医用物理学习题册答案2015

医用物理学习题册

姓名 班级 学号

包头医学院医学技术学院

物理教研室

成 绩 表

1、书写整洁，字迹清楚，不得涂改。 2、独立完成，不得抄袭。

总成绩 批改教师 批改日期 备注

第1章

教学内容：

力学基本规律

1、牛顿运动定律、功和能、能量守恒、动量守恒定律 2、转动定律

（1）角速度与角加速度。角量与线量的关系。?

（2）刚体的定轴转动。转动惯性。转动惯量。刚体绕定轴转动的动能。力矩。转动定律。力矩作功。 （3）角动量守恒定律。

3、应力与应变：物体的应力与应变。弹性模量：弹性与范性。应力—应变曲线。弹性模量。 一、填空题

1. 刚体 角速度 是表示整个刚体转动快慢的物理量，其方向由 右手螺旋 定则确定。 2. 一个定轴转动的刚体上各点的角速度相同，所以各点线速度与它们离轴的距离 r成 正 比，离轴越远，线速度越 大 。

3. 在刚体定轴转动中，角速度?的方向由右手螺旋定则来确定，角加速度?的方向与 角速度增量的方向一致。

4.质量和转动惯量它们之间重要的区别：同一物体在运动中质量是 不 变的；同一刚体在转动中, 对于 不同的转轴, 转动惯量 不 同。

5. 刚体的转动惯量与刚体的总质量、 刚体的质量的分布 、 转轴的位置 有关。 6. 动量守恒的条件是 合外力为0 ,角动量守恒的条件是 合外力矩为0 .

7. 跳水运动员在空中旋转时常常抱紧身体，其目的减小 转动惯量 ，增加 角速度 。 8、角动量守恒的条件是 合外力矩 恒等于 零 。

9. 弹性模量的单位是 Pa ,应力的单位是 Pa 。

10.骨是弹性材料，在正比极限范围之内，它的 应力 和 应变 成正比关系。 二、选择题

1. 下列说法正确的是[ C ]

（A）作用在定轴转动刚体上的合力越大，刚体转动的角加速度越大 （B）作用在定轴转动刚体上的合力矩越大，刚体转动的角速度越大 （C）作用在定轴转动刚体上的合力矩越大，刚体转动的角加速度越大 （D）作用在定轴转动刚体上的合力矩为零，刚体转动的角速度为零

2.两物体的转动惯量相等，当其转动角速度之比为2：1时，它们的转动动能之比为[ A ] （A）4：1 （B）2：1 （C）1：4 （D）1：2

3.溜冰运动员旋转起来以后，想加快旋转速度总是把两手靠近身体，要停止转动时总是把手伸展开，其理论依据是[ A ]

1

（A）角动量守恒定律 (B)转动定律 (C)动量定理 (D)能量守恒定律

4.一水平圆盘可绕固定的铅直中心轴转动，盘上站着一个人，初始时整个系统处于静止状态，忽略轴的摩擦，当此人在盘上随意走动时，此系统[ C ]

(A)动量守恒 (B)机械能守恒 (C)对中心轴的角动量守恒 (D)动量、机械能和角动量都守恒 5. 求质量为m、半径为R的细圆环和圆盘绕通过中心并与圆面垂直的转轴的转动惯量分别是（ C ）。 (A)均为mR (B)均为

2111mR2 (C)mR2和mR2 (D)mR2和mR2 2226. 刚体角动量守恒的充分而必要的条件是( B )。

A. 刚体不受外力矩的作用 B. 刚体所受合外力矩为零

C. 刚体所受的合外力和合外力矩均为零 D. 刚体的转动惯量和角速度均保持不变 7.刚体绕定轴转动，在每1 s内角速度都增加πrad/s，则刚体的运动是（ D ） A．匀加速转动

B．匀速转动 C．匀减速转动

2

D．不能确定

8、一圆形飞轮可绕垂直中心轴转动，其转动惯量为20 ㎏·m，给圆盘施加一个400?N·m的恒外力矩使其由静止开始转动，经2 s后飞轮转过的圈数为（ B ）

A．10

B．20

C．30

D．40

9.关于转动惯量J说法正确的是（ A ）

A.J是刚体转动惯性的量度 B.J的单位是kg/m C.J与转轴位置无关 D.J与刚体的形状无关 10.杨氏模量是指在张（压）应力作用下的正比极限范围内（ C ）。

A. 张应力与正应力之比 B.张应力与压应力之比 C.张应力与张应变之比 D.张应力与长度的增量之比 三、名词解释

1、杨氏模量:在正比极限范围之内，应力与应变的比值。 2.刚体:在外力作用下，物体的大小和形状都不变. 3.转动定律:(书上没涉及这部分内容) 四、简答题

1.一个物体的转动惯量是否具有确定的值？怎样计算转动惯量？

答：刚体的转动惯量与三个因素有关：1、刚体的总质量 2、刚体的质量的分布（几何形状、密度、大小） 3、转轴的位置。J?2

??mri?1n2ii

2、一个人随着转台转动，两手各拿一只重量相等的哑铃，当他将两臂伸开，他和转台的转动角速度是否改变？

答：当人的两臂伸开时，其绕轴转动的转动惯量增大，根据角动量守恒定律，人和转台的转动角速度必将减少。 五、计算题

2

1.设某人一条腿骨长0.6m，平均截面积为3cm，当站立时两腿支持整个体重800N，问此人一条腿骨缩

10?2短了多少？（骨的杨氏模量为10N?m）

2F?L?E?SL80010?L?10??40.6 3?10?2?L?8.0?10?5m2.质量为0.5kg、直径为0.4m的圆盘，绕过盘心的垂直轴转动，转速为1500r?min。要使它在20s内停止转动，求角速度、角加速度、制动力矩的大小、圆盘原来的转动动能和该力矩的功。

?1?1?1500rmin?50?(rads)?2?0?2??10?50?????2.5?(rads2)t201J?MR2?0.01(kg?m2)2M?J??0.01?2.5??7.85?10?2N?m12Ek?J?1?123J2W?Ek2?Ek1??123J

