh v ρρ=221 gh v 2 =∴ 又 221gt h H =- g h H t )(2-=)(2)(22 h H h gh H gh vt s -=-⋅==∴tt =0.5st t =0s （2）设在离槽底面为x 处开一小孔，则同样有：)(2121x H g v -=ρρ )(21x H g v -= 又 2121gt x = gxt 21= )()(2 111h H h s x H x t v s -==-==∴ h x =∴则在离槽底为h 的地方开一小孔，射程与前面相同。
大学生医用物理学习题答案
大学生医用物理学习题答案大学生医用物理学习题答案在大学生医学专业的学习过程中，医用物理是一门重要的学科。
它涉及到医学中的各种物理原理和应用，为医学生的专业知识提供了重要的基础。
在学习医用物理时，学生常常会遇到一些难题，下面将为大家提供一些常见的医用物理学习题的答案，希望能够对同学们的学习有所帮助。
1. 什么是X射线？答案：X射线是一种电磁波，具有较高的穿透力和辐射能量。
它可以通过物体，如人体组织，而不会被大部分物质所吸收。
因此，X射线在医学中被广泛应用于诊断和治疗。
2. 什么是X射线的产生原理？答案：X射线的产生是通过将高速电子束击打到金属靶上，使得金属靶上的原子电子被撞击出来。
当原子电子重新回到原位时，会释放出能量，形成X射线。
3. 为什么在进行X射线拍片时需要使用铅衣？答案：铅衣是一种用于阻挡X射线的材料，它具有较高的密度和吸收能力。
在进行X射线拍片时，铅衣可以防止X射线透过背景而影响到拍片的质量，同时也可以保护医护人员和患者免受辐射的伤害。
4. 什么是核磁共振成像（MRI）？答案：核磁共振成像是一种利用核磁共振原理来观察人体内部结构和功能的一种医学成像技术。
它通过对人体内部的氢原子核进行激发和检测，得到人体内部的图像。
5. 为什么核磁共振成像对人体没有辐射危害？答案：核磁共振成像不使用X射线或其他辐射源，而是利用磁场和无害的无线电波来获取图像。
因此，相比于其他成像技术，如X射线和CT扫描，核磁共振成像对人体没有辐射危害。
6. 什么是超声波？答案：超声波是一种机械波，它的频率高于人类听觉范围的声波。
超声波在医学中被广泛应用于诊断和治疗，如超声心动图和超声治疗等。
7. 超声波的成像原理是什么？答案：超声波成像是通过将超声波传入人体，然后接收反射回来的声波信号来获取图像。
不同组织对超声波的反射和传播速度不同，从而形成了图像。
8. 什么是电生理学？答案：电生理学是研究生物体中电信号的产生、传导和应用的学科。
大学物理医学物理学加答案完整版
第一章刚体转动1名词解释：a刚体在任何情况下大小、形状都保持不变的物体.b力矩给定点到力作用线任意点的向径和力本身的矢积,也指力对物体产生转动效应的量度,即力对一轴线或对一点的矩;c转动惯量反映刚体的转动惯性大小d进动自转物体之自转轴又绕着另一轴旋转的现象,又可称作旋进2填空：1 刚体转动的运动学参数是角速度、角位移、角加速度;2 刚体转动的力学参数是转动惯量、力矩;3 陀螺在绕本身对称轴旋转的同时,其对称轴还将绕力矩回转,这种回转现象称为进动;3. 问答：1 有一个鸡蛋不知是熟还是生,请你判断一下,并说明为什么熟鸡蛋内部凝结成固态,可近似为刚体,使它旋转起来后对质心轴的转动惯量可以认为是不变的常量,鸡蛋内各部分相对转轴有相同的角速度,因桌面对质心轴的摩擦力矩很小,所以熟鸡蛋转动起来后,其角速度的减小非常缓慢,可以稳定地旋转相当长的时间;生鸡蛋内部可近似为非均匀分布的流体,使它旋转时,内部各部分状态变化的难易程度不相同,会因为摩擦而使鸡蛋晃荡,转动轴不稳定,转动惯量也不稳定,使它转动的动能因内摩擦等因素的耗散而不能保持,使转动很快停下来;2 地球自转的角速度方向指向什么方向作图说明;3 中国古代用指南针导航,现代用陀螺仪导航,请说明陀螺仪导航的原理;当转子高速旋转之后,对它不再作用外力矩,由于角动量守恒,其转轴方向将保持恒定不变,即把支架作任何转动,也不影响转子转轴的方向;4 一个转动的飞轮,如果不提供能量,最终将停下来,试用转动定律解释该现象;由转动定律可知M=Jdw/dt转动着的轮子一般总会受到阻力矩的作用,若不加外力矩,克服阻力矩做功,轮子最终会停下来受阻力矩作用W越来越小第三章流体的运动1. 名词解释：a可压缩流体可压缩流体具有可压缩性的流体,b黏性描述流体黏性大小的物理量,c流场流体运动所占据的空间,d层流流体在管内流动时,其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动;e湍流流体的流速逐渐增大,当增大到某一临界值时,就会发现流体各部分相互掺混,甚至有漩涡出现,2. 