医学物理学试卷AB卷及参考答案供成教考试用讲解.pdf

2010 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.1:4 B.1:2 C.1:1 D.2:1 3.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 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 5.如图一所示，一质点作简谐振动，振幅为A，在起始时刻质点的位移为A2，且向x轴正方向运动，代表此简谐振动的旋转矢量为：6.在同一介质中两列相干的平面简谐波的强度之比是124II，则两列波的振幅之比 是：A.124A A B.122A A C.121 4A A D.121 2A A 8.在声阻抗为21kg ms的介质中传播的声音，产生的声压为 102N m，的声音，其声强为：A.0.2521J ms B.0.521J ms C.21J ms D.21J ms 9.一肥皂泡的直径为 6cm，表面张力系数31210N m4，泡内压强比大气压强 A.大0.8Pa B.小0.8Pa C.大1.6Pa D.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R的均匀带点细圆环，电量为q，其轴线上距离环心x处一点，若xR，则该点的电场强度E和电势U的分别为 A.204qEx 04qUx B.04qEx 204qUx C.202qEx 04qUx D.204qEx 02qUx 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MpE，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MpE，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MEp，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MEp，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73.14 10m，内部的电场强度为：A.0.41N C B.1N C C.1N C D.1N C 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 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 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 16.如图三所示，磁场方向垂直纸面向里，线圈在纸面内。线圈的磁通量随时间的变化关系为23B(671)10Wbtt，式中t的单位 s。试求t=时，回路中感应电动势的大小和方向 A.0.039V、沿顺时针方向 、沿逆时针方向 、沿顺时针方向 、沿逆时针方向 17.如图四所示的薄膜上薄膜的折射率为n2，两边是空气折射率为n1（n1 n2），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.22n d B.222n d C.12n d D.122n d 18.使自然光通过 2 个偏振化方向夹角为060的偏振片，透过光强为：A.012I B.014I C.016I D.018I 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eT与物理半衰期T和生物半衰期bT的关系正确的是 A.be111TTT B.eb111TTT C.eb111TTT D.ebTTT 二、填空题（除第 6 和第 7 题每空分外，其余每空题 1 分，共2 分）1.一质点沿 o x轴正方向运动的运动方程是3225xttt，经过 2s 后它瞬时速度 ，瞬时加速度是 。2.在直径为 210-2 m 的动脉血管中，血液平均流速为0.35ms-1，此时血液的运动的雷诺数为 ，血流是 流（血液的年度系数为30.3 10 Pa s，密度为3-31.05 10 kg m）。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.平 面 波 的 微 分 方 程 是：，它 的 解是 。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.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）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 ，。9.一个电流元dI l在空间任意一点（该点到电流元的位矢为r）形成的磁感强度 为 。10.一单缝宽度为42.0 10 m，如入射光为绿色（500nm），试确定为01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 1321cm，密度为 33g cm，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2 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I和角加速度，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 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10-4 m，尿的粘滞系数为10-4 Pas，求排尿的流量。（5 分）3.沿绳子传播的横波，波函数为0.10cos(0.01 2)my=xt-。试求：波的振幅、频率、传播速度和波长；绳上某质点的最大振动速度。（5 分）5.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。（6 分）6.求图五所示的电路中各支路电流12II、和3I。（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030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029（0sin 290.485），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.2:1 B.1:2 C.1:1 D.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v、压强P间的关系是：A.S大处v小P小 B.S小处v大P小 C.S小处v大P大 D.S大处v大P大 E.S小处v小P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.互相靠拢 D.同时下降 E.同时上升 5.如图一所示，一质点作简谐振动，振幅为A，在起始时刻质点的位移为A2，且向x轴正方向运动，代表此简谐振动的旋转矢量为：（C）6.在同一介质中两列相干的平面简谐波的强度之比是124II，则两列波的振幅之比是：A.122A A B.124A A C.121 2A A D.121 4A A 8.在声阻抗为21kg ms的介质中传播的声音，产生的声压为 102N m，的声音，其声强为：（）A.0.2521J ms B.1.2521J ms C.0.521J ms D.21J ms 9.一肥皂泡的直径为 6cm，表面张力系数31210N m4，泡内压强比大气压强 A.大1.6Pa B.小1.6Pa C.大0.8Pa D.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R的均匀带点细圆环，电量为q，其轴线上距离环心x处一点，若xR，则该点的电场强度E和电势U的分别为 A.202qEx 04qUx B.04qEx 204qUx C.204qEx 04qUx D.204qEx 02qUx 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MpE，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MEp，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MEp，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MpE，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，且电流密度均匀，导线的电阻率为73.14 10m，内部的电场强度为：A.0.41N C B.1N C 1N C D.1N C 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 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 D.