《医学物理学》(版)复习题
复习题
第一章刚体转动
1名词解释:刚体,力矩,转动惯量,进动
2填空:
(1) 刚体转动得运动学参数就是、、。
(2) 刚体转动得力学参数就是、。
(3)
(4) 陀螺在绕本身对称轴旋转得同时,其还将绕回转,这种回转现象称为进动。
3、问答:
(1) 有一个鸡蛋不知就是熟还就是生,请您判断一下,并说明为什么？
(2) 地球自转得角速度方向指向什么方向？作图说明。
(3) 中国古代用指南针导航,现代用陀螺仪导航,请说明陀螺仪导航得原理。
(4) 一个转动得飞轮,如果不提供能量,最终将停下来,试用转动定律解释该现象。
第二章物体弹性
1、名词解释:应力,应变,抗张强度,杨氏模量
2、填空:
(1) 物体变形分为与两类。
(2) 物体变形就是由于有得作用而产生了变化。
(3) 物体得应力与应变,经历、、、四个阶段。
(4) 物体在颈缩阶段会发生,当弹性阶段与颈缩阶段较近时,材料表现为。
3、问答:
(1) 用什么力学指标评价骨骼硬度较为合适？为什么？
(2) 骨质疏松得力学特性表现就是什么？
第三章流体得运动
1、名词解释:可压缩流体,黏性,流场,层流,湍流
2、填空:
(1) 伯努利方程表明,任何一处流体得与之与总就是恒定得。
(2) 文丘里流量计就是利用原理设计,测量得流量值与成正比。
(3) 流体流动状态就是根据判断,当它<1000,流体得流动状态就是。
(4) 等截面管道中流体得流量与成正比,与成反比。
3、问答:
(1) 血压测量时,为什么袖带要与心脏平齐？
(2) 痰液吸引器得管子粗细对吸引痰液有什么影响？为什么？
(3) 呼吸道阻力对呼吸通气功能有什么影响？为什么？
(4) 用柯氏音法测量无创血压,为什么用听诊手段来判断血压？
第四章机械振动
1、名词解释:谐振动,阻尼振动,受迫振动,共振,谱线
2、填空:
(1) 谐振动得特征量就是、与。
(2) 阻尼振动有、与三种情况。
(3) 从能量角度瞧,在受迫振动中,振动物体因驱动力做功而获得,同时又因阻尼作用而消耗。
(4) 当周期性外力得与弹簧振子得一致时,则弹簧振子发生了共振。
3、问答:
(1) 输氧时,当氧气阀门打开时,氧气表上得指针会振动,最后指示稳定得压力,这就是为什么？
(2) 在阻尼振动中,下列哪种情况下振动衰减较快？
●物体质量不变,阻尼系数增大;
●物体质量增大,阻尼系数不变。
(3) 心电图可以做频谱分析吗？其基频振动频率就是多少？
第五章机械波
1、名词解释:机械波,波面,波长,能流,驻波,多普勒效应
2、填空:
(1) 机械波产生得条件就是与。
(2) 波就是传递得一种形式,其强度用表示。
(3) 机械波在介质中传播时,它得与将随着传播距离得增加而减小,这种现象称为波得衰减。
(4) 驻波中始终静止不动得点称为,振幅最大得各点称为。
(5) 在多普勒血流计中,当血流迎着探头,接受频率,当血流背离探头,接受频率。
3、问答:
(1) 当波从一种介质透入到另一种介质时,波长、频率、波速、振幅等物理量中,哪些量会改变？哪些量不会改变？
(2) 在医学超声检查时,耦合剂起什么作用？为什么？
(3) 声强级与频率有关吗？为什么？
4、计算:
(1) 利用超声波可以在液体中产生120kW/cm2得大强度超声波,设波源为简谐振动,频率为500kHz,液体密度为1g/cm3,声速1、5km/s,求液体质点振动得振幅。
(2) 一振动频率为2040Hz得波源以速度v向一反射面接近,观察者在A点听得声音得频率为2043Hz,求波源移动得速度v。(声速为340m/s)
