大學(xué)物理,醫(yī)學(xué)物理學(xué)加答案,完整版

1、第一章 剛體轉(zhuǎn)動1 名詞解釋：a剛體在任何情況下大小、形狀都保持不變的物體.b力矩給定點到力作用線任意點的向徑和力本身的矢積，也指力對物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效應(yīng)的量度，即力對一軸線或?qū)σ稽c的矩。c轉(zhuǎn)動慣量反映剛體的轉(zhuǎn)動慣性大小d進(jìn)動自轉(zhuǎn)物體之自轉(zhuǎn)軸又繞著另一軸旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，又可稱作旋進(jìn)2 填空：(1) 剛體轉(zhuǎn)動的運動學(xué)參數(shù)是角速度、角位移、角加速度。(2) 剛體轉(zhuǎn)動的力學(xué)參數(shù)是轉(zhuǎn)動慣量、力矩。(3) 陀螺在繞本身對稱軸旋轉(zhuǎn)的同時，其對稱軸還將繞力矩回轉(zhuǎn)，這種回轉(zhuǎn)現(xiàn)象稱為進(jìn)動。3. 問答：(1) 有一個雞蛋不知是熟還是生，請你判斷一下，并說明為什么？熟雞蛋內(nèi)部凝結(jié)成固態(tài)，可近似為剛體，使它旋轉(zhuǎn)起來后對質(zhì)心軸

2、的轉(zhuǎn)動慣量可以認(rèn)為是不變的常量，雞蛋內(nèi)各部分相對轉(zhuǎn)軸有相同的角速度，因桌面對質(zhì)心軸的摩擦力矩很小，所以熟雞蛋轉(zhuǎn)動起來后，其角速度的減小非常緩慢，可以穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)相當(dāng)長的時間。生雞蛋內(nèi)部可近似為非均勻分布的流體，使它旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)部各部分狀態(tài)變化的難易程度不相同，會因為摩擦而使雞蛋晃蕩，轉(zhuǎn)動軸不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)動慣量也不穩(wěn)定，使它轉(zhuǎn)動的動能因內(nèi)摩擦等因素的耗散而不能保持，使轉(zhuǎn)動很快停下來。(2) 地球自轉(zhuǎn)的角速度方向指向什么方向？作圖說明。 (3) 中國古代用指南針導(dǎo)航，現(xiàn)代用陀螺儀導(dǎo)航，請說明陀螺儀導(dǎo)航的原理。當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)之后，對它不再作用外力矩，由于角動量守恒，其轉(zhuǎn)軸方向?qū)⒈３趾愣ú蛔?，即把支架作任何轉(zhuǎn)

3、動，也不影響轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的方向。(4) 一個轉(zhuǎn)動的飛輪，如果不提供能量，最終將停下來，試用轉(zhuǎn)動定律解釋該現(xiàn)象。由轉(zhuǎn)動定律可知M=Jdw/dt轉(zhuǎn)動著的輪子一般總會受到阻力矩的作用，若不加外力矩，克服阻力矩做功，輪子最終會停下來（受阻力矩作用W越來越小）第三章 流體的運動1. 名詞解釋：a可壓縮流體可壓縮流體具有可壓縮性的流體， b黏性描述流體黏性大小的物理量，c流場流體運動所占據(jù)的空間，d層流流體在管內(nèi)流動時，其質(zhì)點沿著與管軸平行的方向作平滑直線運動。e湍流流體的流速逐漸增大，當(dāng)增大到某一臨界值時，就會發(fā)現(xiàn)流體各部分相互摻混，甚至有漩渦出現(xiàn)， 2. 填空：(1) 伯努利方程表明，任何一處流體的 動能

4、 和 勢能 之和總是恒定的。(2) 文丘里流量計是利用 伯努力方程 原理設(shè)計，測量的流量值與 壓強 成正比。(3) 流體流動狀態(tài)是根據(jù) 雷諾數(shù) 判斷，當(dāng)它W2，問(a)與(b)中，兩個熱機的效率是否相同？為什么？ (a) (b)(2) 當(dāng)物體放入冰箱內(nèi)，該物體溫度高，對冰箱制冷效果好？還是物體溫度低，對冰箱制冷效果好？為什么？對于制冷機，人們關(guān)心的是從低溫?zé)嵩次崃縌2要多，而外界必須對制冷機作的功A要少，故定義制冷系數(shù)w=Q2/A=Q2/(Q1-Q2)制冷系數(shù)可以大于1，且越大越好。對于卡諾制冷機，有Wr=T2/(T1-T2) 由此可見，若兩熱源的溫度差越大，則制冷系數(shù)越小，從低溫?zé)嵩次?/p>

