医用物理学练习题答案1讲解.docx
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医用物理学练习题答案1讲解
《医用物理学》教学要求2016425
1.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
半衰期、衰变常数、平均寿命28.
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
8Pa,如果质量为101kg的重物,竖直砸到人的头上,1-4.头骨的抗压强度为1.7X-32,问重物离头顶至少多,作用面积为1X100.4cms设重物与头骨的作用时间
为高下落才会砸破人的头骨?
843头骨的抗压强度解:
N10.108F10S1.760.412vmmgh根据机械能守恒可得.22v因此有h2gFtmv求v根据动量定理有代
入上式得
22332FV106.810t1m36h2..22g2129.82gm1-5.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。
物体在正应力作用下,长度改变量△I和物体的原长与在正比极限范围内,正应力当物体发生正应变时,度I之比称为正应变。
oFI°。
正
应变E的比值,称为杨氏模量,ESI2的均匀柱体,若使cm、横截面积为501-6松弛的肱二头肌是一条长0.20m其伸长2.0cm时,所需要的力为10N。
当它处于挛缩状态而主动收缩时,产生相同的伸长量需200N的力。
上述两种状态
下它的杨氏模量。
F|0得由:
解E..IS.
FI100.20401Pa10E2.0_
142SI50102.0101FI2000.20502E10Pa4.0_
224IS10050102.22,若用右手竖直举起,横截面面积为4.8cm某人右手肱骨的
长度为0.28m1-7
(1F得)由解:
(1_S3005Pa6.251^41084.FI。
(2)由ISE3000.285m10l91._494.8109101,若
小3mm,血液的平均速度为2-1正常情况下,人的小动脉半径约为s20cm动脉某部分被一硬斑阻塞使之变窄,半径变为2mm,则此段的平均流速为()
111160C.45A.30D40B..scmcmsscmscm2,B处的横截处的横截面积为S=10cmA2-2.有水在同一水平管道中流动,已知a,A、B两点压强差为1500Pa,则A处的流速为(面积为S=5cm)B1111smmmssmsC1
A..3B.2D.4
2-3.血管中血液流动的流量受血管内径影响很大。
如果血管内径减少一半,其血液的流量将变为原来的()
1111倍B.倍C.倍A.D.倍824161s0.2m,
其内径2-4.人在静息状态时,整个心动周期内主动脉血流平均速度为-2-333,则此时10s,密度10d=2Xpm,已知血液的黏度=1.05X=3.0X10Pa-mkg主动脉中血液的流动型态处于()
A.层流B.湍流C.层流或湍流D.无法确定
2-5.如果在流体流过的区域内,各点上的流速,则这种流动称.大
小、方向均不随时间变化)(为稳定流动。
.
12V,表示流体做流动时,恒量pgh伯努利方程2-6-2—
在中,单位体积的动能、势能和之和是一个恒
量。
(理想;稳定;一段流管;压强能)
2-7.根据连续性方程和伯努利方程,水平管中管径细的地方大、压
强,喷雾器就是根据这一原理制成的.(流速;小)-
1,若.正常情况下,人的小动脉半径约为3mm,血液的平均速度为2-8s20cm
小动脉某部分被一硬斑阻塞使之变窄,半径变为2mm,则此段的平均流速为
(C)。
iiii.60B.40DCA.30.45scmscmsscmcm2,B=10cm处的横.有水在同一水平管道中流动,已知A处的横截面积为S2-9A2,A、B两点压强差为1500Pa,则AS=5cm处的流速为(A)截面积为bi“i4DC.3A.1
.B.2smmmssms2,B处的横处的横截面积为S=10cm2-10.有水在一水平管道中流动,已知Aa2,A、B两点压强之差为1500Pa截面积为S=5cm,则管道中的体积流量为b(C)
-3-3-4-431113313smmmmsss10C.1XB.2X1010A.1X10D.2X2-11.按斯托克斯定律,小球在液体中下沉的收尾速度与小球的和
打开连通管活门后,泡将变大。
这是由于弯曲液面内的附加压强与其
成..
__比关系。
(A;半径;反)
。
如果将同样的实验移到月球上做h在地球上,毛细管中液面上升高度为.3-6.
