医用物理学试题

?医学物理学?考试试卷（A 卷闭卷）

一、单项选择题（每小题2分，共26分）

1．一力学系统由两个质点组成，它们之间只有引力作用。若两个质点所受外力的矢量和为零，则此系统：（）

A.动量、机械能以及对一轴的角动量守恒

B.动量、机械能守恒，但角动量是否守恒不能断定

C.动量守恒，但机械能和角动量守恒与否不能断定

D.动量和角动量守恒，但机械能是否守恒不能断定

2．理想液体在一水平管中作稳定流动时，截面积S 、流速v 、压强P 间的关系是：（） A.S 大处v 小P 小 B.S 大处v 大P 大 C.S 小处v 大P 大 D.S 小处v 小P 小 E.S 小处v 大P 小

3．一个质点作上下方向的简谐振动，设向上方向为正方向。当质点在平衡位置开始向下振动，则初相位为：（）

A.0

2π C.2π- D.3

4．一横波沿绳子传播时波动方程为0.05cos(410)y x t =π-π（SI 制）则：（） A.波长为0.5m B.波长为0.05m C.波速为0.5 D.波速为5 5.两种声音的声强级相差20dB ，则它们的强度之比是：（） A.2:1 B.100:1 C.26:1 D. 20:1

6.将半径分别为r 与3r 的同种玻璃毛细管，插入水中，在两管中水上升的高度是 A.粗管比细管高三倍 B.两管高度相同

C.细管比粗管高三倍

7. 一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数(b a +)为下列哪种时, k=3，6，9…等级次的主极大均不出现? ：（）

A.（a b +）=2a

B.（a b +）=3a

C.（a b +）=4a

D.（a b +）=6a

8. 三个偏振片1P ，2P 与3P 堆叠在一起，1P 与3P 的偏振化方向互相垂直，1P 与的2P 偏振化方向夹角为30°，强度为0I 的自然光入射到偏振片1P ，并依次透过偏振片2P 与3P ，若不考虑吸收和反射，则通过3P 的光强为：（）

A. 016I

B. 03I

C. 0316I

D. 04I 9.关于电场强度定义式0E F q =，下列说法中哪个是正确的？ A.强度E 的大小与试探电荷0q 的大小成反比。

B.对场中某点，试探电荷受力F 与0q 的比值不因0q 而变。

C.试探电荷受力F 的方向就是强度E 的方向。

D.若场中某点不放试探电荷0q ，则0F =，从而0E =。 10. 已知一高斯面所包围的体积内电量代数和0i

q =∑，则可肯定：

（） A.高斯面上各点场强均为零。

B.穿过高斯面上每一面元的电通量均为零。

C.穿过整个高斯面的电通量为零。

D.以上说法都不对。

11. 一均匀的导线，截面积为S ，单位体积内有n 个原子，每个原子有2个自由电子，当导体一端加以电势差后，自由电子的飘移速度为v ，则导体中的电流为：（）

A. ne S v

B. 2ne S v

C. n S e v

D. 2n S e v

12.把截面相同长度相同的铜丝和钨丝串联在电压为U 的直流电路中，比较铜、钨的电流密度1J 、2J 和电压1U 、2U 的关系，已知铜、钨的电导率12γγ>。则：（）

A. 1212J J U U =>、

B. 1212J J U U =<、

C. 1212J J U U >=、

D. 1212J J U U <=、 13. 根据安培环路定理，下面哪些是正确的结论：（） A.如果环路L 上B 处处为0，就没有净电流穿过环路L B. 如果没有电流穿过环路L ，则环路L 上B 处处为0

C. 如果环路L 上B 处处不为0，穿过环路L 的净电流不为0

D. 以上说法都不正确

二、填空题（每小题2分，共20分）

1.一质点在x=10m 处由静止开始沿ox 轴正方向运动，它的加速度a=6t ，以m.s -2为单位，经过5秒后它在x= 处。

2.某粘性流体通过管半径为r 的管道时流阻为R f ，如果将管半径增加n 倍其流阻变为：。

3.一质点作简谐振动，其振动曲线如图2-1所示，根据此图，它的周期T= ,用余弦函数描述时初相?＝。

图2-1 填空题2.3

4.如果波从波阻较大的介质反射回来，则反射波和入射波的相位差为。

5.理想气体的温度为T 时，气体分子的平均平动动能为。

6.有8个半径为1mm 的小水滴，融合成一个大水滴，放出表面能.(设水的表面张力系数是

7.3×10-2 N·m -1。)

