《醫(yī)學(xué)物理學(xué)》(第八版)復(fù)習(xí)題

1、復(fù) 習(xí) 題第一章 剛體轉(zhuǎn)動1 名詞解釋：剛體在任何情況下大小、形狀都保持不變的物體.，力矩給定點到力作用線任意點的向徑和力本身的矢積，也指力對物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效應(yīng)的量度，即力對一軸線或?qū)σ稽c的矩。，轉(zhuǎn)動慣量反映剛體的轉(zhuǎn)動慣性大小，進動自轉(zhuǎn)物體之自轉(zhuǎn)軸又繞著另一軸旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，又可稱作旋進2 填空：(1) 剛體轉(zhuǎn)動的運動學(xué)參數(shù)是 、 、 。(2) 剛體轉(zhuǎn)動的力學(xué)參數(shù)是 、 。(3) (4) 陀螺在繞本身對稱軸旋轉(zhuǎn)的同時，其 對稱軸 還將繞 豎直 回轉(zhuǎn)，這種回轉(zhuǎn)現(xiàn)象稱為進動。3. 問答：(1) 有一個雞蛋不知是熟還是生，請你判斷一下，并說明為什么？可根據(jù)兩者旋轉(zhuǎn)情況的不同來加以判別。 熟雞蛋內(nèi)部凝結(jié)成固

2、態(tài)，可近似為剛體，使它旋轉(zhuǎn)起來后對質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量可以認(rèn)為是不變的常量，雞蛋內(nèi)各部分相對轉(zhuǎn)軸有相同的角速度，因桌面對質(zhì)心軸的摩擦力矩很小，所以熟雞蛋轉(zhuǎn)動起來后，其角速度的減小非常緩慢，可以穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)相當(dāng)長的時間。 生雞蛋內(nèi)部可近似為非均勻分布的流體，使它旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)部各部分狀態(tài)變化的難易程度不相同，會因為摩擦而使雞蛋晃蕩，轉(zhuǎn)動軸不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)動慣量也不穩(wěn)定，使它轉(zhuǎn)動的動能因內(nèi)摩擦等因素的耗散而不能維持，使轉(zhuǎn)動很快停下來。(2) 地球自轉(zhuǎn)的角速度方向指向什么方向？作圖說明。(3) 中國古代用指南針導(dǎo)航，現(xiàn)代用陀螺儀導(dǎo)航，請說明陀螺儀導(dǎo)航的原理。當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)之后，對它不再作用外力矩，由于角動量守恒，其

3、轉(zhuǎn)軸方向?qū)⒈３趾愣ú蛔?，即把支架作任何轉(zhuǎn)動，也不影響轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的方向。(4) 一個轉(zhuǎn)動的飛輪，如果不提供能量，最終將停下來，試用轉(zhuǎn)動定律解釋該現(xiàn)象。由轉(zhuǎn)動定律可知M=Jdw/dt轉(zhuǎn)動著的輪子一般總會受到阻力矩的作用，若不加外力矩，克服阻力矩做功，輪子最終會停下來（受阻力矩作用W越來越?。┑诙?物體彈性1. 名詞解釋：應(yīng)力物體由于外因(受力、濕度、溫度場變化等)而變形時，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復(fù)到變形前的位置，應(yīng)變機械零件和構(gòu)件等物體內(nèi)任一點（單元體）因外力作用引起的形狀和尺寸的相對改變，抗張強度使得測試片由原始橫截面開始斷裂的最

4、大負(fù)荷，楊氏模量它是沿縱向的彈性模量2. 填空：(1) 物體變形分為 彈性形變 和 塑性形變 兩類。(2) 物體變形是由于有 的作用而產(chǎn)生了 變化。(3) 物體的應(yīng)力與應(yīng)變，經(jīng)歷 、 、 、 四個階段。(4) 物體在頸縮階段會發(fā)生 ，當(dāng)彈性階段與頸縮階段較近時，材料表現(xiàn)為 。3. 問答：(1) 用什么力學(xué)指標(biāo)評價骨骼硬度較為合適？為什么？(2) 骨質(zhì)疏松的力學(xué)特性表現(xiàn)是什么？ 第三章 流體的運動1. 名詞解釋：可壓縮流體具有可壓縮性的流體，黏性描述流體黏性大小的物理量，流場流體運動所占據(jù)的空間稱為流場，層流流體在管內(nèi)流動時，其質(zhì)點沿著與管軸平行的方向作平滑直線運動。此種流動稱為層流或滯流，亦有