(设温度相同),则毛细管中液面上升高度一定h。
这是由于月球上的
匕地球上的小,而液面上升高度恰恰于之成系。
(大于;重力加速度;反比)
3-7.将一枚硬币轻轻地放在水的表面上,它将在水面上漂浮,原因在于水面具有。
若在水中滴几滴肥皂液,硬币将沉入水中,这是由于皂液使得
水的减少了。
此处皂液起着■勺作用。
(表面
张力;表面张力系数;表面活性物质)
3-8.正常人呼吸时,肺泡的大小能在一定范围内变化,以维持呼吸正常进行。
这是由于肺泡膜液体中的对起调节作用的结果。
(表面活性物质;表面张力系数)
4-
(B)
则系统的内能A100J
1.400J300J某一热力学系统经历一个过程后,吸收了的热量,并对环境做功
B100J.增加了.减少了C700JD700J
选项中,为零的物(理量是A
能变化量4-3400J(后,吸收A400J
.增加了.减少了4-2.某一理想气体的热力学系统经历等温过程后,在下列的
C)
B.对外做功.吸收的热量CD.熵变.内
D)的热量,则此系统.某一热力学系统经历一个过程
B400J热量.系统一定放出.内能一定增加了C400J
D.无法确定.内能不变,做功4-4.对一个绝热热力学系统,其熵的变化必定
为(A)
A.B.0S0SC.D.无法确
定OS4-5.系统从外界所获取的热量,一部分用来,另一部分用
来对外界做功。
(增加系统的内能)
4-6.内能是由系统状态决定的量,是状态函数;而热量和功不仅决定
于,而且与过程有关,即反映了过程的特征,是过程量。
(始、末
状态)
5-33,等温膨胀到压强为1.01m,体积为5.0X10104-7.空气由压强为1.52XXPa5Pa,
然后再经等压压缩到原来的体积。
试计算空气所做的功。
10
解空气在等温膨胀过程中所做的功为
VpM12lnVAlnRTp计Vp21空气在等压压缩过程中所做的功为
pdVp(AVV)2p21利用等温过程关系,则空气在整个过程中所做的功为VVPP2211.
ppnpVpVpApVlnVpVlnpVAA
11p21122211T1pp225101.523553101.52)5.010(1.01521.105.010ln
5101.01J755.
4-8.质量为100g的理想气体氧气,温度从10C升到60C,如果变化过程是:
(1)体积不变,
(2)压强不变,那么,系统的内能变化如何?
三个过程的终态是否是同一状态?
解因为内能是状态函数,所以两个过程系统的内能变化相同。
MCTE_v10058.31[(27360)(27310)]322aJ103.25两个过程的
终态不是同一状态。
4-9.系统分别经过等压过程和等容过程,如果两过程中的温度增加值相等,那
A)么(A等压过程吸收的热量大于等容过程吸收的热量.B.等压过程吸
收的热量小于等容过程吸收的热量C.等压过程吸收的热量等于等容过程吸收的热量D.无法计算
练习二
一、选择题
A>0,则该振vx,初始速度x轴作简谐振动,初始状态的位移1.一质点沿_
002)为(©动的初相位0nnn22nD..B
C.A...3333VV0,则该振Ax,初始速度2.一质点沿x轴作简谐
振动,初始状态的位移00©为()动的初相位0-D.B.0
C.A...223.一平面简谐波的波方程为y=Acos(Bt-cx),式中A、B、c为
正值恒量,则()
nn221A.波速为C.波长为CB.周期为D.圆频率为...BcB.
4.一平面简谐波沿x轴正方向传播,如图所示为该简谐波在t=0时刻的波形,
c为波速,则波的表达式为().
