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(2014•南通二模)阅读材料,回答问题.血液是人体输送氧气与营养的主要载体,心脏就像发动机,为这一输送提供了动力.医生给心脏疾病的患者做手术时,往往要用一种称为“人工心脏
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(2014•南通二模)阅读材料,回答问题.
血液是人体输送氧气与营养的主要载体,心脏就像发动机,为这一输送提供了动力.医生给心脏疾病的患者做手术时,往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏,以推动血液循环.如图甲是该装置的示意图,线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁),通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用,从而带动活塞运动.活塞筒通过阀门与血管相通,阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启.手术时,还需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量(血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积),其示意图如图乙所示.使用时,将血管放置于两磁极之间,两金属电极a、b与血管壁接触,就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度.
研究表明,血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化,且血液匀速通过血管时,受到的阻力与血液的流速成正比.当血管横截面积为正常值的n倍时,测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表所示.
(1)甲图中,当线圈中的电流从A流向B时,活塞向______(选填“左”或“右”)运动,血液从______(选填“S1流出”或“S2流入”).
(2)电磁血流计的原理与______(选填“电动机”或“发电机”)的原理相似.
(3)图乙中若仅调换两磁极的位置,则流过仪表电流的方向将______(选填“不变”或“相反”),若某次测得血流速度为0.2m/s,血流量为10-4 m3/s,则对应血管的横截面积为______m2.
(4)若某人心脏主动脉血管的横截面积为正常人的0.85倍时,血管内血液匀速流动的速度应为______m/s.
(5)当心脏主动脉血管的横截面积变化时,其内血液匀速流动,推动血液流动的功率P与下列哪一选项成正比?答:______.
A.n B.
C.n2 D.
(6)交警常根据司机呼出的气体检测血液中的酒精含量,检测原理如图丙所示,电流表示数反映酒精浓度大小,R0为定值电阻,D为陶瓷气敏传感器,其电阻的倒数
与气体中酒精蒸气浓度c的关系如图丁所示.则当气体中酒精蒸气的浓度增大时,气敏传感器两端电压将______(选填“增大”或“减小”);若电池用久后电压减小,将会使测得的酒精浓度______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”).
血液是人体输送氧气与营养的主要载体,心脏就像发动机,为这一输送提供了动力.医生给心脏疾病的患者做手术时,往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏,以推动血液循环.如图甲是该装置的示意图,线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁),通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用,从而带动活塞运动.活塞筒通过阀门与血管相通,阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启.手术时,还需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量(血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积),其示意图如图乙所示.使用时,将血管放置于两磁极之间,两金属电极a、b与血管壁接触,就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度.
研究表明,血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化,且血液匀速通过血管时,受到的阻力与血液的流速成正比.当血管横截面积为正常值的n倍时,测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表所示.
n | 1.00 | 0.90 | 0.80 | 0.75 | 0.60 |
v/ms-1 | 0.180 | 0.200 | 0.225 | 0.240 | 0.300 |
(1)甲图中,当线圈中的电流从A流向B时,活塞向______(选填“左”或“右”)运动,血液从______(选填“S1流出”或“S2流入”).
(2)电磁血流计的原理与______(选填“电动机”或“发电机”)的原理相似.
(3)图乙中若仅调换两磁极的位置,则流过仪表电流的方向将______(选填“不变”或“相反”),若某次测得血流速度为0.2m/s,血流量为10-4 m3/s,则对应血管的横截面积为______m2.
(4)若某人心脏主动脉血管的横截面积为正常人的0.85倍时,血管内血液匀速流动的速度应为______m/s.
(5)当心脏主动脉血管的横截面积变化时,其内血液匀速流动,推动血液流动的功率P与下列哪一选项成正比?答:______.
A.n B.
1 |
n |
1 |
n2 |
(6)交警常根据司机呼出的气体检测血液中的酒精含量,检测原理如图丙所示,电流表示数反映酒精浓度大小,R0为定值电阻,D为陶瓷气敏传感器,其电阻的倒数
1 |
R |
▼优质解答
答案和解析
(1)当线圈中的电流从A流向B时,由右手螺旋定则可知,螺线管左端为S极,此时异名磁极相互吸引,故活塞左移,S1关闭,S2打开,血液从S2流入;
(2)血液流动就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度,能量:机械能转化为电能,故原理与发电机原理相似;
(3)图乙中若仅调换两磁极的位置,则流过仪表电流的方向将相反;
已知v=0.2m/s,血流量为10-4 m3/s,所以血管的横截面积S=
=
=5×10-4m2;
(4)由题意可知,正常的血流速度v=0.18m/s,要使流过的液体相等,则有:Sv=S′v′,
则变细后的血液的流速v′=
v=
×0.18m/s≈0.212m/s;
(5)要保证血液匀速运动,则有:f=F=kv,v=
m/s
由功率公式可得:P=Fv=kv2=k(
m/s)2=
W;
使用D正确;
(6)由图传感器的电阻与气体中酒精蒸汽的浓度成反比,浓度C越大,电阻越小,电流越大,R0两端电压越大,因为电源电压不变,所以气敏传感器两端电压将变小;电池用的时间长了,电压降低,内阻变大,电路中电路变小,则会导致测得的酒精浓度偏低.
故答案为:(1)左;S2流入;(2)发电机;(3)相反;5×10-4;(4)0.212;(5)D;(6)减小;偏小.
(1)当线圈中的电流从A流向B时,由右手螺旋定则可知,螺线管左端为S极,此时异名磁极相互吸引,故活塞左移,S1关闭,S2打开,血液从S2流入;
(2)血液流动就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度,能量:机械能转化为电能,故原理与发电机原理相似;
(3)图乙中若仅调换两磁极的位置,则流过仪表电流的方向将相反;
已知v=0.2m/s,血流量为10-4 m3/s,所以血管的横截面积S=
血流量 |
v |
10−4m3/s |
0.2m/s |
(4)由题意可知,正常的血流速度v=0.18m/s,要使流过的液体相等,则有:Sv=S′v′,
则变细后的血液的流速v′=
S |
S′ |
1 |
0.85 |
(5)要保证血液匀速运动,则有:f=F=kv,v=
0.18 |
n |
由功率公式可得:P=Fv=kv2=k(
0.18 |
n |
0.0324k |
n2 |
使用D正确;
(6)由图传感器的电阻与气体中酒精蒸汽的浓度成反比,浓度C越大,电阻越小,电流越大,R0两端电压越大,因为电源电压不变,所以气敏传感器两端电压将变小;电池用的时间长了,电压降低,内阻变大,电路中电路变小,则会导致测得的酒精浓度偏低.
故答案为:(1)左;S2流入;(2)发电机;(3)相反;5×10-4;(4)0.212;(5)D;(6)减小;偏小.
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