电动势是正负两极间的电势差 16.如图三所示，磁场方向垂直纸面向里，线圈在纸面内。线圈的磁通量随时间的变化关系为23B(671)10Wbtt，式中t的 单位 s。试求t=时，回路中感应电动势的大小和方向:A.0.039V、沿顺时针方向 、沿逆时针方向、沿逆时针方向 、沿顺时针方向 17.如图四所示的薄膜上薄膜的折射率为n2，两边是空气折射率为n1（n1 n2），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.22n d B.12n d C.122n d D.222n d 18.使自然光通过 2 个偏振化方向夹角为060的偏振片，透过光强为：A.018I B.016I C.012I D.014I 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eT与物理半衰期T和生物半衰期bT的关系正确的是 A.be111TTT B.eb111TTT C.eb111TTT D.ebTTT 二、填空题（除第 6 和第 7 题两空 1 分外，其余每空题 2 分，共2 分）1.平 面 波 的 微 分 方 程 是：，它 的 解是 。2.一质点沿 o x轴正方向运动的运动方程是3225xttt，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 210-2 m 的动脉血管中，血液平均流速为 0.35ms-1，此时血液的运动的雷诺数为 ，血流是 流（血液的年度系数为30.3 10 Pa s，密度为3-31.05 10 kg m）。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.某物质的线性衰减系数为 1321cm，密度为 33g cm，则其质量衰减系数为 。9.一个电流元dI l在空间任意一点（该点到电流元的位矢为r）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42.0 10 m，如入射光为绿色（500nm），试确定为01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 每小题分，共 27 分）题号 1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 12 13 14 16 17 18 19 20 A 卷答案 B A E E C B D C A A B C C D B D A C B 卷答案 C D B C C A B A C C D B B C D A C B 二、填空题（除第 6 和第 7 题两空 1 分外，其余每空题 2 分，共2 分）题号 A 卷答案 B 卷答案 1-15m s；28m s 222221yyxut；cos()xyAtu【或cos2()txyAT；或cos2()xyAt；或cos()yAtkx】2 1225；过渡流-15m s；28m s 3 4 222221yyxut；cos()xyAtu【或cos2()txyAT；或cos2()xyAt；或cos()yAtkx】1225；过渡流 5 6，12kT 6，12kT 6 d0lEl；保守场；不闭合；非保守场 有极；取向；无极；位移 7 有极；取向；无极；位移 d0lEl；保守场；不闭合；非保守场 8 细胞膜内外的离子浓度梯度；细胞膜对不同离子的通透性不同 4421cmg 9 03dd4I lrBr（或02dd4I leBr）03dd4I lrBr（或02dd4I leBr）10 14；暗 细胞膜内外的离子浓度梯度；细胞膜 对不同离子的通透性不同 11 4421cmg 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，载流子（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，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。五计算题（共分）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I和角加速度，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r，宽度为 dr的细圆环为质量微元dm 则：22d2d2d2dmrmr rr rmrRR 由细圆环的转动惯量I=mR2得：232dd2 dmIrmrrR 23222021=ddd0.5kg m2RmIIrmrrmRR （2 分）（2）角速度1112120red s4red s12.5660r s-2-20red s2.512red s5t （1 分）（3）起动时的力矩为：2-2420.51.256kg ms55MI （1 分）（4）刚体的角动能为：222k110.5 164J=39.44 J22EI （1 分）所以力矩做的功为：22k40439.44JWE （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10-4 m，尿的粘滞系数为10-4 Pas，求排尿的流量。（4 分）解：由48RQPL （2 分）1633163163.14 167.96 100.0532 10 ms1.27 10ms220.8 10 （2 分）所以排尿的流量是：631311.2710ms1.27cms 3.沿绳子传播的横波，波函数为0.10cos(0.01 2)my=xt-。试求：波的振幅、频率、传播速度和波长；绳上某质点的最大振动速度。（5 分）解：0.10cos(0.012)=0.10cos2(0.005)=0.10cos2()0.005xy=xttxt-与波函数的标准形式cos2()txy=AT-相比较，得波的振幅为0.10mA （1分）周期1sT （1 分）波长1m200m0.005（1 分）波速 1200m suT （1 分）质点的最大振动速度 20.10.63m sAT1v （1 分）5.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 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rR时,由高斯定理得333230004irqqr qRErR内 即rRqE304内 （1 分）当rR时,由高斯定理得024qrE外，即204rqE外（1 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lEUPdcosP。为方便起见，我们选电场方向即r方向为积分路径，可得 )3(82230rRRq （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lEUPdcosP。P200d44rqqUrrr （1 分）6.求图五示的电路中各支路电流12II、和3I。解：由基尔霍夫定律列出方程（5 分）qrRP 对节点 C 213III （1 分）对回路abcfa有 131122002404000III 31120500II （1 分）对回路dcfed有 070030900240223III 031602423II（1 分）联立以上三个方程，解得：10.01AI (符号表示电流由 a 流向 b)，20.015AI，30.025AI （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030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029（0sin290.485），求黄光的波长。解：（1）根据光栅方程 sindk （1 分）将k=2，030，600nm代入公式，得9602 600 102.4 10 msinsin30kd （2分）（2）由光栅方程sindk 将k=2，029，62.4 10 md代入公式，得 67sin2.4 100.4855.82 10 m2dk （2 分）五案例分析（每小题 4 分，共分）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 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，维持了大小泡的正常工作。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 答：白光照射在油膜上，若油膜厚度均匀，各种的光在上下两个表面上的放射光的光程差相同，但各种色光的波长不同，则有的光刚设加强，有的光干涉减弱，干涉加强的我们能看见，减弱的看不见。若薄膜厚度不均匀，光程查不同，对各种色光在不同厚度的地方干涉情况不同，出项彩色条纹。地上的油膜是不均匀的，因此不同厚度的地方呈现不同颜色的。