第六章气体分子运动论
A
1、名词解释:平衡态,
2、填空:
(1)
(2) 分子运动得微观量包括、、等,宏观量包括、、等。
(3) 气体温度就是得度量。
(4) 理想气体得内能完全决定于分子运动得与。
3、问答:
(1) 汽车轮胎需要保持一定得压力,问冬天与夏天打入轮胎气体得质量就是否相同？为什么？
(2) 气体分子得平均速率、方均根速率、最概然速率各就是怎样定义得？它们得大小由哪些因素决定？各有什么用处？
(3) 在同一温度下,如果氧分子与氢分子得平均动能相等,问氢分子得运动速率比氧分子高吗？为什么？
(4) 平均自由程与气体得状态、分子本身性质有何关系？在计算平均自由程时,什么地方体现了统计平均？
4、计算:
(1) 在27o C温度下,氧分子与氢分子得均方根速率与平均平动动能就是多少？
(2) 设温度为0时,空气摩尔质量为0、0289 kg/mol,求:当大气压减到地面得75%时得大气高度。第七章热力学基础
1、名词解释:孤立系统,封闭系统,开放系统,内能,热容,卡诺循环,熵
2、填空:
(1) 外界对传递得热量,一部分就是使系统得增加,另一部分就是用于系统对做功。
(2) 卡诺循环就是在之间进行工作得循环过程,其工作效率只与这有关,要提高工作效率必须提高这。
(3) 热力学第二定律表明:热量不可能自动地从传向。
(4) 在封闭系统中发生得任何不可逆过程,都导致了整个系统得熵得,系统得总熵只有在过程中才就是不变得,这就就是熵增加原理。
3、问答:
(1) 下面两个热机得pV图,在(a)中,两个热机做功W1=W2,在(b)中,两个热机做功W1>W2,问(a)与(b)中,两个热机得效率就是否相同？为什么？
(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？还就是物体温度低,对冰箱制冷效果好？为什么？
(3) 茶杯中得水变凉,在自然情况下,就是否可以再变热？为什么？
(4) 控制饮食与增加身体运动就是否可以控制人体体重？为什么？
4、计算:
(1) 有一台功率为15kW得制冷机,从-10o C得冷藏室吸取热量,向20o C得物体放出热量,问每分钟从冷藏室吸取多少热量？
(2) 有一台热机工作在1000K与300K得热源之间,为了提高热机效率,有两种方案:(1) 将热源温度提高到1100K;(2) 将冷源温度降到200K。问两种方案哪一种更好？
(3) 1kg水银,初始温度100o C,如果加热使其温度上升到100o C,问水银得熵变就是多少？(水银得熔点-39o C,溶解热1、17?104 J/(kg ? o C),比热容138 J/(kg ? o C))
第八章静电场
1、名词解释:电通量,电势,等势面,电偶极子,电偶极矩,束缚电荷,电介质极化,位移极化,心电向量,心电向量环
2、填空:
(1) 在电场中描绘得一系列得曲线,使曲线上每一点得方向都与该点处得电场强度方
向 ,这些曲线称为电场线。
(2) 导体静电平衡得必要条件就是导体内任一点得电场强度为 ,而电介质静电平衡时介质内任一点得电场强度 。
(3) 带电导体表面处得电场强度与 成正比,因此,避雷针尖端可以吸引很多 ,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 ,导体内部电荷为 。
3、 问答:
(1) 如果在高斯面上得电场强度处处为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,就是否能够判断面上所有各点得电场强度为0?
