2022年医用物理学作业答案 .docx

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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -第三章流体的运动3-5 水的粗细不匀称的水平管中作稳固流淌,已知在截面S1 处的压强为110Pa,流速为0.2m/s, 在截面 S2 处的压强为5Pa,求 S2 处的流速（内摩擦不计）.解：依据液体的连续性方程,在水平管中适合的方程：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_P12121P12222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_代入数据得：11011.021030.22511.021032可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料

2、_2得20.5 m/ s答： S2 处的流速为0.5m/s.3-6 水在截面不同的水平管中作稳固流淌,出口处的截面积为最细处的3 倍,如出口处的流速为2m/s,问最细处的压强为多少？如在此最细处开个小孔,水会不会流出来？解：将水视为抱负液体,并作稳固流淌.设管的最细处的压强为P1,流速为 v1,高度为 h1,截面积为S1.而上述各物理量在出口处分别用P2、v2、h2 和 S2 表示.对最细处和出口处应用柏努利方程得：P12ghP12gh12112222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由于在水平管中,h1=h2P12P12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_121从题

3、知： S2=3S1222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_依据液体的连续性方程：S11 = S22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ V1S22/ S13S12 / S13 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_又P2P01.013105 Pa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1P1P022132222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - -

4、 - -第 1 页,共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -2= P042可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_=1.01310541032 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_0.085105 Pa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_明显最细处的压强为0.085105 Pa 小于大气压,如在此最细处开个小孔,水不会流出来.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3-7 在水管的某一点,水的流速为2 cm/s,其压强高

5、出大气压104Pa,沿水管到另一点高度比第 一点降低了1m,假如在第2 点处水管的横截面积是第一点处的二分之一,试求其次点处的压强高出大气压强多少？可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：已知： 12cm / s2102 m / s ,pp104pa ,h11m ,s2 / s11/ 2 ,h20,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_10p2p0x可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_水可看作不行压缩的流体,依据连续性方程有：s1v1s2 v2 ,故 v2s1v1 s2=2 v1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_又依据伯努利方程可得：可编辑资料

6、- - - 欢迎下载精品_精品资料_p121v1212vgh1p 22241212可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_故有：p010v1 2gh1p 0x24v1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_x10410432v12311032gh1210 2 21103101可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_=2104 pa3-8 始终立圆柱形容器,高0.2m,直径0.2m,顶部开启,底部有一面积为10-4m2 的小孔,水以m每秒 1.4 10-43 的快慢由水管自上面放入容器中.问容器内水面可上升的高度？如达到该高度时不再放水,求容器内的水流尽需多少时间.解：如

7、图,设某一时刻容器中水平距底面为h,此时,如图作一流线经过1, 2 两点.由柏努利方可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -程得：Pgh1v2Pgh1v2 由连续性原理得：S vS vQ可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_111222221 122可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_因 1,2 点与大气相通,故P1P2P0

8、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_又由题知,S1S2 ,求v2 时可认为 v10 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_代入柏努利方程易得：v 22gh可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_当从上注水时,当S2v2S22ghQ 时,水面稳固,不可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Q 2升不降.此时：h021.410 4 2420.1 m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2gS229.810可

9、编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_停止注水后,水面开头下降,设下降速度为v1 ,故：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_vvdhS212dtS1S22gh S1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_dh 2ghS2 dt ,两边积分得：00S1hdh 2ghtS2 dt0 S1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2h0S2 t , tS12h02 / 42h03.140.12 / 420.111.2s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d12

10、gS1S2gS2g10 49.8可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答：（略）.3-10 用皮托管插入流水中测水流速度,设管中的水柱高度分别为5103 m 和 5.4102 m ,求水可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_流速度.解：由皮托管原理1v2gh 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v2 gh29.84.910 20.98 m / s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3-11 一条半径为3mm

11、 的小动脉被一硬斑部分堵塞,此狭窄段的有效半径为2mm,血流平均速度为 50cm/s,试求：（ 1） 未变窄处的血流平均速度.（ 2） 会不会发生湍流.（ 3） 狭窄处的血流淌压强.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -解： 1设血液在未变窄处和狭窄段的横截面积和流速分别为S1、1 和 S2、2.依据连续性方程：S11=S22可编辑资料 - -

12、 - 欢迎下载精品_精品资料_代入数据r112310r222321 2103 2 0.5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_求得10.22m / s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_333(2) 将1.0510 kg / m,30.10PaS ,0.5m / s , r2102 m 代入公可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_式 Revr 得：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Revr1.0510 30.5210 333501000可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3.010所以不会

