大學(xué)物理,醫(yī)學(xué)物理學(xué)加答案,完整版

1、第一章 剛體轉(zhuǎn)動(dòng)1 名詞解釋：a剛體在任何情況下大小、形狀都保持不變的物體.b力矩給定點(diǎn)到力作用線任意點(diǎn)的向徑和力本身的矢積，也指力對(duì)物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的量度，即力對(duì)一軸線或?qū)σ稽c(diǎn)的矩。c轉(zhuǎn)動(dòng)慣量反映剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小d進(jìn)動(dòng)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(jìn)2 填空：(1) 剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)是角速度、角位移、角加速度。(2) 剛體轉(zhuǎn)動(dòng)的力學(xué)參數(shù)是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、力矩。(3) 陀螺在繞本身對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，其對(duì)稱軸還將繞力矩回轉(zhuǎn)，這種回轉(zhuǎn)現(xiàn)象稱為進(jìn)動(dòng)。3. 問答：(1) 有一個(gè)雞蛋不知是熟還是生，請(qǐng)你判斷一下，并說明為什么？熟雞蛋內(nèi)部凝結(jié)成固態(tài)，可近似為剛體，使它旋轉(zhuǎn)起來后對(duì)質(zhì)心軸

2、的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以認(rèn)為是不變的常量，雞蛋內(nèi)各部分相對(duì)轉(zhuǎn)軸有相同的角速度，因桌面對(duì)質(zhì)心軸的摩擦力矩很小，所以熟雞蛋轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)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(shí)，內(nèi)部各部分狀態(tài)變化的難易程度不相同，會(huì)因?yàn)槟Σ炼闺u蛋晃蕩，轉(zhuǎn)動(dòng)軸不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也不穩(wěn)定，使它轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能因內(nèi)摩擦等因素的耗散而不能保持，使轉(zhuǎn)動(dòng)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(qǐng)說明陀螺儀導(dǎo)航的原理。當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)之后，對(duì)它不再作用外力矩，由于角動(dòng)量守恒，其轉(zhuǎn)軸方向?qū)⒈３趾愣ú蛔?，即把支架作任何轉(zhuǎn)

3、動(dòng)，也不影響轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的方向。(4) 一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的飛輪，如果不提供能量，最終將停下來，試用轉(zhuǎn)動(dòng)定律解釋該現(xiàn)象。由轉(zhuǎn)動(dòng)定律可知M=Jdw/dt轉(zhuǎn)動(dòng)著的輪子一般總會(huì)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(huì)停下來（受阻力矩作用W越來越?。┑谌?流體的運(yùn)動(dòng)1. 名詞解釋：a可壓縮流體可壓縮流體具有可壓縮性的流體， b黏性描述流體黏性大小的物理量，c流場流體運(yùn)動(dòng)所占據(jù)的空間，d層流流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)沿著與管軸平行的方向作平滑直線運(yùn)動(dòng)。e湍流流體的流速逐漸增大，當(dāng)增大到某一臨界值時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)流體各部分相互摻混，甚至有漩渦出現(xiàn)， 2. 填空：(1) 伯努利方程表明，任何一處流體的 動(dòng)能

4、 和 勢(shì)能 之和總是恒定的。(2) 文丘里流量計(jì)是利用 伯努力方程 原理設(shè)計(jì)，測量的流量值與 壓強(qiáng) 成正比。(3) 流體流動(dòng)狀態(tài)是根據(jù) 雷諾數(shù) 判斷，當(dāng)它W2，問(a)與(b)中，兩個(gè)熱機(jī)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(duì)冰箱制冷效果好？還是物體溫度低，對(duì)冰箱制冷效果好？為什么？對(duì)于制冷機(jī)，人們關(guān)心的是從低溫?zé)嵩次崃縌2要多，而外界必須對(duì)制冷機(jī)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(duì)于卡諾制冷機(jī)，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)越小，從低溫?zé)嵩次?/p>