5、相同的熱量Q2時，外界對制冷機作的功A就有增大，這對制冷是不利的；制冷溫度T2越低，制冷系數(shù)越小，對制冷也是不利的。(3) 茶杯中的水變涼，在自然情況下，是否可以再變熱？為什么？一切與熱有關(guān)的自然現(xiàn)象都與熱力學(xué)第二定律有關(guān)，有熵增加原理可知，在封閉系統(tǒng)中發(fā)生的任何不可逆過程，都將導(dǎo)致整個系統(tǒng)的熵增加。(4) 控制飲食和增加身體運動是否可以控制人體體重？為什么？可以，身體相當(dāng)于一個系統(tǒng)，控制飲食即減少了從外界吸收的熱量，增加身體運動即增加的身體對外做功，由熱力學(xué)第一定理知，人的體重會得到控制。4. 計算：(1) 有一臺功率為15kW的制冷機，從-10oC的冷藏室吸取熱量，向20oC的物體放出熱量

6、，問每分鐘從冷藏室吸取多少熱量？(2) 有一臺熱機工作在1000K和300K的熱源之間，為了提高熱機效率，有兩種方案：(1) 將熱源溫度提高到1100K；(2) 將冷源溫度降到200K。問兩種方案哪一種更好？理論效率為 ，則 (1)T1=1100K，； (2)T2=200K，. 第2種方案效率高但是若以降低低溫?zé)嵩礈囟鹊姆椒▉硖岣邿釞C效率，需用制冷機降低環(huán)境溫度，這種方法并不經(jīng)濟，所以，一般用提高高溫?zé)嵩礈囟鹊姆椒▉硖岣邿釞C工作效率(3) 1kg水銀，初始溫度-100oC，如果加熱使其溫度上升到100oC，問水銀的熵變是多少？ (水銀的熔點-39oC，溶解熱1.17104 J/(kg oC)，

7、比熱容-138 J/(kg oC)熵變=C*ln（T3/T1)+Q/T2=138*ln(373/173)+1.17*10000/（273-39）=156J/K第八章 靜電場1. 名詞解釋：a電通量，通過電場中任意曲面的電場線的數(shù)目b電勢，靜電場的標(biāo)勢c等勢面，電勢相等的點連接起來構(gòu)成的曲面d電偶極子，兩個電量相等符號相反相距l(xiāng)的點電荷+q和-qe電偶極矩，從-q指向+q的矢量記為lf束縛電荷，電介質(zhì)中的正負(fù)電荷，在電場力作用下只能在原子或分子范圍內(nèi)做微小位移g電介質(zhì)極化，外電場作用下，電解質(zhì)顯示電性h位移極化，正負(fù)電荷受到相反方向的電場力因而正負(fù)電荷將發(fā)生微小的相對位移i心電向量，心臟各瞬間產(chǎn)

8、生的電激動在立體的方向及大小j心電向量環(huán)，反映心臟各瞬間向量的變化2. 填空：(1) 在電場中描繪的一系列的曲線，使曲線上每一點的 切線 方向都與該點處的電場強度方向 相同 ，這些曲線稱為電場線。(2) 導(dǎo)體靜電平衡的必要條件是導(dǎo)體內(nèi)任一點的電場強度為 0 ，而電介質(zhì)靜電平衡時介質(zhì)內(nèi)任一點的電場強度 不為0 。(3) 帶電導(dǎo)體表面處的電場強度與 電荷密度 成正比，因此，避雷針尖端可以吸引很多 電荷 ，并通過接地線放電。(4) 帶電導(dǎo)體處于靜電平衡時，電荷分布在 外表面 ，導(dǎo)體內(nèi)部電荷為 0 。3. 問答：(1) 如果在高斯面上的電場強度處處為0，能否可以判斷此高斯面內(nèi)一定沒有凈電荷？反過來，如

9、果高斯面內(nèi)沒有凈電荷，是否能夠判斷面上所有各點的電場強度為0?如果在高斯面上的E處處為零，則，q=0。因此，可以肯定此高斯面內(nèi)一定沒有凈電荷，即電荷的代數(shù)和為零。反過來，如果高斯面內(nèi)沒有凈電荷，則可以肯定“穿進(jìn)”此高斯面的電場線與“穿出”此高斯面的電場線相等，但不能肯定此高斯面上的E處處為零。(2) 避雷針的尖端為什么是尖的？因為在雷雨天氣，高樓上空出現(xiàn)帶電云層時，迅雷針和高樓頂部都被感應(yīng)上大量電荷，由于避雷針針頭是尖的，而靜電感應(yīng)時，導(dǎo)體尖端總是聚集了最多的電荷這樣，避雷針就聚集了大部分電荷避雷針又與這些帶電云層形成了一個電容器，由于它較尖，即這個電容器的兩極板正對面積很小，電容也就很小，也