5、稱為直線流動的，紊流如果流體的流速逐漸增大，當(dāng)增大到某一臨界值時，就會發(fā)現(xiàn)流體各部分相互摻混，甚至有漩渦出現(xiàn)，這種流動狀態(tài)叫紊流。2. 填空：(1) 伯努利方程表明，任何一處流體的 和 之和總是恒定的。(2) 文丘里流量計是利用 原理設(shè)計，測量的流量值與 成正比。(3) 流體流動狀態(tài)是根據(jù) 判斷，當(dāng)它<1000，流體的流動狀態(tài)是 。(4) 等截面管道中流體的流量與 成正比，與 成反比。3. 問答：(1) 血壓測量時，為什么袖帶要與心臟平齊？ (2) 痰液吸引器的管子粗細(xì)對吸引痰液有什么影響？為什么？(3) 呼吸道阻力對呼吸通氣功能有什么影響？為什么？(4) 用柯氏音法測量無創(chuàng)血壓，為什么

6、用聽診手段來判斷血壓？第四章 機械振動1. 名詞解釋：諧振動簡諧運動既是最基本也是最簡單的一種機械振動。當(dāng)某物體進行簡諧運動時，物體所受的力跟位移成正比，并且力總是指向平衡位置。，阻尼振動不論是彈簧振子還是單擺由于外界的摩擦和介質(zhì)阻力總是存在，在振動過程中要不斷克服外界阻力做功，消耗能量，振幅就會逐漸減小，經(jīng)過一段時間，振動就會完全停下來。這種振幅越來越小的振動叫做阻尼振動。，受迫振動受迫振動是振動系統(tǒng)在周期性的外力作用下，其所發(fā)生的振動稱為受迫振動，這個周期性的外力稱為驅(qū)動力。 受迫振動也稱強迫振動。周期激勵是一種典型的經(jīng)常性激勵。，共振共振頻率大約與系統(tǒng)自然頻率或稱固有頻率相等，譜線在均勻

7、且連續(xù)的光譜上明亮或黑暗的線條，起因于光子在一個狹窄的頻率范圍內(nèi)比附近的其他頻率超過或缺乏。2. 填空：(1) 諧振動的特征量是 、 和 。(2) 阻尼振動有 、 和 三種情況。(3) 從能量角度看，在受迫振動中，振動物體因驅(qū)動力做功而獲得 ，同時又因阻尼作用而消耗 。(4) 當(dāng)周期性外力的 與彈簧振子的 一致時，則彈簧振子發(fā)生了共振。3. 問答：(1) 輸氧時，當(dāng)氧氣閥門打開時，氧氣表上的指針會振動，最后指示穩(wěn)定的壓力，這是為什么？ (2) 在阻尼振動中，下列哪種情況下振動衰減較快？l 物體質(zhì)量不變，阻尼系數(shù)增大；l 物體質(zhì)量增大，阻尼系數(shù)不變。(3) 心電圖可以做頻譜分析嗎？其基頻振動頻率

8、是多少？第五章 機械波1. 名詞解釋：機械波機械振動在介質(zhì)中的傳播過程叫機械波，波面某一時刻振動相位相同的點連成的面。，波長波長波長指沿著波的傳播方向，在波的圖形中相對平衡位置的位移時刻相同的相鄰的兩個質(zhì)點之間的距離，能流單位時間內(nèi)通過介質(zhì)中某一面積的能量，駐波波形不隨時間變化的波，多普勒效應(yīng)由于聲源與觀察者的相對運動，造成接收頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象 2. 填空：(1) 機械波產(chǎn)生的條件是 和 。(2) 波是 傳遞的一種形式，其強度用 表示。(3) 機械波在介質(zhì)中傳播時，它的 和 將隨著傳播距離的增加而減小，這種現(xiàn)象稱為波的衰減。(4) 駐波中始終靜止不動的點稱為 ，振幅最大的各點稱為 。(5)