7．0.55um λ=_________8. 在点电荷q +的电场中，若取图2-2中设P 点处为电势零点，则M 点的电势为_________ 。

9.电容量分别为13μF C =，26μF C =的电容器和电阻

5R =Ω的电阻器串联后，接在内阻1r =Ω的电源上．此电路的

时间常

数是_________ 。

10.三种不同的导体薄片，载流子浓度之比为1：2：3，厚度

比为1：

2：3，当在其中通上相同的电流、垂直于它们的磁感应强度B 也相同时，霍尔电势差之比为_________ 。

三．简答题（每小题2分，共4分）

1. 简述保持悬混液稳定性的方法。

2.超声检查时，为什么要在探头和表面之间涂油或石蜡，试简单说明原因。四．案例分析（每小题3分，共9分）

1.沈阳日报2007年7月4

日刊登一篇题为“暑运到—坐火车先得学几招”的署名文章，在车前送行时别忽

图2-2 填空题2.8

视安全的标题下指出：暑运期间，学生迎来送往的现象很集中。王敬安提示说在毕业的季节，不少学生依依不舍之情会在火车开动前特殊爆发。追赶火车，开车前还拉着手……这样做都相当危险，特别在第六次大提速之后，火车启动后出现的强大气流容易将人带进轨道。站台上虽然划出安全线，还有专人鸣笛、吹哨，但感情用事的学生们往往忽略了这些。

问题：为什么在站台上候车或送行的旅客，要站在站台一侧安全线以内？

2.不知大家注意过没有，如果不小心将书本的边缘被水浸湿，书本会两页两页地粘在一起，十分有规律。书页为什么会产生这两种现象呢？

3.患者，男性，45岁，建筑工人。半小时前从高空坠落，患者腰痛、活动受限及双下肢麻木无力。平时无昏迷呕吐史，无大小便失禁。根据正、侧位置CR 片发现双跟骨骨折，L1椎体压缩性骨折，上肢软组织擦伤，膝部软组织挫伤。据工友描述：事发当天，陈某在工地20多米高空施工，因不慎从脚手架摔下。在过程中期上身被防护网钩挂了一下，最后脚及臀部着地在工地的沙滩上。分析整个坠落过程中，哪些因素起到了减轻伤害的作用？

五．计算题（每小题6分，共41分）

1、一半径1.0米，质量为0.5kg 的飞轮受制动力后绕通过圆盘中心的垂直轴由静止开始匀加速转动，20s 后速度达到300转每分。求飞轮的转动惯量I 和角加速度α，制动力矩的大小和该力矩做的功。（6分）

2、一警报器发射频率为1000Hz 的声波，若以速度为101

m s -?远离观察者运动，空气中的声速为330

1m s -?。试问（8分）：

(1)观察者从警报器所听到的声音频率为多少?

(2)若观察者以101

m s -?远离警报器运动，此时观察者听到的声音频率为多少？

3、在杨氏双缝干涉实验中，如双缝间距为0.6mm ，双缝至屏的距离为1.5m,(1) 如果单色光波长为500nm ，求相邻明条纹（或暗条纹）间距；(2)如果上述实验中光波波长未知，而实验测得明（暗）条纹间距?x=1.5mm ，求光波波长。

4、电荷q 均匀地分布在半径为R 的非导体球内，求（1）球内外任一点电场强度；（2）球内外任意一点的电势。

5、求图5-1示的电路中各支路电流12I I 、和3I 。

图5-1 习题5.5

6、一根长同轴电缆，由一半径为a 的导体圆柱和与之同轴的内、外半径分别为()b c a b c <<、的导体圆管组成，如图5-2所示。使用时，电流I 从一个导体流出，从另一个导体流回。设电流都是均匀地分布在导体的横截面上，求：（1）导体圆柱内()r a <；（2）导体之间()a r b <<；（3）导体圆管内()b r c <<；（4）电缆外()r c >各区域磁感应强度的大小。

图5-2 习题5.6

?医学物理学? A、B卷参考答案

一、单项选择题（每小题2分，共34分）

二、填空题（每空分，共18分）

三．简答题（每小题2分，共8分）

1. 简述保持悬混液稳定性的方法。

答：悬浮液里固体小颗粒最后的收尾速度越小悬混液越稳定。根据斯托克斯定律，收尾速度与液体密度和粘滞系数成反比，与颗粒密度和半径成正比。因此可采用增加液体密度和粘滞系数以及减小药物颗粒半径等方法来提高药物的稳定性。

