2015医用物理学练习题-答案(1)讲解.pdf

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1、医用物理学教学要求2016.4.25 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.

2、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 28. 半衰期、衰变常数、平均寿命 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 1-4头

3、骨的抗压强度为1.7 10 8Pa，如果质量为 1kg 的重物，竖直砸到人的头上， 设重物与头骨的作用时间为1 10-3s，作用面积为0.4cm2，问重物离头顶至少多 高下落才会砸破人的头骨？ 解： 头骨的抗压强度N108 .6104.0107.1 348 SF 根据机械能守恒可得 2 2 1 vmmg h 因此有 g h 2 2 v 根据动量定理有vmtF求 v 代入上式得 m36.2 18 .92 101108 .6 22 2 2 33 2 2 2 gm t g h Fv 1-5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

4、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l 和物体的原长 度 l0之比称为正应变。 当物体发生正应变时， 在正比极限范围内， 正应力与 正应变的比值，称为杨氏模量E， lS lF E 0 。 1-6 松弛的肱二头肌是一条长0.20m、横截面积为50 cm 2 的均匀柱体，若使 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。 解： 由 lS lF E 0 得 Pa100 .2 100 .21050 20.0104 24 1 01 1 lS lF E Pa100 .4 100.

5、21050 20.0200 5 24 2 02 2 lS lF E 1-7 某人右手肱骨的长度为0.28m，横截面面积为4.8cm 2，若用右手竖直举起 重 300N 的物体，试求： （1）右手所受到的正应力； （2）右肱骨缩短的长度 l。 解： （1）由 S F 得 Pa1025.6 108 .4 300 5 4 （2）由 ES lF l 0 m109 .1 109108.4 28.0300 5 94 l 2-1 正常情况下，人的小动脉半径约为3mm，血液的平均速度为 1 s20cm，若小 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 （） A30 1 scmB4

6、0 1 scmC45 1 scmD60 1 scm 2-2.有水在同一 水平管 道中流动，已知 A 处的横截面积为 SA=10cm 2，B 处的横截 面积为 SB=5cm 2，A、B 两点压强差为 1500Pa ，则 A 处的流速为（ ） A1 1 smB2 1 smC3 1 smD4 1 sm 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（） A 2 1 倍B 4 1 倍C 8 1 倍D 16 1 倍 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 1 s.2m0，其内径 d=2 10 -2m，已知血液的黏度 =3.0 10 -

7、3 Pa s，密度 =1.05 10 33 mkg，则此时 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 为稳定流动。（大小、方向均不随时间变化） 2-6.伯努利方程恒量pgh 2 2 1 v， 表示流体做流动时， 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 ) 2-8正常情况下，人的小动脉半径约为3mm，血液的平均速度为 1 s20cm，若 小动脉某部分被一硬斑阻

8、塞使之变窄，半径变为2mm，则此段的平均流速为 （C ） 。 A30 1 scmB40 1 scmC45 1 scmD60 1 scm 2-9有水在同一水平管道中流动，已知A 处的横截面积为 SA=10cm 2，B 处的横 截面积为 SB=5cm2，A、B 两点压强差为 1500Pa ，则 A 处的流速为（A ） A1 1 smB2 1 smC3 1 smD4 1 sm 2-10有水在一水平管道中流动，已知A 处的横截面积为SA=10cm 2，B 处的横 截面积为SB=5cm2，A 、B 两点压强之差为1500Pa，则管道中的体积流量为 （C ） A1 10 -313 smB2 10 -313

9、 smC1 10 -413 smD2 10 -413 sm 2-11. 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 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1 mm，液体的黏度为0.15 Pa s,密度为 0.9 10 33 mkg。求： （1）空气泡在该液体中上升时的收尾速度是多少？（2）如 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103 3 mkg，黏 度为 1 10-3 Pas） 解：（1）由收尾速度公式可得： 133 2 3 2 1 sm103331090 1509 10 2 1 102 9 2 .