填空：1 伯努利方程表明,任何一处流体的动能和势能之和总是恒定的;2 文丘里流量计是利用伯努力方程原理设计,测量的流量值与压强成正比;3 流体流动状态是根据雷诺数判断,当它<1000,流体的流动状态是层流 ;4 等截面管道中流体的流量与流速成正比,与黏度、横截面积成反比;3. 问答：1 血压测量时,为什么袖带要与心脏平齐血压是液体压强,与高度有关,由伯努力方程得当袖带与心脏齐平时,袖带与心脏在同一高度,这样测出的血压才与心脏的血压相接近;2 痰液吸引器的管子粗细对吸引痰液有什么影响为什么痰液吸引器是伯努利方程的应用;由连续性方程可知Sa·Va=Sb·Vb;管子细速度快压强小,由于空吸作用,当压强小于大气压时,痰液因受大气压的作用,被压进管子中;3 呼吸道阻力对呼吸通气功能有什么影响为什么大气压力与胸扩压力差不变时阻力越大,通气量越小;4 用柯氏音法测量无创血压,为什么用听诊手段来判断血压第四章机械振动1. 名词解释：a谐振动在振动中,物体相对于平衡位置的位移随时间按正弦函数或余弦函数的规律变化;b,阻尼振动振动系统受到阻力作用,系统将克服阻力做功,能量逐渐减少,振幅逐渐减少;c,受迫振动是振动系统在周期性的外力作用下,其所发生的振动受迫振动d共振受阻振动的振幅达到的最大值e谱线在均匀且连续的光谱上明亮或黑暗的线条2. 填空：1 谐振动的特征量是加速度、位移和速度 ;2 阻尼振动有过阻尼、欠阻尼和临界阻尼三种情况;3 从能量角度看,在受迫振动中,振动物体因驱动力做功而获得动能 ,同时又因阻尼作用而消耗机械能 ;4 当周期性外力的频率与弹簧振子的固有频率一致时,则弹簧振子发生了共振;3. 问答：1 输氧时,当氧气阀门打开时,氧气表上的指针会振动,最后指示稳定的压力,这是为什么因为指针突然受到增加的气压,振荡的平衡位置会移动,然后会以新的平衡位置为基准做阻尼振荡2 在阻尼振动中,下列哪种情况下振动衰减较快●物体质量不变,阻尼系数增大；●物体质量增大,阻尼系数不变;物体质量不变增大--------这种情况下振动衰减较快3 心电图可以做频谱分析吗其基频振动频率是多少上,一次心跳的波形分为几个阶段,每个阶段有自己的形态;可以做出,但不知道具体有什么意义;第五章机械波1. 名词解释：a机械波,机械振动在弹性介质中进行传播的过程b波面某一时刻振动相位相同的点连成的面;c,波长指沿着波的传播方向,在波的图形中相对平衡位置的位移时刻相同的相邻的两个质点之间的距离d能流单位时间内通过介质中某一面积的能量,e驻波同一介质中,频率和振幅均相等,振动方向一致,传播方向相反的两列波叠加后形成的波f多普勒效应由于声源与观察者的相对运动,造成接收频率发生变化的现象2. 填空：1 机械波产生的条件是 介质 和 波源 ;2 波是 能量 传递的一种形式,其强度用 密度 表示;3 机械波在介质中传播时,它的 衰减系数 和 波吸收系数 将随着传播距离的增加而减小,这种现象称为波的衰减;4 驻波中始终静止不动的点称为 波节 ,振幅最大的各点称为 波腹 ;5 在多普勒血流计中,当血流迎着探头,接受频率 增大 ,当血流背离探头,接受频率 减低 ;3. 问答：1 当波从一种介质透入到另一种介质时,波长、频率、波速、振幅等物理量中,哪些量会改变哪些量不会改变如果波被介质表面反射或吸收,那么振幅减小．一般频率不会变,而波速会有变化,因为u=λν的制约,所以波长会变．2 在医学超声检查时,耦合剂起什么作用为什么超声波在传播时,会遇到不同的声阻抗的物质发生反射和折射,声阻抗差大,反射的声波强度大透射波强度就小,为了让透射波的强度增大,就得减小反射波的反射;在探头和体表上间涂油,减小声阻抗差,增大透射波,形成更清晰的超声图像3 声强级与频率有关吗为什么没有关系,声强级是,对于机械波来说,和频率无关4. 计算：1 利用超声波可以在液体中产生120kW/cm 2的大强度超声波,设波源为简谐振动,频率为500kHz,液体密度为1g/cm 3,声速s,求液体质点振动的振幅;2 一振动频率为2040Hz 的波源以速度v 向一反射面接近,观察者在A 点听得声音的频率为2043Hz,求波源移动的速度v; 声速为340m/s第六章 气体分子运动论1. 名词解释：a 平衡态是一定的气体,在不受外界影响下经过一定的时间,系统达到一个稳定的宏观性质不随时间变化的状态b 状态参数是描写热力状态气体的体积,压强,温度的物理量c 自由度,完全确定一个物体空间位置所需要的独立坐标数目vd布郎运动被分子撞击的悬浮微粒做无规则运动的现象2. 填空：1 宏观物体的分子或原子都处于平衡态和非平衡态 ;2 分子运动的微观量包括速度、位移、动能等,宏观量包括压强、体积、温度等;3 气体温度是物体平均动能的度量;4 理想气体的内能完全决定于分子运动的总动能和总势能 ;3. 