物理考试与医疗

在人类文明和社会发展的进程中，物理学的每一个新的发现或是技术发展到每一个新阶段，都会使人类的生产和生活发生翻天覆地的变化.可以说社会的每一次大的进步都与物理学的发展紧密相连.《初中物理课程标准》中将“从生活走向物理，从物理走向社会”作为课程的基本理念，强调物理学科与生产、生活、现代科技的联系，注重体现物理学科的应用价值，引导广大师生关注科学、技术、社会.近年来，全国各地的中考物理试题都力求通过初中学生耳闻目睹过的背景，最大限度地体现这一课程理念.在医疗领域，现代的医学研究、医疗设备、医疗诊断、医疗创新等都离不开物理学支撑，物理学和医学的关系越来越密切.下面结合物理知识在医疗方面的有关应用的试题做一些分析与点评.

例1　如图１所示，医生正在用听诊器为病人诊病.听诊器运用了声音

（选填“具有能量”或“传递信息”）的道理；来自患者的声音通过橡皮管传送到医生的耳朵，这样可以提高声音的

.（选填“音调”或“响度”）

解析　医生用听诊器给病人诊病，主要是要了解病人体内发出的有意义的消息即信息.之所以用听诊器来诊病，是因为听诊器的前端是一个面积较大的膜腔，如图2所示.体内声波振动膜腔后，听诊器橡皮管内的密闭气体也随之振动且声音不易分散.而塞入耳朵一端的细管，由于腔道细窄，气体振动幅度比前端大很多，由此放大了患者体内的声波振动，从而提高了声音的响度.

说明　最初中医是通过“望、闻、问、切”四个途径来给病人诊病，其中“闻”就是听，这是利用声音诊病的最早例子.后来法国医师雷奈克利用物理声学知识，设计了世界上最早的听诊器——长30cm的中空木管，并进行了不断地改进，以用来分辨呼吸器官在正常状态和病理状态下所出现的各种不同的声音，帮助诊断肺部、心脏各种疾病.物理声学理论促进了听诊器的发明，使临床医学向前迈进了一大步.

例2　在一只玻璃杯中先后装入不同量的水，用细棒轻轻敲击，会听到不同频率的声音.与此类似，当医生给病人检查腹部是否有积水时，常会用手轻轻敲击患者腹部，细细倾听其发出的声音，此为“扣诊”.医生主要是根据什么来判定患者腹部是否有积水的？（　）.

A.声音的音调

B.声音的响度

C.声音是否悦耳动听

D.这种判断方法不合理

解析　我们已经知道用细棒轻轻敲装有水的玻璃杯，由于杯中的水量不一样，其振动频率不一样，音调也是不同的.题目中已提示我们，医生给病人检查腹部时，腹部也会发出不同的声音，因为一个腹部有积水的病人，当“扣诊”时腹部振动发出的声音和正常人腹部振动发出声音的频率是不同的，因而其音调也是不同的，所以本题应选答案Ａ.

说明　本题中利用声音的音调来给病人做简单的身体检查，是有经验的医生常用的一种声学方法，这为患者进一步检查，以便尽快明确诊断，为合理的护理与治疗作准备，物理学的相关知识可为医生诊断病情带来方便.

例3　图3中是一种新型医用电动牙刷，它能发出超声波，直达牙刷棕毛刷不到的地方，这样刷牙干净又舒服.下列说法正确的是（　）.

A.电动牙刷发出的超声波不能在空气中传播

B.超声波不是由物体振动产生

C.超声波的音调很低，所以人听不到

D.超声波能传递能量

解析　超声波是频率高于20000Hz的声波，它是人耳听不到的音调很高的声音，也是由物体的振动产生的，它的传播也需要介质（例如空气能传播超声波）.由于超声波的频率很高，所以它具有易于获得较集中的声能，即它能较好地传递能量.根据超声波的这些声学知识，这种新型医用电动牙刷说法正确的应为D.

说明　利用超声波制成的电动牙刷，可以更好地清除牙齿表面的污垢杂物，避免人在用普通牙刷刷牙时易刺伤牙神经等问题，这样能更好保洁我们的牙齿，给我们的生活带来了方便.

例4　有些耳聋病人配有骨导式助听器就能听到声音的原理是

.

解析　图4是人耳的结构.外界声波先经外耳道传到鼓膜，使鼓膜振动，然后再经听小骨放大传入耳蜗，使听觉细胞产生神经信号，通过听觉神经传到大脑，这样人就听到了声音.题目中的耳聋病人的病因可能是传导性耳聋，可以通过骨导式助听器来获得声音信息.其原理是固体能够传导声音，且效果比空气好，此时声音不是通过空气传播，而是让声音直接通过骨导式助听器从骨头传到患者耳蜗里面，这样就可以直接产生振动，从而让病人听到了声音.

说明　根据物理学中固体能够传播声音、且传声效果比空气好的道理，医学专家制成了骨导式助听器，帮助这种耳聋病人听到了声音，给患者带来了福音，从而解决了病人听不到声音的痛苦，可见物理学科的发展对治疗仪器的制造起到了决定性的作用.

例5　物理知识在生活的各个领域有着广泛的应用：牙医在给病人检查疾病时要用到一面小镜子，如图５所示.在把小镜子放到病人口中之前总是要把小镜子在火上烤一烤，其目的是

.

解析　由于人体口腔内水蒸气的温度较高，而小镜子（即平面镜）表面的温度相对较低，这样牙医把平面镜伸入患者口腔检查牙齿背面时，口腔内温度较高的水蒸气遇冷易在平面镜表面发生液化形成小液滴，附着在镜子的表面，妨碍牙医看清患者牙齿的病情.而放入之前，如将平面镜在火上烤一烤，提高镜子表面的温度，这样口腔内的水蒸气就不会在镜面上发生液化现象，牙医便可清晰看清患者的病情.

说明　本题是医生在医疗过程中，根据物态变化成因的一个很好的应用事例.我们只有弄清了物理现象产生的本质原因，才能运用所学知识有的放矢地采取有效的手段，更好地运用仪器或设备来给病人做诊断，为病人服务.

例6　将一酒精棉球点燃，放在一玻璃罐内烧一下后取出，将罐口紧密扣在患者需治疗的皮肤部位，玻璃罐就会被牢牢地粘在皮肤上，这种方法叫“拔火罐”.请你解释这种现象产生的原因.

解析　加热罐内气体使其膨胀，压在皮肤表面后内部气体遇冷收缩，压强变小，而大气压强大于罐内气体压强，这样玻璃罐就会被大气压牢牢地“粘”在皮肤上.