第3章 流体的流动 教学内容：

1、理想流体的定常流动：理想液体、定常流动、流线与流管、流量、液流连续原理。 2、伯努利方程式：伯努利方程式及伯努利方程式的应用。

3、实际液体：粘滞性、层流、粘滞系数、牛顿液体、湍流、雷诺数。 4、牛顿液体与非牛顿液体。湍流。泊肃叶公式。 5、斯托克斯公式。流阻。血液的流动。血压。 一、填空题

3

1.根据连续性方程和伯努利方程，水平管中管径细的地方 流速 大，压强 小 ，喷雾器就是根据这一原理制成的。

2.液体的粘滞系数随温度升高 而减小 ，气体的粘滞系数随温度升高 增大 。 3.我们把 绝对不可压缩 和 完全没有粘性 的流体称为理想流体。

4.当雷诺数Re <1000时，液体做 层流 ，当雷诺数Re>1500时，液体做 湍流 。 5.牛顿流体指的是，在一定温度下 黏度 为常量，即遵循 牛顿粘滞 定律的流体。

6.实际流体伯努利方程的表达式为

W的物理意义是 单位体积实际液体从截面1运动到截面2过程中，克服内摩擦力所消耗的能量。 7.对于实际流体来说，雷诺数大于1500时，流体做湍流；雷诺数小于___1000__时，流体做层流。 8.牛顿液体粘滞系数的大小取决于液体的 种类 和 温度 。

9.水中水管的截面面积在粗处为S1＝40 cm ，细处为S2＝10 cm ，管中水的流量为Q＝3000 cm/s。则粗处水的流速为V1＝ 75cm/s ，细处水的流速为V2＝ 300cm/s 。

2

2

3

10.伯努利方程的表达式为

P1?112?v1??gh1?P2??v22??gh222，使用该方程的条件是

理想流体在同一流管内做定常流动 。

二、选择题

1、液体中上浮的气泡，当其达到收尾速度时，气泡所受 [ D ] A.浮力超过粘滞力与重力之和 B.粘滞力等于浮力与重力之和 C.重力等于浮力与粘滞力之和 D.浮力等于粘滞力与重力之和 2、用斯托克司定律测定流体的粘度时，球的速度可是[ D ]。

A．初速度 B．平均速度 C．匀加速时的瞬时速度 D．合力为零时的速度 3、理想液体作定常流动时，同一流线上任意两点[A ]

A.速度均不随时间改变 B.速度一定相同 C.速度一定不同 D.速率一定是相同 4、理想流体做稳定流动时，同一流线上两个点处的流速[ C ]

A. 一定相同 B. 一定不同 C. 之间的关系由两点处的压强和高度决定 D. 一定都随时间变化

5、水平流管中的理想流体做稳定流动时，横截面积S、流速v 、压强p之间满足 [ C ] A. S大处,v小, p小 B. S大处, v大, p大

C. S大处, v小, p大 D. S大处, v大, p小

4

6、水在同一流管中做稳定流动，在截面积为0.5 cm处的流速为12 cm/s ，则在流速为4.0 cm/s处的 截面积为[ B ]

A. 1.0 cm B. 1.5 cm

2

2

2

C. 2.0 cm D. 2.25 cm

22

7、站在高速行驶火车旁的人会被火车[ A ]。

A.吸进轨道 B. 甩离火车 C. 倒向火车前进的方向 D. 没有影响

8、按泊肃叶定律，管道的半径增加一倍时，体积流量变为原来的[ A ] A． 16倍 B． 32倍 C． 8倍 D． 4倍 9、连续性方程成立的必要条件是[ A ]。

A．理想流体做定常流动 B．不可压缩流体做定常流动 C．粘滞流体做定常流动 D．流体做定常流动

10、若流管中M、N两点处的横截面积比为1:4，则M、N两点处流速之比为[ B ]

A、1:4 B、4:1 C、1:2 D、2:1 三、名词解释

1．理想流体：绝对不可压缩和完全没有粘滞性的液体。

2．定常流动： 如果流体中流线上各点的速度，都不随时间而变，则这样的流动称定常流动。 3．牛顿粘滞定律：均匀流体在作层流时，两液层间的内摩擦力 F 与接触面积 S 及该处的速度梯度dv/dy 成

dvF??Sdy

正比.

四、简答题

1、两条相距较近，平行共进的船会相互靠拢而导致船体相撞。试解释其原因。

答：在两条相距较近，平行共进的轮船之间，海水相对于船体向后流动，两船之间的区域可以看作一段流管，在两船之间的海水的流速比船的外边的海水流速大。由伯努利方程可知，两船之间的海水压强小，而外边海水的压强大。所以，周围的海水会把两船推向一起，导致船体相撞。 2、水从水龙头流出后，下落的过程中水流逐渐变细，这是为什么？

答：下落过程中的水可被理解成在做稳定流动，流动路径上各点压强均为大气压。由伯努利方程可知，水流随高度下降流速逐渐增大，又由连续性方程可知，随流速逐渐增大，水流的横截面积逐渐减小。 五、计算题

水在截面不同的水平管中做定常流动，出口处截面积为管的最细处的3倍，若出口处的流速为2m?s，问最细处的压强为多少？若在此最细处开一小孔，水会不会流出来？（水的粘性忽略不计，P0=1.01×1、

?1S1υ1?S2υ2υ2?6m/s10Pa）

5

5

112P1?ρυ1?P2?ρυ22221132P0?1.0?10?2?P2?1.0?103?6222P2?0.85?105Pa?85KPa?1.01?105Pa

所以水不会流出。

2.设流量为0.12m.s的水流过一个管子,管子A处的压强为2×10N.m, 横截面积为100cm,B点的横截面积为60cm, B点比A点高2m， 水的粘性忽略不计,求①A,B点的速度； ②B点的压强。 2

2

3

-1

5

-2

SAυA?SBυB?Q

υA?Q0.12??2?12(m?s?1)SA10

A B 2m Q0.12?1υB???20(m?s)?4SB60?10

1122PA?ρυA?PB?ρυB?ρghB22

PB?PA?2?101122?ρυA?ρυB?ρghB2251122??1000?12??1000?20?1000?9.8?222

?5.24?104(Pa)3. 水由蓄水池稳定流出（图3-1），点1的高度为10m，点2和点3的高度均为1.0m，在点2处管的截面积为0.04m，再点3处为0.02m，蓄水池的面积比管子的横截面积大的多，求①点2处的压强；②出口处的流量。