问答：1 汽车轮胎需要保持一定的压力,问冬天与夏天打入轮胎气体的质量是否相同为什么由于夏天的时候空气膨胀,轮胎内的空气会膨胀;体积增大胎内的压强增大;冬天的时候空气收缩,轮胎内的空气会收缩;体积减小胎内的压强减小;所以如果要达到相同的压强,夏天打入胎内的空气质量较少;但要注意：质量并不会随着温度的变化而变化;这里是为了达到相同的压强,才会舍得打入胎内的空气质量不同量;2 气体分子的平均速率、方均根速率、最概然速率各是怎样定义的它们的大小由哪些因素决定各有什么用处气体分子的平均速率是所有分子速率的算术平均值．,当温度升高时,增大,当摩尔质量μ增大时,变小．最概然速率υp表示气体分子的速率在υp附近的概率最大．,当温度升高时,υp增大,当摩尔质量μ增大时,υp变小．反映了速率分布的基本特征,即处于υp附近的速率区间内的分子数占总分子数的百分比最大,但并非是速率分布中的最大速率的值．方均根速率,反映了分子的平均平动动能的平均效果．方均根速率与成正比,与成反比．3 在同一温度下,如果氧分子与氢分子的平均动能相等,问氢分子的运动速率比氧分子高吗为什么氢分子的运动的平均速率比氧分子大原因是氢分子的分子量 2 氢分子的分子量32平均速率比 4:14 平均自由程与气体的状态、分子本身性质有何关系在计算平均自由程时,什么地方体现了统计平均平均自由程与气体的宏观状态参量温度、压强有关,也与微观物理量分子的有效直径有关;推导时,利用了麦克斯韦速率分布律中平均相对速率与算术平均速率的关系,得出分子的平均碰撞次数,进而得出分子的平均自由程;因此,平均自由程是在平衡状态下,对大量气体分子的热运动在连续两次碰撞间所经过路程的一个统计平均值;4. 计算：1 在27o C温度下,氧分子和氢分子的均方根速率和平均平动动能是多少由内能公式有分子的平均平动动能分子的方均根速率分子的平均总动能2 设温度为0时,空气摩尔质量为 kg/mol,求：当大气压减到地面的75%时的大气高度;第七章热力学基础1. 名词解释：a孤立系统,系统与外界既没有能量交换也没有物质交换b封闭系统,系统与外界无物质交换,但有能量交换c开放系统,系统与外界有能量与物质交换d内能,系统处于某一状态时所具有的能量e热容,物体在某一过程中温度升高降低1K时所吸收放出的能量f卡诺循环,整个循环过程是由两个准静态等温过程和两个等静态绝热过程构成h熵,对不可逆过程初态和末态的描述2. 填空：1 外界对系统传递的热量,一部分是使系统的热量增加,另一部分是用于系统对外界做功;2 卡诺循环是在准静态等温过程和准静态绝热过程之间进行工作的循环过程,其工作效率只与温度初末有关,要提高工作效率必须提高初始温度降低末态温度 ;3 热力学第二定律表明：热量不可能自动地从温度低的传向温度高的 ;4 在封闭系统中发生的任何不可逆过程,都导致了整个系统的熵的变化 ,系统的总熵只有在可逆过程中才是不变的,这就是熵增加原理;3. 问答：1 下面两个热机的p-V图,在a中,两个热机做功W1=W2,在b中,两个热机做功W1>W2,问a与b中,两个热机的效率是否相同为什么a b2 当物体放入冰箱内,该物体温度高,对冰箱制冷效果好还是物体温度低,对冰箱制冷效果好为什么对于制冷机,人们关心的是从低温热源吸取热量Q2要多,而外界必须对制冷机作的功A要少,故定义制冷系数w=Q2/A=Q2/Q1-Q2制冷系数可以大于1,且越大越好;对于卡诺制冷机,有Wr=T2/T1-T2 由此可见,若两热源的温度差越大,则制冷系数越小,从低温热源吸取相同的热量Q2时,外界对制冷机作的功A就有增大,这对制冷是不利的；制冷温度T2越低,制冷系数越小,对制冷也是不利的;3 茶杯中的水变凉,在自然情况下,是否可以再变热为什么一切与热有关的自然现象都与热力学第二定律有关,有熵增加原理可知,在封闭系统中发生的任何不可逆过程,都将导致整个系统的熵增加;4 控制饮食和增加身体运动是否可以控制人体体重为什么可以,身体相当于一个系统,控制饮食即减少了从外界吸收的热量,增加身体运动即增加的身体对外做功,由热力学第一定理知,人的体重会得到控制;4. 计算：1 有一台功率为15kW的制冷机,从10o C的冷藏室吸取热量,向20o C的物体放出热量,问每分钟从冷藏室吸取多少热量2 有一台热机工作在1000K和300K的热源之间,为了提高热机效率,有两种方案：1 将热源温度提高到1100K；2 将冷源温度降到200K;问两种方案哪一种更好理论效率为,则1T1=1100K,；2T2=200K,.第2种方案效率高．但是若以降低低温热源温度的方法来提高热机效率,需用制冷机降低环境温度,这种方法并不经济,所以,一般用提高高温热源温度的方法来提高热机工作效率．3 1kg水银,初始温度100o C,如果加热使其温度上升到100o C,问水银的熵变是多少水银的熔点39o C,溶解热104 J/kg o C,比热容138 J/kg o C熵变=ClnT3/T1+Q/T2=138ln373/173+10000/273-39=156J/K第八章静电场1. 