9、在多普勒血流計中，當(dāng)血流迎著探頭，接受頻率 ，當(dāng)血流背離探頭，接受頻率 。3. 問答：(1) 當(dāng)波從一種介質(zhì)透入到另一種介質(zhì)時，波長、頻率、波速、振幅等物理量中，哪些量會改變？哪些量不會改變？ (2) 在醫(yī)學(xué)超聲檢查時，耦合劑起什么作用？為什么？(3) 聲強級與頻率有關(guān)嗎？為什么？4. 計算：(1) 利用超聲波可以在液體中產(chǎn)生120kW/cm2的大強度超聲波，設(shè)波源為簡諧振動，頻率為500kHz，液體密度為1g/cm3，聲速1.5km/s，求液體質(zhì)點振動的振幅。(2) 一振動頻率為2040Hz的波源以速度v向一反射面接近，觀察者在A點聽得聲音的頻率為2043Hz，求波源移動的速度v。 (聲速為

10、340m/s)Av 第六章 氣體分子運動論1. 名詞解釋：平衡態(tài)平衡態(tài)是對所考察的系統(tǒng)狀態(tài)變量均保持不變的一種狀態(tài)，狀態(tài)參數(shù)熱力狀態(tài)參數(shù)是描寫熱力狀態(tài)的物理量，自由度，布郎運動懸浮的微粒足夠小時，受到的來自各個方向的液體分子的撞擊作用是不平衡的。在某一瞬間，微粒在另一個方向受到的撞擊作用強，致使微粒又向其它方向運動2. 填空：(1) 宏觀物體的分子或原子都處于 和 。 (2) 分子運動的微觀量包括 、 、 等，宏觀量包括 、 、 等。(3) 氣體溫度是 的度量。(4) 理想氣體的內(nèi)能完全決定于分子運動的 和 。3. 問答：(1) 汽車輪胎需要保持一定的壓力，問冬天與夏天打入輪胎氣體的質(zhì)量是否相

11、同？為什么？(2) 氣體分子的平均速率、方均根速率、最概然速率各是怎樣定義的？它們的大小由哪些因素決定？各有什么用處？(3) 在同一溫度下，如果氧分子與氫分子的平均動能相等，問氫分子的運動速率比氧分子高嗎？為什么？(4) 平均自由程與氣體的狀態(tài)、分子本身性質(zhì)有何關(guān)系？在計算平均自由程時，什么地方體現(xiàn)了統(tǒng)計平均？平均自由程與氣體的宏觀狀態(tài)參量溫度、壓強有關(guān)，也與微觀物理量分子的有效直徑有關(guān)。推導(dǎo)時，利用了麥克斯韋速率分布律中平均相對速率與算術(shù)平均速率的關(guān)系，得出分子的平均碰撞次數(shù)，進而得出分子的平均自由程。因此，平均自由程是在平衡狀態(tài)下，對大量氣體分子的熱運動在連續(xù)兩次碰撞間所經(jīng)過路程的一個統(tǒng)計

12、平均值。4. 計算：(1) 在27oC溫度下，氧分子和氫分子的均方根速率和平均平動動能是多少？ (2) 設(shè)溫度為0時，空氣摩爾質(zhì)量為0.0289 kg/mol，求：當(dāng)大氣壓減到地面的75%時的大氣高度。第七章 熱力學(xué)基礎(chǔ)1. 名詞解釋：孤立系統(tǒng)，封閉系統(tǒng)，開放系統(tǒng)，內(nèi)能，熱容，卡諾循環(huán)，熵2. 填空：(1) 外界對 傳遞的熱量，一部分是使系統(tǒng)的 增加，另一部分是用于系統(tǒng)對 做功。(2) 卡諾循環(huán)是在 之間進行工作的循環(huán)過程，其工作效率只與這 有關(guān)，要提高工作效率必須提高這 。(3) 熱力學(xué)第二定律表明：熱量不可能自動地從 傳向 。(4) 在封閉系統(tǒng)中發(fā)生的任何不可逆過程，都導(dǎo)致了整個系統(tǒng)的熵的