13、发生湍流.(3) 柏努利方程P12ghP12gh12112222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2狭窄处的血流淌压为：1v211.0510320.5131Pa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_22答： 1 未变窄处的血流平均速度为0.22m/s2 不会发生湍流;3 狭窄处的血流淌压强为131Pa.3-12 20的水在半径为110-2m 的水平圆管内流淌,假如在管轴的流速为0.1m.s-1 ,就由于粘滞性,水沿管子流淌10m 后,压强降落了多少？解：由泊肃叶定理知,流体在水平圆管中流淌时,流速随半径的变化关系为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_R2P

14、v4 LR2r 2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在管轴处, r=0 ,v轴v轴 4 L4R4 41.0P L10 3100.1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_22P4R11040Pa 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3-13 设某人的心输出量为0.83 10-4 m3/s,体循环的总压强差为12.0kPa,试求此人体循环的总流阻（即总外周阻力）是多少NS/m 5.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 11 页 -

15、 - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -解：依据泊肃叶定律：QPR可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_P1.2104R4Q0.83101.44108 Ns m 5 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答：总流阻（即总外周阻力）是1.44108 Nsm 5 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3-14 设橄榄油的粘滞系数为0.18Pa2.0 104N/m 2,求其体积流量.s,流过管长为0.5m、半径为1cm 的管子时两端压强差为可编辑资料 -

16、 - - 欢迎下载精品_精品资料_解：依据泊肃叶定律：QPR4P可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_将0.18Pa s , l=0.5m, R=1.0 102m,P =42 44R8 L2.0 104N/m 2 代 入 , 可 求 得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_QRP3.141.0 102108.7104 m3 / s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_8 L80.180.5答：其体积流量为8.7 10-4cm3/s.3-15 假设排尿时尿从计示压强为40mmHg 的膀胱经过尿道口排出,已知尿道长为4cm,体积流量为 21cm3/s,尿的粘滞系数为6

17、.9 10-4 PaS,求尿道的有效 .体积流量为21cm3 /s,尿的粘滞系数为 6.9 10-4 Pa S,求尿道的有效直径.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：依据泊肃叶定律：QPR4P可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_R8 L可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_R48QL642821106.9104102.710 13m4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_P3.14407601.01105可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_R0. 7m m 直径d =2R =1.4mm答：尿道的有效直径为1.4mm.可编辑资料 - -

18、 - 欢迎下载精品_精品资料_3-16 设血液的粘度为水的5 倍,如以72cms1 的平均速度通过主动脉,试用临界雷诺数为1000可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_来运算其产生湍流时的半径.已知水的粘度为6.9104 Pas .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解： Revr血液密度为1.05103 kg m 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - -

19、- - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Re10006.910 453r34.610m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_v1.05100.723-17 一个红细胞可以近似的认为是一个半径为2.0 10-6 m 的小球.它的密度是1.09 103kg/m 3.试运算它在重力作用下在37 的血液中沉淀1cm 所需的时间.假设血浆的=1.2 1-30 Pas,密可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_度为 1.04 103 kg/m3.假如利用一台加速度时间又是多少？2r105 g 的超速离心机,问沉淀同样距离所需的可编辑资料 - -

20、- 欢迎下载精品_精品资料_解：已知： r=2.0 10-6 m,1.09 103kg/m 3,1.04 103 kg/m 3,1.2 10-3 PaS,在重力作用下红细胞在血浆中沉降的收尾速度为：2 r 2 gT9可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_291.2103 1.0910 31.04103 210 6 29.8可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3.6107 m / s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_以这个速度沉降1 厘米所需时间为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t0.012.810 4 S可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

21、_精品资料_3.610 7当用超速离心机来分别时红细胞沉淀的收尾速度为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2T93.610r 292 m / s2 R21.2103 1.091031.0410 3 210 6 29.8105可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_以这个速度沉降1 厘米所需时间为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t0.010.28S可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3.610 7答：红细胞在重力作用下在37的血液中沉淀1cm 所需的时间为2.8 104 秒.假设血浆的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_=1.2 1

22、0-3 Pa S,密度为 1.04 103 kg/m 3,假如利用一台加速度同样距离所需的时间是0.28 秒.第七章液体的表面现象2r105 g 的超速离心机, 沉淀可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页,共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_7-14 吹一个直径为10cm 的肥皂泡,设肥