解：1、3两点列伯努利方程：

22P1?P3?P0?1.01?105Pa

v1?0

6

112P1?ρυ1+ρgh1?P3?ρυ32?ρgh3221P0?0?ρgh1?P0?ρυ32?ρgh32υ3?14.1m/s3mQ3?S3v3?0.282s

2、3两点列伯努利方程：

112P2?ρυ2?P0?ρυ3222P2?1.68?105Pa第4章 液体的表面现象

教学内容：

1、液体表面张力的基本规律。 2、毛细现象和气体栓塞现象。

3、表面张力和表面能。?曲面液体下的附加压强。毛细现象。气体栓塞。表面活性物质在呼吸过程中的作用。 一、填空题

1. 人体肺泡大小不等，大多数相连通，人能正常呼吸是因为大小肺泡内壁分布着 表面活性 物质，其相对分布浓度大的是 小 肺泡。

2.纯净液体中加入杂质，表面张力系数α的值发生显著变化：加入表面活性物质使α 减小 ,加入表面非活性物质使α增大 .

3.加入表面活性物质的浓度越大,α越 小 ；加入表面非活性物质,浓度越大,α越 大 ； 4.液体与固体相接触时，当接触角为 0°，液体完全润湿固体，当接触角为 180° ，液体完全不润湿固体。

5.液体与固体相接触时，当接触角为 锐角 时，液体润湿固体，当接触角为 钝角 时，液体不润湿固体。

6.表面张力系数?，在数值上等于它等于单位长度分界线上表面张力的大小和 增加单位表面积时液体表面能的增量 。

7.弯曲液面的附加压强的大小为 2α/R ，方向是 指向曲率中心 。

8.能够减小溶液表面张力系数的物质，称为这种液体 表面活性 物质；增加液体表面张力系数

7

的物质称为这种液体的 表面非活性 物质。

9.内聚力小于附着力，液体 润湿 固体；内聚力大于附着力时，液体 不润湿 固体。 10.润湿液体在细管中 上升 或不润湿液体在细管中下降的现象称为毛细现象。 11.毛细现象是由 润湿/不润湿 和 附加压强 现象共同引起的。

12.在临床静脉注射或输液时，特别注意防止 气泡 输入到血管中，以免引起 气体栓塞 。 二、选择题

1.将两个完全相同的毛细管分别插在水和酒精中（都浸润毛细管），已知水的表面张力系数比酒精大三倍，则[ B ]

(A)酒精中毛细管的液面高 (B)水中毛细管的液面高 (C)两管一样高 （D)无法确定 2.若要使毛细管中的水面升高，可以[ C ]

(A)使水升温 (B) 加人肥皂 (C)减小毛细管的直径 (D) 将毛细管往水里插深一些 3.大小两个肥皂泡，用玻璃管连通着，肥皂泡将会[ B ]

(A)大的变小，小的变大，直至一样大。 (B)大的变大，小的变小，直至消失。 (C)维持现有状态不发生改变。 (D)无法确定 4.在空中一半径为R肥皂泡内外空气的压强差为[ A ]

（A） 4?/R （B） 2?/R （C） -4?/ R （D） -2?/R 5.弯曲液面上附加压强的方向[ D ]

(A)一定指向液体内部 (B)一定指向液体外部 (C) 一定指向液体表面 (D)一定指向弯曲液面的曲率中心 6．液体表面张力产生的微观机理是[ A ]。

A．表面层分子受周围分子作用不对称，合引力指向液体内部 B．内聚力大于附着力 C．表面层分子受周围分子作用对称，合引力为零 D．液体不润湿固体 7.把表面张力系数为?、半径为R的肥皂泡吹成半径为2R的肥皂泡，所做的功为[ D ]。 A．4π

?R2 B．12π?R2 C．8π?R2 D．24π?R2

8.液体润湿固体的微观机理是[ D ]。

A．表面张力系数大 B．内聚力大于附着力 C．黏度大 D．附着力大于内聚力 9.一半径为R肥皂泡内空气的压强为[ A ]。

A．Po+4?/R B．Po+2?/R C．Po-4?/R D．Po-2?/R 10、水面上的油膜就是常见的[ B ]。

A．毛细现象 B．表面吸附现象 C．润湿现象 D．不润湿现象 三、名词解释

8

??x??y?Acos???t?????u?????x????0.04cos??200??t???m200????A?0.04m2???200?c?200ms

1T??s?100教学内容：

??cT?2m第7章 静电场

1、电场强度和高斯定理：电场、电场强度、点电荷的场强、场强迭加原理、高斯定理。

2、电势和电势差：电势能、电势、电偶极子的电势、电偶极层的电势、场强与电势的关系、静电场的环路定理。

3、静电场中的电介质：电介质的极化的微观机制、电极化强度和极化电荷的关系、介电常数。 一、填空题：

1．关于试验电荷，必须满足的条件是_ 线度足够小__和_ 电量足够小的__正电荷。 2. 电场强度的定义式 _E=F/q__，国际单位 _N/C__。

3．图7-1所示，若两个相邻等势面的距离为L，它们的电势分别为Ua和Ub，且Ua>Ub，则P点的场强大小是

Ua?Ub，方向是 __竖直向下___。 L图7-1

4. 电荷Q均匀分布在半径为R的球面上，则球内场强分布_ 0__，电势分布

Q4??0Rr ；球外场强分布

?Qr ，电势分布 。 024??0r4??0r5. 电偶极子由等量异号电荷Q和-Q组成，相距L，则电偶极矩的大小 QL ，方向 从-Q指向+Q 。

Q?kp6. 电偶极子中垂面上的场强为 E??3 ，电势为___0____。

r7．静电感应是在 导体 中产生的，而极化现象是在 绝缘体 中产生的。

14

8．分子的正负电荷“重心”重合的电介质称为 无极分子 电介质；在外电场的作用下，分子的正负电荷的“重心”发生相对位移，形成 位移极化 。

9．对有极分子，在无外电场时，分子的正、负电荷“重心”是 不重合 的；在外电场作用下产生的极化是 取向 极化。 二、选择题

1．传递两个静止电荷之间的静电力的物质是( D )。

A．真空 B．电荷 C．空气 D．电场 2．以一点电荷为中心，r为半径的球面上各处的场强( D )。

A．一定相同 B．大小不同，方向相同 C．方向一定相同 D．大小相同，方向不同 3. 电场中任一点的电势大小( B )。

A．反映了该点的电势能的大小 B．当场源电荷量不变时，仅取决于此点的位置 C．与试验电荷的电荷量和此点所在位置有关 D．以上均不对 4．以电偶极子的中垂面为界，其电势为( D )。

