醫(yī)用物理作業(yè)題(無答案).doc

醫(yī)用物理學作業(yè)題第一章 生物力學的物理基礎(chǔ)1-1 一汽車發(fā)動機以的角速度空轉(zhuǎn),當用加速器作用后,在內(nèi)角速度增大到,設(shè)角加速度恒定,問：初角速度和末角速度是多少？角加速度是多少？在加速的時間內(nèi), 發(fā)動機轉(zhuǎn)了多少圈？若發(fā)動機飛輪的直徑為,當角速度為時, 飛輪邊沿上一點的線速度是多少？在加速的時間內(nèi),該點的切向加速度是多少？該點的法向加速度是多少？該點的加速度是多少？1-2 一直徑為的飛輪,以水平軸桿架起,一條繩繞在飛輪的外周邊沿上.在繩的一端加以的恒拉力,如果在內(nèi),繩展開,求飛輪的 角加速度； 末角速度；末動能； 轉(zhuǎn)動慣量.1-3 一磨輪的直徑為，質(zhì)量為，以的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，一工具以的正壓力作用在磨輪邊沿上，使磨輪在內(nèi)停止。求：磨輪和工具之間的摩擦系數(shù)（軸承上的摩擦可忽略不計）。 1-4 質(zhì)量為、半徑為的一個均質(zhì)薄圓盤，支于過盤中心且垂直于盤表面的水平軸上，一小物體，質(zhì)量也為，附著在盤的邊沿上，當小物體處在盤上水平半徑的端點時，將圓盤由靜止釋放。求小物體到達最低位置時的角速度。1-5 如圖所示，鋼球和質(zhì)量均為，以的角速度繞豎直軸轉(zhuǎn)動，兩球與軸的距離為。現(xiàn)在把軸環(huán)下移，使得二球離軸的距離為。問向下移動軸環(huán)時需作多少功？1-6 人做俯臥撐時的受力如圖所示。設(shè)人的質(zhì)量為，求地面作用在人手和腳上的力和。 1-7 一種油的樣品，原來體積為，承受的壓力后，體積縮小了。問這種油的體積彈性模量是多少？壓縮率是多少？1-8 成人股骨的最小截面積為。求股骨斷裂時所受到的法向壓縮力；假定斷裂前股骨的應力-應變呈線性關(guān)系，求斷裂時的應變。1-9 二頭肌可以近似看成長為、截面積為的圓柱體。已知松弛的二頭肌在法向拉伸力的作用下伸長而處于緊張狀態(tài)下的二頭肌在法向拉伸力的作用下也伸長。不考慮體積的變化，求：松弛時和處于緊張狀態(tài)下二頭肌的楊氏模量。第三章 流體動力學3-1 水在粗細不均勻的水平管中作定常流動。其流量是，管的橫截面積為處的壓強是。問管的橫截面積應縮為多大時，才能使壓強減為？3-2 一流量為的排水管，水平放置，在橫截面積為和兩處接一U型管，內(nèi)裝水銀。求：粗細兩處的流速；粗細兩處的壓強差；U型管中水銀柱的高度差。（水銀的密度為）3-3 一注射器的活塞面積，注射器針頭的截面積，當注射器水平放置時，用的力推動活塞，使活塞移動了。問水從注射器中流出所需的時間是多少？3-4 水在與高處水槽相接的粗細均勻的長水管中作定常流動。水管的某一點比槽內(nèi)水面低，該點處的計示壓強為。求：該點處水的流速；如果把水管的下端提到槽內(nèi)水面上的另一點處，則該點處水的壓強和流速是多少？3-5 人類毛細血管內(nèi)血液的粘度約為、半徑為的毛細血管內(nèi)血液的最大流速為。求長度為的毛細血管兩端的血壓降；流阻；流量。第四章 振動、波動和聲4-1 作諧振動的小球，速度的最大值，振幅，若令速度具有最大值的時刻為時刻，求：振動周期，加速度的最大值；寫出振動方程。4-2 已知彈簧振子的振幅，周期，物體在負方向的端點；物體在平衡位置且向正方向運動；物體在位移處，且向負方向運動。畫出旋轉(zhuǎn)矢量圖，求出初位相，并寫出以上情況下的振動方程。4-3質(zhì)量的物體作簡諧振動。振幅，周期，物體的位移為零且向正方向運動。寫出簡諧振動方程； 求物體的速度、加速度方程； t = 0.5 s時物體的動能和物體所受的力。4-4 設(shè)平面簡諧波的波動方程為。求：波的振幅、頻率及波長；兩點處的相位差。4-5 一簡諧波的波動方程為 求波源的初相位； 波的振幅和波長；畫出t = 10 s時的波形圖。4-6 設(shè)b、c兩點相距，為同一介質(zhì)中的兩波源，作同頻率同方向的振動。它們激起的波為平面簡諧波，振幅均為，波速為，且b為波峰時c為波谷。P點距bc線的垂直距離為，如圖所示。試對兩波分別寫出p點的振動方程及p點的合振動方程。4-7 振幅均為A、波長均為的兩相干波源S1、S2相距，S1較S2的相位超前，求S1、S2連線上S1外側(cè)各介質(zhì)質(zhì)點的合振幅；S2外側(cè)各介質(zhì)質(zhì)點的合振幅。