医学物理学第八版复习题计算题答案

（部分题目提供原题答案，部分题目提供类似的题目，请自行思考参照例题作答） 原题：

⑴利用超声波可以在液体中产生120kW/cm2的大强度超声波，设波源为简谐振动，频率500kHz，液体密度为1g/cm3，声速1.5km/s，求液体质点振动的振幅。

⑵一振动频率为2040Hz的波源以速度v向一反射面接近，观察者在A点听得声音的频率为2043Hz，求波源移动的速度v。 (声速为340m/s)

A

v ⑶ 在27oC温度下，氧分子和氢分子的均方根速率和平均平动动能是多少？

⑷ 设温度为0时，空气摩尔质量为0.0289 kg/mol，求：当大气压减到地面的75%时的大气

高度。

⑸ 有一台功率为15kW的制冷机，从?10oC的冷藏室吸取热量，向20oC的物体放出热量，问每分钟从冷藏室吸取多少热量？

(6)有一台热机工作在1000K和300K的热源之间，为了提高热机效率，有两种方案：(1) 将热源温度提高到1100K；(2) 将冷源温度降到200K。问两种方案哪一种更好？

(7)1kg水银，初始温度?100oC，如果加热使其温度上升到100oC，问水银的熵变是多少？ (水银的熔点?39oC，溶解热1.17?104 J/(kg ? oC)，比热容?138 J/(kg ? oC))

(8) 地球的半径是6.37?106m，地球表面的电场强度约为200V/m，方向指向地心，试计算地球带的总电量。在距离地面1400m的高空处，电场强度降为20V/m，方向仍指向地心，试计算该1400m厚的大气层平均电荷密度。 (?0 = 8.85?10?12 C2/N?m2)

(9) 一平行板电容器有两层介质：?r1 = 4，d1 = 2 mm；?r2 = 2，d1 = 3 mm，极板面积40cm2，极板间电压200V，试计算：

? 每层介质中的电场能量密度； ? 每层介质中的总电能； ? 电容器的总电能。

3. 问答：

(1) 设图中两导线中的电流均为8A，试分别求三个闭合线L1、L2、L3环路积分的值，并讨论以下几个问题：

? 在每一个闭合线上各点的磁感应强度是否相等？为什么？ ? 在闭合线L2上各点的磁感应强度是否为零？为什么？

L3

L1 I1 L2 I2

(2) 在一个均匀磁场中，三角形线圈和圆形线圈的面积相等，并通有相同的电流。问： ? 这两个线圈所受的磁力矩是否相等？ ? 所受的磁力是否相等？ ? 它们的磁矩是否相等？

? 当它们在磁场中处于稳定位置时，线圈中电流所激发出来的磁场方向与外磁场方

向是相同、相反或垂直？

(11) 两根长直导线互相平行地放置在真空，如图所示，其中通以同向的电流I1=I2=10A，试求P点的磁感应强度。(已知PI1=PI2=0.5m，PI1?PI2)

P I1

(14) 钾的红限波长为620nm，求： ? 钾的逸出功；

? 在330nm的紫外光照射下，钾的遏止电势差。 (15)

I2 人红细胞直径8?m，厚2-3?m，质量10?13 kg。设测量红细胞位置的不确定性

是0.1?m，计算其速率的不确定量是多少？

一台Co?刀初装时的放射性活度是6040Ci，使用5年后，Co的活度还有多少Bq？它的平均寿命为多少？(1Ci=3.7?1010Bq，Co半衰期=5.27a)

606060

4-10 一卡诺热机在1000K和300K的两热源之间工作，试计算

(1)热机效率；

(2)若低温热源不变，要使热机效率提高到80%，则高温热源温度需提高多少？ (3)若高温热源不变，要使热机效率提高到80%，则低温热源温度需降低多少？ 解：(1)卡诺热机效率??1?T2 T1??1?(2)低温热源温度不变时，若

300?70% 1000??1?300?80% T1要求T1?1500K，高温热源温度需提高500K (3)高温热源温度不变时，若

??1?T2?80% 1000要求T2?200K，低温热源温度需降低100K