A．一q侧为正值，+q侧为负值 B．中垂面上电势最低

C．中垂面上电势最高 D．一q侧为负值，+q侧为正值 5．判断下列说法哪个是正确的：( A )

A．垂直等势面方向单位长度上电势变化愈大，其场强愈大 B．电势梯度愈大的地方，场强愈小 C．等势面上场强大小处处相等 D．场强为零的地方电势一定为零

6．将处于静电场中的电介质切割为两截，撤除电场后，电介质的表面( C )。

A．和电场存在时一样保持原来的带电状态 B．只带同一种电荷 C．不带电 D．无法确定

7．P 为电场中任意一点，如果没有把检验电荷放进 P 点，则 P 点的场强( D ) A. 一定为零 B. 一定不为零

C. 一定大于零 D. 因无检验电荷，故无法确定 8．以下说法中正确的是（ C ）。

A．电场强度相等的地方电势一定相等 B．带正电的导体上电势一定为正 C．电势梯度绝对值大的地方场强的绝对值也一定大 D．电势为零的导体一定不带电 9．以下说法中正确的是（ A ）。

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A．沿着电力线移动负电荷，负电荷的电势能是增加的 B．场强弱的地方电位一定低，电位高的地方场强一定强 C．等势面上各点的场强大小一定相等

D．场强处处相同的电场中，各点的电位也处处相同

10. q、q、q三个点电荷产生的电场中， p 点的场强和电势分别是三个点电荷在 p 点产生的（ C ）

1

2

3

(A)场强的代数和，电势的代数和 (B)场强的矢量和，电势的矢量和 （C）电势的代数和，场强的矢量和 (D)场强的代数和，电势的矢量和 三、名词解释&问答 1．静电场

答：相对于观察者静止的电荷所激发的电场 2．简述静电场的高斯定理

答：在真空中，任何静电场中，通过任意闭合曲面的电通量等于该曲面所包围的电荷的代数和除以?0，所

??1取的闭合曲面称为高斯面。?e????E?dS?s?0?q

ii?1n3．简述静电场的环路定理

答：静电场中，场强沿着任意闭合路径的线积分等于零。4. 电偶极子：

??L??E?dl?0

??答：由相聚很近的等量异号电荷+q和-q组成的点电荷系统。其电矩p?ql

5．电介质的极化

答：电介质在电场中，产生极化束缚电荷的现象 6.简述电场强度与电势的关系 答：积分关系：Ua?7. 检验电荷

答：线度足够小，能够被看成点电荷；电量足够小，不引起原有电荷的电场的重新分布。 四、计算题

1. 均匀带电圆环，其半径为5.0cm，总电量为5.0×10-9C，计算轴线上离环心的距离为5.0cm处的点的场强。

解：均匀带点圆环，轴线上的场强为E???a??dUE?dl； 微分关系：Ecos??El??

dl?2?R0qxdlqx?

8?2?oRr34???x2?R2?3/2016

q?5.0?10?9C；r=5.0cm； x=5.0cm；

E?9.25?104N/m

2.电荷Q均匀分布在半径为R的球体上，求各处场强分布。

解：以球壳球心为球心，r为半径做球面为高斯面

???e???E1?dS2?E1?dS?E4?r1?s1

r?R，?qi?0

i?1nE14?r2?0，?E1?0；

nr?R，?qi?Q

i?1E24?r2?Q/?0，E2?q4??0r2。

3. 两无限大的平行平面均匀带电，面电荷密度都是σ，求各处的场强分布？ 解：高斯面可以取垂直平面的圆柱，此圆柱由侧面和左右两个圆面构成.

????S???S E?dS??0S??E?dS?2?底??侧

?侧?0；?底?2ES

E??2?0；方向：垂直平面向两边外侧。

17

4. 如图所示，AB=2L，OCD是以B为中心，L为半径的半圆，A点有正电荷＋q，B点有负电荷－q。①把单位正电荷从O点沿OCD移到D点，电场力对它做了多少功？②把单位负电荷从D点沿AD的延长线移到无穷远处去，电场力对它做了多少功？

解：q0?1

①

W?(UD?UO)q0?[(UAD?UBD)?(UAO?UBO)] ?(kqkqkqkq2kq?)?(?)??3LLLL3L②

W??(0?UD)q0?(UAD?UBD)?kqkq2kq???3LL3L第8章 稳恒电流

教学内容：

1.恒定电流：电流强度、电源电动势、电流密度、欧姆定律的微分形式。 2.含源电路的欧姆定律。 3.基尔霍夫定律及其应用。 一、填空题：

1．导体中存在大量的可以自由移动的 自由电荷 ，称为载流子．金属中的载流子是 电子 ，电解质溶液中的载流子是 正负离子 ，半导体中的载流子是 电子和空穴 。 2．形成电流的条件是 自由电荷 和 电势差 。

?1????IdI?3．电流密度的定义式为 J?lim，欧姆定律的微分形式为 J?E??E 。

??SdS?4．两根长度相同，截面积SA>SB的铜棒A和B串接在一起，两端的总电压为U，两棒中电流密度jA和jB的关系为jA?jB，场强EA和EB的关系为EA?EB，电子漂移速度uA和uB的关系为uA?uB。

