医用物理学试题(含答案)五

xxxx年医学物理学试卷A、B卷及答案

1.刚体的转动惯量与下列哪些因素无关：

A.刚体的质量B.刚体所受的力C.刚体转轴的位置D.刚体质量分布情况

2.质量完全相同的两个细棒，第一根的转轴通过中点垂直于细棒，第二根细棒的转轴在一端与棒垂直，其两者的转

动惯量之比等于

A.1:4B.1:2C.1:1D.2:1

3.理想液体在一水平管中作稳定流动时，截面积5、流速外压强P间的关系是：

A.S大处/小夕小B.5大处V大户大C.5小处/大户大

D.S小处v小户小E.S小处“大户小

4.将一张纸斯成均匀的两半，然后留有一定的缝隙相对放置，若向缝中吹气时，则两片纸会

A.之间缝隙增大B.维持原样C.同时下降D.同时上升E.互相靠拢

A

5.如图一所示，一质点作简谐振动，振幅为4在起始时刻质点的位移为一，且向x轴正方向运动，代表此简谐

2

振动的旋转矢量为：

图一

6.在同一介质中两列相干的平面简谐波的强度之比是/]/，2=4,则两列波的振幅之比是:

A.A/4=4B,A/A,=2c.A/4=i/4D.—1/2

8.在声阻抗为5.0kg-m-2・sT的介质中传播的声音，产生的声压为ioN-rrT2,的声音，其声强为：

A.0.25j-m-2-S-1B.0.5j-m-2-S-'C.2.5j-m-2-S-10.1.25J-IY1-2-S-'

9.一肥皂泡的直径为6cm,表面张力系数24xl()TN-mT,泡内压强比大气压强

A.大O.8PaB.小0.8Pac.大1.6PaD.小1.6Pa

10.两种理想气体的温度相同时，则

A.两种气体分子的平均平动能一定相同B.两种气体的压强一定相同

C.两种气体分子的动能一定相同D.两种气体的能量一定相同

11.真空中一半径为的均勺带点细圆环，电量为q,其轴线上距离环心x处一点，若则该点的电场强

度£和电势〃的分别为

A.E=q,u=—B.E=—^—U=­J

4兀

4TI^0X4兀%元~

c.E=­Ju=—^—o.E=a、u=—^—

2兀4兀冗2兀%尢

41t£()X

12.如图二所示的电偶极子在外电场中受到的力矩，以下说法正确的是

A.电偶极子受到的力矩为必=pxE,最终会静止在电矩与电场强度平行且相反的方向上。

B.电偶极子受到的力矩为必=pxE,最终会静止在电矩与电场强度平行且相同的方向上。

C.电偶极子受到的力矩为M=Exp,最终会静止在电矩与电场强度平行且相同的方向上。

D.电偶极子受到的力矩为必=Exp,最终会静止在电矩与电场强度平行且相反的方向上。

13.直径为2.00mm的导线，如果流过它的电流是20.0A,且电流密度均匀，

导线的电阻率为3.14xl（r7£ym,内部的电场强度为：

A.0.4N-C-'B.0.3N-C-'

c.0.5N-C-1D.0.2N-C-'图二

14.关于电动势的概念,下列说法正确的是:

又X

A.电动势是电源对外做功的本领

B.电动势是电场力将单位正电荷绕闭合回路移动一周时所做的功

XX

C.电动势是非电场力将单位正电荷绕闭合回路移动一周时所做的功

D.电动势是正负两极间的电势差XX

16.如图三所示，磁场方向垂直纸面向里，线图在纸面内。线图的磁通量随时间的

XX

变化关系为0B=（6产+7f+l）x1（尸Wb,式中t的单位s。

XX

试求t=2.0s时，回路中感应电动势的大小和方向

A.0.039V、沿顺时针方向B.0.039V、沿逆时针方向

C.0.031V,沿顺时针方向D0.031V、沿逆时针方向

17.如图四所示的薄膜上薄膜的折射率为小,两边是空气折射率为c（/＜桂），一束垂直入射的光经前后两个表面

反射后的反射光相干的波程差是：

A.2n2dB.2n2J+yc.2r^dD.