2.超声检查时，为什么要在探头和表面之间涂蓖麻油或石蜡，试简单说明原因。

答：因为将探头直接放在皮肤上检查时，空气和皮肤的声阻抗相差很大。探头发出的超声几乎全部反

射，没有多少超声进入人体。而当在探头和表面之间涂油或石蜡后，蓖麻油和石蜡与人体肌肉声阻抗相差不大，蓖麻油或石蜡能够作为耦合剂，使进入人体的超声波强度大大增加了。四．案例分析（每小题3分，共6分）

1.沈阳日报2007年7月4日刊登一篇题为“暑运到—坐火车先得学几招”的署名文章，在车前送行时别忽视安全的标题下指出：暑运期间，学生迎来送往的现象很集中。王敬安提示说在毕业的季节，不少学生依依不舍之情会在火车开动前特殊爆发。追赶火车，开车前还拉着手……这样做都相当危险，特别在第六次大提速之后，火车启动后出现的强大气流容易将人带进轨道。站台上虽然划出安全线，还有专人鸣笛、吹哨，但感情用事的学生们往往忽略了这些。

问题：为什么在站台上候车或送行的旅客，要站在站台一侧安全线以内？

答：火车进站或快速启动时，带动火车附近产生强大气流，使得站台处的压强高于气流处的压强，从而形成压强差，容易将靠近列车的人员吸进轨道，造成意外伤害。因此，在站台上候车或送行的旅客，要站在站台一侧安全线以内。

2.不知大家注意过没有，如果不小心将书本的边缘被水浸湿，书本会两页两页地粘在一起，十分有规律。书页为什么会产生这两种现象呢？

答：首先是因为水对纸张是浸润的。水分子可以通过毛细作用进入的纸张内部。其次，纸张之间，由于表面张力的作用，使得相邻两页纸粘在一起不容易本分开。

答：经过分析，有如下因素起到了减轻伤害作用:在下落过程被防护网钩挂了一下，起到了减小下降速度的作用；掉在工地的沙滩上，延长脚及臀部和地作用时间。

五．计算题（每小题6分，共41分）

1、一半径1.0米，质量为0.5kg 的飞轮受制动力后绕通过圆盘中心的垂直轴由静止开始匀加速转动，20s 后速度达到300转每分。求飞轮的转动惯量I 和角加速度α，制动力矩的大小和该力矩做的功。（5分）解：①因圆盘的转动惯量为：22211

0.51kg m 0.25kg m 22

I mR =

=???=? （1分） 0111

2300red s 10red s 314red s

ωω---=π=??=π?=?末由题知转动的初态角速度为（1分）圆盘转动的角加速度为：

-2-2-2t 0

10red s 0.5red s 1.57red s t

ωωα-π

?=-π?=-??20

（1分） ②由转动定律得制动力矩：

0.250.5N m N m M I α-2==?π=0.125π?=3.925?10? （1分）

③由刚体的转动动能定理得力矩做的功为()2221110.2510222123.245W I I J

ωωπ=

-=??=0末（1分）

2、一警报器发射频率为1000Hz 的声波，若以速度为101

m s -?远离观察者运动，空气中的声速为330

1m s -?。试问（8分）：

(1)观察者从警报器所听到的声音频率为多少?

(2)若观察者以101

m s -?远离警报器运动，此时观察者听到的声音频率为多少？解：（1）当警报器远离观察者，观察者从警报器听到的频率为：

0330

1000970 Hz 33010

c c u νν=

=?=++（4分）（2）当观察者以1

10m s -?远离警报器运动，观察者从警报器听到的频率为：

033010

1000970 Hz 330

c c υνν--=

=?=（4分）从悬崖反射的频率为1031Hz 。

3、在杨氏双缝干涉实验中，如双缝间距为0.6mm ，双缝至屏的距离为1.5m,(1) 如果单色光波长为500nm ，

求相邻明条纹（或暗条纹）间距；(2)如果上述实验中光波波长未知，而实验测得明（暗）条纹间距?x=1.5mm ，求光波波长。（8分）

解：据题意：(1) 3931025.11050010

6.05

.1---?=???==

?λd D x m （4分）

(2)6005

.1106.0105.133=???=?=--D xd λnm （4分）

4、电荷q 均匀地分布在半径为R 的非导体球内，求（1）球内外任一点电场强度；（2）球内外任意一点的电势。（8分）

解：（1）如右图所示，作图中所示的高斯面，设高斯面半径为r 当r

R 时,由高斯定理得0

33033

02π4εεεR q r q R r q r E i ===?∑内

即r R

q E 3

0π4ε=

内（2分）

当r

R 时,由高斯定理得0

2π4εq

r E =

?外，即2

0π4r

q E ε=

外（2分）

（2）设P 点为球内任意一点，根据电势的定义，P 点的电势为l E U P

d cos P ?