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5．若复杂电路的节点数为n，支路数为m，则可列出独立的节点电流方程 n-1 个；独立的回路电压方程

m-n+1 个。

6．如图8-1所示，其中有 4 个节点， 6 条支路，可找出 3 个能列出独立回路电压方程的回路。

图8-1

I2 I1 I3 I4 图8-2

R1 I1 I2 ε2,r2 I3 ε1 ,r1 I4 R2 图8-3

7. 如图8-2所示为某复杂电路中的某节点,所设电流方向如图。 则利用电流连续性列方程为

I1?I2?I3?I4?0 。

8. 如图8-3所示为某复杂电路中的某回路,所设电流方向及回路中的电阻，电源如图.则利用基尔霍夫定律列方程为I1?I4;I2?I3；R2I4?r1I1??1?R1I2?r2I3??2 。 二、选择题

1．同粗等长的两铜、铁棒相串联后在其两端加上电压，则( B )

A．二者的电流、电流密度、电场强度均相同 B．二者的电流、电流密度均相同，铜棒电场强度小 C．二者的电流、电流密度、电压均相同

D．二者的电流相同，铜的电流密度大，电场强度小

2．某导体中的场强A点比B点大，其电流密度jA和jB及载流子漂移速度uA和uB的关系为( B )。

A．jA=jB、uA=uB B．jA>jB、uA>uB C．jAjB、uA

A．只与该点的电场强度有关 B．只与导体的性质有关

C．与导体的截面积有关 D．与该点的电场强度及导体的性质均有关 4．下列正确的叙述是( D )。

A．电流总是从高电势处流向低电势处 B．在电源内电流总是从负极流向正极 C．电源的端电压总是小于其电动势 D．以上说法均不正确 5．在有多个电阻、电源的电路中，沿电流方向电势变化情况分别是( D )。

A．在电阻、电源上均升高 B．在电阻、电源上均降低

C．在电阻上降低，电源上升高 D．在电阻上降低，电源上或升高或降低 6. 通过导体中任一点的电流密度大小（ D ）

19

A. 只与该点的电场强度有关 B. 只与导体的性质有关

C. 与导体的截面积有关 D. 与该点的电场强度及导体的性质均有关

三、名词解释&简答 1. 电流密度

??IdI答：导体中某点的电流密度，数值上等于垂直通过单位截面积的电流强度。J?lim ??SdS?2. 简述基尔霍夫定律

答：①流入节点的电流强度之和等于流出节点的电流强度之和。

?Ii?0

②从电路中任一点出发，沿任一回路循行一周，各电阻和电源上电势降落的代数和等于零。

?IR???iij?0

四、计算题

1. 一导线载有10A直流电流，在20s内有多少电子流过它的横截面积？已知每个电子所带负电量为

1.6?10?19C。

解：Q=I*t=10A*20s=200C

n?Q?1.25?1021 q2. 已知图8-4中，?1?12V，?2?10V，?3?8.0V，r1?r2?r3?1.0?，R1?1.0?，R2?3.0?，

R3?4.0?，R4?5.0?，R5?8.0?，求①a、b两端电压;②a、b短路时通过R2的电流大小及方向。此题题干与题目图不符

3. 如图8-5所示电路,ε1＝12.0v,ε

2

图8-4

20

图8-5

＝ε

3

＝6.0v,R1=R2=R3=3Ω,电源的内阻均可忽略不计.求Uab?

解： I??1??3R1?R2?1A

Uab???2?IR2??3V

4. 如图8-6所示的电路中，已知各电池的电动势分别为

ε= 12v,ε= 10v,ε= 8v 内阻 r= r= r= 1Ω，电阻 R=4Ω, R=2Ω, R=2Ω；求：

1

2

3

1

2

3

1

2

3

（1）电路中电流的大小和方向. （2）a、b两点间的电势差. 解：（1）设电流方向沿CAE 由基尔霍夫电压定律

??1?Ir1??3?Ir3?IR3?IR2?0

I=0.5A >0，方向同假设一致 （2）由含源电路欧姆定律

图8-6

Uab??1?Ir1??2?IR1??0.5V

第9章 电磁现象

教学内容：

1.磁场：磁场、磁感应强度。

2.电流的磁场：毕奥－萨伐尔定律。圆电流的磁场。螺线管电流的磁场。直线电流的磁 场。

3.磁场对运动电荷的作用：洛仑兹力、霍尔效应。 4.磁场对电流的作用：磁场对矩形载流线圈的作用。磁矩。 5.磁介质：磁导率、磁化强度、铁磁质、磁介质磁化的微观机理。 6.*电磁感应 一、填空题

1．电荷以速度u进入均匀磁场，所受到的洛伦兹力恒为零，磁感应强度方向为_____________。 2．磁通量公式Φm=Bcosφ中，φ是 ，磁通量的单位是____________。

3．在毕奥一萨伐尔定律中，r方向是从 指向 ，而电流元IdZ的方向与 相同。 4．真空无限长直载流导线所产生的磁感应强度的大小___________，方向_____________；直导线延长线上B=____________。

21

5．在两平行且载流大小，方向相同的长直导线间距离的平分线上的磁感应强度为 。 6. 真空中圆电流轴线上的磁感应强度的大小___________，方向_____________。

7. 无限长直载流螺线管管内的磁场，磁感应强度的大小___________，方向_____________；管外靠近管壁处B=___________。

8．电荷以速度u垂直磁场运动，所受磁场力的大小 ，方向 。(填“改变”或“不变”) 9．安培力F、电流元Idl及B三个矢量中，F 与 和 始终是垂直的，而 与 可以成任意角度。 10. 磁介质就磁化效果而言，分为_____类，分别为________________________________；其中外加磁场与附加磁场方向相同的磁介质称为_____________。

11. 顺磁质相对磁导率μ_____1,抗磁质相对磁导率μ_____1（填<或>）。 12. *由于磁通量变化产生的感应电动势分为_________和__________。

