醫(yī)用物理習(xí)題集.doc

34醫(yī)用物理學(xué)習(xí)題集目 錄練習(xí)一 矢量分析 位移 速度 加速度練習(xí)二 角量和線量 圓周運動練習(xí)三 轉(zhuǎn)動定律 角動量守恒定律練習(xí)四 物體的彈性 骨的力學(xué)性質(zhì)練習(xí)五 理想流體的穩(wěn)定流動練習(xí)六 血液的層流練習(xí)七 簡諧振動練習(xí)八 簡諧振動的疊加、分解及振動的分類練習(xí)九 波動方程練習(xí)十 波的能量 波的干涉練習(xí)十一 聲波 超聲波及超聲波診斷儀的物理原理練習(xí)十二 狹義相對論的基本原理及其時空觀練習(xí)十三 相對論力學(xué)基礎(chǔ)練習(xí)十四 液體的表面性質(zhì)練習(xí)十五 電場 電場強度練習(xí)十六 高斯定理及其應(yīng)用練習(xí)十七 電場力做功 電勢練習(xí)十八 心電 靜電場中的電介質(zhì) 電場的能量練習(xí)十九 靜磁場習(xí)題課練習(xí)二十 磁感應(yīng)強度 磁通量 畢奧薩伐爾定律練習(xí)二十一 安培環(huán)路定律練習(xí)二十二 磁場對電流的作用練習(xí)二十三 歐姆定律的微分形式 電動勢 生物膜電位練習(xí)二十四 直流電路 電流對人體的作用練習(xí)二十五 眼睛的屈光系統(tǒng) 球面屈光 練習(xí)二十六 透鏡的屈光 眼睛的屈光不正及其物理矯正練習(xí)二十七 光的干涉練習(xí)二十八 光的衍射練習(xí)二十九 光的偏振部 分 物 理 常 量引力常量 G=6.6710-11N2m2kg-2 中子質(zhì)量 mn=1.6710-27kg重力加速度 g=9.8m/s-2 質(zhì)子質(zhì)量 mp=1.6710-27kg阿伏伽德羅常量 NA=6.021023mol-1 元電荷 e=1.6010-19C摩爾氣體常量 R=8.31Jmol-1K-1 真空中電容率 e0= 8.8510-12 C2N-1m-2標準大氣壓 1atm=1.013105Pa 真空中磁導(dǎo)率 m0=4p107H/m=1.26106H/m玻耳茲曼常量 k=1.3810-23JK-1 普朗克常量 h = 6.6310-34 J s真空中光速 c=3.00108m/s 維恩常量 b=2.89710-3mK電子質(zhì)量 me=9.1110-31kg 斯特藩-玻爾茲常量 s = 5.6710-8 W/m2K4說明：字母為黑體者表示矢量練習(xí)一 位移 速度 加速度一. 選擇題1. 以下四種運動，加速度保持不變的運動是(A) 單擺的運動；(B) 圓周運動；(C) 拋體運動；(D) 勻速率曲線運動.2. 質(zhì)點在y軸上運動，運動方程為y=4t2-2t3，則質(zhì)點返回原點時的速度和加速度分別為:(A) 8m/s, 16m/s2.(B) -8m/s, -16m/s2.(C) -8m/s, 16m/s2.(D) 8m/s, -16m/s2.3. 物體通過兩個連續(xù)相等位移的平均速度分別為1=10m/s, 2=15m/s,若物體作直線運動,則在整個過程中物體的平均速度為(A) 12 m/s.(B) 11.75 m/s.(C) 12.5 m/s.(D) 13.75 m/s.二. 填空題1. 一小球沿斜面向上運動,其運動方程為s=5+4t-t2 (SI),則小球運動到最高點的時刻為t= 秒.2. 一質(zhì)點沿X軸運動, v=1+3t2 (SI), 若t=0時,質(zhì)點位于原點.則質(zhì)點的加速度a= (SI)；質(zhì)點的運動方程為x= (SI).3. 一質(zhì)點的運動方程為r=Acosw t i+Bsinw t j, A, B ,w為常量.