医学物理练习情况总结复习资料材料详解.doc

第一章 人体力学的基础知识 一、复习重点 1、位矢、位移、速度、加速度 2、惯性系、非惯性系、惯性力 3、功、功能原理、能量守恒定律、动量定理、动量守恒定律 3、刚体定轴转动的特点及描述刚体定轴转动的各个物理量 4、力矩、转动动能、转动惯量、刚体定轴转动定律 6、角动量、角动量守恒定律 二、同步练习题 （一）填空题： 1、一质点做直线运动，其速率为，、均为常量，则任意时刻质点加速度的大小是 . 2、一质点的法向加速度为零，切向加速度不为零，则该质点作 运动。 3、一质点的运动学方程为r=2t-t2m，则该质点在t=0时刻的瞬时速率为 。 4、做曲线运动的质点，其切向加速度 为零， 有法向加速度。（均填一定或不一定） 5、速度的量纲为 。 6、做功与路径无关的作用力称为保守力，你知道的保守力有 ， ， ， 。 7、势能的大小与势能零点的选择 。（填有关或无关） 8、做曲线运动时，质点的动量 （填守恒或不守恒），动量随时间的变化率 （填一定或不一定）变化，所受合力的冲量 （填等于零或不等于零）。 9、刚体作定轴转动，其角速度与线速度的关系为 ，切向加速度和角加速度之间的关系为 。 10、转动惯量是描述刚体转动惯性的物理量，质量为，长度为的均匀细杆绕垂直中心轴的转动惯量为____________; 绕垂直端点轴的转动惯量为_____________。 （二）选择题： 1、有关角动量说法正确的是 （ ） A．质点系的总动量为零，总角动量一定为零 B．一质点作直线运动，其角动量一定为零 C．一质点作直线运动，其角动量不一定为零 D．一质点作匀速率圆周运动，其动量方向不断变化，所以质点对圆心的角动量随之不断变化。 2、质点做匀速率圆周运动时，其速度和加速度的变化情况是（ ） A．速度不变，加速度在变 B．加速度不变，速度在变 C．二者都在变化 D．二者都不变 3、以下几种力中属于惯性力的有（） A、重力 B、离心力 C、静电场力 D、万有引力 4、以下物理量中，不是保守力的为（ ） A、重力 B、磁场力 C、静电场力 D、万有引力 5、质点系动能的增量在数值上等于（ ） A．一切外力所作的功 B．一切外力所作的功和一切内力所作的功的代数和 C一切外力所作的功和一切内非保守力所作的功的代数和 D．一切外力和一切保守内力所作功的代数和 6、花样溜冰运动员在旋转时，往往先把两臂张开旋转，然后迅速把两臂靠拢身体，增加转速，以获得最佳表演效果。在此过程中不计冰面及空气的摩擦阻力，她的（ ） A、机械能守恒 B、动量守恒 C、角动量守恒 D、机械能和角动量均守恒 （三）判断题： （ ）1、惯性力是参照系非惯性运动的表现，或者说是物体的惯性在非惯性系中的表现。 （ ）2、物体加速度的值很大，而物体的速度值却不变，这是不可能的。 （ ）3、物体具有恒定的速率，但仍有变化的速度这是可能的。 （ ）4、物体的运动方向和合外力的方向一定相同。 （ ）5、物体做圆周运动时，其加速度方向指向圆心。 （ ）6、有两个力作用在一个有固定轴的刚体上，当这两个力都平行于轴作用时，它们对轴的合力矩一定是零。 （ ）7、只要给定刚体，则刚体的转动惯量就是个定值。 （四）简答题： 1、要使一条长铁棒保持水平，为什么握住它的中点比握住它的端点容易？ 2、刚体作平动和定轴转动时各有什么特点？ （五）计算题： 1、花样滑冰者开始时双臂伸开以3πrad/s的角速度旋转，其对轴的转动惯量J1=5.4kg.m2，求： （1）如果他的双臂交叉时的转动惯量是伸开时的60%，双臂交叉时的角速度是多少？ （2）他的动能改变了多少？ 