13. *产生动生电动势的非静电力是 ，其相应的非静电性电场强度____________。 二、选择题

1．当你观察到置于空间某处的小磁针静止不动时，则该处的磁感应强度B的大小( )。

A．一定为零 B．一定不为零 C．一定小于零 D．不能确定 2．电荷在真空中做匀速直线运动，在某点所产生的磁感应强度为( )。

A．方向改变，大小不变 B．方向不变，大小改变 C．方向及大小都改变 D．方向及大小都不变 3．电流的磁场是由( )。

A．电荷的微观运动产生的 B．电荷的宏观运动产生的 C．只是正电荷的运动产生 D．只是负电荷的运动产生 4. 磁铁的磁场是由（ ）。

A. 电荷的微观运动产生的 B. 电荷的宏观运动产生的 C. 静止电荷产生的 D. 只是负电荷的运动产生的

5．把周长为L、通有电流I的圆形线圈，置于磁感应强度为B的均匀磁场中，它受到的最大磁力矩为( )。

A．

121121LIB B．LIB C．LIB D．LIB 2?2?4?4?6．关于试验线圈,以下说法正确的是（ ）。

A．试验线圈是电流极小的线圈 B．试验线圈是线圈所围面积极小的线圈

C．试验线圈是电流足够小，以至于它不影响产生原磁场的电流分布，从而不影响原磁场；同时线圈所围面积足够小，以至于它所处的位置真正代表一点的线圈

22

D．试验线圈是电流极小，线圈所围面积极小的线圈

7. 一运动电荷q，质量为m，以初速v0进入均匀磁场中，若 v0与磁场方向的夹角为?，则（ ）。

A．其动能改变，动量不变 B．其动能和动量都改变 C．其动能不变，动量改变 D．其动能、动量都不变 8. 均匀磁场中环形电流的磁矩与磁场同向，在此位置，环形电流( )。

A．磁矩为0 B．受一最大的磁力矩 C．所受磁力矩为0 D．处于不稳定平衡 9．当顺磁质充满所涉及的空间时，μ与μo，附加磁感应强度B’与原磁感应强度B。，下列说法正确的是( )。

A．μ>μo，B’与B。反向 B．μ<μo，B’与B。反向 C．μ>μo，B’与B。同向 D．μ<μo，B’与B。同向 10. 下列叙述不正确的是( )

A. 一根给定的磁感应线上各点处的B的大小一定相等 B. 一根给定的磁感应线上各点处的B的方向不一定相等 C. 匀强磁场内的磁感应线是一组平行直线 D. 载流长直导线周围的磁感应线是一组同心圆环

11. 一电荷放置在行驶的列车上，相对地面来说，产生电场和磁场的情况怎样( )

A. 只产生电场 B. 只产生磁场

C. 既产生电场，又产生磁场 D. 既不产生电场，又不产生磁场 12. 其他条件相同，半导体比导体的霍耳电压U( )

A. 更大 B. 更小 C. 两者差异不大 D. 条件不足无法比较 13. 下列说法哪一个正确( )

A. 均匀磁场B的磁感应线是平行线族

B. 磁感应线与电流方向相互服从右手螺旋法则 C. 一根磁感应线上各点B的大小相等 D. 一根磁感应线上各点B的方向相同 14.* 下列说法中正确的是( )

A. 感应电流的磁场，总是与引起感应电流的磁场方向相反 B. 感应电流的磁场，总是与引起感应电流的磁场方向相同 C. 楞次定律只能判断闭合回路中感应电流的方向

D. 楞次定律表明感应电流的效果总与引起感应电流的原因相对抗 15.* 下列现象，属于电磁感应现象的是( )

23

A. 磁场对电流产生力的作用

B. 变化的磁场使闭合电路中产生电流 C. 电流周围产生磁场

D. 插在通电螺线管中的软铁棒被磁化

三、名词解释&简答题

1. 简述如何判断磁场方向（右手螺旋法则）

2. 简述毕奥·沙伐尔定律

3. 简述磁场的安培环路定理

4. 霍尔效应 5. 磁矩

四、计算题

1. 两根无限长直导线互相平行地放置在真空中，如图9-1所示，其中通以同方向的电流I1?I2?10A。

试求P点的磁感应强度。已知P到I1和I2的距离都为0.5m。

2. 载流线圈半径R?1cm，电流I?14A，求它轴线上距圆心10cm处和圆心处的磁感应强度。

图9-1

24

3. 如图9-2所示，有一无限长直导线在一处弯折成1/4圆周的圆弧，与弧两端连接的直线互相垂直，其延

长线相交于圆心，若圆弧半径为Ｒ，导线中电流为I，求圆心的磁感应强度。

图9-2

4. 图9-4为相互垂直的两个电流元，求它们之间的相互作用力？

图9-4

5. 求与电流为I的无线长直导线的距离为L处的磁感应强度B大小和方向？（自行画图表示方向）。

第九章 电磁现象

一、填空题

1.沿v方向，或逆着v方向 2.平面法线方向与B夹角

3.电流元；所研究点；元Idl的方向；电流方向 4.

?0I2?a ；右手螺旋法则；0

25

5.B=0 6.B?2R?l??0IR222?32 ；沿轴线方向

7.?0nI ;沿轴线方向 8.不变；改变 9.Idl; B ; Idl; B

10. 3 ；顺，抗，铁 ；顺磁质 11. > ;< 二、选择题 1-5：DDBAC 6-10：CCCCA 11-13：CAB 三、名词解释&简答题 1.

2.电流元Idl在空间某一点P所产生的磁感应强度dB的大小，与Idl的大小成正比，与电流元方向和电流元到该点矢径r的夹角θ的正弦值成正比，而与电流元到P点的距离的平方成反比，即。k为比例常数，

k??04?，其中?0?4??10-7T?m?A?1dB?kIdlsin?,?0为真空中的磁导r2?0Idlsin?率。代入k得dB?4? r23.在电流周围的磁场中，沿任何闭合曲线的磁感应强度B矢量的线积分，等于通过这闭合曲线内电流强度的代数和的

?0倍。即

26

dl???I ?Bcos?dl???I 或?B?00lL4.通有电流的导体薄片置于磁场中时，如磁场方向垂直于导体薄片，电流的方向与磁场方向垂直，则在导体与电流及磁场都垂直的方向上将出现电势差，叫做霍尔电势差，这个现象称为霍尔效应。

5.NIS作为一个整体能反映载流线圈的性质，称为载流线圈的磁矩。用

Pm表示，即

Pm?NIS

P 四、计算题

?0I12?a ?0I2B2?2?a

1. B1? B?B2?B2?2B?2?0I1?P121 2.

a 2?a2?R?l?2

?0IB0? 2R?0I1?0I3. B???2R48R223B??0IR2

4.

