中山医八年制-医学物理学复习题.doc

医学物理学复习资料第一章复习题一、名词概念弹性形变：（形变：物体在外力作用下其大小和形状发生变化）在一定限度内，当外力撤消后，物体能完全 恢复原状，对应的形变称为弹性形变 塑性形变：物体在外力作用下其大小和形状发生变化，超过一定限度后，去除外力后物体不能再完全恢复原状，对应的形变称为塑性形变应力：在外力F作用下平衡的固体，若在其内部任一点取一任意微面积元S，则F/S称为应力物体发生形变时，单位面积上的弹性力张应力σ：物体受到外力牵拉压缩时，法向分量Fn与微面积元S的比值Fn/S横截面单位面积上的张力 体应力P：物体受到压力时，形状没有改变的情况下，外力F与微面积元S的比值F/S使物体体积发生变化的应力，可用压强P来表示，称为体压强 剪应力τ：单位微面积元上所受的剪力，τ=F/S剪应变时，剪切力F与截面S之比应变：物体在外力作用下其大小或形状的相对变化称为应变张应变ε：物体受到外力牵拉或压缩时，所发生的长度的变化与物体原长度l之比，ε=△l/l体应变θ：物体受到压力时，形状没有改变的情况下，所发生的体积变化与物体原体积之比，θ=△V/V剪应变γ：又叫切应变，物体受到切向力时，发生只有形状变化而没有体积变化的弹性形变情况下，切向形状变化△x与厚度d的比值，γ=△x/d。

应变率：应变随时间的变化率，即应变对时间的导数剪变率：剪应变随时间的变化率，即剪应变对时间的导数正比极限：应力增大到某值时，材料应力与应变的正比关系不再成立，此时的应力称为正比极限弹性极限：材料保持弹性形变不产生永久形变时，所能承受的最大的应力断裂点：力增大到某值时，材料发生断裂，此时的应力称为断裂点弹性模量：在正比极限内，应力与应变的比称为该材料的弹性模量杨氏弹性模量E ：在正比极限内，张应力与张应变的比称为该材料的杨氏弹性模量E=σ/ε.切变弹性模量G：在正比极限内，切应力与切应变的比称为该材料的切变弹性模量G=τ/γ.体变弹性模量K：在正比极限内，体应力与体应变的比称为该材料的体变弹性模量K=-P/θ.粘弹性：粘弹性是同时呈现粘性液体和弹性固体的物质的性质应力松驰：在物体忽然发生应变时，在应变保持一定的情况下，相应的应力随时间的增加而下降的现象蠕变：应力保持一定，而物体的应变却随时间的增加而增大的现象滞后：应力作周期性变化，但加载时的应力—应变曲线与卸载时的不重合现象二、问题1. 粘弹性和弹性材料比较有何不同？ 答：粘弹性材料相比弹性材料，其中任一点任一时刻的应力状态不仅取决于当时，该点的应变，而且与应变的历史过程有关，它同时呈现弹性固体物质和粘性液体的性质。

而弹性体的特点是内部任何一点任一时刻的应力完全取决于当时、该处的应变，与应变历史过程无关 2. 试推导粘弹性体的Voigt模型 答：P43. 粘弹性物质的特点？ 答：①应力松弛：即在物体忽然发生应变时，在应变保持一定的情况下，相应的应力随时间的增加而下降的现象 ②蠕变：应力保持一定，而物体的应变却随时间的增加而增大的现象 ③滞后：应力作周期性变化，但加载时的应力—应变曲线与卸载时的不重合现象4. 蠕变与松弛有和区别？ 答：应力松弛为应变保持一定，应力随时间增加而下降的关系，而蠕变为应力保持一定，应变随时间增加而增大的关系，两者在此方面刚好相反5.骨骼的力学性质有哪些特点？ 答：①大变形特点；②应力—应变非线性关系，且加载与卸载的曲线不重合，有明显的滞后环；③对应变率不敏感；④呈现应力松弛；⑤蠕变特性6.软组织的一般力学性质有哪些？ 答：①具有优异的力学性能，既能避免硬材料的脆性破坏，又能避免软材料的过早屈服，在一定范围内遵从胡克定律；②为各向异性材料，故其力学性能不仅与复合材料本身有关，也与骨的构造有关；③骨在压缩时的极限强度和极限应变均比在拉伸时要大，拉伸时的弹性模量则比压缩时大；④强度与密度之比很大；⑤具有非常优良的机械结构。