4-8聲強級為50 dB的聲音傳入人耳，設(shè)氣溫為20 ， 求鼓膜上的聲壓幅值? 若鼓膜的面積為5.5105 m2，5 min內(nèi)傳到鼓膜的能量是多少？（）4-9在溫度為20 的條件下，一聲波從空氣中垂直進入水中。求入射波和透射波的聲強之比； 入射波和透射波的聲壓幅值之比。（，）4-10已知多普勒超聲血流計發(fā)出的超聲波在人體組織中的傳播速度為1.5103 m/s，當頻率為2.8MHz的超聲波與血流方向成60 角射入血管內(nèi)時，探測器測得的頻移為100 Hz，求血流速度。第六章 液體表面現(xiàn)象6-1如果測得從內(nèi)徑為的滴管滴下的100滴液體的質(zhì)量為，求該液體的表面張力系數(shù)。（設(shè)斷開處的直徑等于滴管的內(nèi)徑）6-2已知肥皂液在20 時的表面張力系數(shù)為。求：吹成半徑為的肥皂泡做的功；肥皂泡破裂過程中向外釋放的能量；泡內(nèi)外的壓強差6-3血液的密度為1.05910 3kg/m3。設(shè)血液在血管內(nèi)的接觸角為零。求血液在內(nèi)半徑為3.0 m的豎直毛細血管內(nèi)上升的高度，（37，）。6-4 兩個內(nèi)徑不同的毛細管，置入水中時，兩管的液面高度差是；置入酒精中，則液面高度差是。已知水的表面張力系數(shù)為，酒精的密度為，求酒精的表面張力系數(shù)。（設(shè)接觸角為零）第七章 靜電場7-1求真空中帶電量分別為Q和Q、相距為l的兩點電荷產(chǎn)生的電場中，兩電荷連線的延長線上距兩電荷聯(lián)線中心為r（rl）的任意點處的場強。7-2 帶電細線彎成半徑為的半圓形，電荷線密度為，式中為一常數(shù)，為半徑與軸 所成的夾角，如圖所示試求環(huán)心處的電場強度。 7-3真空中，a點有Q、o點有Q ，如圖所示。分別求單位正電荷從b點沿bcd移動到d 點；單位負電荷從d點沿de移到無窮遠處，電場力做的功。7-4半徑為和（）的兩無限長同軸圓柱面，單位長度分別帶有電量和，試求：（1）；（2）；（3）處各點的場強。7-5電荷量Q均勻分布在半徑為R的球體內(nèi)，試求：離球心處（）P點的電勢。 題7-6圖 題7-7圖 7-6一電偶極子的電矩為，放在場強為的勻強電場中，與之間夾角為，如圖所示若將此偶極子繞通過其中心且垂直于、平面的軸轉(zhuǎn)，外力需作功多少？7-7電荷以相同的面密度s 分布在半徑為和的兩個同心球面上，設(shè)無限遠處電勢為零，球心處的電勢為，求電荷面密度。（） 7-8電荷線密度為的無限長帶電直導線產(chǎn)生的電場中充滿相對介電常數(shù)為r的電介質(zhì)。求距導線分別為a和b（ab）、與導線同心的兩長度為l的圓柱殼空間貯存的電場能量。7-9平行板電容器，板面積為，帶電量，在兩板間充滿電介質(zhì)后，其場強為，試求：（1）介質(zhì)的相對介電常數(shù)；(2)介質(zhì)表面上的極化電荷密度。7-10某種細胞的直徑為3.0105m、膜厚度7.0108m、膜的相對介電常數(shù)為7.0、膜內(nèi)外電勢差為90mV。求：細胞膜的電荷面密度；細胞膜中貯存的電場能量。第八章 直流電8-1若橫截面積為10 mm2的銅線中允許通過的電流為60A，試計算銅線中的允許電流密度；設(shè)銅線中的自由電子數(shù)密度為8.51028個/m3，計算導線中自由電子的漂移速度是多少？8-2 圖8-16所示電路，已知：R1= 6，R2= 10，R3= 2.5，R4= 3，1= 10V，r1 = 0.6 2 = 4V，r2 = 0.4，其中c點接地。求：每個電阻中的電流；a、c和c、d兩點間電壓；a、b、c、d各點的電勢。 3 2 18-3. 如圖8-17所示電路，已知：1= 20V，r1= 1，2= 10V，r2= 0.5，3= 5V，r3 = 0.6，R1= 5， R2 = 7，R3= 2，I1 = 0.6A，I2 = 0.4A，I3 = 0.5A。.求：a、c兩點間的電勢差；a、b兩點間的電勢差；a、d兩點間的電勢差。 18-4. 如圖8-18所示電路，已知：1= 12V，2= 6V，r1 = r2 = 0.2，R1 = R2 =1.8， R3 = 8。求各支路中的電流。8-5. 1000的電阻和100F的電容串接到100V的電源上，求：充電開始時回路中的電流；充電過程進行到0.1s時，回路中的電流及電容兩端的電壓；充電結(jié)束電容兩端的電壓。