《医学物理学》（第八版）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) 刚体转动的运动学参数是 、 、 。 (2) 刚体转动的力学参数是 、 。 (3)

(4) 陀螺在绕本身对称轴旋转的同时，其 还将绕 回转，这种回转现象称为进动。

3. 问答：

(1) 有一个鸡蛋不知是熟还是生，请你判断一下，并说明为什么？ (2) 地球自转的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，请说明陀螺仪导航的原理。

(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。

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 和 两类。

(2) 物体变形是由于有 的作用而产生了 变化。

(3) 物体的应力与应变，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) 骨质疏松的力学特性表现是什么？

第三章 流体的运动

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，任何一处流体的 和 之和总是恒定的。 (2) 文丘里流量计是利用 原理设计，测量的流量值与 成正比。

(3) 流体流动状态是根据 判断，当它<1000，流体的流动状态是 。 (4) 等截面管道中流体的流量与 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) 痰液吸引器的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) 谐振动的特征量是 、 和 。

1

(2) 阻尼振动有 、 和 三种情况。

(3) 从能量角度看，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) 当周期性外力的 与弹簧振子的 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，氧气表上的指针会振动，最后指示稳定的压力，这是为什么？

(2) 在阻尼振动中，下列哪种情况下振动衰减较快？

? ?

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) 机械波产生的条件是 和 。

(2) 波是 传递的一种形式，其强度用 表示。

(3) 机械波在介质中传播时，它的 和 将随着传播距离的增加而减小，这种现象称为波的衰减。

(4) 驻波中始终静止不动的点称为 ，振幅最大的各点称为 。

(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的大强度超声波，设波源为简谐振动，频率为500kHz，液体密度为1g/cm3，声速1.5km/s，求液体质点振动的振幅。

(2) 一振动频率为2040Hz的波源以速度v向一反射面接近，观察者在A点听得声音的频率为2043Hz，求波源移动的速度v。 (声速为340m/s)

A

v

第六章 气体分子运动论

1. 名词解释：平衡态，状态参数，自由度，布郎运动 2. 填空：

(1) 宏观物体的分子或原子都处于 和 。

(2) 分子运动的微观量包括 、 、 等，宏观量包括 、 、 等。

(3) 气体温度是 的度量。

2

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？其基频振动频率是多少？

(4) 理想气体的内能完全决定于分子运动的 和 。 3. 问答：

(1) 汽车轮胎需要保持一定的压力，问冬天与夏天打入轮胎气体的质量是否相同？为什么？ (2) 气体分子的平均速率、方均根速率、最概然速率各是怎样定义的？它们的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的平均动能相等，问氢分子的运动速率比氧分子高吗？为什么？

(4) 平均自由程与气体的状态、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27oC温度下，氧分子和氢分子的均方根速率和平均平动动能是多少？ (2) 设温度为0时，空气摩尔质量为0.0289 kg/mol，求：当大气压减到地面的75%时的大气高度。

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 传递的热量，一部分是使系统的 增加，另一部分是用于系统对 做功。

(2) 卡诺循环是在 之间进行工作的循环过程，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) 在封闭系统中发生的任何不可逆过程，都导致了整个系统的熵的 ，系统的总熵只有在 过程中才是不变的，这就是熵增加原理。

3. 问答：

(1) 下面两个热机的p-V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，两个热机的效率是否相同？为什么？

pW1?W2pW1?W2T3T1W1W2T2T1W1T2W2oVoV (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？ (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？ 4. 计算：

3

(1) 有一台功率为15kW的制冷机，从?10oC的冷藏室吸取热量，向20oC的物体放出热量，问每分钟从冷藏室吸取多少热量？

(2) 有一台热机工作在1000K和300K的热源之间，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？

o

(3) 1kg水银，初始温度?100C，如果加热使其温度上升到100oC，问水银的熵变是多少？ (水银的熔点?39oC，溶解热1.17?104 J/(kg ? oC)，比热容?138 J/(kg ? oC))

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) 在电场中描绘的一系列的曲线，使曲线上每一点的 方向都与该点处的电场强度方向 ，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 ，而电介质静电平衡时介质内任一点的电场强度 。

(3) 带电导体表面处的电场强度与 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?

(2) 避雷针的尖端为什么是尖的？

(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。 4. 计算：

(1) 地球的半径是6.37?106m，地球表面的电场强度约为200V/m，方向指向地心，试计算地球带的总电量。在距离地面1400m的高空处，电场强度降为20V/m，方向仍指向地心，试计算该1400m厚的大气层平均电荷密度。 (?0 = 8.85?10?12 C2/N?m2)

(2) 一平行板电容器有两层介质：?r1 = 4，d1 = 2 mm；?r2 = 2，d1 = 3 mm，极板面积40cm2，极板间电压200V，试计算：

? 每层介质中的电场能量密度； ? 每层介质中的总电能；

4

S2 S1 q ? 电容器的总电能。

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、六个节点组成的电路中，独立的回路方程有 ，独立的节点方程有 。

(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，人体体表上的任意两点是否可以测量心电图？为什么？ (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闭状况，为什么？ 4. 计算：

(1) 在以下电路中，设ENa=56mV、EK=?93mV、ECl=?66mV，CM=10pF，gNa=15mS/cm2、gK=0.53 mS/cm2、gCl=0.2mS/cm2，VM=26mV，dVM/dt=100V/s。计算此刻的膜电流。

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) 物质磁性的本质是 ，任何物质中的分子都存在 ，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 的代数和。

(3) 磁场是 有旋 场，其特性是磁场任一闭合曲面的 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 。在这种现象作用下，磁感应强度增加的磁介质称为 ，反之，称为 。

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、L3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？

5

?