名词解释：a电通量,通过电场中任意曲面的电场线的数目b电势,静电场的标势c等势面,电势相等的点连接起来构成的曲面d电偶极子,两个电量相等符号相反相距l的点电荷+q和-qe电偶极矩,从-q指向+q的矢量记为l‘f束缚电荷,电介质中的正负电荷,在电场力作用下只能在原子或分子范围内做微小位移g电介质极化,外电场作用下,电解质显示电性h位移极化,正负电荷受到相反方向的电场力因而正负电荷将发生微小的相对位移i心电向量,心脏各瞬间产生的电激动在立体的方向及大小j心电向量环,反映心脏各瞬间向量的变化2. 填空：1 在电场中描绘的一系列的曲线,使曲线上每一点的 切线 方向都与该点处的电场强度方向 相同 ,这些曲线称为电场线;2 导体静电平衡的必要条件是导体内任一点的电场强度为 0 ,而电介质静电平衡时介质内任一点的电场强度 不为0 ;3 带电导体表面处的电场强度与 电荷密度 成正比,因此,避雷针尖端可以吸引很多 电荷 ,并通过接地线放电;4 带电导体处于静电平衡时,电荷分布在 外表面 ,导体内部电荷为 0 ;3. 问答：1 如果在高斯面上的电场强度处处为0,能否可以判断此高斯面内一定没有净电荷反过来,如果高斯面内没有净电荷,是否能够判断面上所有各点的电场强度为0如果在高斯面上的E 处处为零,则,q=0;因此,可以肯定此高斯面内一定没有净电荷,即电荷的代数和为零;反过来,如果高斯面内没有净电荷,则可以肯定“穿进”此高斯面的电场线与“穿出”此高斯面的电场线相等,但不能肯定此高斯面上的E 处处为零;2 避雷针的尖端为什么是尖的因为在雷雨天气,高楼上空出现带电云层时,迅雷针和高楼顶部都被感应上大量电荷,由于避雷针针头是尖的,而静电感应时,导体尖端总是聚集了最多的电荷．这样,避雷针就聚集了大部分电荷．避雷针又与这些带电云层形成了一个电容器,由于它较尖,即这个电容器的两极板正对面积很小,电容也就很小,也就是说它所能容纳的电荷很少．而它又聚集了大部分电荷,所以,当云层上电荷较多时,避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿,成为导体．这样,带电云层与避雷针形成通路,而避雷针又是接地的．避雷针就可以把云层上的电荷导人大地,使其不对高层建筑构成危险,保证了它的安全．3 在一均匀电介质球外放一点电荷q,分别用如图所示的两个闭合曲面S 1和S 2,求通过两闭合面的电场强度E 通量,电位移D 通量;在这种情况下,能否找到一个合适的闭合曲面,可以应用高斯定理求出闭合曲面上各点的场强4 从心肌细胞的电偶极矩出发阐述心电图的形成;4. 计算： 2 一平行板电容器有两层介质：r 1 = 4,d 1 = 2 mm ；r 2 = 2,d 1 = 3 mm,极板面积40cm 2,极板间电压200V,试计算：●每层介质中的电场能量密度； ● 每层介质中的总电能；SS q●电容器的总电能;第十章恒磁场1. 名词解释：a磁通量,磁场中通过某一曲面的磁感应线的数目b磁偶极子,具有等值异号的两个磁荷构成的系统c磁偶极矩,载流平面线圈的电流强度和线圈面积s的乘积d霍耳效应,当电流垂直于外磁场方向通过导体时在垂直于磁场和电流方向的导体两个端面之间出现电势差e磁介质,在磁场的作用下,其内部状态发生变化并反过来影响磁场存在或分布的物质f磁化 ,使原来不具有磁性的物质获得磁性2. 填空：1 物质磁性的本质是分子电流对外磁效应的总和 ,任何物质中的分子都存在有规律的排列时 ,该电流使物质对外显示出磁性;2 在磁场中,沿任一闭合回路磁感应强度矢量的线积分,等于真空导磁率乘以穿过以该闭合曲线为边界所张任意曲面的各磁通量的代数和;3 磁场是有旋场,其特性是磁场任一闭合曲面的磁通量等于零;4 磁介质在磁场的作用下内部状态发生地变化叫做磁化 ;在这种现象作用下,磁感应强度增加的磁介质称为强磁质 ,反之,称为弱磁质 ;3. 问答：1 设图中两导线中的电流均为8A,试分别求三个闭合线L1、L2、L3环路积分的值,并讨论以下几个问题：●在每一个闭合线上各点的磁感应强度是否相等为什么●在闭合线L2上各点的磁感应强度是否为零为什么对L1L2L1L3I1 I2因为空间磁感应强度为电流在该点激发的磁感应强度矢量和B=B1+B2 各点的B不相等．$各点的B不为零,只是环路积分等于零．2 在一个均匀磁场中,三角形线圈和圆形线圈的面积相等,并通有相同的电流;问：●这两个线圈所受的磁力矩是否相等●所受的磁力是否相等●它们的磁矩是否相等●当它们在磁场中处于稳定位置时,线圈中电流所激发出来的磁场方向与外磁场方向是相同、相反或垂直载流线圈在磁场中所受磁力矩为M=Pm×B,Pm=ISlnS相同I相同,则Pm大小相同．M是否相同取决于Pm与B的夹角是否相同．若Pm与B夹角为,则两线圈磁力矩最大且相等．线圈在磁场中受合力∵∴F=0．