医学物理学题库讲解.doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上复 习 题第一章 刚体转动1 名词解释刚体:如果一个物体在外力作用下, 它的各部分之间的距离保持不变, 或者它的形状和大小都不发生变化,那这个物体被称为刚体力矩: 力矩是指作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向转动惯量: 转动惯量是刚体转动惯性的量度,转动惯量越大,刚体的转动惯性就越大进动: 一个自转的物体受外力作用导致其自转轴绕某一中心旋转,这种现象被称为进动2 填空:(1) 刚体转动的运动学参数是 角位移 、 角速度 、 角加速度 。(2) 刚体转动的力学参数是 力矩 、 转动惯量 。(3) 陀螺在绕本身对称轴旋转的同时,其 对称轴 还将绕 竖直 回转,这种回转现
2、象称为进动。3. 问答:(1) 有一个鸡蛋不知是熟还是生,请你判断一下,并说明为什么?可以根据两者旋转情况的不同加以辨别。熟鸡蛋内部凝结成固态,可近似为刚体,使它旋转起来后对质心轴的转动量可以认为是不变的常量,鸡蛋内各部分相对转轴有相同的角速度, 因桌面对质心轴的摩擦力矩很小,所以熟鸡蛋转起来后。其角速度减小非常缓慢,可以稳定的旋转相当长时间。生鸡蛋内部可近似为非均匀分布的流体,使它旋转时,内部各部分状态变化的难易程度不相同,会因为摩擦而使鸡蛋晃荡,转动轴不稳定,转动惯量也不稳定。使它转动的动能因内部摩擦等因素耗散而不能维持,使转动很快停下来。(2) 地球自转的角速度方向指向什么方向?作图说明
3、。绕自转轴自西向东的转动(3) 中国古代用指南针导航,现代用陀螺仪导航,请说明陀螺仪导航的原理。陀螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的转子构成,基于角动量守恒的理论。 陀螺仪一旦开始旋转,由于转子的角动量,陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。物体高速旋转时,角动量很大,旋转轴会一直稳定指向一个方向。(4) 一个转动的飞轮,如果不提供能量,最终将停下来,试用转动定律解释该现象。刚体的定轴转动定律为 M=J。转动着的飞轮,不供给能量,它只受阻力矩 M的作用,角加速度 0,即做减速转动,从而最终停止下来。第二章 物体弹性1. 名词解释:应力: 在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。应变: 物体在受到外
4、力作用下会产生一定的变形,变形的程度称应变抗张强度: 断裂点的应力称为材料的抗张强度1专心-专注-专业杨氏模量: 正应力与线应变的比值 Y 称为杨氏模量2. 填空:(1) 物体变形分为 弹性形变 和 塑性形变 两类。(2) 物体变形是由于有 外力 的作用而产生了 形状和大小 变化。(3) 物体的应力与应变,经历 弹性 、 屈服 、 硬化 、 颈缩 四个阶段。(4) 物体在颈缩阶段会发生 断裂 ,当弹性阶段与颈缩阶段较近时,材料表现为 脆性 。3. 问答:(1) 用什么力学指标评价骨骼硬度较为合适?为什么?从力学角度来讲,所有材料的力学指标都必须通过拉伸实验,而拉伸实验得出的指标分别为下列几个重
5、要参数: 1.屈服强度(代指材料的最大允许工作强度) ;2.极限强度(代指材料承受的最大强度,超过强度即失效) ;3.弹性模量(应力应变曲线斜率值 )(2) 骨质疏松的力学特性表现是什么?人患上骨质疏松后,骨头的杨氏模量减少,抗形变能力下降,若应力大于骨头的承受能力,容易引起骨折第三章 流体的运动1. 名词解释:可压缩流体: 具有可压缩性的流体被称为可压缩流体黏性: 流体在运动状态下抵抗剪切变形速率能力的性质,被称为粘性流场: 流速随空间分布被称为流场层流: 相邻两层流体之间只做相对滑动,流层间没有横向混杂,被称为层流湍流: 杂乱不稳定的流动状态被称为湍流2. 填空:(1) 伯努利方程表明,任