总之，骨骼是一个典型的力学体系，其结构反应很灵敏，信号系统特别发达，有利于运动，并且有较好的适应性和耐受性，还有一定的变异性第二章一、名词概念理想流体：绝对不可压缩和完全没有粘滞性（即内摩擦）的流体稳定流动：流体流经空间各点的速度不随时间改变的流动状态牛顿流体：遵从牛顿粘滞性定律的液体，在一定时间内，粘滞系数是常量，剪变率和剪变力成线性关系非牛顿流体：不遵从牛顿粘滞性定律的液体，流体的粘滞系数值在一定时间内不是常量，还和速度梯度有关流动曲线：剪应力随剪变率变化的关系曲线屈服应力：当剪变力增大到某一定值时，流体才开始流动，此时的剪应力称为该流体的屈服应力触变性：其粘度不仅依赖剪变率的大小，而且也依赖剪变率作用的时间的流变性片流（层流）：当流速不太大时，液体将分层流动湍流：当处于层流的流体速度增大到某一数值时，层流状态就会破坏，各液流层间流体粒子大量互相掺混，流动紊乱，甚至出现涡旋流阻：流体在外周（血管）中流动的阻力，生理上称为外周阻力，其值为Rf=8ηL/πR4,其中L为血管长度，R为血管半径泊肃叶流动：粘滞性流体在一水平均匀圆管中作层流，各流侧层是一系列半径不同、与圆管共轴的薄圆筒层，各流层的流速不同，附着在管壁上的流层速度为0，愈接近管轴的流层速度越大，管轴上流速最大，这种流动称为泊肃叶流动。

雷诺数：用以判断实际流体在圆形管道流动时，是流层还是湍流的没有单位的纯数，起值为Re=ρυr/η，其中r为管道半径，ρ、υ、η分别为流体的密度、平均流速和粘度表观粘度：流体的切应力与剪变率的比值 相对粘度：样品表观粘度和溶剂粘度的比值 Casson方程：用于描述高剪变率时，血液流变性从非牛顿区域过渡到牛顿区域的过程，为 τ=τc+ηcγ，式中ηc为Casson粘度，τc为Casson屈服应力Fahraeus—Lindqvist效应：管径细小时，表观粘度随管径变小而降低的现象毛细管逆转现象：当管径降至某一限度后，若继续减小，则血液表观浓度与血流阻力反而急剧升高，这称为毛细管逆转现象 临界半径：发生毛细管逆转现象的管径限度称为临界半径红细胞的变形能力：指红细胞在体内能根据流场情况和血管的内径，不需要增加表面积即可经受各种变形的能力 红细胞的聚集性：很多情况下，RBC可互相叠联形成“缗线状”的细胞串二、问题1.试推导伯努利方程 答：P46~472.非牛顿流体具有哪些基本特点? 答：①粘度随剪变率改变；②存在屈服应力；③具有触变性；④具有塑性。

3.试推导泊肃叶定律 答：P50~514.为什么说在水平均匀圆管中作层流流动的粘滞性流体管壁处的剪应力最大? 答：牛顿流体在水平均匀圆管中作泊肃叶流动时，层流速度υ与径向距离r相垂直，所以各流层的速度梯度为dυdr=-ΔP2ηLr，圆管中流体作层流时，剪变率等于速度梯度的负值，γ=dγdt=-dυdr=△P2ηLr，代入牛顿粘滞性定律式τ=ηγ=△P2Lr，在管壁处，r=R最大，则τ最大5.阐明血液粘度与剪变率的关系？ 答：血液为非牛顿型流体，其表观粘度ηa不是常数，而是剪变率γ的函数实验指出，在其他条件不变时，血液的表观粘度ηa随γ的增大而减少，这种现象叫做剪切稀化，当γ大到一定限度时，表观粘度ηa便不再减小而趋于恒定，此时的血液流动状态接近于牛顿流体的流动6. 影响血液粘度的主要因素有哪些?答：①血细胞比积：随着HCT的增加，血液的粘度显著增加，HCT的大小主要由红细胞的含量决定，血浆浓度ηP增加，血液粘度ηa也增加；②血细胞的聚集性与变形性的影响：⑴红细胞变形能力下降，血液粘度上升，⑵红细胞聚集性增大，血液粘度增加，⑶温度升高，红细胞聚集性增大，血液粘度增加，⑷白细胞与血小板增多，血液粘度增加；③血管半径：在细小血管中流动时，发生Fahraeus-Lindgvist效应，即血细胞减少，HCT减小，表观粘度也随之减小，当管径小于临界半径时，发生Fahraeus-Lindgvist逆效应，随血管半径减小，血液粘度增加；④温度：温度升高会引起血细胞多种变化导致血液粘度升高。