18.使自然光通过2个偏振化方向夹角为60°的偏振片，透过光强为:d

Ml

BI

A.—/D.图四

0

2O

19.诊断和治疗用的X射线管的焦点分别采用

A.小焦点、大焦点B.大焦点、小焦点C.大焦点、大焦点D.小焦点、小焦点

20.放射性核素在人体中的有效半衰期7；与物理半衰期7和生物半衰期”的关系正确的是

A.BA/。＞E+T

二、填空题（除第6和第7题每空0.5分外，其余每空题1分，共22分）

1.一质点沿。x轴正方向运动的运动方程是X=/-2/+f+5,经过2s后它瞬时速度,瞬时加速度

是。

2.在直径为2X10^用的动脉血管中，血液平均流速为0.35m-s',此时血液的运动的雷诺数为,血流是

流（血液的年度系数为0.3xl（r3pa.s,密度为1.05xl（）3kg・m-3）。

3.若波从波疏介质进入波密介质时，在表面发生反射现象，起反射波与入射波的相位之差为：o

4.平面波的微分方程是：,它的解是o

5.二氧化碳分子若看成是刚性的，它有个自由度，每个自由度上的能量是o

6.经典场中场强沿任意闭合路径的线积分等于0,即,这表明静电场是,其电场线o

而变化的磁场感应出的电场是。（两空1分）

7.水分子是（填有极或无极）分子，在外电场中被极化的过程属于极化；甲烷分子是（填

有极或无极）分子，在外电场中被极化的过程属于极化。（两空1分）

8.形成跨膜电位的两个必要条件必须有,o

9.一个电流元用了在空间任意一点（该点到电流元的位矢为尸）形成的磁感强度为o

10.一单缝宽度为ZOxlO^m,如入射光为绿色（zl=500nm）,试确定。为1°时在屏上产生的波程差是半波

长的倍，对应的条纹为条纹

11.某物质的线性衰减系数为132cmT,密度为3g-cm—3,则其质量衰减系数为。

12.光子与物质的相互作用的三种方式为、、。

三.名词解释（每小题1分，共5分）

1.声强2.表面活性物质3.霍耳效应5.物质的半价层6.原子核的结合能

四.简答题（每小题3分，共6分）

1.标识射线谱是怎样产生的？

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。

五.计算题（共32分）

1、一半径1米，质量为1kg的飞轮起动力后绕通过圆盘中心的垂直轴由静止开始句加速转动，5s后速度达到120

转每分。求飞轮的转动惯量/和角加速度a,起动时受到的力矩的大小和该力矩做的功。（6分）

2.设排尿时尿从计显示的压强值为40nmHg的膀胱经过尿道口排出，已知尿道长为4cm,尿道的有效直径为7.2X10-4

m,尿的粘滞系数为6.9X10"Pa♦s,求排尿的流量。（5分）

3.沿绳子传播的横波，波函数为y=0.10cos（0.017LX-27tOm。

试求：①波的振幅、频率、传播速度和波长；②绳上某质点的最大振动速度。（5分）

5.电荷（7均匀地分布在半径为/?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。（6

分）

大肺炮

图六

6.求图五所示的电路中各支路电流/|、，2和‘3。（5分）

8.波长为600nm的单色平行光垂直入射在光栅上形成衍射图样（5分）

（1）若测得二级条纹与原入射方向成30°角，求光栅常数。（2）用该光栅测量汞光灯光谱中黄线的波长时，测得

二级光谱中黄线的衍射角为29°（sin29°=0.485）,求黄光的波长。

六.案例分析（每小题4分，共8分）

2.如图六所示，肺泡大小不一且相互连通，请分析为什么没有出现大泡更大，小泡更小的情况？

3.雨过天晴，汽车驶过积水的柏油马路，会形成一片片油膜，在阳光下呈现出绚丽的色彩。又如漂浮在水面上的油

膜，当光线照在油膜上时，油膜上有些地方就显得红一些，有些地方显得蓝一些，呈现处瑰丽的色彩。

问题：为什么水面上的油膜会呈现处瑰丽的色彩？

一、单项选择题（第7和15小题不做每小题1.5分，共27分）

1.刚体的转动惯量与下列哪些因素无关：

A.刚体的质量B.刚体转轴的位置C.刚体所受的力D.刚体质量分布情况

2.质量完全相同的两个细棒，第一根的转轴通过中点垂直于细棒，第二根细棒的转轴在一端与棒垂直，其两者的转

动惯量之比等于

A.2:1B.1:2C.1:1D.1:4

3.理想液体在一水平管中作稳定流动时，截面积S、流速外压强户间的关系是：

A.S大处一卜夕小B.S小处1/大户小C.S小处V大户大

D.S大处/大户大E.S小处/小户小

4.将一张纸斯成均勺的两半，然后留有一定的缝隙相对放置，若向缝中吹气时，则两片纸会

A.之间缝隙增大B.维持原样C.互相靠拢D,同时下降E.同时上升

A

5.如图一所示，一质点作简谐振动，振幅为4在起始时刻质点的位移为一，且向x轴正方向运动，代表此简谐

振动的旋转矢量为：（C）

图一

6.在同一介质中两列相干的平面简谐波的强度之比是/1/，2=4,则两列波的损盛之比是:

A.A/4=2B.A/A,=4c.A/4—1/2D.A/A,=1/4

8.在声阻抗为5.0kg-m-2的介质中传播的声音，产生的声压为ioN-mT,的声音，其声强为：（）

A.0.25j-m-2-S-1B.1.25j-m-2-s-1C.0.5J-m-2-S-1D.2.5J-m-2-s-1

9.一肥皂泡的直径为6cm,表面张力系数24xl（）TN-mT,泡内压强比大气压强

A.大1.6PaB.小L6Pac.大0.8PaD.小0.8Pa

10.两种理想气体的温度相同时，则

A.两种气体的能量一定相同B.两种气体的压强一定相同

C.两种气体分子的动能一定相同D.两种气体分子的平均平动能一定相同

11.真空中一半径为"的均匀带点细圆环，电量为g,其轴线上距离环心x处一点，若则该点的电场强

度E和电势〃的分别为

A.E=_JU=—^―B.E=—^—U=T^

2兀£oX~4兀qx4兀/x4兀£°X

c.E=—J

D.E=q,U—

4兀£0工~4兀2。%4716-0%2K£0X

12.如图二所示的电偶极子在外电场中受到的力矩，以下说法正确的是（）

A.电偶极子受到的力矩为A?=pxE,最终会静止在电矩与电场强度平行且相反的方向上。

B.电偶极子受到的力矩为M=Exp,最终会静止在电矩与电场强度平行且相反的方向上。

C.电偶极子受到的力矩为而=Exp,最终会静止在电矩与电场强度平行且相同的方向上。

D,电偶极子受到的力矩为M=pxE,最终会静止在电矩与电场强度平行且相同的方向上。

13.直径为2.00mm的导线，如果流过它的电流是20.0A,且也流密度均匀，导>

线的电阻率为3.14xl0*O-m,内部的电场强度为：

A.0.4N-C-'B.0.5N-C-'

C.0.3N-C-'D.0.2N-C-'

X

14.关于电动势的概念，下列说法正确的是：

A.电动势是电源对外做功的本领

X

B.电动势是非电场力将单位正电荷绕闭合回路移动一周时所做的功

C.电动势是电场力将单位正电荷绕闭合回路移动一周时所做的功X

D.电动势是正负两极间的电势差

X

16.如图三所示，磁场方向垂直纸面向里，线图在纸面内。线图的磁通量随时间的变

化关系为0B=（6-+7/+l）xlCf3Wb,式中t的单位s。试求f=2.0s时，回路中X

感应电动势的大小和方向：

A.0.039V、沿顺时针方向B.0.039V,沿逆时针方向图四

C.0.031V、沿逆时针方向D.0.031V、沿顺时针方向

17.如图四所示的薄膜上薄膜的折射率为m,两边是空气折射率为rh（〃<巾），一束垂直入射的光经前后两个表面

反射后的反射光相干的波程差是:

…4

A.2〃2dB.2/dc.2HleI+—D.+—

18.使自然光通过2个偏振化方向夹角为60°的偏振片，透过光强为:

1,1,1,1,

A

-§/（）B.-70C.-InD--Io

19.诊断和治疗用的X射线管的焦点分别采用

A.大焦点、小焦点B.大焦点、大焦点C.小焦点、大焦点D.小焦点、小焦点

20.放射性核素在人体中的有效半衰期7；与物理半衰期7和生物半衰期”的关系正确的是

C.—=—I------D.T=Tb+T

TTcTbeb

二、填空题（除第6和第7题两空1分外，其余每空题2分，共22分）

1.平面波的微分方程是：,它的解是.