∞

θ。为方便

起见，我们选电场方向即r 方向为积分路径，可得

r E r E r E U R

R P

d d d P ???∞

∞+==外内

r E r E U R

d d P ??

∞+=

外内r r

q r r R

q R

d π4d π42

0??

∞

+=εε

∞

??? ??-?+

?=R

r q r R q

1π42

1π402

0εε )3(π8223

0r R R q -=

ε （2分）

设P 点为球外任意一点，根据电势的定义，P 点的电势为l E U P

d cos P ?∞

=θ。

P 2

00d 4π4πr

q q U r r

εε∞

==?

（2分）

5、求图5-1示的电路中各支路电流12I I 、和3I 。（6分）

解：由基尔霍夫定律列出方程

对节点C 213I I I =+ （1.5分）对回路abcfa 有 131122002404000I I I +-+=

? 31120500I I -+= （1.5分）对回路dcfed 有 070030900240223=+-+I I I

? 031602423=-+I I （1.5分）

联立以上三个方程，解得：10.01A I =-(符号表示电流由a 流向b)，20.015A I =，30.025A I =

（1.5分）

图5-1 习题5.5

习题5-4图

6、一根长同轴电缆，由一半径为a 的导体圆柱和与之同轴的内、外半径分别为()c b a c b <<、的导体圆管组成，如图5-2所示。使用时，电流I 从一个导体流出，从另一个导体流回。设电流都是均匀地分布在导体的横截面上，求：（1）导体圆柱内()a r <；（2）导体之间()b r a <<；（3）导体圆管内()c r b <<；（4）电缆外()c r >各区域磁感应强度的大小。（6分）

解：在垂直于同轴电缆的平面内取一圆心在轴线上，半径为r 的安培环路，则

∑?=?I μl B L

d （2分）

（1）当a r <时

002πππ2π???∴222

B r =μr a μIr B =

a （1分）

（2）当a

002π2π?∴B r =μI

μI

B =

（1分）图5-2 习题5.6 （3）当b

()()()()

002πππ2π??????????∴22

22I B r =μI -r -b c -b μI c -r

B =

r c -b （1分）

（4）当>r c 时 ()02π0

B r =μI -I B =?∴ （1分）

咸宁学院临床医学院2009年秋季学期

2009级临床医学本科

?医学物理学?考试试卷（C 卷闭卷）

一、单项选择题（每小题2分，共34分）

1. 下列说法正确的是

A ：加速度恒定不变时，物体的运动方向也不变

B ：平均速率等于平均速度的大小

C ：质点作曲线运动时，质点速度大小的变化产生切向加速度，速度方向的变化产生法向加速度

D ：当物体的速度为零时，加速度必定为零

2.某粘性流体通过管半径为r 的管道时流阻为f R ，如果将管半径增加一倍其流阻变为： A 、

12f R B 、18

f R C 、1

16f R D 、8f R 3.机械波的表达式为0.05cos(6π0.06π)y t x =+，式中y 和x 的单位为m ，t 的单位为s ，则 A.波长为5m B.波速为10m ·s-1 C. 周期为1/3s D. 波沿x 轴正方向传播 4.在驻波中，两相邻波节间各点的振动

A.振幅相同，位相相同

B. 振幅不同，位相相同

C. 振幅相同，位相不同

D. 振幅不同，位相不同

5. 一个机器的声强级为50dB ，那么2台机器同时开动的声强级为 A.100dB B.53dB C.80dB D. 90dB

6.在连通器两端系有大小不同，表面张力系数相同的两个肥皂泡，当打开连通器使两泡连通后，两

泡的变化情况是

A.大泡变小，小泡变大

B.大泡变大，小泡变小

C.两泡变为同样大小

D.不发生任何变化

E.不能确定

7.在单缝的夫朗和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度为6a λ=的单缝上，对应于衍射角30°的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为

A 、2个；

B 、4个；

C 、 6个；

D 、 8个 8. 在相同的时间内，一束波长为λ（真空）的单色光在空气和在玻璃中

A 、传播的路程相等，走过的光程相等；

B 、传播的路程不等，走过的光程相等

C 、传播的路程相等，走过的光程不等

D 、传播的路程不等，走过的光程不等。 9.一个半径为R 的圆环，其上均匀带电，线密度为λ，设圆环中心处的场强值为

E ，则：

A.E =∞

B.0E =

C.k E R λ=

D. 2k E R

λ= 10. 如果通过任意封闭曲面的电通量为零，则：

A.该曲面上各点的场强均为零

B.该曲面上各点的场强均相等

C.该曲面上各点的场强均大于零

D.该曲面内不存在电荷或所有电荷的代数和为零

11.截面积比为2：1的两根铜导线中电流强度之比为3：2时，二导线中自由电子飘移速度比为 A. 4：3 B. 3：4 C. 3：1 D. 1：3 E. 16：9 12.有三段截面积相同长度相同的圆柱导体，串接在一起，电导率分别为1γ、2γ、3γ，且123γγγ>>，