线圈所受磁力矩为零时,即Pm与B夹角ψ=0或ψ=π时,线圈处于稳定位置,ψ=0两者B方向相同,ψ=π相反．4. 计算：1 两根长直导线互相平行地放置在真空,如图所示,其中通以同向的电流I1=I2=10A,试求P点的磁感应强度;已知PI1=PI2=,PI1PI2PI I如解图所示．I1、I2在P 点的磁感应强度大小为；总磁感应强度为；方向与I1P 夹角为45°．第十二章 物理光学1. 名词解释：a 单色光,具有单一波长的光波b 相干光,频率相同且振动方向相同的光c 光程,介质在真空中传播的路程d 半波损失,光从折射率较小的介质光疏介质射向折射率较大的介质光密介质并在界面上发生反射时,反射光对入射光有相位突变pai,由于相位差pai 与光程差相对应,相当于反射光走了半个波长光程e 光的衍射,当光遇到与其波长相近的障碍物时能够绕开障碍物向前传播f 偏振光,光矢量的振动方向和大小有规律变化的光2. 填空：1 获得相干光的条件是：从 同一光源 的同一部分发出的光,通过某些装置进行 分束后才能符合相干条件的相干光;2 在下图中,光线在媒质n 2中的光程是 2N2d ,从ABCBA 的光程差是 d+N2d ;3 瑞利准则表明：对一种光学仪器来说,如果一个点光源的衍射图样的中央 最亮处 处正好与另一个点光源的衍射图样的第一个 最暗处 处相重合,这时,; 4 当起偏器与检偏器光轴有角度,检偏器透射光强是起偏器透射光强的 角余弦的平方 倍; 3. 问答： 1 汽车玻璃贴膜的厚度对单向透视特性有影响吗为什么汽车玻璃贴膜的厚度可能和一些透过光线的波长接近,这在光学上就会增加这些光线的反射和散射;从而影响汽车玻璃的单向透视性;2 手机上的照相机可以拍摄远景吗为什么不可以,由瑞利准则可知,要拍摄远景,需要提高分辨率,而光学仪器的分辨率1/0=D/入;则需要增大D 即镜头的直径,但是手机的镜头直径是一定的且很小;1n 1n 2nA BdC3 光学显微镜可以观察细胞器吗为什么不能,由瑞利准则1/0=D/入光学显微镜的入太小,导致0很小4 如何用实验确定一束光是自然光,还是线偏振光或圆偏振光旋转检偏器,若光强有变化,且有消光现象的为线偏振光;若光强无变化则为自然光或圆偏振光;下面进一步区分圆偏振光与自然光;在检偏器前放人一个四分之一波片,此时再转动检偏器;由于四分之一波片可将圆偏振光转变为线偏振光,而对自然光不起作用;因此,当转动检偏器时,若再无光强变化的为自然光;若有光强变化,且有消光现象的,必是圆偏振光;4. 计算：1 一单色光垂直照射在宽的单缝上,在缝后放置一焦距为的会聚透镜,已知在透镜观测屏上中央明条纹宽为,求入射光波长;2 水的折射率是,玻璃的折射率是,当光由水中射向玻璃反射时,起偏振角是多少当光由玻璃中射向水反射时,起偏振角又是多少第十五章量子物理基础1. 名词解释：黑体,辐射出射度,遏制电压,红限,能量子,量子数,基态,受激态,波函数2. 填空：1 当温度升高,黑体的能量辐射与温度成次方上升,辐射的电磁波长变短或长;2 普朗克能量量子化假设包括：和 ;3 爱因斯坦光子假设包括：和 ;4 光子的粒子性是通过和实验证实;5 戴维孙-革莫实验使人们知道当电子束射入晶体,可以通过电子探测器获得电子图,因此,人们确定电子具有性;6 微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量,微观粒子不可能同时具有确定的和 ;3. 问答：1 医用红外热像仪常用于皮肤癌、乳腺癌等的诊断,阐述其物理原理;2 在光电效应实验中,如果：1 入射光强度增加1倍；2 入射光频率增加1倍；这两种情况的结果有何不同入射光强度增加1倍,相当于入射的光子数增加1倍,因而光电子数翻倍,光电流增加1倍;$入射光频率增加1倍,光电子的最大初动能也增加1倍3 如图所示,被激发的氢原子跃迁到低能级时,可激发波长为1、2、3的辐射,问这三个波长之间的关系如何4 在电子显微镜中观察细胞结构时,图像分辨力与保护细胞活性有矛盾吗为什么4. 计算： 1 钾的红限波长为620nm,求：●钾的逸出功； ● 在330nm 的紫外光照射下,钾的遏止电势差;(2) 人红细胞直径8m,厚2-3m,质量1013 kg;设测量红细胞位置的不确定性是m,计算其速率的不确定量是多少 12 3 E 1 E 2 E 3。
医药物理学课后习题答案
《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==/==494-1010SE F 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 。
医用物理学习题解答汇总(1)(1)(1)(1)
第一章 生物力学基础1-1 两物体的转动动能之比为1:8，转动惯量之比为2:1，求两物体的角速度之比。