在闭合线L2上各点的磁感应强度是否为零？为什么？

L3 L1 I1 L2 I2

(2) 在一个均匀磁场中，三角形线圈和圆形线圈的面积相等，并通有相同的电流。问： ? 这两个线圈所受的磁力矩是否相等？ ? 所受的磁力是否相等？ ? 它们的磁矩是否相等？

? 当它们在磁场中处于稳定位置时，线圈中电流所激发出来的磁场方向与外磁场方向是相同、

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，其中通以同向的电流I1=I2=10A，试求P点的磁感应强度。(已知PI1=PI2=0.5m，PI1?PI2)

P

I1

I2 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 2. 填空：

(1) 当穿过一个闭合导体回路所包围的面积内的磁通量发生变化时，在导体回路中会产生 ，感应电流的方向总是使得它所激发的磁场来 引起感应电流的磁通量的变化。

(2) 感应电动势包括 电动势和 电动势两种。

(3) 螺线管线圈是 元件，它储存的磁场能与螺线管内的 成正比，和 成反比。

(4) 麦克斯韦方程组表明了 、 、 、 之间的关系。 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，在线圈中产生的感应电动势是否相同？为什么？ ? 两次推磁铁的力所作的功是否相等？

(2) 自感电动势能不能大于电源的电动势？为什么？

121B2(3) 磁场能的两种表达：Wm=LI，Wm=V的物理意义有何区别？

22?(4) 电磁波是如何产生的？举一个RF医疗应用的例子。

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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，光的衍射，偏振光，光矢量 2. 填空：

(1) 获得相干光的条件是：从 的同一部分发出的光，通过某些装置进行 后才能符合相干条件的相干光。

(2) 在下图中，光线在媒质n2中的光程是 ，从A?B?C?B?A的光程差是 。 A

1B d 2C

1

(3) 瑞利准则表明：对一种光学仪器来说，如果一个点光源的衍射图样的中央 处正好与另一个点光源的衍射图样的第一个 处相重合，这时，人眼刚好能够判别两个不同的物体。

(4) 当起偏器与检偏器光轴有角度，检偏器透射光强是起偏器透射光强的 倍。 3. 问答：

(1) 汽车玻璃贴膜的厚度对单向透视特性有影响吗？为什么？ (2) 手机上的照相机可以拍摄远景吗？为什么？ (3) 光学显微镜可以观察细胞器吗？为什么？

(4) 如何用实验确定一束光是自然光，还是线偏振光或圆偏振光？ 4. 计算：

(1) 一单色光垂直照射在宽0.1mm的单缝上，在缝后放置一焦距为2.0m的会聚透镜，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) 水的折射率是1.33，玻璃的折射率是1.50，当光由水中射向玻璃反射时，起偏振角是多少？当光由玻璃中射向水反射时，起偏振角又是多少？

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，黑体的能量辐射与温度成 次方上升，辐射的电磁波长变 (短或长)。

(2) 普朗克能量量子化假设包括： 和 。 (3) 爱因斯坦光子假设包括： 和 。 (4) 光子的粒子性是通过 和 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的位置和动量，微观粒子不可能同时具有确定的 和 。

3. 问答：

(1) 医用红外热像仪常用于皮肤癌、乳腺癌等的诊断，阐述其物理原理。

nnn 7

(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；这两种情况的结果有何不同？

(3) 如图所示，被激发的氢原子跃迁到低能级时，可激发波长为?1、?2、?3的辐射，问这三个波长之间的关系如何？

E3

?1

E2 ?3 ?2

E1

(4) 在电子显微镜中观察细胞结构时，图像分辨力与保护细胞活性有矛盾吗？为什么？ 4. 计算：

(1) 钾的红限波长为620nm，求：

? 钾的逸出功；

? 在330nm的紫外光照射下，钾的遏止电势差。

(2) 人红细胞直径8?m，厚2-3?m，质量10?13 kg。设测量红细胞位置的不确定性是0.1?m，计

算其速率的不确定量是多少？

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) 氢原子的量子数包括 、 、 、 四种。

(2) 当磁矩为?的磁偶极子在磁场中自转时，其所具有的势能与 和 成正比。 (3) 磁共振是在RF的照射下，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的过程。

(4) 产生磁共振的必要条件是 。

(5) 氢核磁化强度矢量的弛豫时间分为 和 。 3. 问答：

(1) 氢核的自旋量子数有几个？在外磁场作用下，氢核分裂的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) 早期肿瘤组织的结合水含量高于正常组织，为什么可以通过T1和T2进行肿瘤组织的成像？ (4) MRI由哪几个电(磁)场组成？梯度场在MRI中起什么作用？

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ahc8.html