(完整版)医用物理学声波

医用物理学题库（2023秋季学期）第一部分振动与波动一、选择题1.弹簧振子作简谐振动，振幅为A ，周期为T ，其运动方程用余弦函数表示．若0t =时，振子在负的最大位移处，则初相为(A)0．(B)π．(C)/2π．(D)-/2π．2.一质量为m 的物体和劲度系数为k 的轻弹簧组成的振动系统，若以物体通过-1/2振幅且向负方向运动为计时时刻，该系统的振动方程为(A)2)3x A π=+.(B)1)3x A π=+.(C)1)3x A π=+.(D)2)3x A π=+.3.图中所画的是两个简谐振动的振动曲线．若这两个简谐振动可叠加，则合成的余弦振动的初相为(A)32π.(B)π.(C)12π.(D)0.4.0t =时，振子在位移为/2A 处，且向负方向运动，则初相的旋转矢量为5.一个质点作简谐运动，振幅为A ，在起始时刻质点的位移为-2A ，且向x 轴正方向运动，代表此简谐运动的旋转矢量为6.一物体作简谐振动，振动方程为cos(4x A t πω=+．在/4t T =（T 为周期）时刻，物体的加速度为(A)222A ω-．(B)222A ω．(C)232A ω-．(D)232A ω．7.一物体作简谐振动，振动方程为1cos()4x A t ωπ=+．在/2t T =（T 为周期）时刻，物体的加速度为(A)222A ω-．(B)222A ω．(C)232A ω-．(D)232A ω．8.已知某简谐运动的振动曲线如图所示，则此简谐运动的运动方程为(A)222cos[]33x t ππ=-.(B)222cos[]33x t ππ=+.(C)422cos[]33x t ππ=-.(D)422cos[]33x t ππ=+.9.一质点作简谐振动，已知振动周期为T ，则其振动动能变化的周期是(A)4T ．(B)2T ．(C)T ．(D)2T ．10.一弹簧振子作简谐振动，当位移为振幅的一半时，其动能为总能量的(A)14．(B)12．(C)12．(D)34．11.一质点作简谐振动，已知振动频率为f ，则振动动能的变化频率是(A)4f ．(B)2f ．(C)f ．(D)2f ．12.两个同振动方向、同频率、振幅均为A 的简谐运动合成后，振幅为2A ，则这两个简谐运动的相位差为(A)3π．(B)2π．(C)π．(D)2π13.右图中所画的是两个简谐振动的振动曲线.这两个简谐振动的相位相差为(A)3π．(B)2π．(C)π．(D)014.两个同振动方向、同频率、振幅均为A 的简谐运动合成后，振幅仍为A ，则这两个简谐运动的相位差为(A)60 ．(B)90 ．(C)120 ．(D)180 .15.两个同周期简谐振动曲线如图所示．1x 的相位比2x 的相位(A)落后2π.(B)超前2π.(C)落后π.(D)超前π.16.若一平面简谐波的表达式为)cos(Cx Bt A y -=，式中A 、B 、C 为正值常量，则(A)波速为C ．.(B)周期为1/B .(C)波长为2/C π.(D)角频率为2/B π.17.一横波以速度u 沿x 轴负方向传播，t 时刻波形曲线如图所示，则该时刻(A)A 点相位为π.(B)B 点静止不动.(C)C 点相位为3/2π.(D)D 点向上运动.18.在简谐波传播过程中，沿传播方向相距为12λ(λ为波长)的两点的振动速度必定(A)大小相同，而方向相反.(B)大小和方向均相同．.(C)大小不同，方向相同．(D)大小不同，而方向相反．19.以下条件中，不属于两列相干波所必须满足的条件.(A)频率相同.(B)振动方向相同．.(C)振幅相同．(D)相位差恒定．20.如图所示，两列波长为λ的相干波在P 点相遇．波在1S 点振动的初相是1φ，1S 到P 点的距离是1r ；波在2S 点的初相是2φ，2S 到P 点的距离是2r ，以k 代表零或正、负整数，则P 点是干涉极大的条件为：(A)21r r k λ-=．(B)212k φφπ-=．(C)21212()/2r r k φφπλπ-+-=．(D)21122()/2r r k φφπλπ-+-=．20.一平面简谐波的表达式为cos(/2) (m)y t x πππ=--，则下列选项中关于该平面波描述正确的是：(A)波长= m λπ．(B)周期2T =s ．(C)频率=1νHz ．(D)波速2u =m/s.22.