解：由211112k E I ω=，222212k E I ω=，且121/8k k E E =，12/2I I =，可得1214ωω=1-2 细棒长度为1m ，质量为6kg ，转轴与棒垂直，距离一端为0.2m ，求转动惯量。
解：0.80.82230.20.211.0083I r dm x dx x λλ--====⎰⎰ kg/m 21-3 圆盘质量为m ，半径为R ，质量分布均匀，轴过盘中心且与盘面垂直，求转动惯。
解：4232212242Rm R J r dm r dr mR R πσππ===⋅⋅=⎰⎰1-4 一个飞轮的转动惯量为2335kg m ⋅，转速为每分钟72转，因受摩擦力矩作用而均匀减速，经40s 停止，求摩擦力矩。
解： 由每分钟72转可得角速度为2π×72/60=2.4π rad/s ， 由0t ωωβ=+ 可得 0 2.440πβ=+⨯，0.06βπ=- rad/s ， 由M I β=，可得 335(0.06)63.15 N m M π=⨯-=-1-5 在自由旋转的水平圆盘边上，站着一质量为m 的人，圆盘半径为R ，转动惯量为J ，角速度为ω，如果这人由盘边走到盘心，求角速度变化。
解：由角动量守恒()2J mR J ωω+=220(1)J mR mR J Jωωω+==+ 角速度变化20mR Jωωω-= 1-6 一个人坐在转台上，将双手握住的哑铃置于胸前，转台以一定角速度0ω转动（摩擦不计），人和转台的转动惯量为0J ，如果此人将两手平伸，使人和转台的转动惯量增加为原来的2倍，求：（1）人和转台的角速度；（2）转动动能。
解：（1）由角动量守恒0002J J ωω=，所以0/2ωω=（2）222001122224k J E I J ωωω⎛⎫=== ⎪⎝⎭1-7 解释以下各物理量的定义、单位以及它们之间的关系：（1）压应变、压应力、杨氏模量；（2）切应变、切应力、切变模量；（3）体应变、体应力、体变模量。
医用物理学答案第04
2 × 10 −3 = 8.31
4 4 2 5 π1.4 2 × 1.1 × 10 5 π1.5 × 1.2 × 10 3 −3 283 293
4-9 某些恒星的温度达到 108 K的数量级，在这样的温度下原子已不存在， 只有质子存在，试求：质子的平均动能是多少？质子的方均根速率是多少？
3RT 3 × 8.31 × 10 8 解：由题意得： v = = = 1.58 × 10 6 ( m ⋅ s −1 ) −3 M 1 × 10
2
ε=
1 1 mp ( v 2 ) 2 = × 1.67 × 10 − 27 × (1.58 × 10 6 ) 2 = 2.08 × 10 −15 (J ) = 12.99(keV) 2 2 4-10 一容器被中间的隔板分成相等的两半. 一半装有氦气，温度为 250K；
求：方均根速率、平均速率和最概然速率. 解：由题意知：
dN m 2 − = f ( v)dv = 4 π 0 e N 2 πkT
3
m0 ( v x 2 + v y 2 + v z 2 ) 2 kT
v x v y v z dv x dv y dv z
2 2 2
一维运动分子的麦氏分布为：
率为 f (ε )dε =
v2
v1 v2 v1
vdN dN
∫ = ∫
3
v2
v1 v2 v1
vf ( v)dv f ( v ) dv
4-3 试根据麦克斯韦速率分布律证明： 分子平动动能在 ε 到 ε +d ε 区间的概
2
π
(k BT ) 2 e
−
ε
kT
ε dε ，其中 ε =
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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第一章刚体转动1名词解释：a刚体在任何情况下大小、形状都保持不变的物体.b力矩给定点到力作用线任意点的向径和力本身的矢积，也指力对物体产生转动效应的量度，即力对一轴线或对一点的矩。
c转动惯量反映刚体的转动惯性大小d进动自转物体之自转轴又绕着另一轴旋转的现象，又可称作旋进2填空：(1) 刚体转动的运动学参数是角速度、角位移、角加速度。
(2) 刚体转动的力学参数是转动惯量、力矩。
(3) 陀螺在绕本身对称轴旋转的同时，其对称轴还将绕力矩回转，这种回转现象称为进动。
3. 问答：(1) 有一个鸡蛋不知是熟还是生，请你判断一下，并说明为什么？熟鸡蛋内部凝结成固态，可近似为刚体，使它旋转起来后对质心轴的转动惯量可以认为是不变的常量，鸡蛋内各部分相对转轴有相同的角速度，因桌面对质心轴的摩擦力矩很小，所以熟鸡蛋转动起来后，其角速度的减小非常缓慢，可以稳定地旋转相当长的时间。
生鸡蛋内部可近似为非均匀分布的流体，使它旋转时，内部各部分状态变化的难易程度不相同，会因为摩擦而使鸡蛋晃荡，转动轴不稳定，转动惯量也不稳定，使它转动的动能因内摩擦等因素的耗散而不能保持，使转动很快停下来。