2.一质点沿。*轴正方向运动的运动方程是》=/一2/+，+5,经过2s后它瞬时速度,瞬时加速度

是。

3.若波从波疏介质进入波密介质时，在表面发生反射现象，起反射波与入射波的相位之差为：。

4.在直径为2X101m的动脉血管中，血液平均流速为0.35m♦s,此时血液的运动的雷诺数为,血流

是流（血液的年度系数为O.3xlO-3pa.s,密度为1.05xl03kg-m-3）。

5.二氧化碳分子若看成是刚性的，它有个自由度，每个自由度上的能量是。

6.水分子是（填有极或无极）分子，在外电场中被极化的过程属于极化：甲烷分子是（填

有极或无极）分子，在外电场中被极化的过程属于极化。（两空1分）

7.经典场中场强沿任意闭合路径的线积分等于0,即,这表明静电场是,其电场线。

而变化的磁场感应出的电场是。（两空1分）

8.某物质的线性衰威系数为132cmT,密度为3g<111-3,则其质量衰减系数为。

9.一个电流元/d/在空间任意一点（该点到电流元的位矢为尸）形成的磁感强度为.

10.形成跨膜电位的两个必要条件必须有,。

11.光子与物质的相互作用的三种方式为、、。

12.一单缝宽度为20xl（T*m,如入射光为绿色（/l=500nm）,试确定。为1°时在屏上产生的波程差是半波

长的倍，对应的条纹为条纹.

一、单项选择题（第7和15小题不做每小题1.5分，共27分）

题号1234568910111213141617181920

A卷答案BAEECBDCAABCCDBDAC

B卷答案CDBCCABACCDBBCDACB

二、填空题（除第6和第7题两空1分外，其余每空题2分，共22分）

题号A卷答案B卷答案

d2y1d2yx.

。=2c2；y=Acos[。。)+。]

oxuotu

15m-s-1；8mT

【或y=ACOS[2TI(-----)+°];或

T4

y=ACOS[2TI(VZ----)+夕];或

A

y-Acos(cot—kx+(p)]

21225；过渡流5ms1；8m§2

3土兀±Tl

d2y1d2yx

c，=2…y=Acos[(y(f)+切

dxudru

fJQ

【或y=Acos[2兀(------)+夕]：或

4T几1225；过渡流

x

=Acos[2n(v/---)+°]；或

A

y=Acos("一而+9)]

56,-kT6,-kT

22

£E-d7=0；保守场；不闭合；非保守场

6有极；取向：无极：位移

7有极：取向；无极；位移Edf=0：保守场；不闭合；非保守场

细胞膜内外的离子浓度梯度；细胞膜对不同离子的

844cm-9-g—I

通透性不同

d"区警（或m=久坐好）AnWZxr-kzzn/dfxe

9dB=^-——(或d8=为——)

4兀r4兀r4兀r4兀r

细胞膜内外的离子浓度梯度；细胞膜对不同离子的

1014;暗

通透性不同

2—I

1144cmg光电效应；康普顿效应；电子对效应

12光电效应；康普顿效应；电子对效应14;暗

三.名词解释（每小题1分，共5分）

1.声强：单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的能量（声波的能量流密度）。

2.表面活性物质：指能使液体表面张力系数减小的物质

3.霍耳效应：通有电流的半导体放在磁场中，如果磁场与电流的方向相垂直，则在磁场的作用下，载流于（电子或

空穴）的运动方向发生偏转，在垂直于电流和磁场的方向上形成电荷积累，出现电势差的现象称为霍耳效应。

5.物质的半价层：射线在物质中被衰减为原来的一半时相应的物质的厚度。

6.原子核的结合能：核子结合成原子核时释放出来的能量叫做原子核的结合能

四.简答题（每小题3分，共6分）

1.标识射线谱是怎样产生的？

答：轰击阳极靶的高速电子流具有较大能量时，进入靶内有可能与原子的内层电子发生强烈相互作用，使该电子从

原子内脱出，在院子内形成的空缺有外层电子填补，向外辐射标识X射线，其能量等于相应跃迁的两个轨道的能级差。

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。

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，落麻油和石蜡与人体肌肉声阻抗相差不大，荒麻油或石蜡能够作

