2025年大學(xué)大二（生物醫(yī)學(xué)工程）生物力學(xué)綜合測試試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共6題，每題5分)1.生物力學(xué)中，關(guān)于應(yīng)力松弛現(xiàn)象，以下描述正確的是（）A.材料在恒定應(yīng)變下應(yīng)力隨時間逐漸增加B.材料在恒定應(yīng)力下應(yīng)變隨時間逐漸減小C.材料在恒定應(yīng)變下應(yīng)力隨時間逐漸減小D.材料在恒定應(yīng)力下應(yīng)變隨時間逐漸增加答案：C2.關(guān)于人體骨骼的力學(xué)性能，下列說法錯誤的是（）A.骨骼具有較好的強度和韌性B.骨骼的彈性模量隨年齡增長而變化C.骨骼在拉伸時比壓縮時更易斷裂D.骨骼的力學(xué)性能與骨密度密切相關(guān)答案：C3.生物力學(xué)中，描述流體在管道中流動時阻力的定律是（）A.牛頓定律B.胡克定律C.泊肅葉定律D.歐姆定律答案：C4.當心臟收縮時，主動脈內(nèi)血液流動的主要形式是（）A.層流B.湍流C.脈動流D.穩(wěn)定流答案：C5.關(guān)于生物電信號的檢測，以下哪種電極類型常用于測量體表電位（）A.微電極B.表面電極C.植入式電極D.光纖電極答案：B6.生物力學(xué)研究中，常用于模擬人體運動的方法是（）A.數(shù)值模擬B.實驗測量C.理論分析D.以上都是答案：D第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每題4分，共20分）1.生物力學(xué)中的本構(gòu)關(guān)系描述了材料的______與______之間的關(guān)系。答案：應(yīng)力、應(yīng)變2.人體肌肉的收縮形式主要有______和______。答案：等長收縮（長度不變，張力增加）、等張收縮（張力不變，長度縮短）3.血管的彈性模量反映了血管的______能力。答案：抵抗變形4.生物力學(xué)實驗中，常用的測量位移的傳感器有______和______。答案：位移傳感器、激光位移傳感器5.生物力學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括______、______和______等方面。答案：疾病診斷、治療康復(fù)、醫(yī)療器械研發(fā)三、簡答題（每題10分，共20分）1.簡述生物力學(xué)中應(yīng)力和應(yīng)變的概念，并說明它們之間的關(guān)系。答案：應(yīng)力是指材料內(nèi)部的力與截面積的比值，反映材料內(nèi)部的受力程度。應(yīng)變是指材料在受力時的變形量與原始尺寸的比值，反映材料的變形程度。應(yīng)力與應(yīng)變之間存在一定的關(guān)系，在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，比例系數(shù)為彈性模量。當材料受力超過彈性極限時，應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系不再是線性的。2.說明人體心臟泵血過程中涉及的生物力學(xué)原理。答案：心臟泵血過程涉及多個生物力學(xué)原理。心臟收縮時，心肌產(chǎn)生的壓力推動血液流動，這是基于壓力梯度驅(qū)動血液流動的原理。同時，心臟瓣膜的開閉控制著血液的單向流動，防止血液逆流。血管系統(tǒng)具有彈性，能夠緩沖心臟泵血產(chǎn)生的壓力波動，保證血液的穩(wěn)定流動。此外，血液在血管中的流動還受到粘性阻力的影響，遵循流體力學(xué)的基本規(guī)律。四、材料分析題（每題15分，共30分）材料：在研究血管狹窄對血液流動的影響時，通過實驗測量了正常血管和狹窄血管內(nèi)的血流速度。發(fā)現(xiàn)狹窄血管處血流速度明顯加快，且血流形態(tài)發(fā)生改變。1.請分析血管狹窄導(dǎo)致血流速度加快的原因。答案：血管狹窄處管徑變小，根據(jù)連續(xù)性方程，在流量一定的情況下，管徑減小會導(dǎo)致流速增加。同時，狹窄處血流阻力增大，為了維持流量，心臟需要增加泵血壓力，從而進一步促使血流速度加快。2.血流形態(tài)改變可能會帶來哪些生物力學(xué)方面的問題？答案：血流形態(tài)改變可能導(dǎo)致血管壁受到的剪切力分布不均勻，局部剪切力增大可能損傷血管內(nèi)皮細胞，引發(fā)血管病變。此外，血流形態(tài)改變還可能增加血栓形成的風(fēng)險，因為異常的血流會影響血小板的聚集和凝血因子的激活。材料：研究發(fā)現(xiàn)，長時間佩戴不合適的眼鏡會對眼球施加異常的力學(xué)載荷。1.這種異常力學(xué)載荷可能對眼球產(chǎn)生哪些不良影響？答案：長時間的異常力學(xué)載荷可能導(dǎo)致眼球形狀改變，如眼球變形、眼軸長度改變等。這可能會引發(fā)近視、遠視等屈光不正問題進一步加重。還可能影響眼球內(nèi)部組織的正常代謝和營養(yǎng)供應(yīng)，對視網(wǎng)膜、晶狀體等結(jié)構(gòu)造成損害，增加眼部疾病的發(fā)生風(fēng)險。2.從生物力學(xué)角度，如何設(shè)計更合適的眼鏡來減少對眼球的不良影響？答案：可以根據(jù)眼球的生物力學(xué)特性，設(shè)計具有合適彈性模量和形狀的眼鏡框架，使其能夠更好地貼合眼球周圍組織，分散壓力，減少局部應(yīng)力集中。同時，鏡片的光學(xué)設(shè)計也應(yīng)考慮到對眼球力學(xué)環(huán)境的影響，避免因鏡片度數(shù)不合理導(dǎo)致眼球受力不均。此外，采用輕質(zhì)材料制作眼鏡，降低整體重量，減少對鼻梁和耳部的壓力傳遞，間接減輕對眼球的影響。五、論述題（共20分）論述生物力學(xué)在人工心臟瓣膜研發(fā)中的重要作用。答案：生物力學(xué)在人工心臟瓣膜研發(fā)中起著至關(guān)重要的作用。首先，人工心臟瓣膜需要模擬天然心臟瓣膜的力學(xué)性能，如開啟和關(guān)閉的靈活性、承受血流壓力的能力等。通過生物力學(xué)研究，可以確定合適的瓣膜材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計，以確保瓣膜能夠在體內(nèi)正常工作。其次，了解血液在人工瓣膜周圍的流動特性對于優(yōu)化瓣膜設(shè)計至關(guān)重要。生物力學(xué)研究可以分析血流的速度、方向、壓力分布等，減少血栓形成、溶血