5、相同的熱量Q2時(shí)，外界對(duì)制冷機(jī)作的功A就有增大，這對(duì)制冷是不利的；制冷溫度T2越低，制冷系數(shù)越小，對(duì)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(gè)系統(tǒng)的熵增加。(4) 控制飲食和增加身體運(yùn)動(dòng)是否可以控制人體體重？為什么？可以，身體相當(dāng)于一個(gè)系統(tǒng)，控制飲食即減少了從外界吸收的熱量，增加身體運(yùn)動(dòng)即增加的身體對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定理知，人的體重會(huì)得到控制。4. 計(jì)算：(1) 有一臺(tái)功率為15kW的制冷機(jī)，從-10oC的冷藏室吸取熱量，向20oC的物體放出熱量

6、，問每分鐘從冷藏室吸取多少熱量？(2) 有一臺(tái)熱機(jī)工作在1000K和300K的熱源之間，為了提高熱機(jī)效率，有兩種方案：(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？理論效率為 ，則 (1)T1=1100K，； (2)T2=200K，. 第2種方案效率高但是若以降低低溫?zé)嵩礈囟鹊姆椒▉硖岣邿釞C(jī)效率，需用制冷機(jī)降低環(huán)境溫度，這種方法并不經(jīng)濟(jì)，所以，一般用提高高溫?zé)嵩礈囟鹊姆椒▉硖岣邿釞C(jī)工作效率(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(diǎn)-39oC，溶解熱1.17104 J/(kg oC)，

7、比熱容-138 J/(kg oC)熵變=C*ln（T3/T1)+Q/T2=138*ln(373/173)+1.17*10000/（273-39）=156J/K第八章 靜電場1. 名詞解釋：a電通量，通過電場中任意曲面的電場線的數(shù)目b電勢(shì)，靜電場的標(biāo)勢(shì)c等勢(shì)面，電勢(shì)相等的點(diǎn)連接起來構(gòu)成的曲面d電偶極子，兩個(gè)電量相等符號(hào)相反相距l(xiāng)的點(diǎn)電荷+q和-qe電偶極矩，從-q指向+q的矢量記為lf束縛電荷，電介質(zhì)中的正負(fù)電荷，在電場力作用下只能在原子或分子范圍內(nèi)做微小位移g電介質(zhì)極化，外電場作用下，電解質(zhì)顯示電性h位移極化，正負(fù)電荷受到相反方向的電場力因而正負(fù)電荷將發(fā)生微小的相對(duì)位移i心電向量，心臟各瞬間產(chǎn)

8、生的電激動(dòng)在立體的方向及大小j心電向量環(huán)，反映心臟各瞬間向量的變化2. 填空：(1) 在電場中描繪的一系列的曲線，使曲線上每一點(diǎn)的 切線 方向都與該點(diǎn)處的電場強(qiáng)度方向 相同 ，這些曲線稱為電場線。(2) 導(dǎo)體靜電平衡的必要條件是導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度為 0 ，而電介質(zhì)靜電平衡時(shí)介質(zhì)內(nèi)任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度 不為0 。(3) 帶電導(dǎo)體表面處的電場強(qiáng)度與 電荷密度 成正比，因此，避雷針尖端可以吸引很多 電荷 ，并通過接地線放電。(4) 帶電導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，電荷分布在 外表面 ，導(dǎo)體內(nèi)部電荷為 0 。3. 問答：(1) 如果在高斯面上的電場強(qiáng)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

9、果高斯面內(nèi)沒有凈電荷，是否能夠判斷面上所有各點(diǎn)的電場強(qiáng)度為0?如果在高斯面上的E處處為零，則，q=0。因此，可以肯定此高斯面內(nèi)一定沒有凈電荷，即電荷的代數(shù)和為零。反過來，如果高斯面內(nèi)沒有凈電荷，則可以肯定“穿進(jìn)”此高斯面的電場線與“穿出”此高斯面的電場線相等，但不能肯定此高斯面上的E處處為零。(2) 避雷針的尖端為什么是尖的？因?yàn)樵诶子晏鞖?，高樓上空出現(xiàn)帶電云層時(shí)，迅雷針和高樓頂部都被感應(yīng)上大量電荷，由于避雷針針頭是尖的，而靜電感應(yīng)時(shí)，導(dǎo)體尖端總是聚集了最多的電荷這樣，避雷針就聚集了大部分電荷避雷針又與這些帶電云層形成了一個(gè)電容器，由于它較尖，即這個(gè)電容器的兩極板正對(duì)面積很小，電容也就很小，也