則質(zhì)點的加速度矢量為a= , 軌跡方程為 .三計算題1. 湖中有一條小船，岸邊有人用繩子通過岸上高于水面h的滑輪拉船，設(shè)人收繩的速率為v0，求船的速度u和加速度a.2. 一人站在山腳下向山坡上扔石子,石子初速為v0,與水平夾角為q(斜向上),山坡與水平面成a角. (1) 如不計空氣阻力,求石子在山坡上的落地點對山腳的距離s； (2) 如果a值與v0值一定,q取何值時s最大,并求出最大值smax.練習(xí)二 角量和線量 圓周運動一.選擇題1. 下面表述正確的是(A) 質(zhì)點作圓周運動,加速度一定與速度垂直；(B) 物體作直線運動,法向加速度必為零；(C) 軌道最彎處法向加速度最大；(D) 某時刻的速率為零,切向加速度必為零.2. 由于地球自轉(zhuǎn)，靜止于地球上的物體有向心加速度，下面說法正確的是(A) 靜止于地球上的物體,其向心加速度指向地球中心；(B) 荊州所在地的向心加速度比北京所在地的向心加速度大；(C) 荊州所在地的向心加速度比北京所在地的向心加速度??；(D) 荊州所在地的向心加速度與北京所在地的向心加速度一樣大小.3. 下列情況不可能存在的是(A) 速率增加,加速度大小減少；(B) 速率減少,加速度大小增加；(C) 速率不變而有加速度；(D) 速率增加而無加速度；(E) 速率增加而法向加速度大小不變.二.填空題1. 一人騎摩托車跳越一條大溝,他能以與水平成30角,其值為30m/s的初速從一邊起跳,剛好到達另一邊,則可知此溝的寬度為 .2. 任意時刻at=0的運動是 運動；任意時刻an=0的運動是 運動； 任意時刻a=0的運動是 運動； 任意時刻at=0, an=常量的運動是 運動.ABCMajrw圖2.13. 已知質(zhì)點的運動方程為r=2t2i+cosptj (SI), 則其速度v= ；加速度a= ；當t=1秒時,其切向加速度at= ；法向加速度an= .三.計算題1. 一輕桿CA以角速度w繞定點C轉(zhuǎn)動,而A端與重物M用細繩連接后跨過定滑輪B,如圖2.1.試求重物M的速度.(已知CB=l為常數(shù),j=wt,在t時刻CBA=a,計算速度時a作為已知數(shù)代入).2. 升降機以a=2g的加速度從靜止開始上升,機頂有一螺帽在t0=2.0s時因松動而落下,設(shè)升降機高為h=2.0m,試求螺帽下落到底板所需時間t及相對地面下落的距離s.練習(xí)三 轉(zhuǎn)動定律 角動量守恒定律一.選擇題1. 以下說法正確的是(A) 合外力為零,合外力矩一定為零；(B) 合外力為零,合外力矩一定不為零；(C) 合外力為零,合外力矩可以不為零；(D) 合外力不為零,合外力矩一定不為零；(E) 合外力不為零,合外力矩一定為零.2. 有A、B兩個半徑相同,質(zhì)量相同的細圓環(huán).A環(huán)的質(zhì)量均勻分布,B環(huán)的質(zhì)量不均勻分布,設(shè)它們對過環(huán)心的中心軸的轉(zhuǎn)動慣量分別為IA和I B,則有(A) IAIB.(B) IAIB.(C) 無法確定哪個大.(D) IAIB.3. 剛體角動量守恒的充分而必要的條件是(A) 剛體不受外力矩的作用.(B) 剛體所受合外力矩為零.(C) 剛體所受的合外力和合外力矩均為零.(D) 剛體的轉(zhuǎn)動慣量和角速度均保持不變.二.填空題1. 半徑為20cm的主動輪,通過皮帶拖動半徑為50cm的被動輪轉(zhuǎn)動, 皮帶與輪之間無相對滑動,主動輪從靜止開始作勻角加速轉(zhuǎn)動,在4s內(nèi)被動輪的角速度達到8p rad/s,則主動輪在這段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過了 圈.AABRa圖3.12. 