23、皂泡的表面张力系数34010N1m.求吹此肥可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_皂泡所作的功,以及泡内外的压强差.解：不计使气体压缩对气体所做的功,吹肥皂泡所做的功全部转化为肥皂泡的表面能.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_AS2 d 24010 323.140.1022.810 3 J 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_泡内外的压强差为3P4440103.2Nm 1 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_d / 20.10 / 2答：略.7-15 一 U 型玻璃管的两竖直管的直径分别为1mm 和

24、 3mm.试求两管内水面的高度差（水的表可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_面张力系数7310 3 Nm 1 ） .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：如图,因水与玻璃的接触角为0 rad.由附加压强公式知：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_P1P0故： P12, P2r1P2gh2P0r222r2r1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_h1 2gr2213r110 29.817310 3310/ 227331010 33/ 22102 m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑

25、资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答：略.7-16 在内半径为r管中水柱的高度.0.30mm 的毛细管中注入水,在管的下端形成一半径R3.0mm 的水滴, 求可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：在毛细管中靠近弯曲液面的水中一点的压强为P1P02,在管的下端的水滴中一点r可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_的压强为P2P02,且有RP2P1gh .由上面三式可得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_211273 10 311h5.46 10 2 mgrR1

26、039.80.3 10 3310 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页,共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_7-17 有一毛细管长L20cm ,内直径 d1.5mm ,水平的浸在水银中,其中空气全部留在管中,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_如 果 管 子 浸 在 深

27、度 h10cm 处 , 问 ： 管 中 空 气 柱 的 长 度L1 是 多 少 ？ （ 设 大 大 气 压 强可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_P076cmHg ,已知水银表面张力系数0.49 Nm1,与玻璃的接触角）.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解：由于水银与玻璃的接触角为,所以水银在玻璃管中形成凹液面,如下列图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_所以PP2PP10cmHg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ABB0r可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_P8620.49768

28、5.02cmHg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3A0.75101.01105可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由表面浸入水银下的过程中,毛细管中的空气满意抱负气体状态方程,且温度不变,故有可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_P0 LPA L1L11 7. 9c m第九章静电场可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_9-5 在真空中有板面积为S,间距为d 的两平行带电板（d 远小于板的线度）分别带电量+q 与可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ q.有人说两板之间的作用力22Fk q.又有人说由于FqE , Eq,所以可编辑资料 -

29、 - - 欢迎下载精品_精品资料_d00 Sq 2F.试问这两种说法对吗？为什么？F 应为多少？0 S解答：这两种说法都不对.第一种说法的错误是此题不能直接应用库仑定律.由于 d 远小于板的线度,两带电平板不能q 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_看成点电荷,所以Fk2 .d可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对于其次种说法应用FqE,是可以的,关键是如何懂得公式中的E.在 FqE 中, E可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - -

30、 - - - - - -第 8 页,共 11 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_是电荷 q 所在处的场强.其次种说法中的错误是把合场强Eq00 S看成了一个带电板在另可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_一个带电板处的场强.正确的做法是带电量为+q 的 A 板上的电荷q 在另一块板（B 板）处产生可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_的场强是q,就 B 板上的电荷 q 所受的电场力FqEqqq 2.

31、或者对于可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_20 S2 0 S2 0 S可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_某一带电量为q0 的检验电荷,由于两板之间的场强为E0q,就在两板之间检验电荷所0 S可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_受的电场力Fq0q0 Eq0 Sq0 q0 S可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_9-7 试求无限长匀称带电直线外一点（距直线R 远）的场强,设电荷线密度为.（应用场强叠加原理）解：选坐标如下列图.由于带电直线无限长,且电荷分

32、布是匀称的,由y于对称性其电场强度E 应沿垂直于该直线的方向.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_dyryPdE xx取电荷元 dq1dy ,它在 P 点产生的场强dE 的大小dqdy可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_00为 dERdE4r 24 R2y2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_矢量 dE 在 X 轴上的重量为dExdEcos所以 P 点的合场强为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_EExdExcosdEcos4 R212dyy 2R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_00E 的方向与带电直线垂直, 0时, E 指向外, 0时, E 指向带电直线.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 如何求解cos R2y 2 dy ：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2由于 yR tan,就 dyR sec2d,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_222RyR1tanRsec,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_22当 y = 时,.当 y = +时,22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资