10、就是說它所能容納的電荷很少而它又聚集了大部分電荷，所以，當(dāng)云層上電荷較多時(shí)，避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿，成為導(dǎo)體這樣，帶電云層與避雷針形成通路，而避雷針又是接地的避雷針就可以把云層上的電荷導(dǎo)人大地，使其不對(duì)高層建筑構(gòu)成危險(xiǎn)，保證了它的安全(3) 在一均勻電介質(zhì)球外放一點(diǎn)電荷q，分別用如圖所示的兩個(gè)閉合曲面S1和S2，求通過兩閉合面的電場強(qiáng)度E通量，電位移D通量。在這種情況下，能否找到一個(gè)合適的閉合曲面，可以應(yīng)用高斯定理求出閉合曲面上各點(diǎn)的場強(qiáng)？(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(jì)算： (2) 一平行板電容器有兩層介質(zhì)：er1 = 4，d1 = 2 mm；er2

11、= 2，d1 = 3 mm，極板面積40cm2，極板間電壓200V，試計(jì)算：l 每層介質(zhì)中的電場能量密度；l 每層介質(zhì)中的總電能；l 電容器的總電能。 第十章 恒磁場1. 名詞解釋：a磁通量，磁場中通過某一曲面的磁感應(yīng)線的數(shù)目b磁偶極子，具有等值異號(hào)的兩個(gè)磁荷構(gòu)成的系統(tǒng)c磁偶極矩，載流平面線圈的電流強(qiáng)度和線圈面積s的乘積d霍耳效應(yīng)，當(dāng)電流垂直于外磁場方向通過導(dǎo)體時(shí)在垂直于磁場和電流方向的導(dǎo)體兩個(gè)端面之間出現(xiàn)電勢(shì)差e磁介質(zhì)，在磁場的作用下，其內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生變化并反過來影響磁場存在或分布的物質(zhì)f磁化 ，使原來不具有磁性的物質(zhì)獲得磁性 2. 填空：(1) 物質(zhì)磁性的本質(zhì)是 分子電流對(duì)外磁效應(yīng)的總和 ，

12、任何物質(zhì)中的分子都存在 有規(guī)律的排列時(shí) ，該電流使物質(zhì)對(duì)外顯示出磁性。(2) 在磁場中，沿任一 閉合回路 磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量的線積分，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 磁通量 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 磁通量 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 磁化 。在這種現(xiàn)象作用下，磁感應(yīng)強(qiáng)度增加的磁介質(zhì)稱為 強(qiáng)磁質(zhì) ，反之，稱為 弱磁質(zhì) 。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(gè)閉合線L1、L2、L3環(huán)路積分的值，并討論以下幾個(gè)問題：l 在每一個(gè)閉合線上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是否相等？為什么？l 在閉合線L

13、2上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是否為零？為什么？ 對(duì)L1 因?yàn)榭臻g磁感應(yīng)強(qiáng)度為電流在該點(diǎn)激發(fā)的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量和B=B1+B2 各點(diǎn)的B不相等$各點(diǎn)的B不為零，只是環(huán)路積分等于零(2) 在一個(gè)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(gè)線圈所受的磁力矩是否相等？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?cè)诖艌鲋刑幱诜€(wěn)定位置時(shí)，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？載流線圈在磁場中所受磁力矩為M=PmB，Pm=ISln S相同I相同，則Pm大小相同 M是否相同取決于Pm與B的夾角是否相同 若Pm與B夾角為，則兩線圈磁力矩最大且相等 線圈

14、在磁場中受合力 F=0 線圈所受磁力矩為零時(shí)，即Pm與B夾角=0或=時(shí)，線圈處于穩(wěn)定位置，=0兩者B方向相同，=相反4. 計(jì)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(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。(已知PI1=PI2=0.5m，PI1PI2)如解圖所示I1、I2在P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為； 總磁感應(yīng)強(qiáng)度為；方向與I1P夾角為45 第十二章 物理光學(xué)1. 名詞解釋：a單色光，具有單一波長的光波b相干光，頻率相同且振動(dòng)方向相同的光c光程，介質(zhì)在真空中傳播的路程d半波損失，光從折射率較小的介質(zhì)（光疏介質(zhì)）射向折射率較大的介質(zhì)（光密介質(zhì)）并在界面上發(fā)生反射時(shí)，