如图(a)表示0t =时的简谐波的波形图，波沿x 轴正方向传播，图(b)为一质点的振动曲线.则图(a)中所表示的0x =处质点振动的初相位与图(b)所表示的振动的初相位分别为(A)均为2π(B)均为2π-.(C)2π与2π-.(D)2π-与2π.23.频率为100Hz ，传播速度为300m/s 的平面简谐波，波线上距离小于波长的两点振动的相位差为/3π，则此两点相距(A)2.86m ．(B)2.19m ．(C)0.5m ．(D)0.25m ．24.平面简谐机械波在弹性介质中传播时,在传播方向上某介质元在负的最大位移处,则它的能量是(A)动能为零,势能最大(B)动能为零,势能为零(C)动能最大,势能最大(D)动能最大,势能为零25.一平面简谐波在弹性介质中传播,在介质元从最大位移处回到平衡位置的过程中(A)它的势能转换成动能(B)它的动能转换成势能(C)它从相邻的一段介质元中获得能量,其能量逐渐增大(D)它把自己的能量传给相邻的一介质元,其能量逐渐减小26.已知在某一介质中两列相干的平面简谐波的强度之比是421=I I ，则这两列波的振幅之比21A A 是(A)4(B)2(C)16(D)827.人耳能分辨同时传来的不同声音,这是由于(A)波的反射和折射(B)波的干涉(C)波的独立传播特性(D)波的强度不同28.两初相位相同的相干波源,在其叠加区内振幅最小的各点到两波源的波程差等于(A)波长的偶数倍(B)波长的奇数倍(C)半波长的偶数倍(D)半波长的奇数倍29.当超声波经过声阻抗差值较大的介质形成界面时，(A)穿透力增强.(B)分辨率增强.(C)被反射的声能增多.(D)被吸收的声能增多.30.低语时声强为10-⁸W·m -²,飞机发动机的噪声声强为10-¹W·m -²,当其频率为1000Hz 时，则它们的声强级之差为：(A)10-⁶dB.(B)150dB.(C)110dB.(D)70dB.31.一机车汽笛频率为750Hz,机车以时速90公里远离静止的观察者.观察者听到的声音的频率是(设空气中声速为340m·s -¹):(A)810Hz.(B)699Hz.(C)805Hz.(D)695Hz二、填空题1.一弹簧振子作简谐振动，振幅为A ，周期为T ，其运动方程用余弦函数表示．若0t =时，振子在负的最大位移处，则初相为_____________；振子在平衡位置向正方向运动，则初相为____________；振子在位移为/2A 处，且向负方向运动，则初相为_____．2.一质点沿x 轴作简谐振动，振动范围的中心点为x 轴的原点.若0t =时质点过0x =处且朝x 轴负方向运动，则振动的初相位0ϕ=；若0t =时质点处于/2x A =处且向x 轴正方向运动，则振动的初相位0ϕ=．3.在简谐波的一条射线上，相距0.2m 两点的振动相位差为6/π．又知振动周期为0.4s ，则波速为.4.一简谐振动的表达式为cos(3)x A t φ=+，已知0t =时的初位移为0.04m ，初速度为0.09m/s ，则振幅A =_____________，初相φ=________________．5.一弹簧振子，弹簧的劲度系数为k ，重物的质量为m ，则此系统的固有振动周期为．6.当质点以频率ν作简谐振动时，它的动能和势能的变化频率均为，总能量保持不变.7.横波的一个波长指的是波线上相邻两同相点之间的距离；一平面简谐横波的波源简谐运动的周期为T ，则2T 内波形向前推进了个波长.8.已知平面简谐波的表达式为cos()y A Bt Cx =-式中,,A B C 为正值常量，此波的波长是___，波速是______．在波传播方向上相距为d 的两点的振动相位差是________．9.在同一媒质中两列频率相同的平面简谐波的强度之比12/16I I =，则这两列波的振幅之比是12/A A =____________________．10.两相干波源S 1和S 2的振动方程分别是1cos()y A t ωϕ=+和2cos()y A t ωϕ=+.S 1距P 点3个波长，S 2距P 点4.5个波长．设波传播过程中振幅不变，则两波同时传到P 点时的合振幅是________________．11.引起人耳听觉的声波频率范围是（），频率高于20000Hz 的机械波叫（），频率低于20Hz 的机械波叫（）。