6、何一处流体的 压强 和 单位体积的动能、重力势能 之和总是恒定的。(2) 文丘里流量计是利用 伯努利方程 原理设计,测量的流量值与 液面高度差 h 成正比。(3) 流体流动状态是根据 雷诺数 判断,当它 W2,问(a)与(b)中,两个热机的效率是否相同?为什么?(a)不相同,因为其高温线和低温线不同; (b)相同,因为其高温线和低温线相同4pW1 W2pW1 W2T3T1T2W1W2T1W1W2T2o V o V(a) (b)(2) 当物体放入冰箱内, 该物体温度高, 对冰箱制冷效果好?还是物体温度低, 对冰箱制冷效果好?为什么?(3) 茶杯中的水变凉,在自然情况下,是否可以再变热?为什么?不
7、可能。 热量不肯呢过自发的熊低温物体传到高温物体。一切与热有关的自然现象都与热力学第二定律有关,由熵增加原理可知,在封闭系统中发生的任何不可逆过程,都将导致整个系统的熵增加。(4) 控制饮食和增加身体运动是否可以控制人体体重?为什么?可以。人体可以看成一个热力学系统,根据热力学第一定律,当系统吸收热量 Q 为负数,便可以减轻体重;相反的,当系统吸收热量 Q 为正数,便可以增加体重第八章 静电场1. 名词解释:电通量: 通过电场中某一面积的电场线总数称为通过该面积的电通量电势: 描述电场的能的性质被称为电势等势面: 静电场中由电势相等的点所连成的曲面,且规定任何两个相邻曲面间的电势差相等的面叫做
8、等势面电偶极子: 两个相距很近的等量异号电荷 +Q 和-Q 所组成的带电系统叫电偶极子电偶极矩: 电偶极子中的一个电荷的电量绝对值与轴线的乘积叫电偶极矩束缚电荷: 在物体内不能自由移动且不能用传导的方法移走的电荷叫束缚电荷电介质极化: 在外电场作用下各向同性的军训电介质表面出现束缚电荷的现象较电介质极化位移极化: 在垂直于外电场方向的介质端面上出现束缚电荷,叫位移极化心电向量: 在某一时刻,电偶极矩就是所有心肌细胞在该时刻的电偶极矩的矢量和,叫心电向量心电向量环: 心电向量在大小和方向上都随时间作周期性变化的矢量,其轨迹叫心电向量环2. 填空:(1) 在电场中描绘的一系列的曲线,使曲线上每一点
9、的 电场 方向都与该点处的电场强度方向 相同 ,这些曲线称为电场线。(2) 导体静电平衡的必要条件是导体内任一点的电场强度为 0 ,而电介质静电平衡时介质内任一点的电场强度 不为 0 。(3) 带电导体表面处的电场强度与 电荷密度 成正比,因此,避雷针尖端可以吸引很多 电荷 ,并通过接地线放电。(4) 带电导体处于静电平衡时,电荷分布在 外表面 ,导体内部电荷为 0 。3. 问答:(1) 如果在高斯面上的电场强度处处为 0,能否可以判断此高斯面内一定没有净电荷?反过来, 如果高斯面内没有净电荷,是否能够判断面上所有各点的电场强度为 0?第一问可以判断。据高斯定理,高斯面上的 E 的积分等于面内
10、静电荷总量, E 为零,则不管什么形状的高斯5面积分都等于零,故静电荷一定为零。第二问不可以判断。因为如果有一对正负电荷分部在高斯面的接近边缘的地方,这样的情况时高斯面内没有静电荷,但是在接近电荷的高斯面区域 E 并不为零。(2) 避雷针的尖端为什么是尖的?雷雨时,避雷针和高楼顶部都被感应上大量电荷,由于避雷针针头是尖的,而静电感应时,导体尖端总是聚集了最多的电荷这样,避雷针就聚集了大部分电荷(3) 在一均匀电介质球外放一点电荷 q,分别用如图所示的两个闭合曲面 S1和 S2,求通过两闭合面的电场强度 E 通量, 电位移 D 通量。 在这种情况下, 能否找到一个合适的闭合曲面, 可以应用高斯定