有电流流过时，三段导体中场强度值的关系为

A.123E E E >>

B.123E E E ==

C.123E E E <<

D.123E E E => 13. 磁场中的高斯定理

d 0s

B S ?=??，说明了稳恒磁场中有这样的性质

A. 磁感应线是闭合曲线

B. 将电荷在磁场中沿闭合路线环绕一周磁力不作功

C. 磁场是无源场

D. 磁场是有旋场

二、填空题（每小题2分，共18分）

1.物体的等于物体所受合外力对时间的累积效应；物体的动能变化量等于物体所受合外力对的累积效应。

2.理想流体在水平管中作稳定流动时，截面积大的地方流速，压强。

3．一个质点作上下方向的简谐振动，设向上方向为正方向。当质点在平衡位置开始向下振动，则初相位为：。

4.已知一列简谐波沿x 轴正向传播，已知原点的振动函数为cos()y A t ω?=+，则距离o 点x 处质点的振动方程为。

5.将一个大水滴分解成8个半径为1mm 的小水滴，至少需做功。（设水的表面张力系数是7.3×10-2 N·m -1）

6. 理想气体的温度为T 时，不考虑分子内的振动自由度，单个双原子气体分子的平均总能量为。

7.使一光强为0I 的自然光通过二个偏振化方向夹角为0

60的偏振片，透过光强为I 为。

8. 在点电荷q +的电场中，若取图7-15中M 点处

为电势零

点，则P 点的电势为：

9. 电容器充、放电的快慢决定于。 10.无限长指导线上任一点磁感应强度为。

三．简答题（每小题2分，共8分） 1.简述空吸的原理？

2. 简述体外冲击波碎石的原理。四．案例分析（每小题3分，共6分）

1.患者，女，34岁，因劳累后心悸，气短反复发作3年。近一个月感冒后上述症状加重并出现咳嗽、夜间不能平卧二住院治疗。查体：BP110/70mmHg ，二尖瓣区可听到雷鸣样舒张中晚期杂音。心电图检查：窦性

心律，左心房和右心室增大。心脏彩超检查：二尖瓣叶增后，交界处粘连融合，瓣口面积明显缩小仅1.5cm 2

；彩色多普勒血流显像可实时观察二尖瓣狭窄的射流。胸部X 线检查显示左心房增大和肺淤血的征象。临床诊断：风湿性心脏病，二尖瓣狭窄，左心衰竭。问题：舒张期杂音的产生机制？

2.婴儿生下来考大声啼哭的强烈动作进行第一呼吸，以克服肺泡的表面张力而获得生存。如果分泌的表面活性物质少，也可能发生肺不张，造成肺功能障碍而危及生命。所以表面活性物质在肺的呼吸过程中具有重要的生理意义。问题：表面活性物质在呼吸过程中的作用？

五．计算题（每小题6分，共41分）

1、一半径1.0米，质量为0.5kg ，转速为300转每分的飞轮绕通过圆盘中心的垂直轴转动，受制动力后均匀减小的，20s 后停止，求飞轮的转动惯量I 和角加速度α，制动力矩的大小和该力矩做的功。（6分）

2、当一列火车以96km ·h-1速度由你身边开过，同时用2kHz 的频率鸣笛时，问你听到的频率是多少？（空气中的声速为340m ·s-1）

3、在杨氏双缝干涉实验中，已知双缝间距为d ，双缝至屏的距离为D ，单色光波长为λ，推导屏上明条纹和暗条纹位置表达式；相邻明条纹（或暗条纹）间距表达式；

4、两个同心金属球壳，大球半径为1R ，小球半径为2R ，大球带电量为Q +，小球带电量为Q -，求：（1）大球外场强；小球内场强；大球与小球间场强。（2）小球内任意一点电势。

5、如图所示的电路中，已知道ε1=4V ，ε2=2V ，ε3=3V ，R 1=1Ω，R 2=0.5Ω，R 3=3Ω，R 4=1Ω，电

图7-15 选择题7-11

池的内阻不计，求：I1，I2，I3。

5-5

图5-1计算题

6、如图5-2，一根载有电流I的导线由3部分组成，AB部分为1/4圆周，圆心为O，半

径为a，导线其余部分伸向无限远，求O点的磁感应强度。