(2) 避雷针得尖端为什么就是尖得？
(3) 在一均匀电介质球外放一点电荷q,分别用如图所示得两个闭合曲面S 1与S 2,求通过两闭合面得电场强度E 通量,电位移D 通量。在这种情况下,能否找到一个合适得闭合曲面,可以应用高斯定理求出闭合曲面上各点得场强？
(4) 从心肌细胞得电偶极矩出发阐述心电图得形成。 4、 计算: (1) 地球得半径就是6、37?106m,地球表面得电场强度约为200V/m,方向指向地心,试计算地球带得总电量。在距离地面1400m 得高空处,电场强度降为20V/m,方向仍指向地心,试计算该1400m 厚得大气层平均电荷密度。 (ε0 = 8、85?1012 C 2/N ?m 2)
(2) 一平行板电容器有两层介质:εr 1 = 4,d 1 = 2 mm;εr 2 = 2,d 1 = 3 mm,极板面积40cm 2,极板间电压200V ,试计算:
● 每层介质中得电场能量密度;
● 每层介质中得总电能;
● 电容器得总电能。
第九章 直流电
1、 名词解释:载流子,容积导体,时间常数,膜电位,静息电位,动作电位,阈电位
2、 填空:
(1) 在由四个网孔、六个节点组成得电路中,独立得回路方程有 ,独立得节点方程有 。
(2) 电容器充电时,其电位按 规律上升,起始电流最 (大或小)。
(3) 在半透膜两侧,有一种离子有浓度差时,则用 计算膜电位,有多种离子有浓度差时,则用 计算膜电位。
3、 问答:
(1) 心电起源于心脏特殊传导系统中,人体体表上得任意两点就是否可以测量心电图？为什么？
(2) 一个电极得漏电流就是5mA,如果这个电极就是接在人体体表,就是否对人体有安全影响？如果这个电极就是插入在心脏附近,就是否对人体有安全影响？为什么？
(3) 在膜片钳中,通常就是用通道电流来阐述离子通道得开闭状况,为什么？
4、 计算:
(1) 在以下电路中,设E Na =56mV 、E K =-93mV 、E Cl =-66mV,C M =10pF,g Na =15mS/cm 2、g K =0、53 mS/cm 2、g Cl =0、2mS/cm 2,V M =26mV,dV M /dt=100V/s 。计算此刻得膜电流。
S 1 S 2 q
第十章 恒磁场
1、 名词解释:磁通量,磁偶极子,磁偶极矩,霍耳效应,磁介质,磁化
2、 填空:
(1) 物质磁性得本质就是 ,任何物质中得分子都存在 ,该电流使物质对外显示出磁性。
(2) 在磁场中,沿任一 磁感应强度矢量得线积分,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得各 得代数与。
(3) 磁场就是 有旋 场,其特性就是磁场任一闭合曲面得 等于零。
(4) 磁介质在磁场得作用下内部状态发生地变化叫做 。在这种现象作用下,磁感应强度增加得磁介质称为 ,反之,称为 。
3、 问答:
(1) 设图中两导线中得电流均为8A,试分别求三个闭合线L 1、L 2、L 3环路积分得值,并讨论以下几个问题:
● 在每一个闭合线上各点得磁感应强度就是否相等？为什么？
● 在闭合线L 2上各点得磁感应强度就是否为零？为什么？
(2) 在一个均匀磁场中,三角形线圈与圆形线圈得面积相等,并通有相同得电流。问:
● 这两个线圈所受得磁力矩就是否相等？ ● 所受得磁力就是否相等？
● 它们得磁矩就是否相等？
●
当它们在磁场中处于稳定位置时,线圈中电流所激发出来得磁场方向与外磁场方向就是相同、相反或垂直？
4、 计算:
(1) 两根长直导线互相平行地放置在真空,如图所示,其中通以同向得电流I 1=I 2=10A,试求P 点得磁感应强度。(已知PI 1=PI 2=0、5m,PI 1 PI 2)
第十一章 电磁感应与电磁波
1、 名词解释:感应电流,电磁感应,自感应,互感应 P I 1