11、理求出闭合曲面上各点的场强?S2S1q对于曲面 S1:其电通量和电位移通量均为零 .对于曲面 S2:其电通量等于 q,电位移通量等于 q.在这两种情况下,不能找到一合适的闭合曲面应用高斯定理求出闭合曲面上各点的场强。(4) 从心肌细胞的电偶极矩出发阐述心电图的形成。心脏活动时,心肌细胞极化形成心电偶,其在某一时刻电偶极矩的矢量和,称为心电向量。当人体内存在心电偶的时候,人体体表就具有一定的电势,并且体表电势随心电偶的变化而变化。当兴奋传播时,就可以在人体表面测出相对应的电势变化,这种电势波形就是心电图。理论证明心电向量由下式决定: ,此式中 p 为电偶极矩。第九章 直流电1. 名词解释:载流子
12、: 导体中含有大量的可自由移动的带电粒子,叫载流子容积导体: 导体中各处电流强度的大小和方向就不完全相同,这样的导体叫容积导体时间常数: 电容充电的快慢与 R和 C大小有关,把 R和 C的乘积称为时间常数膜电位: 通常是指以膜相隔的两溶液之间产生的电位差静息电位: 能透过细胞膜的离子形成的膜电位叫静息电位动作电位: 动作电位是指可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程阈电位: 要产生动作电位,膜电位必须要超过某一临界值,次临界值叫阈电位2. 填空:(1) 在由四个网孔、六个节点组成的电路中,独立的回路方程有 6-4+1 ,独立的节点方程有 。(2) 电容器充电时,其电位
13、按 指数 规律上升,起始电流最 大 (大或小 )。(3) 在半透膜两侧,有一种离子有浓度差时,则用 玻尔兹曼能量分布定律 计算膜电位,有多种离子有浓度差时,则用 能斯特方程 计算膜电位。3. 问答:(1) 心电起源于心脏特殊传导系统中,人体体表上的任意两点是否可以测量心电图?为什么?不能。人体体表上有些地方没有心电向量,所以就没有电压。主要是由于空间向量有关系,需要看一下是不是形成了空间向量。6(2) 一个电极的漏电流是 5mA ,如果这个电极是接在人体体表,是否对人体有安全影响?如果这个电极是插入在心脏附近,是否对人体有安全影响?为什么?(3) 在膜片钳中,通常是用通道电流来阐述离子通道的开
14、闭状况,为什么?第十章 恒磁场1. 名词解释:磁通量: 通过一给定曲面的磁感应线的总数称为通过该曲面的磁通量磁偶极子: 载流线圈在磁场中的表现与电偶子在电场中的表现非常类似,叫磁偶极子磁偶极矩: 式中 Pm=NIS,称为载流线圈的磁偶极矩霍耳效应: 在均匀磁场 B 中放入同有电流 I 的半导体或导体薄片,使薄片平面垂直于磁场方向,这是在薄片的两侧产生一个电势差,这种现象叫做霍尔效应磁介质: 在磁场作用下能发生变化,并能反过来影响磁场的物质叫做磁介质磁化: 原来没有磁性的物体在磁场中获得磁性的过程,叫做磁化2. 填空:(1) 物质磁性的本质是 自旋磁矩 ,任何物质中的分子都存在 环形电流 ,该电
15、流使物质对外显示出磁性。(2) 在磁场中,沿任一 闭合曲线 磁感应强度矢量的线积分,等于真空导磁率乘以穿过以该闭合曲线为边界所张任意曲面的各 电流 的代数和。(3) 磁场是 有旋 场,其特性是磁场任一闭合曲面的 磁通量 等于零。(4) 磁介质在磁场的作用下内部状态发生地变化叫做 磁化 。在这种现象作用下,磁感应强度增加的磁介质称为 顺磁质 ,反之,称为 抗磁质 。3. 问答:(1) 设图中两导线中的电流均为 8A ,试分别求三个闭合线 L1、L2、L 3 环路积分的值,并讨论以下几个问题:在每一个闭合线上各点的磁感应强度是否相等?为什么?不相等。因为环路内外电流均对 B 有贡献。 $不为 0。
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