温度升高的综合效应主要影响微循环系统，虽然温度升高可降低血浆粘度和使血管扩张，但这些补偿效应小于红细胞聚集，刚性增加、血凝加速，形成血栓、逆转现象等引起的危害7.影响红细胞变形的外部因素有哪些? 答：⑴剪变率对RBC变形性的影响，在一定的剪应力范围内，正常RBC变形随剪变率增加而增大；⑵血管直径对RBC变形性的影响，随血管直径变细，RBC的变形性增加；⑶随细胞浓度的增加，RBC变细增加；⑷介质浓度增加，变形性增大；⑸血浆蛋白增加，刚性减小；⑹血浆渗透压对变形性的影响，低渗：红细胞内液粘度减小，变形性增加；球形化，变形性减小；高渗：RBC的S/V增大，变形性增加，红细胞内液粘度增大，变形性减小；⑺PH减小，变形性减小；⑻电解质；⑼Po2、Pco2；⑽ATP减少，变形性减小；⑾氧化剂能使变形性减小；⑿温度8. 阐述影响红细胞变形能力的主要因素. 答：①RBC膜的性质：膜的流动性、粘弹性、膜的坦克履样运动，膜中的ATP含量，Ca2+/Mg2+之比以及胆固醇/磷脂之比；②RBC内液的粘度，平均血红蛋白浓度MCHC增大，ηi增大，变形性减小血红蛋白理化性质（溶解度、稳定性、氧饱和度）改变，影响内粘度大小，进而影响变形性；③RBC的几何形状，RBC双凹圆盘形规则形状和球形指数使得它可经受各种变形而不需要增加表面积；④外环境因素，剪变率、血管直径、细胞浓度和介质粘度均对变形性产生影响。

第三章思考题：1、 常见的感觉现象有哪些？答：常见的感觉现象可分为三类第一类是用于保持器官的健康与正常活动的感觉，这一类感觉由人体内部感受器所感受，自己通常察觉不出来第二类是关于四肢位置的感觉与关于平衡的前庭感觉，也属于人体内部的感觉，但可察觉出来，且会对之有反应第三类感觉是用于对外部刺激起反应的，包括味觉、嗅觉、触觉、听觉与视觉五种感觉⑴内部感觉可察觉：运动觉四肢位置、平衡觉平衡的感觉、 内脏感觉（饿、胀、渴、窒息、恶心、便意、性、疼等）不可察觉：保持器官健康活动的感觉（如氧水平、血糖调节等）⑵外部感觉：味觉、嗅觉、视觉、听觉、触觉2、 什么是感受器？什么是环层小体？答：感受器是在响应有关能量刺激时会产生一种神经冲动，并把冲动信号输送到大脑的特殊器官部分 环层小体结构近似于一橄榄球，通常为1~2mm长，0.5~1mm宽，类似于洋葱，由60层扁平细胞层叠环绕一中心核构成，它主要作为一负载变化率的感受器，而不是对负载的强度本身起反应3、 试述外耳、中耳、内耳对声波传导的物理过程与作用答：声波通过外耳耳廓汇集进入耳道，被耳道所响应，传至耳膜使耳膜响应振动，中耳的三块听小骨有效地把耳膜的振动传送到内耳，此过程中，听骨对进入内耳的声压起到放大作用，且中耳杠杆系统对阻抗起匹配作用，使得以最大的传输功率将声波传到内耳，最后声波在内耳的三个充满淋巴液的小室作用下转换成电脉冲，传递到大脑听中枢。

外耳主要起到收集声音，以耳膜振动起到有效传递声波的作用，中耳起到将声波压强放大，振幅减小，使充气耳道与充满淋巴液的内耳耳蜗声阻抗匹配的作用，内耳则起到将声波的机械能转换成电脉冲的作用4、 用行波学说说明耳蜗对声波的鉴频作用。