I 2 L 2 L 1 L 3 I 1 I 2
2、填空:
(1) 当穿过一个闭合导体回路所包围得面积内得磁通量发生变化时,在导体回路中会产生,感应电流得方向总就是使得它所激发得磁场来引起感应电流得磁通量得变化。
(2) 感应电动势包括电动势与电动势两种。
(3) 螺线管线圈就是元件,它储存得磁场能与螺线管内得成正比,与成反比。
(4) 麦克斯韦方程组表明了、、、之间得关系。
3、问答:
(1) 将一磁铁插入闭合电路线圈中,一次迅速插入,另一次缓慢插入,问:
●两次插入时,在线圈中产生得感应电动势就是否相同？为什么？
●两次推磁铁得力所作得功就是否相等？
(2) 自感电动势能不能大于电源得电动势？为什么？
(3) 磁场能得两种表达:W m=LI2,W m=V得物理意义有何区别？
(4) 电磁波就是如何产生得？举一个RF医疗应用得例子。
第十二章物理光学
1、名词解释:单色光,相干光,光程,半波损失,光得衍射,偏振光,光矢量
2、填空:
(1) 获得相干光得条件就是:从得同一部分发出得光,通过某些装置进行后才能符合相干条件得相干光。
(2) 在下图中,光线在媒质n2中得光程就是,从A→B→C→B→A得光程差就是。
(3) 如果一个点光源得衍射图样得中央处正好与
(4) 检偏器透射光强就是起偏器透射光强得倍。
3、问答:
(1)
(2)
(3)
(4)
4、计算:
(1) 一单色光垂直照射在宽0、1mm得单缝上,在缝后放置一焦距为2、0m得会聚透镜,已知在透镜观测屏上中央明条纹宽为2、5mm,求入射光波长。
(2) 水得折射率就是1、33,玻璃得折射率就是1、50,当光由水中射向玻璃反射时,起偏振角就是多少？当光由玻璃中射向水反射时,起偏振角又就是多少？
第十五章量子物理基础
1、名词解释:黑体,辐射出射度,遏制电压,红限,能量子,量子数,基态,受激态,波函数
2、填空:
(1) 当温度升高,黑体得能量辐射与温度成次方上升,辐射得电磁波长变(短或长)。
(2) 普朗克能量量子化假设包括: 与。
(3) 爱因斯坦光子假设包括: 与。
(4) 光子得粒子性就是通过与实验证实。
(5) 戴维孙革莫实验使人们知道当电子束射入晶体,可以通过电子探测器获得电子图,因此,人们确定电子具有性。
(6) 微观粒子不可能同时具有确定得位置与动量,微观粒子不可能同时具有确定得
与 。
3、 问答:
(1) 医用红外热像仪常用于皮肤癌、乳腺癌等得诊断,阐述其物理原理。
(2) 在光电效应实验中,如果:(1) 入射光强度增加1倍;(2) 入射光频率增加1倍;这两种情况得结果有何不同？
(3) 如图所示,被激发得氢原子跃迁到低能级时,可激发波长为λ1、λ2、λ3得辐射,问这三个波长之间得关系如何？
(4)
4、 计算: (1) 钾得红限波长为● 钾得逸出功; ● 在330nm
(2) 人红细胞直径8μm,厚0、1μm,计算
其速率得不确定量就是多少？
第十九章 磁共振
1、 名词解释:塞曼效应,磁化强度矢量,拉莫尔频率,磁共振,弛豫过程
2、 填空:
(1) 氢原子得量子数包括 、 、 、 四种。
(2) 当磁矩为μ得磁偶极子在磁场中自转时,其所具有得势能与 与 成正比。
(3) 磁共振就是在RF 得照射下,氢核磁矩 能量,从低能态跃迁高能态;当停止照射,氢核磁矩 能量,从高能态回到低能态得过程。
(4) 产生磁共振得必要条件就是 。
(5) 氢核磁化强度矢量得弛豫时间分为 与 。
3、 问答:
(1) 氢核得自旋量子数有几个？在外磁场作用下,氢核分裂得能级与哪些因素有关？
(2) 当RF 频率高于拉莫尔频率时可以产生磁共振吗？为什么？
(3) 早期肿瘤组织得结合水含量高于正常组织,为什么可以通过T1与T2进行肿瘤组织得成像？
(4) MRI 由哪几个电(磁)场组成？梯度场在MRI 中起什么作用？ E 1 E 2 E 3