第十章 波動光學10-1楊氏雙縫的間距為，距離屏幕為，求：（1）若第一級明紋距離為，求入射光波長。（2）若入射光的波長為，求相鄰兩明紋的間距。10-2一塊厚的折射率為的透明膜片。設(shè)以波長介于的可見光垂直入射，求反射光中哪些波長的光最強?10-3在寬度為的單縫后處放一屏。單色光垂直照射在縫上，發(fā)現(xiàn)離中央明紋中心處是第4級明紋，求：入射光波長 在上述條件下，縫處波面可分為幾個半波帶。10-4 用波長和的混合光垂直照射單縫，在衍射圖樣中的第級明紋中心位置恰與的第級暗紋中心位置重合。求滿足條件最小的和。10-5波長為和的兩種單色光同時垂直入射在光柵常數(shù)為的光柵上，緊靠光柵后用焦距為的透鏡把光線聚焦在屏幕上。求這兩束光的第三級譜線之間的距離。10-6已知天空中兩顆星相對于望遠鏡的角寬度為4.8410-6rad，它們發(fā)出的光波波長=550nm。望遠鏡物鏡的口徑至少要多大，才能分辨出這兩顆星？10-7波長到的白光垂直照射到某光柵上，在離光柵處的光屏上測得第一級彩帶離中央明條紋中心最近的距離為，求：（1）第一級彩帶的寬度；（2）第三級的哪些波長的光與第二級光譜的光相重合。10-8自然光投射到疊在一起的兩塊偏振片上，則兩偏振片的偏振化方向夾角為多大時才能使：（1）透射光強為入射光強的；（2）透射光強為最大透射光強的。(均不計吸收)10-9水的折射率為1.33、玻璃的折射率為1.50。若自然光由水中射向玻璃時的反射光為偏振光，求光的入射角和折射角。第十一章 幾何光學11-1一圓球形透明體能將無窮遠處射向前球面上的近軸平行光線會聚于后球面的頂點上。求透明體的折射率。11-2折射率為1.5、半徑為6 cm的玻璃球內(nèi)，離球面頂點4.5 cm處有一氣泡。求觀察者在球外空氣中距氣泡近的一側(cè)平視氣泡時氣泡表觀位置。11-3水的折射率為、半徑為2 cm的薄壁玻璃球內(nèi)盛滿水，求主光軸上距前球面頂點6 cm處的點物通過該光學系統(tǒng)所成的像。11-4. 空氣中折射率為1.5、長度為20 cm的玻璃棒，兩端都是半徑為5 cm的凸球面。求位于主光軸上空氣中距棒前球面頂點為20 cm處的點物通過該光學系統(tǒng)后成的像。11-5. 水的折射率為4/3。求折射率為3/2、焦距為f的薄透鏡處在水中時的焦距。11-6折射率為1.5、凸面半徑為10 cm的平凸薄透鏡與一折射率為1.5、一端是半徑為5 cm的凸球面的長玻璃棒相距10 cm，兩凸面相向共軸放置，如圖所示。求主光軸上空氣中平凸透鏡球面頂點前20 cm處的點物通過該光學系統(tǒng)成的像。11-7鏡筒長為22 cm的顯微鏡，物鏡焦距為10 mm、目鏡焦距為20 mm。若目鏡成的像在無窮遠處。求：標本應放在何處；顯微鏡的放大率。11-8設(shè)顯微鏡的光源波長為500 nm。欲觀察細節(jié)為0.2 m的標本，應選用怎樣的顯微鏡？第十四章 X射線14-1. 已知X光機的管電壓為100 kV，求X射線光子的最大能量和X射線的最短波長。這種射線能用來做深部組織治療嗎？14-2. 經(jīng)過物質(zhì)時，X射線要經(jīng)過多少個半價層，強度減為原來的1%？14-3. 肌肉的線性吸收系數(shù)為0.2 cm1。求60kV的X射線通過10 cm的肌肉層后的強度為原強度的百分數(shù)。14-4. 設(shè)密度為3 g/cm3的物質(zhì)對于某種X射線束的質(zhì)量吸收系數(shù)為0.03 cm2/g，求這種射線穿過厚度為1 mm、5 mm和1 cm的吸收層后的強度分別為原來強度的百分數(shù)。14-5. 對波長為0.154 nm的X射線，鋁、鎳和鉛的吸收系數(shù)分別為132 cm-1、427 cm-1和2610 cm-1。若用這3種材料作為吸收體，要求通過這些吸收體后的X射線強度為入射X射線強度的10%時，分別求鋁、鎳和鉛的厚度。第十五章 原子核與放射性15-1. 32 P的半衰期為14.3 d。求32 P的衰變常數(shù)和平均壽命；1g純32P的放射性活度。 15-2. 131I的半衰期為8.04 d。若出廠時131I的放射性活度為5.5510 8 Bq，求經(jīng)24.12 d后的放射性活度。15-3. 某放射性物質(zhì)中含兩種放射性核素，一種核素半衰期為2 d，另一種核素半衰期為8 d。開始時，短壽命核素的放