《王芝云版医用物理学课后习题答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《王芝云版医用物理学课后习题答案（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、可编辑版第1章 刚体力学基础 物体的弹性1.1 1n= 1.4 A 对物体：Mg-T=Ma 对滑轮： 联立求解,得： B 对滑轮： 得：1.6 对物体：对滑轮： 解得：由角量的运动方程：1.8 人和转盘组成的系统角动量守恒1.12 解：1成人股骨断裂的压力2股骨断裂的线应变3长度的改变量第2章 流体力学基础2.1 解：1主动脉血液流量大动脉血液的平均流速3当r=0时毛细血管内血液具有最大流速,根据 得：2.4 解：12 32.8 解：1毛细血管两端血压降2毛细血管内血液的流量3流阻2.9根据伯努利方程,可得 单位体积的油损耗的能量w= 代入数值得：那么 的油流过损失的能量为5*第3章 振动与波
2、 声波 超声和超声成像3.1解：矢量图略 画旋转矢量图可得123；4；3.2解：由图示可知 ,T=0时, 依据旋转矢量有：,所以3.6解： ,该质点的合振动为3.7 解：1因为p1点振动方程为,而p2点落后p1点的距离为L1+L2, 所以p2点的振动方程为 2与p1点相距的点与p1点的振动状态相同。3.8 解：两波源连线上因干涉相消才静止,据干涉相消条件且有,设相消点距离S1的距离为x 则,可取1,3,5,7,9,29m。第4章 气体分子动理论4.1 解：1据有 ； 2分子间的平局距离即为分子的平均自由程,有m此值约为氧分子直径的100倍。4.4 解：,=6.805m3 气体的摩尔质量为 气体
3、是氮气 方均根速率为 因氮气分子的自由度为5,所以氮气气体分子的平均平动动能为气体分子的平均转动动能为气体分子的总平动动能为 气体的内能为第5章 液体的表面现象5.1 解：1由表面张力得：其中：一滴液体的重力,所以 2表面张力等于一滴液体的重力,即5.4 解：A点受到的向上压强PA等于大气压强P0与附加压强两者之和,即：ABHB点压强PB等于大气压强P0与附加压强的差,即 根据流体静力学的基本原理,A点受到的向下压强为,由平衡条件可知,因而:5.5 解：毛细管中液面上升高度：得到： = =5.52610-2N/m第6章 静电场6.2 解：1 建立如图所示的坐标系,在导线上位置x处取一线元,所带
4、电荷,该电荷在M点产生的元电场强度沿x轴的正方向,大小为：=6.744102N/C 建立如下图所示坐标系,y轴过N点在导线上位置为x的P点取线元,所带电荷,在N点产生的元电场强度方向沿PN连线,大小为：由于导线上电荷分布关于y轴对称,在x方向的分量相消,在y方向的分量,导线上电荷在N点产生的电场强度大小为： = =1.497103N/C6.4解：由高斯定理： 1 rRA, =0 E=0 RArRB, = rRB, =6.5解：如图所示,在圆柱体外距离轴心为r的任意点P选取半径为r,高为l的同轴圆柱形高斯面,其上、下底面的电通量为零,侧面s上各点的电场强度的方向沿圆柱体侧面的径向向外。由于圆柱体
5、上电荷分布的对称性,圆柱形高斯面上的电场强度的大小相等。由高斯定理： =得到：=以表示沿矢径方向的单位矢量, rR在圆柱体内距轴心为r的任意点P,选取半径为r,高为l的同轴圆柱形高斯面,同理该圆柱面的上、下底面的电通量为零,侧面上各点的电场强度大小相等。由高斯定理： =得到：=以表示沿圆柱形矢径方向的单位矢量, rR6.7 真空中,A点有一正电荷+q,O点有一负电荷-q。BCD是以O为圆心、半径为R的半圆弧,AB=R。B点处于A点和O点连线的中点,O点处于B点和D点连线的中点试求：（1） 单位正电荷从B沿BCD运动到D点的过程中,电场力所做的功；（2） 单位负电荷从D点运动到无限远处的过程中,
6、电场力做的功。解：若取无穷远点为电势零点,则+q电荷在B点的产生的电势为 ,在D点产生的电势为。-q电荷在B点的产生的电势为 ,在D点产生的电势为。根据电势叠加原理,在+q和-q的电荷系统中,B点的总的电势为,D点的总的电势为。（1） 将单位正电荷从B点沿着运动到D点的过程中,电场力做的功为焦耳。（2） 将单位负电荷从D点运动无穷远处的过程中,电场力做的功为焦耳。6.8 电荷线密度为的无限长直导线产生的电场中,A点离导线的距离为,B点离导线的距离为。试求：1A、B两点间的电势差；2若取处为电势零点,A点的电势； 若取无穷远点为电势零点,A点的电势。 解：以直导线为轴、半径为r的圆柱面作为高斯面
7、,其电通量为 ,则有。1A、B两点之间的电势差：。2若取处为电势零点,A点的电势3若取无穷远点为电势零点,A点的电势。第8章 恒定磁场8.2 真空中,半径为20cm的圆线圈,通有电流,试求圆心处和轴线上距圆心为20cm处的磁感应强度。解：设半径为R的载流线圈圆心为O,线圈上任一点A处的电流元在通过圆心的轴线上任意一点P处的磁感应强度。设AP=r,由于的方向与AP的方向垂直,因此,由毕奥-萨伐尔定律,。 以O点为坐标原点,以OP方向为正向,取过圆心的轴线为x轴。则可以分为平行于x轴的分量和垂直于x轴的分量。由于在载流园线圈上的任一点A点,都存在其关于圆心O点的对称点,设为B点,并且B点的电流元在