在OXY平面內(nèi)的三個質(zhì)點,質(zhì)量分別為m1 = 1kg, m2 = 2kg,和 m3 = 3kg,位置坐標(以米為單位)分別為m1 (3,2)、m2 (2,1)和m3 (1,2),則這三個質(zhì)點構(gòu)成的質(zhì)點組對Z軸的轉(zhuǎn)動慣量Iz = .3. 一薄圓盤半徑為R, 質(zhì)量為m,可繞AA轉(zhuǎn)動,如圖3.1所示,則此情況下盤的轉(zhuǎn)動慣量IAA = .設(shè)該盤從靜止開始,在恒力矩M的作用下轉(zhuǎn)動, t秒時邊緣B點的切向加速度at = ，法向加速度an = .三.計算題m圖3.20.5m0.75m閘瓦wFm圖3.31. 如圖3.2所示,有一飛輪,半徑為r = 20cm,可繞水平軸轉(zhuǎn)動,在輪上繞一根很長的輕繩,若在自由端系一質(zhì)量m1 = 20g的物體,此物體勻速下降；若系m2=50g的物體,則此物體在10s內(nèi)由靜止開始加速下降40cm.設(shè)摩擦阻力矩保持不變.求摩擦阻力矩、飛輪的轉(zhuǎn)動慣量以及繩系重物m2后的張力？2. 飛輪為質(zhì)量m = 60kg , 半徑r = 0.25m的圓盤,繞其水平中心軸轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為900轉(zhuǎn)/分.現(xiàn)利用一制動的閘桿,桿的一端加一豎直方向的制動力F,使飛輪減速.閘桿的尺寸如圖3.3所示, 閘瓦與飛輪的摩擦系數(shù)m = 0.4, 飛輪的轉(zhuǎn)動慣量可按圓盤計算.(1) 設(shè)F=100N,求使飛輪停止轉(zhuǎn)動的時間,并求出飛輪從制動到停止共轉(zhuǎn)了幾轉(zhuǎn).(2) 欲使飛輪在2秒鐘內(nèi)轉(zhuǎn)速減為一半,求此情況的制動力.練習(xí)四 物體的彈性 骨的力學(xué)性質(zhì)一. 選擇題1. 以下說法正確的是(A) 骨頭的拉伸與壓縮性能相同(B) 固定不變的壓應(yīng)力會引起骨頭的萎縮(C) 張應(yīng)變和壓應(yīng)變的過程中體積不會變化(D) 應(yīng)力與壓強的國際單位不相同2. 如對骨骼施加600N的力，骨骼的截面積為50cm2，這時骨骼所受的應(yīng)力為：（A）1.1105NS-2（B）1.2105NS-2（C）1.3105NS-2（D）1.4105NS-23. 下列不屬于應(yīng)變的是（A） 張應(yīng)變與壓應(yīng)變（B） 拉應(yīng)變（C） 切應(yīng)變（D） 體應(yīng)變二填空題1. 一橫截面積為1.5cm2的圓柱形的物體，在其一頭施加100N的壓力，其長度縮短了0.0065%，則物體的楊氏模量為 Nm-2。2. 某人的脛骨長0.4m，橫截面積為5cm2，如果此骨支持其整個體重500N，其長度縮短的部分為 m。三.計算題1. 邊長為0.2m的立方體的兩個相對面上各施加9.8102N的切向力，它們大小相等，方向相反。施力后兩相對面的位移為0.0001m。求物體的切變模量。2. 一銅桿長2m，橫截面積為2.0cm2，另一鋼桿長L，橫截面積為1.0cm2，現(xiàn)在將二桿接牢，然后在兩桿外端施加反向相等的拉力3104N。（鋼的楊氏模量為1.11011 Nm2，銅的楊氏模量為2.01011 Nm2）求各個桿中的應(yīng)力。練習(xí)五 理想流體的穩(wěn)定流動一選擇題 1. 一個20cm30cm的矩形截面容器內(nèi)盛有深度為50cm的水，如果水從容器底部面積為2.0 cm2 的小孔流出，水流出一半時所需時間為（ ）（A）28秒 (B)14秒(C) 42秒 (D)20秒2.