?0I2dl2B21?24?rB12?0dF2?0?0I2dl2dF?I1dl1??I1dl11?B2124?rdF1?dF2I

27

??5. B??dl??0I?B?dl??0I

B?2?L??0IL ?0IB?2?L

28

第10章 波动光学

教学内容

1.光的干涉：光的相干性；光程、光程差；杨氏双缝实验；薄膜干涉。 2.光的衍射：单缝衍射；圆孔衍射；衍射光栅。

3.光的偏振：自然光和偏振光、起偏和检偏、马吕斯定律、偏振光的产生。 一、填空题

1．光波的相干条件是 、 及振动方向相同。

2．从同一普通光源获得相干光源一般有两种方法是 和 。 3. 杨氏双缝干涉实验中，两束光的光程差△’＝kλ，意味着它们的相位差为 。 4． 在杨氏双缝干涉实验中，产生亮条纹的条件是 ；产生暗条纹的条件是 。

5. 杨氏双缝实验中所形成的干涉条纹的分布是 ，各相邻明条纹(或暗条纹)之间的距离为 。

6．波长为λ的两束光分别通过折射率为n１、n２两种媒质到达屏幕上一点，所经过的几何路程相应为r１、r

２

，它们的光程差为 ，相位(进入媒质时相同)差为 。

7．单缝衍射用半波带法解释明暗条纹的形成，若划分的波带数是偶数，则形成 条纹，若划分的波带数是奇数，则形成 条纹。

8．11．光的衍射角?是 间的夹角。光栅常量为d的光栅，相邻两缝相应点发出的衍射角为?的光的光程差为 。

9．14．一束平行的自然光，以60°角入射到平玻璃表面上，若反射光是完全偏振的，则折射光束的折射角为_________；玻璃的折射率为_____ 。

10．当光线沿光轴方向入射到晶体上时，不发生双折射现象，沿光轴方向寻常光和非寻常光的折射率__________；传播速度___________。 二、选择题

1．通过单狭缝的白色平行光垂直照射到杨氏实验的双狭缝上，若将红、绿两块玻璃片各置于一条狭缝后面，屏上呈现 ( )。

A．红色干涉条纹 B．混合色干涉条纹 C．绿色干涉条纹 D．无干涉条纹 2．可见光的波长范围为 ( )。

A．400～760 nm B．300～860 nm

29

C．40～760 nm D．100～400 nm

3.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．传播的路程相等，走过的光程不等； C．传播的路程不等，走过的光程相等； D．传播的路程不等，走过的光程不等。

4.单色平行光垂直照射在薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉。若膜的厚度为e，且n1＜n2＜n3,λ1为入射光在n1中的波长，则两束反射光的光程差为（ ）

A．2n2e； B.2n2e??1/2n1； C．2n2e?11n1?1； D．2n2e?n2?2 225一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是 （ ）

A．紫光； B．绿光； C．黄光； D．红光

6．用波长为630 nm的光垂直照射单缝，衍射角为?的光束最大光程差为1.890μm，屏上为( )。 A．明条纹 B．暗条纹 C．无法确定 D．均匀亮度

7．单缝上相邻两半波带的两相应点发出的衍射角同为?的两列光的光程差和相位差分别为( )。 A．θ未知，无法确定 B．一个波长，2? C．半个波长，? D．半个波长，2?

8．D为光栅常量，?为衍射角，λ为光的波长，光栅方程是( )。 A．dsin?＝ｋλ+λ／2，亮纹 B．dsin?＝ｋλ，暗纹 C．dsin?＝ｋλ，亮纹 D．dsin?＝ｋλ+λ／2，暗纹

9．透光轴之间的夹角为30，强度为I0的自然光通过这两块偏振器后光的强度为( )。

A．

o

3133I0 B．I0 C．I0 D．I0 8244三、名词解释 1.光程： 2.半波损失： 3.光的衍射： 四、简答题

1.怎样判断一束光为自然光或偏振光？

五、计算题

1.在杨氏实验中，两缝相距0.2mm，双缝与屏相距1m，第3级明纹距中央明纹7.5 mm,求光波波长。

30

2.在单缝衍射实验中，透镜焦距f =0.5m，入射光波长为500nm，缝宽 b =0.1mm 。求：中央明纹的宽度和第一级明纹的宽度。

3.垂直照射每厘米具有5000条刻线的透射光栅，观察某光波的谱线第二级光谱线的衍射角为30。试求：（1）该光波波长是多少？

4.透过两个偏振化方向相交30的偏振片观察某一光源，透过偏振化方向相交60的两偏振片观察另一光源，当两光源观察的强度相同，试求两光源的强度之比？

o

o

o

第十章 波动光学

一、填空题

1.频率相同；相位差恒定 2.分波阵面；分振幅法 3.2k?

??????2k?14.???k? ；2

D5.明暗相间等间距 ；?x?d?

31

6.n1r1?n2r2 ；7. 暗 ；明

2???n1r1?n2r2?

8.传播方向与衍射屏法线 ；d·sinθ 9. 30° ；3 10.相同 ；相同 二、选择题 1-5：DACAD 6-9：BCCA 三、名词解释

1.折射率n和几何路程r的乘积nr定义为光程

2.光从一介质入射到另一介质中在界面处发生反射时产生半波损失。 3.光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的途径而绕道障碍物后面传播的现象，叫光的衍射。 四、简答题

1.用一偏振片，光强不变，观看明暗变化 五、计算题

1. ?x?7.5mm?2.5mm3

?x?D?x?d2.5mm?0.2mm??????500nm3dD1?10mm2. asin???2k???k?2sin??tan?k?132 ?6xtan??fx1??

xk?a???k??x??ffa?af500nm?10?x0?2f?2??0.5m?103?5.0mma0.1mm?

3.