10、就是說它所能容納的電荷很少而它又聚集了大部分電荷，所以，當(dāng)云層上電荷較多時，避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿，成為導(dǎo)體這樣，帶電云層與避雷針形成通路，而避雷針又是接地的避雷針就可以把云層上的電荷導(dǎo)人大地，使其不對高層建筑構(gòu)成危險，保證了它的安全(3) 在一均勻電介質(zhì)球外放一點電荷q，分別用如圖所示的兩個閉合曲面S1和S2，求通過兩閉合面的電場強度E通量，電位移D通量。在這種情況下，能否找到一個合適的閉合曲面，可以應(yīng)用高斯定理求出閉合曲面上各點的場強？(4) 從心肌細(xì)胞的電偶極矩出發(fā)闡述心電圖的形成。4. 計算： (2) 一平行板電容器有兩層介質(zhì)：er1 = 4，d1 = 2 mm；er2

11、= 2，d1 = 3 mm，極板面積40cm2，極板間電壓200V，試計算：l 每層介質(zhì)中的電場能量密度；l 每層介質(zhì)中的總電能；l 電容器的總電能。 第十章 恒磁場1. 名詞解釋：a磁通量，磁場中通過某一曲面的磁感應(yīng)線的數(shù)目b磁偶極子，具有等值異號的兩個磁荷構(gòu)成的系統(tǒng)c磁偶極矩，載流平面線圈的電流強度和線圈面積s的乘積d霍耳效應(yīng)，當(dāng)電流垂直于外磁場方向通過導(dǎo)體時在垂直于磁場和電流方向的導(dǎo)體兩個端面之間出現(xiàn)電勢差e磁介質(zhì)，在磁場的作用下，其內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生變化并反過來影響磁場存在或分布的物質(zhì)f磁化 ，使原來不具有磁性的物質(zhì)獲得磁性 2. 填空：(1) 物質(zhì)磁性的本質(zhì)是 分子電流對外磁效應(yīng)的總和 ，

12、任何物質(zhì)中的分子都存在 有規(guī)律的排列時 ，該電流使物質(zhì)對外顯示出磁性。(2) 在磁場中，沿任一 閉合回路 磁感應(yīng)強度矢量的線積分，等于真空導(dǎo)磁率乘以穿過以該閉合曲線為邊界所張任意曲面的各 磁通量 的代數(shù)和。(3) 磁場是 有旋 場，其特性是磁場任一閉合曲面的 磁通量 等于零。(4) 磁介質(zhì)在磁場的作用下內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生地變化叫做 磁化 。在這種現(xiàn)象作用下，磁感應(yīng)強度增加的磁介質(zhì)稱為 強磁質(zhì) ，反之，稱為 弱磁質(zhì) 。3. 問答：(1) 設(shè)圖中兩導(dǎo)線中的電流均為8A，試分別求三個閉合線L1、L2、L3環(huán)路積分的值，并討論以下幾個問題：l 在每一個閉合線上各點的磁感應(yīng)強度是否相等？為什么？l 在閉合線L

13、2上各點的磁感應(yīng)強度是否為零？為什么？ 對L1 因為空間磁感應(yīng)強度為電流在該點激發(fā)的磁感應(yīng)強度矢量和B=B1+B2 各點的B不相等$各點的B不為零，只是環(huán)路積分等于零(2) 在一個均勻磁場中，三角形線圈和圓形線圈的面積相等，并通有相同的電流。問：l 這兩個線圈所受的磁力矩是否相等？l 所受的磁力是否相等？l 它們的磁矩是否相等？l 當(dāng)它們在磁場中處于穩(wěn)定位置時，線圈中電流所激發(fā)出來的磁場方向與外磁場方向是相同、相反或垂直？載流線圈在磁場中所受磁力矩為M=PmB，Pm=ISln S相同I相同，則Pm大小相同 M是否相同取決于Pm與B的夾角是否相同 若Pm與B夾角為，則兩線圈磁力矩最大且相等 線圈

14、在磁場中受合力 F=0 線圈所受磁力矩為零時，即Pm與B夾角=0或=時，線圈處于穩(wěn)定位置，=0兩者B方向相同，=相反4. 計算：(1) 兩根長直導(dǎo)線互相平行地放置在真空，如圖所示，其中通以同向的電流I1=I2=10A，試求P點的磁感應(yīng)強度。(已知PI1=PI2=0.5m，PI1PI2)如解圖所示I1、I2在P點的磁感應(yīng)強度大小為； 總磁感應(yīng)強度為；方向與I1P夾角為45 第十二章 物理光學(xué)1. 名詞解釋：a單色光，具有單一波長的光波b相干光，頻率相同且振動方向相同的光c光程，介質(zhì)在真空中傳播的路程d半波損失，光從折射率較小的介質(zhì)（光疏介質(zhì)）射向折射率較大的介質(zhì)（光密介質(zhì)）并在界面上發(fā)生反射時，