(2) 地球自转的角速度方向指向什么方向？作图说明。
(3) 中国古代用指南针导航，现代用陀螺仪导航，请说明陀螺仪导航的原理。
当转子高速旋转之后，对它不再作用外力矩，由于角动量守恒，其转轴方向将保持恒定不变，即把支架作任何转动，也不影响转子转轴的方向。
(4) 一个转动的飞轮，如果不提供能量，最终将停下来，试用转动定律解释该现象。
由转动定律可知M=Jdw/dt转动着的轮子一般总会受到阻力矩的作用，若不加外力矩，克服阻力矩做功，轮子最终会停下来（受阻力矩作用W越来越小）第三章流体的运动1. 名词解释：a可压缩流体可压缩流体具有可压缩性的流体，b黏性描述流体黏性大小的物理量，c流场流体运动所占据的空间，d层流流体在管内流动时，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。
e湍流流体的流速逐渐增大，当增大到某一临界值时，就会发现流体各部分相互掺混，甚至有漩涡出现，2. 填空：(1) 伯努利方程表明，任何一处流体的动能和势能之和总是恒定的。
(2) 文丘里流量计是利用伯努力方程原理设计，测量的流量值与压强成正比。
(3) 流体流动状态是根据雷诺数判断，当它<1000，流体的流动状态是层流。
(4) 等截面管道中流体的流量与流速成正比，与黏度、横截面积成反比。
3. 问答：(1) 血压测量时，为什么袖带要与心脏平齐？血压是液体压强，与高度有关，由伯努力方程得当袖带与心脏齐平时，袖带与心脏在同一高度，这样测出的血压才与心脏的血压相接近。
(2) 痰液吸引器的管子粗细对吸引痰液有什么影响？为什么？痰液吸引器是伯努利方程的应用。
由连续性方程可知Sa·Va=Sb·Vb。
管子细速度快压强小，由于空吸作用，当压强小于大气压时，痰液因受大气压的作用，被压进管子中。
(3) 呼吸道阻力对呼吸通气功能有什么影响？为什么？大气压力与胸扩压力差不变时阻力越大，通气量越小。
(4) 用柯氏音法测量无创血压，为什么用听诊手段来判断血压？第四章机械振动1. 名词解释：a谐振动在振动中，物体相对于平衡位置的位移随时间按正弦函数或余弦函数的规律变化。
b，阻尼振动振动系统受到阻力作用，系统将克服阻力做功，能量逐渐减少，振幅逐渐减少。
c，受迫振动是振动系统在周期性的外力作用下，其所发生的振动受迫振动d共振受阻振动的振幅达到的最大值e谱线在均匀且连续的光谱上明亮或黑暗的线条2. 填空：(1) 谐振动的特征量是加速度、位移和速度。
(2) 阻尼振动有过阻尼、欠阻尼和临界阻尼三种情况。
(3) 从能量角度看，在受迫振动中，振动物体因驱动力做功而获得动能，同时又因阻尼作用而消耗机械能。
(4) 当周期性外力的频率与弹簧振子的固有频率一致时，则弹簧振子发生了共振。
3. 问答：(1) 输氧时，当氧气阀门打开时，氧气表上的指针会振动，最后指示稳定的压力，这是为什么？因为指针突然受到增加的气压，振荡的平衡位置会移动,然后会以新的平衡位置为基准做阻尼振荡(2) 在阻尼振动中，下列哪种情况下振动衰减较快？●物体质量不变，阻尼系数增大；●物体质量增大，阻尼系数不变。
物体质量不变阻尼系数增大--------这种情况下振动衰减较快(3) 心电图可以做频谱分析吗？其基频振动频率是多少？心电图上，一次心跳的波形分为几个阶段，每个阶段有自己的形态。
可以做出频谱，但不知道具体有什么意义。
第五章机械波1. 名词解释：a机械波，机械振动在弹性介质中进行传播的过程b波面某一时刻振动相位相同的点连成的面。
c，波长指沿着波的传播方向，在波的图形中相对平衡位置的位移时刻相同的相邻的两个质点之间的距离d能流单位时间内通过介质中某一面积的能量，e驻波同一介质中，频率和振幅均相等，振动方向一致，传播方向相反的两列波叠加后形成的波f多普勒效应由于声源与观察者的相对运动，造成接收频率发生变化的现象2. 填空：(1) 机械波产生的条件是介质和波源。
(2) 波是能量传递的一种形式，其强度用密度表示。
(3) 机械波在介质中传播时，它的衰减系数和波吸收系数将随着传播距离的增加而减小，这种现象称为波的衰减。
(4) 驻波中始终静止不动的点称为波节，振幅最大的各点称为波腹。
(5) 在多普勒血流计中，当血流迎着探头，接受频率增大，当血流背离探头，接受频率减低。
3. 问答：(1) 当波从一种介质透入到另一种介质时，波长、频率、波速、振幅等物理量中，哪些量会改变？哪些量不会改变？如果波被介质表面反射或吸收，那么振幅减小．一般频率不会变，而波速会有变化，因为u=λν的制约，所以波长会变．(2) 在医学超声检查时，耦合剂起什么作用？为什么？超声波在传播时，会遇到不同的声阻抗的物质发生反射和折射，声阻抗差大，反射的声波强度大透射波强度就小，为了让透射波的强度增大，就得减小反射波的反射。