为耦合剂，使进入人体的超声波强度大大增加了。

五.计算题（共32分）

1.一半径1米，质量为1kg的飞轮起动力后绕通过圆盘中心的垂直轴由静止开始匀加速转动，5s后速度达到120

转每分。求飞轮的转动惯量/和角加速度a,起动时受到的力矩的大小和该力矩做的功。（6分）

解：（1）如图选取半径为j宽度为dr的细圆环为质量微元dm

mr

则：dm=a-2?irdr=——-2-nrdr=2m--dr

nR2R2

由细圆环的转动惯量/二m"得:di=r2dm=­-2r3dr

R2

2mR1

2312

/二蝌/=rdm=—9rdr=-mR=0.5kg?m（2分）

（2）角速度w=1200^^-reds'1=4pred%'112.56r?v'1

60

\a=-....二—red?s'22.512red?s-2（1分）

t5

42,

2

（3）起动时的力矩为：M=la=0.5而髻=-p=1.256kgs'（1分）

（4）刚体的角动能为：E=二；仓"516P2=4p2J=39.44

k（1分）

22

所以力矩做的功为：W=DEk=4p-0=4p=39.44J（1分）

2.设排尿时尿从计显示的压强值为40mmHg的膀胱经过尿道口排出，已知尿道长为4cm,尿道的有效直径为7.2X1CT1

m,尿的粘滞系数为6.9*10冲2•s,求排尿的流量。（4分）

八兀R4

解：由Q=—'P（2分）

8r）L

7?

3.1W—）4W16

________2

仓ij~—1.01醛03m3s-

8创5.910"创4IO-276?10

屋嘿絮竺。。532醴。Es'=1.27醴。6m/（2分）

所以排尿的流量是：1.27酉苴0-6]1?s-1=1,27cm3

3.沿绳子传播的横波，波函数为y=0.10cos（0.01m-2ju）m。试求：①波的振幅、频率、传播速度和波长:

②绳上某质点的最大振动速度。（5分）

X

M：®y=0.10cos（0.017uc-2Ttt）=0.10COS2TT（Z-0.005X）=0.10cos2兀。一

与波函数的标准形式y=ACOS2TI（下一夕相比较，得波的振幅为A=0.10m（1分）

周期7=1s（1分）波长2=--—m=200m（1分）

0.005

2

波速u=—=200m-s（1分）

T

2兀_i

②质点的最大振动速度=Aco=0.1x—=0.63m,s（1分）

5.电荷0均匀地分布在半径为/?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

分）

解：（1）如右图所示，作图中所示的高斯面，设高斯面半径为〃

当时，由高斯定理得E内-47tr2

即E内=（1分）

当厂时，由高斯定理得外兀/=幺

＞7?E•4*2即£外=-（1分）

£。4兀4产

（2）设P点为球内任意一点，根据电势的定义，P点的电势为Up=J；EcosSd/。为方便起见，我们选电场

方向即r方向为积分路径，可得

Up=JpEdr=JpE内dr+£&dr

fR18f/Rq

Up=「石内€1尸+工石外~"=（

4兀AR'

=q.lr2\_q_（__［）「

4兀£O/?324TI£O〔r\R

=—「（3止-/）（2分）

8714R

设P点为球外任意一点，根据电势的定义，P点的电势为Up=£Ecos6d/。

q

（1分）

4兀

6.求图五示的电路中各支路电流/］、心和‘3。

解：由基尔霍夫定律列出方程（5分）

对节点c/2=7j+/3Q分）

对回路abefa有12+200/1-240/3+400/1=0

n1—20/3+50/1=。（1分）

对回路defed有24013+90012—30+700/）=0

=24/3+160—3=0（1分）

联立以上三个方程，解得：

/]=—0.01A（符号表示电流由a流向b）,=0.015A,/3=0.025A（2分）

8.波长为600nm的单色平行光垂直入射在光栅上形成衍射图样

（1）若测得二级条纹与原入射方向成30°龟，求光栅常数。

（2）用该光栅测量汞光灯光谱中黄线的波长时，测得二级光谱中黄线的衍射角为29。（sin29°=0.485）,求

黄光的波长。

解：（1）根据光栅方程Jsin（9=±kA（1分）

将公2,0=30°,X=600nm代入公式，得一=,=2x6^^"°_2.4xlO^m（2分）

sin6sin300

（2）由光栅方程dsin6=±A>l

将4=2,6=29°,d=2.4xl（T6m代入公式，得

dsin。2.4x10-6x0.485

=5.82xl(r7m（2分）

五.案例分析（每小题4分，共8分）

2.如图六所示，肺泡大小不一且相互连通，请分析为什么没有出现大泡更大，小

泡更小的情况？）I

答：是依靠肺泡里面分泌的表面活性物质降低表面张力系数，每个肺泡中分泌的

表面活性物质的总量相等，大肺泡里的活性物质的密度较小，奖表面张力系数降低得f\J

少些。小肺泡里表面活性物质浓度较高，表面张力系数降低的多一些。从而使大泡的QJ

张力不至于过小，小泡的张力不至于过大，因此小泡不会更小，大泡不会更大，维持，卜肺》包

了大小泡的正常工作。