13、 ，系統(tǒng)的總熵只有在 過程中才是不變的，這就是熵增加原理。3. 問答：(1) 下面兩個熱機的p-V圖，在(a)中，兩個熱機做功W1=W2，在(b)中，兩個熱機做功W1>W2，問(a)與(b)中，兩個熱機的效率是否相同？為什么？ (a) (b)(2) 當(dāng)物體放入冰箱內(nèi)，該物體溫度高，對冰箱制冷效果好？還是物體溫度低，對冰箱制冷效果好？為什么？對于制冷機，人們關(guān)心的是從低溫?zé)嵩次崃縌2要多，而外界必須對制冷機作的功A要少，故定義制冷系數(shù)w=Q2/A=Q2/(Q1-Q2)制冷系數(shù)可以大于1，且越大越好。對于卡諾制冷機，有Wr=T2/(T1-T2) 由此可見，若兩熱源的溫度差越大，則制冷系數(shù)

14、越小，從低溫?zé)嵩次∠嗤臒崃縌2時，外界對制冷機作的功A就有增大，這對制冷是不利的；制冷溫度T2越低，制冷系數(shù)越小，對制冷也是不利的。(3) 茶杯中的水變涼，在自然情況下，是否可以再變熱？為什么？一切與熱有關(guān)的自然現(xiàn)象都與熱力學(xué)第二定律有關(guān)，有熵增加原理可知，在封閉系統(tǒng)中發(fā)生的任何不可逆過程，都將導(dǎo)致整個系統(tǒng)的熵增加。(4) 控制飲食和增加身體運動是否可以控制人體體重？為什么？4. 計算：(1) 有一臺功率為15kW的制冷機，從-10oC的冷藏室吸取熱量，向20oC的物體放出熱量，問每分鐘從冷藏室吸取多少熱量？(2) 有一臺熱機工作在1000K和300K的熱源之間，為了提高熱機效率，有兩種方

15、案：(1) 將熱源溫度提高到1100K；(2) 將冷源溫度降到200K。問兩種方案哪一種更好？(3) 1kg水銀，初始溫度-100oC，如果加熱使其溫度上升到100oC，問水銀的熵變是多少？ (水銀的熔點-39oC，溶解熱1.17´104 J/(kg · oC)，比熱容-138 J/(kg · oC)第八章 靜電場1. 名詞解釋：電通量，電勢，等勢面，電偶極子，電偶極矩，束縛電荷，電介質(zhì)極化，位移極化，心電向量，心電向量環(huán)2. 填空：(1) 在電場中描繪的一系列的曲線，使曲線上每一點的 方向都與該點處的電場強度方向 ，這些曲線稱為電場線。(2) 導(dǎo)體靜電平衡的必要

16、條件是導(dǎo)體內(nèi)任一點的電場強度為 ，而電介質(zhì)靜電平衡時介質(zhì)內(nèi)任一點的電場強度 。(3) 帶電導(dǎo)體表面處的電場強度與 成正比，因此，避雷針尖端可以吸引很多 ，并通過接地線放電。(4) 帶電導(dǎo)體處于靜電平衡時，電荷分布在 ，導(dǎo)體內(nèi)部電荷為 。3. 問答：(1) 如果在高斯面上的電場強度處處為0，能否可以判斷此高斯面內(nèi)一定沒有凈電荷？反過來，如果高斯面內(nèi)沒有凈電荷，是否能夠判斷面上所有各點的電場強度為0?(2) 避雷針的尖端為什么是尖的？(3) 在一均勻電介質(zhì)球外放一點電荷q，分別用如圖所示的兩個閉合曲面S1和S2，求通過兩閉合面的電場強度E通量，電位移D通量。在這種情況下，能否找到一個合適的閉合曲面