10、 gr v （2）若空气泡在水中上升，则 1 2 2 s0.6m 9 2 水 gr v 2-13一个红细胞可近似地认为是一个半径为2.0 10 -6 m 的小球，它的密度 为 1.3 10 33 mkg,求红细胞在重力作用下， 在 37的血液中均匀下降后沉降1.0 cm 所需的时间（已知血液黏度=3.0 10 -3 Pa s，密度 =1.05 10 33 mkg） 解：均匀下降 1.0cm所用的时间 s10351 2 94 2 . gr ll t v 3-1. 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 和表面能（ D ） A. 均不变B. 均增加 C. 均减少D. 表面

11、张力系数不变而表面能增加 3-2. 有一半径为 R的球形肥皂泡，其内、外的压强差p 为（ D ） A. R B. R 2 C. R 3 D. R 4 3-3. 将半径为 r 与半径为 3r 的同种玻璃毛细管插入水中，在两管中水面上升高 度之间的关系为（ D ） A. 粗管中是细管中的三倍B.两管中的高度相同 C. 粗管中是细管中的3倍D. 细管中是粗管中的三倍 3-4. 把一半径为 r 的毛细管插入密度为的液体中，毛细管中液面上升高度为 h，若接触角为，则液体的表面张力系数为（ B ） A. r gh 2 B. cos2 grh C. cos2r gh D. cos 2 r gh 3-5. 一

12、连通管两端各有一个肥皂泡，左端的A 泡大，右端的 B 泡小。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 ） 3-6. 在地球上，毛细管中液面上升高度为h 。如果将同样的实验移到月球上做 （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 _ 比地球上的小，而液面上升高度恰恰于之成_关系。 （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_ 值减少了。此处皂液起着_ 的作用。（表面 张力；表

13、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） 4-1.某一热力学系统经历一个过程后，吸收了400J的热量，并对环境做功300J， 则系统的内能( B ) A减少了 100J B增加了 100J C减少了 700J D增加了 700J 4-2某一理想气体的热力学系统经历等温过程后，在下列的选项中，为零的物 理量是 ( C ) A吸收的热量 B对外做功 C内能变化量 D熵变 4-3某一热力学系统经历一个过程后，吸收400J的热量，则此系统 ( D ) A内能一定增加

14、了400J B系统一定放出400J热量 C内能不变，做功400J D无法确定 4-4对一个绝热热力学系统，其熵的变化必定为( A ) A0SB0S C0SD无法确定 4-5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) 4-7空气由压强为 1.5210 5Pa，体积为 5.010-3m3，等温膨胀到压强为 1.01 10 5Pa，然后再经等压压缩到原来的体积。试计算空气所做的功。 解空

15、气在等温膨胀过程中所做的功为 21 111 12 lnln T VpM ARTpV Vp 空气在等压压缩过程中所做的功为 212 d() p Ap Vp VV 利用等温过程关系 2211 VpVp，则空气在整个过程中所做的功为 11 1 12122112111 22 lnln Tp pp AAApVp Vp VpVp VpV pp J7.55 10)52.101.1(100.5 1001.1 1052.1 ln100.51052.1 53 5 5 35 4-8质量为 100g 的理想气体氧气，温度从10升到 60，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

16、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。 3 1005 8.31 (27360)(27310) 322 3.2510 J V M ECT 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 么（A ） 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 1一质点沿 x 轴作简谐振动，初始状态的位移 2 0 A x，初始速度 0 v 0，则该振 动的初相位 0 为（） A 2 3 B 3

17、C 3 D 2 3 2一质点沿 x 轴作简谐振动，初始状态的位移Ax0，初始速度 0 v 0，则该振 动的初相位 0 为（） A 2 -B0C 2 D 3 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 （） A波速为 c B周期为 B 1 C波长为 c 2 D圆频率为 B 2 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t0 时刻的波形， c 为波速，则波的表达式为（） A 2 ) 40.05 (2cos04.0 xt y B 2 ) 40.05 (2cos04.0 xt y C 2 ) 40.05 (2cos04.0 xt y D 2 )

18、 40.05 (2cos04.0 xt y 5某种马达开动时产生噪音的声强为10 -5W/m2，则声强级为 （） A10dB B30dB C50dB D70dB 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 （） A波长B波速C相位D频率 7一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 位移处的过程中，下列说法中正确的是（） A该体元的动能和势能相互转换 B该体元的动能和势能在同一时刻具有相同的数值 C该体元从相邻的一段体元获得能量，其能量逐渐增大 D该体元总机械能保持不变 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（） A使屏靠近

19、双缝B改用波长较小的单色光源 C把两个缝的宽度稍微调窄D使两缝的间距变小 9光程是（） A光在介质中经过的几何路程r 与介质的折射率 n 的乘积 nr B光在介质中经过的几何路程r 与真空的折射率 n 的乘积 nr C光在介质中经过的几何路程r 与介质的折射率 n 的商 r/n D光在真空中经过的几何路程r 与介质的折射率 n 的乘积 nr 10 用波长为 600nm的平面单色光垂直照射一狭缝， 缝后置一焦距为 3m 的透镜， 在焦面上成像，测得中央亮纹的宽度为3mm，那么此单缝的宽度为（） A3mm B2.4mm C1.2mm D0.8mm y/m x/m 0.04 0.20 c=0.08m