/m
ynxtn(0.04cos[2)]y.A0.04
24050.-1=0.08m•scnxt()]y0.04cos[2n.」_24050.O
nxt/m
x(n0.04cos[2)]y.C0.20
250.40nxt(cos[2ny)]0.04.D24050.2-5).某种马达开动时产生
噪音的声强为510W/m,则声强级为(70dBD..50dBB.30dB
C.A10dB
6.某一固定波源发出的一列横波在不同的介质中传播时,以下哪个量保持不变)(
.频率D.波速C.相位A.波长B.一平面简谐横
波在弹性介质中传播,在介质某一体元从平衡位置运动到最大7)位移处的
过程中,下列说法中正确的是(
.该体元的动能和势能相互转换A该体元的动能和势能在同一时刻具有相同的数值B..该体元从相邻的一段体元获得能量,其能量逐渐增大C.该体元总
机械能保持不变D)8.在双缝干涉实验中,为使干涉条纹间距变大,可以采
取的办法是(
B.改用波长较小的单色光源A.使屏靠近双缝
.使两缝的间距变小D.把两个缝的宽度稍微调窄C)9.光程是
(
nrn的乘积rA.光在介质中经过的几何路程与介质的折射率nrn的乘积B.光
在介质中经过的几何路程r与真空的折射率/n与介质的折射率n的商rrC.光在介质中经过的几何路程nr
n的乘积.光在真空中经过的几何路程r与介质的折射率D的透镜,3m600nm的平面单色光垂直照射一狭缝,缝后置一焦距为.10用波长为)3mm在焦面上成像,测得中央亮纹的宽度为,那么此单缝的宽度为(
0.8mm
.D1.2mm.C2.4mm.B3mm.A
11.一束光强为I的自然光,垂直照射在两块前后放置且相互平行、偏振化方向
oo角的偏振片上,则透射光的强度为(相交60)
3A.I/4B.I/2C.I/8D.Ioooj812.下列现象
中能证明光的波动说是()
A.光的衍射现象B.光电效C.光的热效应D.光的散射
13.X射线的波长与可见光和丫射线的波长相比较()
A.比可见光波长长B.比丫光波长更短
C.比可见光波长更短D.与可见光中的紫光波长相等
14.连续X光谱中的最短波长决定于()
A.管电流B.靶的材料C.靶面积的大小D.管电压
15.若某X射线管的管电压为200kV,则短波极限为()
-enm10.6.2XDCB.0.0062nm.1.24nm0.62nmA.
16.管电压为100kV的X射线光子的最大能量为()
-114JX106DC.1.6X10.J.A100keVB.100J
-1,欲使透过射线强度为入射线的线性衰减系数为2610cm17•铅对某波长的X射X射线强度的10%,需要铅板的厚度为()
A.8卩mB.8.8卩m
C.911mD.9.8卩m
18.如果某波长的X射线的半值层是3mm厚的铝板,则铝的线衰减系数是()
-1-1-1-123.1mD.C.2.31mA.0.231mB.231m
131I常用来做甲状腺检查,已知其半衰期为8.04d,则它的衰变常数为(19.)
-6-7-1-1-1-1109.1.441097.dC.dDd.A0.086dB.0.179
TTTT时,若要产生相同的放20.两种放射性核素,其半衰期分别为,当和2112NN的关系是(和)射性活度,所需的核数
12NNNNNNN2N..DC..AB2211212°.某放射性核
素的半衰期为30y,放射性活度减为原来的12.5%所需的时间是)(.
A.30yB.60yC.90yD.120y
338的半衰期为12.33y,已知22.一个含,的样品的放射性活度为HHBq10.733的含量有(则样品中)H146516
D..B.A.Cg.0131.033101010gg4.2652g103.2823.同样是的两种不同射线,下列哪个量是相同的()Ci1A.射线强度
B.射线的贯穿本领
C.电离比度D.放射性活度
24.在进行辐射防护时,对各种射线应选用的物质为()
射线用铅屏蔽和B.XA.各种射线均用铅屏蔽
射线用石蜡屏蔽C.D.中子用戴手套进行屏蔽
二、填空题1t00点,此时,若谐振子沿正方向运动,则二时位于其平衡位置.一谐振子在©©。
若谐振子沿负方向运动,则初相位==其初
相位一3/2/2;nn2.在如图所示的简谐振动矢量图中,振幅A=2cm,B为旋转矢量在t=0时刻的位置,C为旋转矢量在t时刻的位置,贝
(1)图(a)对
应的振动表达式为x=;1n;。
x
(2)图(b)对应的
振动表达式为=cos(nt0.02m)243t0.02cos(nm)n4