在探头和体表上间涂油，减小声阻抗差，增大透射波，形成更清晰的超声图像(3) 声强级与频率有关吗？为什么？没有关系，声强级是能流密度，对于机械波来说，能流密度和频率无关4. 计算：(1) 利用超声波可以在液体中产生120kW/cm2的大强度超声波，设波源为简谐振动，频率为500kHz，液体密度为1g/cm3，声速1.5km/s，求液体质点振动的振幅。
(2) 一振动频率为2040Hz的波源以速度v向一反射面接近，观察者在A点听得声音的频率为2043Hz，求波源移动的速度v。
(声速为340m/s)v第六章气体分子运动论1. 名词解释：a平衡态是一定的气体，在不受外界影响下经过一定的时间，系统达到一个稳定的宏观性质不随时间变化的状态b状态参数是描写热力状态（气体的体积，压强，温度）的物理量c自由度，完全确定一个物体空间位置所需要的独立坐标数目d布郎运动被分子撞击的悬浮微粒做无规则运动的现象2. 填空：(1) 宏观物体的分子或原子都处于平衡态和非平衡态。
(2) 分子运动的微观量包括速度、位移、动能等，宏观量包括压强、体积、温度等。
(3) 气体温度是物体平均动能的度量。
(4) 理想气体的内能完全决定于分子运动的总动能和总势能。
3. 问答：(1) 汽车轮胎需要保持一定的压力，问冬天与夏天打入轮胎气体的质量是否相同？为什么？由于热胀冷缩夏天的时候空气膨胀，轮胎内的空气会膨胀。
体积增大胎内的压强增大。
冬天的时候空气收缩，轮胎内的空气会收缩。
体积减小胎内的压强减小。
所以如果要达到相同的压强，夏天打入胎内的空气质量较少。
但要注意：质量并不会随着温度的变化而变化。
这里是为了达到相同的压强，才会舍得打入胎内的空气质量不同量。
(2) 气体分子的平均速率、方均根速率、最概然速率各是怎样定义的？它们的大小由哪些因素决定？各有什么用处？气体分子的平均速率是所有分子速率的算术平均值．，当温度升高时，增大，当摩尔质量μ增大时，变小．最概然速率υp表示气体分子的速率在υp附近的概率最大．，当温度升高时，υp增大，当摩尔质量μ增大时，υp变小．反映了速率分布的基本特征，即处于υp附近的速率区间内的分子数占总分子数的百分比最大，但并非是速率分布中的最大速率的值．方均根速率，反映了分子的平均平动动能的平均效果．方均根速率与成正比，与成反比．(3) 在同一温度下，如果氧分子与氢分子的平均动能相等，问氢分子的运动速率比氧分子高吗？为什么？氢分子的运动的平均速率比氧分子大原因是氢分子的分子量 2 氢分子的分子量32平均速率比 4:1(4) 平均自由程与气体的状态、分子本身性质有何关系？在计算平均自由程时，什么地方体现了统计平均？平均自由程与气体的宏观状态参量温度、压强有关，也与微观物理量分子的有效直径有关。
推导时，利用了麦克斯韦速率分布律中平均相对速率与算术平均速率的关系，得出分子的平均碰撞次数，进而得出分子的平均自由程。
因此，平均自由程是在平衡状态下，对大量气体分子的热运动在连续两次碰撞间所经过路程的一个统计平均值。
4. 计算：(1) 在27o C温度下，氧分子和氢分子的均方根速率和平均平动动能是多少？由内能公式有分子的平均平动动能分子的方均根速率分子的平均总动能(2) 设温度为0时，空气摩尔质量为0.0289 kg/mol，求：当大气压减到地面的75%时的大气高度。
第七章热力学基础1. 名词解释：a孤立系统，系统与外界既没有能量交换也没有物质交换b封闭系统，系统与外界无物质交换，但有能量交换c开放系统，系统与外界有能量与物质交换d内能，系统处于某一状态时所具有的能量e热容，物体在某一过程中温度升高（降低）1K时所吸收（放出）的能量f卡诺循环，整个循环过程是由两个准静态等温过程和两个等静态绝热过程构成h熵，对不可逆过程初态和末态的描述2. 填空：(1) 外界对系统传递的热量，一部分是使系统的热量增加，另一部分是用于系统对外界做功。
(2) 卡诺循环是在准静态等温过程和准静态绝热过程之间进行工作的循环过程，其工作效率只与温度（初末）有关，要提高工作效率必须提高初始温度降低末态温度。
(3) 热力学第二定律表明：热量不可能自动地从温度低的传向温度高的。
(4) 在封闭系统中发生的任何不可逆过程，都导致了整个系统的熵的变化，系统的总熵只有在可逆过程中才是不变的，这就是熵增加原理。
3. 问答：(1) 下面两个热机的p-V图，在(a)中，两个热机做功W1=W2，在(b)中，两个热机做功W1>W2，问(a)与(b)中，两个热机的效率是否相同？为什么？(a) (b)(2) 当物体放入冰箱内，该物体温度高，对冰箱制冷效果好？还是物体温度低，对冰箱制冷效果好？为什么？对于制冷机，人们关心的是从低温热源吸取热量Q2要多，而外界必须对制冷机作的功A要少，故定义制冷系数w=Q2/A=Q2/(Q1-Q2)制冷系数可以大于1，且越大越好。