容器內(nèi)水的高度為H，水自離自由表面h深的小孔流出，在水面下多深的地方另開一小孔可使水流的水平射程與前者相等（ ） (A)H-h處 （B）H/2 (C) h/2 (D) (h)1/23.關(guān)于伯努力方程，理解錯誤的是（ ）（A）P+ rgh+ r v2/2常量 （B）r v2/2是單位體積的流體的動能(C) rgh是h高度時流體的壓強二填空題1.水流過A管后，分兩支由B,C兩管流去。已知 SA100 cm2 ，SB 40 cm2, SC80 cm2 ，VA40 cm/s ,VB 30 cm/s.把水看成理想流體，則C管中水的流速VCcm/s. 2水中水管的截面面積在粗處為A140 cm2 ，細處為A210 cm2 ，管中水的流量為Q3000 cm3/s。則粗處水的流速為V1，細處水的流速為V2。 3一個頂端開口的圓筒容器，高為40厘米，直徑為10厘米。在圓筒底部中心開一面積為1 cm2 的小孔.水從圓筒底頂部以140 cm3/s的流量由水管注入圓筒內(nèi)，則圓筒中的水面可以升到的最大高度為。三計算題1.在水管的某一點，水的流速為2 cm/s，其壓強高出大氣壓104 Pa,沿水管到另一點高度比第一點降低了1m，如果在第2點處水管的橫截面積是第一點處的二分之一，試求第二點處的壓強高出大氣壓強多少？2.水由蓄水池中穩(wěn)定流出，如圖所示，點1的高度為10m，點2和點3的高度為1m，在點2處管的橫截面積為0.04 m2，在點3處為0.02 m2，蓄水池面積比管子的橫截面積大得多。試求：（1）點2處得壓強是多少？（2）一秒鐘內(nèi)水的排出量是多少？ 練習(xí)六 血液的層流一 選擇題1一小鋼球在盛有粘滯液體的豎直長筒中下落，其速度時間曲線如圖所示，則作用于鋼球的粘滯力隨時間的變化曲線為（ ）2水在半徑為R，長為L的管道中作層流，管中心流速為V，下面哪種情況下可以不作層流（ ）(A)半徑增加為原來的2倍。(B)長度L增加。(C)水流速度明顯增加 。(D)將水換成甘油。3站在高速行駛火車旁的人會被火車（ ）(A)吸進軌道(B)甩離火車(C) 倒向火車前進的方向二.填空題1石油在半徑R 1.5103 m ,長度L1.00m 的水平細管中流動，測得其流量Q210-6 m3/s ，細管兩端的壓強差為P1-P23.96103Pa，則石油的粘滯系數(shù)h=。2皮下注射針頭粗度增加一倍時，同樣壓力情況下其藥液流量將增加倍。3.液體的粘滯系數(shù)隨溫度升高，氣體的粘滯系數(shù)隨溫度升高。三.計算題1.20的水在半徑為1.0cm的管內(nèi)流動，如果在管的中心處流速為10cm/s，取在20時水的粘滯系數(shù)h= 1.005103 N s/ m2，求由于粘滯性使得沿管長為2m的兩個截面間的壓強降落？2.如圖，在一個大容器的底部有一根水平的細玻璃管，直徑d=0.1cm,長l10cm，容器內(nèi)盛有深為h=50cm的硫酸，其密度 r=1.9103kg/m3，測得一分鐘內(nèi)由細管流出的硫酸質(zhì)量為6.6克，求其粘滯系數(shù)h。練習(xí)七 簡諧振動一選擇題1. 一質(zhì)點作簡諧振動,振動方程為x=cos(wtj),當時間t=T 2(T為周期)時,質(zhì)點的速度為（A）Awsinj .（B）-Awsinj .（C）-Awcosj .（D）Awcosj.2. 把單擺擺球從平衡位置向位移正方向拉開, 使擺線與豎直方向成一微小角度q, 然后由靜止放手任其振動, 從放手時開始計時, 若用余弦函數(shù)表示其運動方程,則該單擺振動的初位相為(A) q . (B) p.(C) 0 .(D) p/2.3. 兩個質(zhì)點各自作簡諧振動,它們的振幅相同、周期相同, 第一個質(zhì)點的振動方程為x1=Acos(w ta). 