(a)(b)
3.一正弦波沿着一弦线传播。
弦线上某点从最大位移到零位移所用的最短时间
2.5HZ0.11.4=c=。
则该波的频率是;秒,其波长为米,,波速.3.5
ism
4ox轴的正方向传播,一平面简谐波沿已知位于坐标原点处体元的振动表达式.ny0.05cos(nt)mAB0.02m,且,设在同一波线上的两点之间的距离为、为2n
BAc,波速点落后,则该平面简谐波的波长点的振动相位比=—6
y。
=方程=,波0.24m0.12;;1sm
_mnx0.05cosn(t)
0.12251.5ab处,它们在介质中产生的两列倍波长的相干波源分别处在和•相距为Acabbab两波是点外侧的任意一点。
贝U波的波长均为连线上,振幅均为、。
C
c,,源发出的波到达点时的相位差为点体元的振幅。
3
0
o的偏振片,则透射光与入射光的强606.使自然光垂直通过两个平行、且相交度之比为,若要使透射光与入射光的强度之比为1/4,则两偏振片的夹
/4
1/8,。
角为
7•在单缝夫琅和费衍射中,若单缝两边缘点A、B发出的单色平行光到空间某,则A、B间可分为P的光程差为1.5个半波带,P点处为点
(填明或暗)条纹。
3,明
8.—束光强为I的自然光,垂直照射在两块前后放置且相互平行、偏振化方向0o角的偏振片上,则通过第一块偏振片后透射光的强度为相交60,
通过第二块偏振片后透射光的强度为。
1/2,I/4
009.产生X射线的基本条件是:
和。
高速运动的
电子流,适当的障碍物
10.X射线具有以下五个特性,即、、、
IIIIIII
和。
电离作用,荧光作用,贯穿作用,光化学作用,生物效应
11.当强度为I的单色平行X光通过厚度为I、线性吸收系数为卩的物质层时,
0l。
该物质层对X光的吸收强度为)I(18
12.某波长的X射线透过1mm厚的脂肪后,其强度减弱了10%,问透过3mm厚时,其强度将是原来的倍。
0.73
射线,要经过X射线强度衰减一半的厚度称为半值层。
对单能X.物质对13.
个半值层,强度才减少到原来的1%。
7-
14.两种放射性核素的半衰期分别为8d和6h,含这两种放射性核素的药物的放射性活度相同,贝U其中放射性物质的摩尔数之比为。
32
131常用来做甲状腺检查,已知其半衰期为8.04d.,则它的衰变常数为15I-1,
0.08611.60d
平均寿命为。
di4的半衰期为5730y,则它的衰变常数为.16,平均寿命为C4-18268y
。
;y102.1.
有关,同时还与液体的和有关。
(半径;密度;
密度;黏滞系数)
2-12.液体中有一空气泡,泡的直径为1mm,液体的黏度为0.15Pa-s,密度为
33。
求:
(1)空气泡在该液体中上升时的收尾速度是多少?
(0.9X102)如mkg33,
黏果这个空气泡在水中上升,其收尾速度又是多少?
(水的密度取10mkg-3Pas)度为1X10解:
(1)由收尾速度公式可得:
21310210_2gr22133vsm.1090.33310_
1150.99)若空气泡在水中上升,则2(.
2gr2*1vs0.6m2***水9-6为pm2-13.一个红细胞可近似地认为是一个半径
为2.0X10的小球,它的密度331.0cmC的血液中均匀下降后沉降在37,求红细胞在重力作用下,1.3X10mkg3-33①=1.05X所需的时间(已知血液黏度10=3.0
X10)Pa-s,密度mkg所用的时间均匀下降1.0cm解:
I9l4s.t35101—2vgr2某一种固定的液体,在温度不变、表
面积增加的情况下,其表面张力系数3-1.
D)和表面能(均增加均不变
BA.
表面张力系数不变而表面能增加D.C.均减少
D)p为(3-2.有一半径为R的球形肥皂泡,
其内、外的压强差a2B.A.
Rr34C.
D.Rr的同种玻璃毛细管插入水中,在两管中水面上升高3r.将半径
为r与半径为3-3度之间的关系为(D)
两管中的高度相同粗管中是细管中的三倍A.B.
3细管中是粗管中的三倍粗管中是细管中的.倍D.C
的液体中,毛细管中液面上升高度为3-4.把一半径为r的毛细管插入密度为
h,若接触角为B,则液体的表面张力系数为()grhghAB..
cos22rgh2ghC.D.
coscosr2r3-5.—连通管两端各有一个肥皂泡,左端的A泡大,右端的B泡小。
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