15、反射光對入射光有相位突變pai，由于相位差pai與光程差相對應(yīng)，相當(dāng)于反射光走了半個波長光程e光的衍射，當(dāng)光遇到與其波長相近的障礙物時能夠繞開障礙物向前傳播f偏振光，光矢量的振動方向和大小有規(guī)律變化的光 2. 填空：(1) 獲得相干光的條件是：從 同一光源 的同一部分發(fā)出的光，通過某些裝置進(jìn)行 分束后才能符合相干條件的相干光。(2) 在下圖中，光線在媒質(zhì)n2中的光程是 2N2d ，從ABCBA的光程差是 d+N2d 。(3) 瑞利準(zhǔn)則表明：對一種光學(xué)儀器來說，如果一個點光源的衍射圖樣的中央 最亮處 處正好與另一個點光源的衍射圖樣的第一個 最暗處 處相重合，這時，人眼剛好能夠判別兩個不同的物體。

16、(4) 當(dāng)起偏器與檢偏器光軸有角度，檢偏器透射光強是起偏器透射光強的 角余弦的平方 倍。3. 問答：(1) 汽車玻璃貼膜的厚度對單向透視特性有影響嗎？為什么？ 汽車玻璃貼膜的厚度可能和一些透過光線的波長接近，這在光學(xué)上就會增加這些光線的反射和散射。從而影響汽車玻璃的單向透視性。(2) 手機上的照相機可以拍攝遠(yuǎn)景嗎？為什么？不可以，由瑞利準(zhǔn)則可知，要拍攝遠(yuǎn)景，需要提高分辨率，而光學(xué)儀器的分辨率1/0=D/1.22入。則需要增大D即鏡頭的直徑，但是手機的鏡頭直徑是一定的且很小。(3) 光學(xué)顯微鏡可以觀察細(xì)胞器嗎？為什么？不能，由瑞利準(zhǔn)則1/0=D/1.22入光學(xué)顯微鏡的入太小，導(dǎo)致0很小(4) 如

17、何用實驗確定一束光是自然光，還是線偏振光或圓偏振光？旋轉(zhuǎn)檢偏器，若光強有變化，且有消光現(xiàn)象的為線偏振光。若光強無變化則為自然光或圓偏振光。 下面進(jìn)一步區(qū)分圓偏振光與自然光。 在檢偏器前放人一個四分之一波片，此時再轉(zhuǎn)動檢偏器。由于四分之一波片可將圓偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)榫€偏振光，而對自然光不起作用。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)動檢偏器時，若再無光強變化的為自然光。若有光強變化，且有消光現(xiàn)象的，必是圓偏振光。4. 計算：(1) 一單色光垂直照射在寬0.1mm的單縫上，在縫后放置一焦距為2.0m的會聚透鏡，已知在透鏡觀測屏上中央明條紋寬為2.5mm，求入射光波長。(2) 水的折射率是1.33，玻璃的折射率是1.50，當(dāng)光由水中

18、射向玻璃反射時，起偏振角是多少？當(dāng)光由玻璃中射向水反射時，起偏振角又是多少？第十五章 量子物理基礎(chǔ)1. 名詞解釋：黑體，輻射出射度，遏制電壓，紅限，能量子，量子數(shù)，基態(tài)，受激態(tài)，波函數(shù)2. 填空：(1) 當(dāng)溫度升高，黑體的能量輻射與溫度成 次方上升，輻射的電磁波長變 (短或長)。(2) 普朗克能量量子化假設(shè)包括： 和 。(3) 愛因斯坦光子假設(shè)包括： 和 。(4) 光子的粒子性是通過 和 實驗證實。(5) 戴維孫-革莫實驗使人們知道當(dāng)電子束射入晶體，可以通過電子探測器獲得電子 圖，因此，人們確定電子具有 性。(6) 微觀粒子不可能同時具有確定的位置和動量，微觀粒子不可能同時具有確定的 和 。3. 問答：(1) 醫(yī)用紅外熱像儀常用于皮膚癌、乳腺癌等的診斷，闡述其物理原理。(2) 在光電效應(yīng)實驗中，如果：(1) 入射光強度增加1倍；(2) 入射光頻率增加1倍；這兩種情況的結(jié)果有何不同？