20、 s -1 O 11一束光强为 I0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 相交 60o角的偏振片上，则透射光的强度为（） AI0/4 BI0/2 CI0/8 D 8 3 I0 12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 13X 射线的波长与可见光和 射线的波长相比较（） A比可见光波长长B比光波长更短 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（） A0.62nm B0.0062nm C1

21、.24nm D6.210 -6nm 16管电压为 100kV 的 X 射线光子的最大能量为（） A100keV B100J C1.610 -11J D610 4 J 17铅对某波长的 X 射线的线性衰减系数为2610cm -1 ，欲使透过射线强度为入 射 X 射线强度的 10%，需要铅板的厚度为( ) A8mB 8.8 m C9mD 9.8 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 ( ) A0.231m -1 B231m -1 C2.31m -1 D23.1m -1 19I 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 （）

22、A0.086 -1 dB0.179 -1 dC -6 101.44 -1 dD -7 1097.9 -1 d 20两种放射性核素， 其半衰期分别为 1 T 和 2 T ，当 21 TT时，若要产生相同的放 射性活度，所需的核数 1 N 和 2 N 的关系是（） A 21 NNB 21 NNC 21 NND 21 2NN 21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 （） A30y B60y C90y D120y 22一个含H 3 的样品的放射性活度为Bq107 .3 8 ，已知H 3 的半衰期为 12.33y， 则样品中H 3 的含量有（） Ag1028. 3

23、14 Bg10033. 1 6 Cg10013. 2 5 Dg10265.4 16 23同样是Ci1的两种不同射线，下列哪个量是相同的（） A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（） A各种射线均用铅屏蔽BX 和射线用铅屏蔽 C射线用石蜡屏蔽D中子用戴手套进行屏蔽 二、填空题 1一谐振子在 t0 时位于其平衡位置 O 点，此时，若谐振子沿正方向运动，则 其初相位 ；若谐振子沿负方向运动，则初相位 。 3 /2； /2 2在如图所示的简谐振动矢量图中，振幅A2cm，B 为旋转矢量在 t0 时刻 的位置， C 为旋转矢量在t 时刻的位置，

24、则：（1）图（ a）对应的振动表达式为 x1 ； （2）图（ b）对应的振动表达式为x2。m) 4 cos(02.0t； m) 4 3 cos(02.0t （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 是 0.1 秒，其波长为 1.4 米，则该波的频率=_ ， 波速 c = 。 2.5Hz； 3.5 1 sm 4一平面简谐波沿ox 轴的正方向传播， 已知位于坐标原点处体元的振动表达式 为 ) 2 cos(05.0tym，设在同一波线上的A、B 两点之间的距离为0.02m，且 B 点的振动相位比A 点落后 6 ，则该平面简谐波的波长，波速 c ， 波 方 程

25、 y。0.24m ； 0.12 1 sm ； 0.05cos () 0.122 x t m 5相距为 1.5 倍波长的相干波源分别处在a 和 b 处，它们在介质中产生的两列 波的波长均为，振幅均为 A。c 是 ab连线上 b 点外侧的任意一点。则a、b 两波 源发出的波到达 c 点时的相位差为， C 点体元的振幅。 3 ， 0 6使自然光垂直通过两个平行、且相交60 o 的偏振片，则透射光与入射光的强 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 角为。1/8，/4 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 点 P 的光程差为 1.5， 则 A

26、、 B 间可分为 _个半波带，P 点处为 _ （填明或暗）条纹。 3，明 8一束光强为 I0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 相交 60 o 角的偏振片上，则通过第一块偏振片后透射光的强度为， 通过第二块偏振片后透射光的强度为。I0/2, I0/4 9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 10X 射线具有以下五个特性，即、 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 I0的单色平行 X 光通过厚度为 l、线性吸收系数为 的物质层时， 该物质层对 X 光的吸收强度为。)1( 0 l eI 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 13物质对 X 射线强度衰减一半的厚度称为半值层。对单能X 射线，要经过 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，则其中放射性物质的摩尔数之比为。32 15I 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 _ ，平均寿命为 _ 。0.086 -1 d，11.60d 16C 14 的半衰期为5730y，则它的衰变常数为_ ，平均寿命为 _ 。 -14 y102.1；8268y