1d??2?10?4cm5000利用dsin??k?k???30o??12?10cm?d?sin30o2?500nm???22?44.设光源强度分别为 I

10,20II1032oI1??cos30?I1028I2012oI2??cos60?I2028I1?I2I10:I20?1:3第11章 几何光学

教学内容：

1.球面折射：单球面折射；共轴球面折射系统。

2.透镜：薄透镜及薄透镜组合成像；透镜的像差和纠正方法。 3.眼睛：人眼的光学结构。眼的调节、人眼的分辨本领及视力； 4.光学仪器：放大镜；光学显微镜的放大率、分辨本领和数值孔径。 一、填空题

1．把焦距为2．0×10

－１

m的凸透镜和焦距为4．0×10

－１

m的凹透镜紧密粘合，它们的焦度为 ；一

33

个会聚透镜的焦距为10 cm，物距为30 cm，则像距为 。

2．不易引起眼睛过度疲劳的最适宜距离约为 ,这个距离称为视力正常人的 。 3．正常视力的人，其远点在 ，近点距离约为 10～12cm,远视眼是近点变远，近视眼 。 4．从物体上两点发出的光线对人眼 所张的角称为视角。眼睛能分辩的 称为眼的分辨本领．

5．当观察国际标准视力表所张视角为10’时，国际标准视力为 ，标准对数视力为 。 6．近视眼的矫正方法是配戴一副适当焦度的 ，远视眼矫正需配戴一副适当焦度的 。 7．用放大镜观察物体时，物体置于 处，眼睛所看到的像虚实、正倒、大小如何？ 。 8．显微镜的放大率等于 与 的乘积。

9．显微镜物镜所能分辨出的两点之间的最短距离为 ， 称为显微镜物镜的数值孔径。 10．提高显微镜分辨本领的方法有 和 。 二、选择题

1．单球面折射成像公式适用条件是( )。

A．平行光入射 B．近轴光线入射 C．n2>nl D．nl>n2

2．如图所示，物体在A点，对左球面而言，物距u１、像距v１>2r和曲率半径r１的正、负为( )。

A．u１、v１、r１均为负 B．u１、r１为正，v１为负

Ｃ．r１为正，u１、v１为负

Ｄ．u１、v１、r１均为正

3．同3题一样，对右球面而言，物距u２、像距v２和曲率半径r２的正、负为( )。

A．u２、v２、r２均为正 B．u２、r２为负，v２为正 Ｃ．U２、v２、r２均为负 Ｄ．U２为负，r２、v２为正 4．单球面、薄透镜的物方焦距是像距为无限时的（ ）。

A．物距，只能与物同侧 B．物距，只能与物异侧 C．物距，可与物同侧或异侧 D．以上均不对

5、一曲率半径为50cm、折射率为1.5的薄平凸透镜使一物形成大小为物体2倍的蚀像，则该物的位置应在镜前（ ）。

A．１00 cm B．150 cm C．200 cm D．300 cm

6．照相机的透镜往往采用两个薄透镜胶合而成，一个是焦距为10cm的凸透镜另一个是焦距为15cm的凹透镜，那么这一透镜组的焦距为：

A、5cm B、6cm C、20cm D、30cm

34

7．已知某人一只眼睛的标准对数视力为5.0,此眼的国际标准视力为( )。

’

A、0.1 B、0.5 C、1.0 D、1.5

8．已知某人一只眼睛的标准对数视力为5.0,此眼所能分辨的最小视角( )。

A、1 B、10’ C、2 D、59．产生近视的原因是眼睛的折光本领( )。

A．太弱或眼球的水平直径太短 B．过强或眼球的水平直径太短 C．过强或眼球的水平直径太长 D．太弱或眼球的水平直径太长 10．远视眼( )。

A．远点比正常眼远 B．远点比正常眼近

C．近点比正常眼远 D．近点在正常眼与近视眼之间 三、名词解释 1．球面像差： 2．眼的调节： 3．明视距离： 四、简答题

1．球差产生的原因及减小球差的方法？

2．纠正色像差的方法？

3．什么是显微镜的分辨本领？

（五）计算题

1．圆柱形玻璃棒（n?1.5)的一端是半径为2cm的凸球面。（1）求棒置于空气中时，在棒的轴线上距离棒端外8cm的物点所成像的位置。（2）若将此棒放入水（n?1.33)中时，物距不变，像距应是多少（设棒足够长）？

3．焦距分别为20 cm和-40 cm的两块透镜贴合．在透镜组主光轴上透镜组前80 cm处有一物。求：(1)透镜组的焦度；(2)此物经透镜组成像的位置。

‘

‘

’

35

4．某显微镜的目镜焦距为2.5 cm，物镜焦距为1.6 cm，物镜与目镜间距为22.1 cm，目镜所成的像在无穷远处。求：(1)从物镜到标本的距离应为多少? (2)物镜的线放大率是多少? (3)此显微镜的总放大率是多少?(将物镜、目镜当作薄透镜处理)

第十一章 几何光学

一、填空题 1. 7.5D ;15cm 2. 25cm ；明视距离

3.无穷远 ；远点变近

4.节点 ；两点间的最小距离，最小视角

5. 0.1；4.0

6.凸透镜；凹透镜

7.透镜焦点以内；放大，正立，虚像

36

8.物镜的线放大率；目镜的角放大率

0.61?Z?;N?A9. N?A10.减小波长；提高N·A

二、选择题 1-5：BDBCA 6-10：DCACC

三、名词解释

1.当射向透镜的光束较宽时，出射光束不相交于一点，这种像差称为球面像差。

2.眼睛改变焦度的本领叫做调节。

3.在日常工作中最适宜的，在适当的光照下不致引起眼睛过分疲劳的距离大约是25cm左右，这一距离称为明视距离。

37

四、简答题

1.主光轴单色光源发出的光线射到透镜上，近轴光束通过透镜后相交于一点，经过透镜边缘的光束由于受到较大的偏折相交于另一点，其他光束则分别交于两点之间的各点。减小方法：在透镜前面加一光阑

2.采用单色光源，使用消色差透镜

3.

五、计算题

1.（1） 1 . 0 n 2 ? （2） n1n 1 ?1 .5

?1.33n2?1.5n1n2n2?n1??uvr11.51.5?1??8v2v?12cmn1n2n2?n1??uvr111111????3.（1）? ??ff1f2204040（2）

111??uvf111??80v120138 3?v18080v1?cm3

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