17、，可以應(yīng)用高斯定理求出閉合曲面上各點的場強？S1S2q(4) 從心肌細(xì)胞的電偶極矩出發(fā)闡述心電圖的形成。4. 計算：(1) 地球的半徑是6.37´106m，地球表面的電場強度約為200V/m，方向指向地心，試計算地球帶的總電量。在距離地面1400m的高空處，電場強度降為20V/m，方向仍指向地心，試計算該1400m厚的大氣層平均電荷密度。 (e0 = 8.85´10-12 C2/N·m2)(2) 一平行板電容器有兩層介質(zhì)：er1 = 4，d1 = 2 mm；er2 = 2，d1 = 3 mm，極板面積40cm2，極板間電壓200V，試計算：l 每層介質(zhì)中的電場能量

18、密度；l 每層介質(zhì)中的總電能；l 電容器的總電能。第九章 直流電1. 名詞解釋：載流子，容積導(dǎo)體，時間常數(shù)，膜電位，靜息電位，動作電位，閾電位2. 填空：(1) 在由四個網(wǎng)孔、六個節(jié)點組成的電路中，獨立的回路方程有 ，獨立的節(jié)點方程有 。(2) 電容器充電時，其電位按 規(guī)律上升，起始電流最 (大或小)。(3) 在半透膜兩側(cè)，有一種離子有濃度差時，則用 計算膜電位，有多種離子有濃度差時，則用 計算膜電位。3. 問答：(1) 心電起源于心臟特殊傳導(dǎo)系統(tǒng)中，人體體表上的任意兩點是否可以測量心電圖？為什么？(2) 一個電極的漏電流是5mA，如果這個電極是接在人體體表，是否對人體有安全影響？如果這個電極

19、是插入在心臟附近，是否對人體有安全影響？為什么？(3) 在膜片鉗中，通常是用通道電流來闡述離子通道的開閉狀況，為什么？ 4. 計算：(1) 在以下電路中，設(shè)ENa=56mV、EK=-93mV、ECl=-66mV，CM=10pF，gNa=15mS/cm2、gK=0.53 mS/cm2、gCl=0.2mS/cm2，VM=26mV，dVM/dt=100V/s。計算此刻的膜電流。第十章 恒磁場1. 名詞解釋：磁通量，磁偶極子，磁偶極矩，霍耳效應(yīng)，磁介質(zhì)，磁化 2. 填空：(1) 物質(zhì)磁性的本質(zhì)是 ，任何物質(zhì)中的分子都存在 ，該電流使物質(zhì)對外顯示出磁性。(2) 在磁場中，沿任一 磁感應(yīng)強度矢量的線積分，

20、等于真空導(dǎo)磁率乘以穿過以該閉合曲線為邊界所張任意曲面的各 的代數(shù)和。(3) 磁場是 有旋 場，其特性是磁場任一閉合曲面的 等于零。(4) 磁介質(zhì)在磁場的作用下內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生地變化叫做 。在這種現(xiàn)象作用下，磁感應(yīng)強度增加的磁介質(zhì)稱為 ，反之，稱為 。3. 問答：(1) 設(shè)圖中兩導(dǎo)線中的電流均為8A，試分別求三個閉合線L1、L2、L3環(huán)路積分的值，并討論以下幾個問題：l 在每一個閉合線上各點的磁感應(yīng)強度是否相等？為什么？l 在閉合線L2上各點的磁感應(yīng)強度是否為零？為什么？L2L1L3I1I2(2) 在一個均勻磁場中，三角形線圈和圓形線圈的面積相等，并通有相同的電流。問：l 這兩個線圈所受的磁力矩是否