當?shù)谝粋€質(zhì)點從相對平衡位置的正位移處回到平衡位置時, 第二個質(zhì)點正在最大位移處, 則第二個質(zhì)點的振動方程為(A) x2=Acos(w ta +p/2) .(B) x2=Acos(w ta -p/2) .(C) x2=Acos(w ta 3 p/2) .(D) x2=Acos(w ta + p) .二.填空題1. 用40N的力拉一輕彈簧，可使其伸長20cm，此彈簧下應(yīng)掛 kg的物體，才能使彈簧振子作簡諧振動的周期T=0.2ps .2. 一質(zhì)點沿x軸作簡諧振動，振動范圍的中心點為x軸的原點. 已知周期為T,振幅為A.(1)若t=0時質(zhì)點過x=0處且朝x軸正方向運動,則振動方程為x= .(2)若t=0時質(zhì)點處于x=A/2處且朝x軸負方向運動,則振動方程為x= .4. 一質(zhì)點作簡諧振動的圓頻率為w、振幅為A,當t=0時質(zhì)點位于x=A/2處且朝x軸正方向運動,試畫出此振動的旋轉(zhuǎn)矢量圖.三.計算題1.若簡諧振動表達式為 x=0.1cos(20ptp/4) (SI) . 求：（1）振幅 、頻率、角頻率、周期和相位；（2）t=2s時的位移、 速度和加速度。2.有一個與輕彈簧相連的小球 ，沿x軸作振幅為A的簡諧振動，其表達式為余 函數(shù)，若t=0時質(zhì)點的狀態(tài)為：（1）x= -A;(2)過平衡位置向正向運動；（3）過x=A/2處向負向運動；（4）過x=A/ 處向正向運動。試求各相應(yīng)的初相值。練習(xí)八 簡諧振動的疊加、分解及振動的分類一選擇題1. 一質(zhì)點作簡諧振動，已知振動周期為T，則其振動動能變化的周期是(A) T/4.(B) T/2.(C) T.(D) 2T.(E) 4T.2. 一彈簧振子作簡諧振動,當其偏離平衡位置的位移的大小為振幅的1/4時,其動能為振動總能量的(A) 7/16.(B) 9/16.(C) 11/16.(D) 13/16.(D) 15/16.3. 有兩個振動:x1 = A1cosw t, x2 = A2sinw t,且A2a)的水平細桿在門外貼近門的平面內(nèi)沿其長度方向勻速運動,若站在門外的觀察者認為此桿的兩端可同時被推進此門,則桿相對于門的運動速度u至少為 .三. 計算題1. 觀察者甲和乙分別靜止于兩慣性參照系K和K中,甲測得在同一地點發(fā)生的兩事件的時間間隔為4s,而乙測得這兩事件的時間間隔為5s.求(1) K相對于K的運動速度；(2) 乙測得這兩個事件發(fā)生地點的空間距離.2. 靜止長度為90m的宇宙飛船以相對地球0.8c的速度飛離地球,一光脈沖從船尾傳到船頭.求:(1) 飛船上的觀察者測得該光脈沖走的時間和距離；(1) 地球上的觀察者測得該光脈沖走的時間和距離.練習(xí)十三 相對論力學(xué)基礎(chǔ)一.選擇題1. 一勻質(zhì)矩形薄板,當它靜止時,測得其長度為a,寬度為b,質(zhì)量為m0.由此可算出其質(zhì)量面密度為s=m0/(ab).假定該薄板沿長度方向以接近光速的速度v作勻速直線運動,此種情況下,測算該薄板的質(zhì)量面密度為(A) .(B) .(C) .(D) 2 一個電子的運動速度v=0.99c,它的動能是(A) 3.5MeV.(B) 4.0MeV.(C) 3.1MeV.(D) 2.5MeV.3 某核電站年發(fā)電量為100億度,它等于3.61016J.如果這些能量是由核材料的全部靜止能轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的,則需要消耗的核材料的質(zhì)量為(A) 0.4kg.(B) 0.8kg.(C) 12107kg.(D) (1/12)107kg.二.填空題1.