医用物理声波知识点总结一、声波的基本概念声波是一种机械波，是由物质的震动在介质中传播而产生的波动。

声波在医学中应用广泛，被用于医学诊断和治疗。

声波是一种纵波，它的传播需要介质，能够传递介质中的振动而不传递介质本身。

医用声波一般通过超声波的形式应用，超声波是一种频率高于人类听觉频率的声波，通常指频率大于20kHz的声波。

二、声波的物理特性1. 频率和波长：声波的频率是指在单位时间内声波的震动次数，单位是赫兹（Hz）。

声波的波长是指声波在介质中传播一个完整波周期所需的距离，它与声波的速度和频率有关。

2. 速度：声波在不同介质中的传播速度不同，一般在空气中的传播速度约为343m/s，在水中的传播速度约为1500m/s。

声波的传播速度与介质的密度和弹性模量有关。

3. 衰减：声波在传播过程中会逐渐衰减，其衰减程度与介质的损耗系数有关。

通常在医学应用中，声波的衰减系数较小。

4. 折射和反射：声波在不同介质之间传播时，会发生折射和反射现象。

折射是指声波在介质界面上发生偏折的现象，反射是指声波在介质表面上反射回去的现象。

5. 衍射：声波在通过小孔或者绕过边缘时会发生衍射现象，使声波产生扩散效应。

6. 相干和相位：声波的相干性和相位性是指同频率声波的震动是否一致和同步。

相干性和相位性对医学超声成像产生重要影响。

三、医学超声成像医学超声成像是利用高频声波对人体进行成像的一种诊断技术。

它是一种非侵入性的检查方法，能够清晰显示人体内部器官和组织的结构。

医学超声成像通常包括B超、彩超和多普勒超声等不同类型。

1. B超：B超是通过探头发射和接收超声波信号，然后将信号转换成图像以显示人体内部结构的一种成像方式。

B超主要用于检查内脏器官、血管和胎儿等。

2. 彩超：彩超是一种利用多色超声图像显示器来显示组织结构和血流状态的一种成像方式。

彩超能够清晰显示血管、心脏等结构和血流动态。

3. 多普勒超声：多普勒超声是利用多普勒效应观测人体内部流体和血流动态的一种成像方式。

第六章 超声成像教学大纲要求了解声强、声压、声强级的基本概念，声波在媒质中的传播规律，掌握超声成像的基本原理，了解超声波的特性及其在医学中的应用，了解各种超声诊断仪。

重点和难点声波在媒质中的传播规律，超声成像的基本原理和基本规律，B 超和多普勒彩超技术的成像特点。

教学要点一、声波1．声波的基本概念（1）声波（sound wave ）、超声波、次声波频率为20～20000 Hz 的机械纵波（液体和气体中传播时）可以引起人的听觉，称为声波；频率高于20000 Hz 的机械波称为超声波；频率低于20Hz 的机械波称为次声波。

（2）声压（sound wave ）当声波在介质中传播时，介质的密度作周期性变化，稠密时压强大，稀疏时压强小，在某一时刻，介质中某一点的压强与无声波通过时的压强之差，称为该点的瞬时声压。

用P 表示，对于平面简谐波而言，t 时刻的声压为⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=2)(cos πωωρc x t cA P 式中，ωρcA P m =称为声压幅值。

（3）声阻（acoustic impedance ）声压与声速的比值，表征介质声学特性的一个重要物理量，其大小取决于介质密度与声速，即c A cA P Z m mρωωρυ=== （4）声强（intensity level ）单位时间内通过垂直于声波传播方向的单位面积的声波能量，用I 表示ZP I cA c I m 2 21222===或ωρε （5）声强级（intensity of sound ）是用对数的标尺量度声强的物理量。

取1000 Hz 声音的听阈值2120W.m 10--=I 为国际标准声强，则声强级定义为dB lg 100I I L = （6）多普勒效应（Doppler effect ）当声源与接收者相对与媒质发生相对运动时，接收者收到的声波频率与声源发出的声波频率出现不相同的现象，称为多普勒效应。

（7）多普勒效应频率公式0cos cos ναβννu c c μ±= 其中ν为接收者收到的声波频率，ν0为声源发出声波的频率，c 为声速，u 为声源运动速度，υ为接收者运动速度，α为声源运动方向与接收者和声源连线方向间的夹角，β为接收者运动方向与接收者和声源连线方向间的夹角，分子中的加号和分母中的减号适用于接收者和声源相对运动的情况，而分子中的减号和分母中的加号则适用于二者背离运动的情况。