2、有一根长为l，质量为m的均匀细杆，两端各牢固地连接一个质量为m的小球，整个系统可绕一过O点并垂直于杆长的水平轴无摩擦地转动，如图。当系统转到水平位置时，求：（1）系统所受的合力矩；（2）系统的转动惯量；（3）系统的角加速度 三、精选例题 图1-1 1-1．炮弹以一定的仰角射出，它的轨迹是一条抛物线。设当它到达最高点时，不料发生爆炸，分裂成质量相等的两块碎片，其中一块在爆炸的影响下沿着原来的轨迹返回到出发点。问： （1）另一块碎片将沿怎样的方向飞去？能否达到预定的地点？ （2）到达地面时两者的速率是否相同？ （3）两者能否同时到达地面？ 解：如右图1-1： （1）按动量守恒，则得，所以不能到达预定地点，而要超过。（2）两者到达地面的速率不相同。（3）可以同时到达。 1-2．根据动量原理可知：力在时间过程中的累积效应，引起动量的改变。根据功能原理可知：力是空间累积引起动能的改变。 （1）如果物体受合外力作用了一段时间（即受到合外力的冲量作用），动量发生了改变，那么，是否一定会引起物体动能的改变？ （2）如果物体受合外力作用，并且在力作用的方向上有了位移（即合外力对物体作了功），使物体的动能发生了变化，是否一定会引起物体动量的改变？ 解：（1）不一定。如圆周运动，匀速时不变，但不同点的不一样。 （2）一定。因为时，动量不守恒。 1-3．一质点作半径为R的圆周运动，其速率v=b-ct ,b, c均为正的常量，试求： （1）任意时刻质点的加速度的大小和方向； （2）速度为零时质点绕圆周运动了多少圈？ 解：（1）， 所以合加速度的大小为： 与半径夹角为θ，则 （2）， ，， 所以： 1-4．例: 一质点沿x轴运动，其加速度 a=－ ku2，式中k为正常数，设t=0时，x=0，u=u0； ① 求u作为 t 函数的表示式； ② 求u作为x的函数的表示式。 分离变量得 解：1 2）. 1-5．一步枪在射击时，子弹在枪膛内受的推力满足的规律变化，已知击发前子弹速度，子弹出枪口时速度。求子弹的质量等于多少？ 解：由于出膛后F=0 所以：, 因为： 所以： 所以： 所以，得证。 1-6．求质量为m，半径为R的均匀薄圆环的转动惯量，轴与圆环平面垂直并且通过圆心。 解：如下图1-6： R 图1-6 把圆环分解为许多小体积元，每个体积元相对转轴的 转动惯量为 所以： 四、同步练习题答案 （一）填空题： 1、-c 2、匀加速直线运动 3、2m/s 4、不一定，一定 5、[v]=LT-1 6、重力，万有引力，电场力，弹性力 7、有关 11、相互转化，机械能守恒 8、不守恒，不一定，不等于零 14、减小，增大 9、v=rω ，aτ=rα 10、， （二）选择题： 1、C 2、C 3、B 4、B 5、B 6、C （三）判断题： 1、√ 2、 3、√ 4、 5、 6、√ 7、 （四）简答题： 1、答：手握住铁棒，手就是铁棒的支点。握住铁棒一端时，铁棒的另外部分在重力的作用下，给铁棒施加了一个力矩的作用，则要想使铁棒保持平衡，手除了要克服铁棒的重力作用之外，还要克服力矩的作用；握住铁棒中间时，铁棒的两端在重力的作用下，给手施加的合力矩为零，所以要使铁棒保持平衡，手只需克服铁棒的重力作用即可，因此更容易。 2、答：刚体平动时，刚体内各质元的运动轨迹相同，在同一时刻的速度和加速度相同，因此描述刚体的平动，就可用刚体内一点的运动带表整个刚体的运动。刚体作定轴转动时，各质元的线速度和加速度一般并不相同，但各质元的角量都是相同的，因此可以用刚体内任一点的角位移、角速度、角加速度带表整个刚体的定轴转动状态。 （五）计算题： 1、解：由角动量守恒定律知 2、 第二章 流体的运动 一、复习重点 1、流体、理想流体、流线和流管、稳定流动 2、流体的连续性方程、伯努利方程 3、泊肃叶定律 4、层流、湍流、雷诺数 5、粘性流体的伯努利方程、斯托克斯定律 二、同步练习题 （一）填空题： 1、流体具有 、 、 性。 2、所谓理想流体，就是 、 的流体。 3、 流体力学中连续性方程是 的体现，而伯努利方程（Bernolli’s Equation）是_________________的反映。 4、伯努利方程是流体力学的基本规律，使用这个方程有三个条件 ， ， 。 5、理想流体在截面积为S的流管中以流速v作稳定流动，将此管与六个截面积为S/3的流管接通，则流体在截面为的流管中作稳定流动的流速为__________. （二）选择题： ( )1．理想流体作稳定流动时： A、流经空间各点的速度相同； B、流速一定很小； C、其流线是一组平行线； D、流线上各点速度不随时间改变； ( )2、理想流体在粗细不同的流管中作稳定流动，若流管水平放置，以下说法正确的是 A、横截面积大处，流速也大，但压强小 B、横截面积大处，流速小，但压强大 C、横截面积小处，流速小，压强小。 D、横截面积小处，流速也小，但压强大 ( )3、水平玻璃管，由截面均匀而各不相同的A、B、C三段串联而成。水从A段流进，从C 段流出。在三段管壁上各打一个孔，A段上小孔有气泡出现，B段上小孔有水射出，C段上小孔不射水，也无气泡出现。设水为理想流体，三段管子内径的关系为 A、RA>RB>RC B、RA Q2 > 0. B、Q2 > Q1 > 0. C、 Q2 < Q1 < 0. D、Q1 < Q2 < 0. E、 Q1 = Q2 > 0. 3、关于温度的意义，有下列几种说法： (1) 气体的温度是分子平动动能的量度. (2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义. (3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同. (4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度. 上述说法中正确的是（ ） A、(1)、(2)、(4) . B、(1)、(2)、(3) . C、(2)、(3)、(4) . D、(1)、(3)、(4) . （三）判断题： （ ）1、物体的温度愈高，则内能愈大，它的热量也愈多。 （ ）3、在P-V图上等温线比绝热线陡。 （ ）4、孤立系统内部进行的都是自发过程。 （ ）5、热力学第一定律的表述也包含热力学第二定律的内容。 （ ）6、凡是能在P-V图中表示的过程一定是准静态过程。 （ ）7、以开水为研究对象，开水的降温是自发过程。 （ ）8、一容器内的理想气体对应于某一状态，其内能数值不唯一。 （四）计算题： 1、一系统中a状态沿路径acb变化到b状态，有334J的热量传入系统，而系统作功126J（如图示）（1）若沿adb时系统作功42J，问有多少热量传入系统？（2）当系统由b状态沿曲线ba返回a状态时，外界对系统作功84J，系统是吸热还是放热？热量是多少？ 2、2mol双原子理想气体，从300K加热到500K。试求在定容过程和定压过程中各吸取了多少热量？内能各增加多少？对外作功多少？ 三、精选例题 5-1.解释下列术语：①系统；②环境；③参量；④过程；⑤外界；⑥准静态。 答：①系统—热力学研究的对象。②环境—热力学研究对象以外的能够影响系统的所有物体。③参量—描写系统状态的物理量。④过程—热力学系统的态随时间的变化。⑤外界—即环境。⑥准静态—是一个理想模型，指过程所经历的所有中间状态都无限接近于平衡态的过程。 