某加速器將電子加速到能量E=2106eV 時, 該電子的動能Ek= eV.2. 在v= 的情況下粒子的動量等于非相對論動量的二倍；在v= 的情況下粒子的動能等于它的靜止能量.3. 一電子以0.99c的速率運動,則電子的總能量為 J;電子的經(jīng)典力學(xué)動能與相對論動能之比是 .三.計算題1. 由于相對論效應(yīng),如果粒子的能量增加,粒子在磁場中的回旋周期將隨能量的增大而增大,計算動能為104MeV的質(zhì)子在磁感應(yīng)強度為1T的磁場中的回旋周期.2. 設(shè)快速運動的介子的能量約為E=3000MeV,而這種介子在靜止時的能量為E0=100MeV.若這種介子的固有壽命是t0=210-6s,求它運動的距離.練習(xí)十四 液體的表面性質(zhì)一.選擇題1.一半徑為R肥皂泡內(nèi)空氣的壓強為（ ）(A)Po+4a/R (B)Po+2a/R(C)Po-4a/R (D)Po-2a/R2.若某液體不潤濕某固體表面時，其接觸角q 為( )(A)銳角 (B)鈍角(C)0(D)p3.大小兩個肥皂泡，用玻璃管連通著，肥皂泡將會（ ）(A)大的變小，小的變大，直至一樣大。(B)大的變大，小的變小，直至消失。(C)維持現(xiàn)有狀態(tài)不發(fā)生改變。二.填空題1一球形泡，直徑等于1.010-5m ，剛處在水面下，如水面上的氣壓為=1.0105Pa ， a=7.310-2N/m ，則泡內(nèi)壓強為Pa。 2往U形管中注水，兩管的內(nèi)徑分別為 r1=5.010-5m ,r2 = 2.010-4m則兩管水面的高度差h。 3在深度為h2m的水池底部產(chǎn)生許多直徑d5.010-5m的氣泡，當它們等溫地上升到水面上時，這些氣泡的直徑為m。三.計算題1.把一個毛細管插入水中，使它的下端在水面下10厘米處，管內(nèi)水位比周圍液高出4厘米，且接觸角是零，問要在管的下端吹出一個半球形的氣泡所需壓強是多少？2.一根內(nèi)直徑為 1毫米的玻璃管，豎直插入盛水銀的容器中，管的下端在水銀面下的1厘米處。問要在管的下端吹處一個半球形氣泡，管內(nèi)空氣的壓強應(yīng)為多少？如果管內(nèi)空氣壓強比一大氣壓低3000N/,水銀和玻璃的接觸角呈140，問水銀在管內(nèi)會升高到多少？練習(xí)十五 電場 電場強度一.選擇題1. 關(guān)于試驗電荷,以下說法正確的是(A) 試驗電荷是電量極小的正電荷；(B) 試驗電荷是體積極小的正電荷；(C) 試驗電荷是體積和電量都極小的正電荷；(D) 試驗電荷是電量足夠小，以至于它不影響產(chǎn)生原電場的電荷分布，從而不影響原電場;同時是體積足夠小，以至于它所在的位置真正代表一點的正電荷（這里的足夠小都是相對問題而言的）.2. 關(guān)于點電荷電場強度的計算公式E = q r / (4 p e 0 r3),以下說法正確的是 (A) r0時, E；(B) r0時,q不能作為點電荷,公式不適用；(C) r0時,q仍是點電荷,但公式無意義；(D) r0時,q已成為球形電荷,應(yīng)用球?qū)ΨQ電荷分布來計算電場.3. 試驗電荷q0在電場中受力為f , 其電場強度的大小為f / q0 , 以下說法正確的是(A) E正比于f ；(B) E反比于q0；(C) E正比于f 且反比于q0；(D) 電場強度E是由產(chǎn)生電場的電荷所決定的,不以試驗電荷q0及其受力的大小決定.aaaAPO圖15.1二.填空題1. 如圖15.1所示,一電荷線密度為l 的無限長帶電直線垂直通過圖面上的A點,一電荷為Q的均勻球體,其球心為O點,AOP是邊長為a 的等邊三角形,為了使P點處場強方向垂直于OP, 則l和Q的數(shù)量之間應(yīng)滿足 關(guān)系,且l與Q為 號電荷 (填同號