15、反射光對(duì)入射光有相位突變pai，由于相位差pai與光程差相對(duì)應(yīng)，相當(dāng)于反射光走了半個(gè)波長光程e光的衍射，當(dāng)光遇到與其波長相近的障礙物時(shí)能夠繞開障礙物向前傳播f偏振光，光矢量的振動(dòng)方向和大小有規(guī)律變化的光 2. 填空：(1) 獲得相干光的條件是：從 同一光源 的同一部分發(fā)出的光，通過某些裝置進(jìn)行 分束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 2N2d ，從ABCBA的光程差是 d+N2d 。(3) 瑞利準(zhǔn)則表明：對(duì)一種光學(xué)儀器來說，如果一個(gè)點(diǎn)光源的衍射圖樣的中央 最亮處 處正好與另一個(gè)點(diǎn)光源的衍射圖樣的第一個(gè) 最暗處 處相重合，這時(shí)，人眼剛好能夠判別兩個(gè)不同的物體。

16、(4) 當(dāng)起偏器與檢偏器光軸有角度，檢偏器透射光強(qiáng)是起偏器透射光強(qiáng)的 角余弦的平方 倍。3. 問答：(1) 汽車玻璃貼膜的厚度對(duì)單向透視特性有影響嗎？為什么？ 汽車玻璃貼膜的厚度可能和一些透過光線的波長接近，這在光學(xué)上就會(huì)增加這些光線的反射和散射。從而影響汽車玻璃的單向透視性。(2) 手機(jī)上的照相機(jī)可以拍攝遠(yuǎn)景嗎？為什么？不可以，由瑞利準(zhǔn)則可知，要拍攝遠(yuǎn)景，需要提高分辨率，而光學(xué)儀器的分辨率1/0=D/1.22入。則需要增大D即鏡頭的直徑，但是手機(jī)的鏡頭直徑是一定的且很小。(3) 光學(xué)顯微鏡可以觀察細(xì)胞器嗎？為什么？不能，由瑞利準(zhǔn)則1/0=D/1.22入光學(xué)顯微鏡的入太小，導(dǎo)致0很小(4) 如

17、何用實(shí)驗(yàn)確定一束光是自然光，還是線偏振光或圓偏振光？旋轉(zhuǎn)檢偏器，若光強(qiáng)有變化，且有消光現(xiàn)象的為線偏振光。若光強(qiáng)無變化則為自然光或圓偏振光。 下面進(jìn)一步區(qū)分圓偏振光與自然光。 在檢偏器前放人一個(gè)四分之一波片，此時(shí)再轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏器。由于四分之一波片可將圓偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)榫€偏振光，而對(duì)自然光不起作用。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏器時(shí)，若再無光強(qiáng)變化的為自然光。若有光強(qiáng)變化，且有消光現(xiàn)象的，必是圓偏振光。4. 計(jì)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(huì)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

18、射向玻璃反射時(shí)，起偏振角是多少？當(dāng)光由玻璃中射向水反射時(shí)，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) 光子的粒子性是通過 和 實(shí)驗(yàn)證實(shí)。(5) 戴維孫-革莫實(shí)驗(yàn)使人們知道當(dāng)電子束射入晶體，可以通過電子探測器獲得電子 圖，因此，人們確定電子具有 性。(6) 微觀粒子不可能同時(shí)具有確定的位置和動(dòng)量，微觀粒子不可能同時(shí)具有確定的 和 。3. 問答：(1) 醫(yī)用紅外熱像儀常用于皮膚癌、乳腺癌等的診斷，闡述其物理原理。(2) 在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，如果：(1) 入射光強(qiáng)度增加1倍；(2) 入射光頻率增加1倍；這兩種情況的結(jié)果有何不同？