8、P点产生的磁场的垂直分量和A点电流元在P点产生磁场的垂直分量互相抵消,于是整个圆形电流的所有电流元在P点产生的磁场只剩下平行于x轴的分量。 设AP与OP的夹角为,则则,因此电流线圈在轴线任一点产生的总的磁感应强度为（1） 在圆心处,x=0,磁感应强度为。（2） 在距离圆心x=0.2m处,磁感应强度为。8.3 真空中,无限长直导线的中间部分弯成半径为R的3/4段圆弧,圆心O在直线段的延长线上,导线中通有电流I。试求O点的磁感应强度。设3/4段圆弧的两个端点为A、B,处于OA的延长线上,而直导线的另一端为处于与平行的、沿3/4段圆弧的B点自然延伸的切线方向。电流方向为,由流入并从流出。解：由于圆心
9、O在直线段的延长线上,则直线段的电流在O点产生的磁场为零。根据毕奥-萨伐尔定律,3/4段圆弧上任一电流元在O点产生的磁感应强度,其方向垂直于纸面向外,其大小为,因此3/4段圆弧中的电流在O点产生的磁感应强度为。根据教材147页8.4公式,直线段的电流在O点产生的磁场为。 因此,O点总的磁感应强度应是以上三项之和,即。8.4、真空中,直径是长度的4倍的螺线管,单位长度上的线圈匝数200匝cm-1,线圈中通有电流0.10A。试求螺线管轴线上中点和两端点的磁感应强度。解：由螺线管轴线上点的磁感应强度公式由几何关系,得中点：,右端点：,8.5、如图所示,真空中,扇形线圈ABCD处在垂直于均匀磁场B的平
10、面内,扇形对圆心O点的圆心角为60,线圈中通有电流I,试求：1扇形线圈各段导线所受的磁场力；2扇形线圈所受的磁场力。解：由安培定律有：1,方向如图所示。2沿水平方向和竖直方向进行分解8.6、真空中,平面圆线圈处在均匀磁场中,线圈的半径为20cm,通有电流20A；磁场的磁感应强度为8.010-2T。线圈平面与磁场方向平行。试求：1线圈所受的磁场力；2线圈的磁矩和线圈所受的磁力矩。解：（1） 线圈上下半截所受磁场力大小相等,方向相反,所以（2） ,0.2Nm第10章 波动光学10.2、平行单色光垂直照射在缝间距为0.2mm的双缝上,双缝与像屏的间距为0.8m。1若从第一级明条纹到同侧第四级明条纹间
11、的距离为7.5mm,试求入射光的波长；2若入射光的波长为600nm,试求相邻两明条纹中心的间距。解：明纹条件：暗纹条件：1所以,210.5、在玻璃平板表面上镀一层硫化锌介质膜,若适当选取膜层厚度,则可使在硫化锌薄膜上下表面的反射光干涉加强,从而使反射光增强,已知玻璃的折射率为1.50,硫化锌的折射率为2.37,垂直入射的红光的波长为633.0nm,试求硫化锌膜层的最小厚度。解:设光垂直入射增反膜,欲反射增强,则膜上、下两表面反射光应满足干涉加强条件,由于硫化锌的折射率=2.37大于玻璃的折射率=1.5,故光程差满足667.7令,得膜的最小厚度为10.11、波长为600nm的平行单色光垂直照射一
12、光栅,相邻两明条纹的衍射角分别由式 =0.20, 0.30确定,已知第四级明条纹缺级、试求：1光栅常数；2光栅上透光缝的最小宽度；3能看到几级光谱？解：由式对应于与处满足：得k= 2 , 因第四级缺级,故此须同时满足解得取,得光栅狭缝的最小宽度为由当,对应因,缺级,所以在范围内实际呈现的全部级数为共条明条纹10.12、一束自然光照射到互相重叠的四块偏振上,每块偏振片的偏振化方向相对前面一块偏振片沿顺时针方向迎着透射光观察转过30o、试求透射光强与人射光强之比。解：由题知,第一块偏振片与第二块偏振片主轴相差30o,一次类推,每相邻两块主光轴均相差30o,则有：, 故最后透射光强度变为=316 透
13、射光强度与入射光强度之比为：3：16第11章 几何光学11.2、空气中,这射率为1.52、半径为10cm的实心玻璃球内,距球面顶点5cm处的光轴上有一小气泡,试求小气泡通过距其近的球面折射所成的像。解：由题知,这是小气泡折射成像。物体即为小气泡处于折射率为1.52的玻璃球体内,则由折射成像公式得其中：5cm,1.52,1.0,-10cm,代入上式得：约-4cm11.4 由共轴球面系统成像公式 得 上式中为左球面像距,因两球面顶点相距10cm,故对右球面而言物距应当为,所以该共轴球面系统最终成的像为： 得 图略11.5 条件似乎不全未给水和薄透镜折射率11.9 薄透镜成像公式 ,由题意知, 得 因两薄透镜中心距离,所以相对右透镜而言,物距11.11 1配近视镜 2配远视镜 第13章 量子物理基础13.1 辐出度 1213.31一个光子的能量铜的逸出功由铜表面发出的光电子的初动能为0 遏止电势差为0313.512反冲电子的动能应等于由于电子质量减小而增加的能量13.71 2第14章 激光 X射线及X射线成像14.1解：14.2解：14.3解：14.4解：第15章 原子核 磁共振成像 放射性核素成像15.1解：镭