21、相等？l 所受的磁力是否相等？l 它們的磁矩是否相等？l 當(dāng)它們在磁場中處于穩(wěn)定位置時，線圈中電流所激發(fā)出來的磁場方向與外磁場方向是相同、相反或垂直？(3) Helmholtz線圈有何特點？4. 計算：(1) 兩根長直導(dǎo)線互相平行地放置在真空，如圖所示，其中通以同向的電流I1=I2=10A，試求P點的磁感應(yīng)強度。(已知PI1=PI2=0.5m，PI1PI2)PI1I2第十一章 電磁感應(yīng)與電磁波1. 名詞解釋：感應(yīng)電流，電磁感應(yīng)，自感應(yīng)，互感應(yīng) 2. 填空：(1) 當(dāng)穿過一個閉合導(dǎo)體回路所包圍的面積內(nèi)的磁通量發(fā)生變化時，在導(dǎo)體回路中會產(chǎn)生 ，感應(yīng)電流的方向總是使得它所激發(fā)的磁場來 引起感應(yīng)電流的

22、磁通量的變化。(2) 感應(yīng)電動勢包括 電動勢和 電動勢兩種。(3) 螺線管線圈是 元件，它儲存的磁場能與螺線管內(nèi)的 成正比，和 成反比。(4) 麥克斯韋方程組表明了 、 、 、 之間的關(guān)系。3. 問答：(1) 將一磁鐵插入閉合電路線圈中，一次迅速插入，另一次緩慢插入，問：l 兩次插入時，在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是否相同？為什么？l 兩次推磁鐵的力所作的功是否相等？(2) 自感電動勢能不能大于電源的電動勢？為什么？(3) 磁場能的兩種表達：Wm=LI2，Wm=V的物理意義有何區(qū)別？(4) 電磁波是如何產(chǎn)生的？舉一個RF醫(yī)療應(yīng)用的例子。第十二章 物理光學(xué)1. 名詞解釋：單色光，相干光，光程，半波損

23、失，光的衍射，偏振光，光矢量 2. 填空：(1) 獲得相干光的條件是：從 的同一部分發(fā)出的光，通過某些裝置進行 后才能符合相干條件的相干光。(2) 在下圖中，光線在媒質(zhì)n2中的光程是 ，從A®B®C®B®A的光程差是 。ABdC(3) 瑞利準(zhǔn)則表明：對一種光學(xué)儀器來說，如果一個點光源的衍射圖樣的中央 處正好與另一個點光源的衍射圖樣的第一個 處相重合，這時，人眼剛好能夠判別兩個不同的物體。(4) 當(dāng)起偏器與檢偏器光軸有角度，檢偏器透射光強是起偏器透射光強的 倍。3. 問答：(1) 汽車玻璃貼膜的厚度對單向透視特性有影響嗎？為什么？ (2) 手機上的照相機可

24、以拍攝遠(yuǎn)景嗎？為什么？(3) 光學(xué)顯微鏡可以觀察細(xì)胞器嗎？為什么？(4) 如何用實驗確定一束光是自然光，還是線偏振光或圓偏振光？4. 計算：(1) 一單色光垂直照射在寬0.1mm的單縫上，在縫后放置一焦距為2.0m的會聚透鏡，已知在透鏡觀測屏上中央明條紋寬為2.5mm，求入射光波長。(2) 水的折射率是1.33，玻璃的折射率是1.50，當(dāng)光由水中射向玻璃反射時，起偏振角是多少？當(dāng)光由玻璃中射向水反射時，起偏振角又是多少？第十五章 量子物理基礎(chǔ)1. 名詞解釋：黑體，輻射出射度，遏制電壓，紅限，能量子，量子數(shù)，基態(tài)，受激態(tài)，波函數(shù)2. 填空：(1) 當(dāng)溫度升高，黑體的能量輻射與溫度成 次方上升，輻射的電磁波長變 (短或長)。(2) 普朗克能量量子化假設(shè)包括： 和 。(3) 愛因斯坦光子假設(shè)包括： 和 。(4) 光子的粒