5-2.作功和传递热量是等效的，但又有本质的不同，试解释之。 答：作功和传递热量都是能量转化中转化的那一份能量，但作功是大量分子集体有规则运动而转化的那一份能量，传递热量是大量分子无规则运动而转化的那一份能量。 5-3.在P-V图上封闭曲线所包围的面积表示什么？该面积越大是否意味着效率就越高？ 答：面积表示做的净功，效率不是由面积决定，而是由面积的位置决定。 A 等温线 绝热线 B P V 5-4.试证明在同一P-V图上一定量理想气体的一条绝热线与一条等温线不能相交于两点。 答：如图，因为A、B点都在同一条绝热线上， 所以 又因为A、B点都在同一条等温线上， 所以 由两方程可以解得 A、B实为同一点，说明一条绝热线与一条等温线不能两次相交。 5-5.分析下述说法正确与否： （1）功可以完全变成热，但热不能完全变成功。 （2）热量只能从高温物体传到低温物体，不能从低温物体传到高温物体。 答：（1）后半句错误，应改为：“热不能自发的完全转变为功”，因为在外部环境的作用下，系统的热可以全部转换为功，但需外部环境付出能量，即对外界产生了影响。 （2）错误。制冷机可以将热量从低温物体传向高温物体，但需外界对工作物质作功。 5-6为什么说内能是态函数，而功和热量不是态函数。 答：内能就一般而言，是指系统所具有的各种能之和，包括原子能、化学能、机械能。对热力学系统而言，是指由其热学状态所决定的能量，包括动能和势能。对理想气体而言，就是由体积、温度决定的能量，由于理想气体中没有势能，实际就是指所有动能之和，因为不同状态有不同的动能，故内能是状态的函数。 功和热都是与一个过程相联系，即不仅与始末状态有关，还与经历的过程或路径有关，所以功和热不是状态的函数。 四、同步练习题答案 （一）填空题 1、减少，减少，减少 2、不可逆 3、分子热运动的无序性 4、CP= CV+R 5、相等，相等 6、不可能 7、热量，任何影响 （二）选择题 1、（ D ）2、( A ) 2、( B ) （三）判断题 1、；3、；4、√；5、；6、√；7、；8、。 （四）计算题 1、 2、（1）定容过程：A=0， （2）定压过程： 第六章 静电场 一、复习重点 1、电场强度、场强叠加原理、电场强度的计算； 2、电场线与电通量概念； 3、理解高斯定律、理解静电场的环路定律； 4、电势能、电势的定义及计算； 二、同步练习题 （一）填空题 2、电场线和等势线相互 。 3、初速度为零的电子在电场力作用下总是从 电势处向 电势处运动（填高或低），电场力对电子做 功，电子的电势能 （填增加或减少）。 4、试探电荷q0从静电场中某点出发经任意闭和路径L，最后回到该点，则在此过程中静电场力对q0所作的总功为 。 5、电偶极子轴线的中垂面上的电势为 ，正电荷所在一侧为 电势区。 6、沿着电力线的方向，电场中的电势值逐点 。 7、静电场中a、b两点的电势为 Ua ＜ Ub ，将正电荷从a点移到b点的过程中，电场力 做 功，电势能 。 8、高斯面上的场强处处为零时，高斯面内的电荷的代数和 为零。（填一定或不一定） （二）选择题 1、在一对等量同号点电荷连线的中点O，下述结论正确的是：（取无限远处为电势参考点）（ ） A、点O的电场强度和电势均为零； B、点O的电场强度和电势均不为零； C、点O的电场强度为零，电势不为零； D、点O的电场强度不为零，电势为零。 2、一通有稳恒电流的长直导线，在周围空间中（ ） A、只产生电场 ； B、只产生磁场； C、即产生电场，又产生磁场； D、只产生电场，不产生磁场。 3、关于高斯定律，以下说法正确的是：（ ） A、高斯