Question

7．图甲为风箱装置示意图．当向右推动固定于活塞上的轻杆时，活塞将向右运动，阀门S₁向外打开，阀门S₂关闭；当向左拉动轻杆时，活塞将向左运动，阀门S₂向内打开，阀门S₁关闭，这样就实现了进、排气功能．

（1）阀门S₁向外打开的原因是风箱内气体压强大于（填“大于”“等于”或“小于”）外部气体压强．
（2）活塞从风箱最左端向右运动的过程中，其路程s与时间t的关系如图乙所示，则活塞做匀速直线运动，活塞运动的速度为0.1m/s．
（3）若活塞运动时与风箱内壁间的摩擦力大小共5N，且保持不变，则活塞向右移动10cm的过程中，活塞克服摩擦力所做的功为0.5J．
（4）在治疗心脏病患者时，通常用一种被称为“血泵”的体外装置来代替心脏，以维持血液循环．该装置和图甲风箱的工作原理相似，其简化示意图如图丙所示．线圈固定在软铁杆上，两者组成一个电磁铁．活塞筒在阀门S₁、S₂处与血管相连．则：
①在该装置工作中的某时刻，若电流从a端流进线圈，从b端流出线圈，则电磁铁受到左侧永磁体向右（填“左”或“右”）的作用力．
②要使该装置能维持人体血液循环，线圈a、b间所接电源应为B．
A、直流电源   B、交流电流      C、交流、直流电源均可．

Answer 1

分析 （1）根据气体压强与体积的关系分析进、排气功能；
（2）路程--时间图象描述的是距离随时间变化的关系；则由图象可知速度的大小及物体的运动状态；
（3）根据W=Fs可求得活塞克服摩擦力所做的功；
（4）①根据安培定则可知通电螺线管的极性；磁极间的相互作用可知永磁体的移动方向．
②根据人的心脏分为四个腔，其血液循环包括体循环和肺循环两条途径分析．

解答 解：（1）当活塞向右移动时，活塞左侧的空气体积减小，压强增大，阀门S₁向外打开，推动空气从出气口流出．
（2）由图可知，物体做的是匀速直线运动，物体的速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{10m}{1s}$=0.1m/s；
（3）活塞克服摩擦力所做的功W=Fs=5N×0.1m=0.5J；
（4）由右手螺旋定则可知，螺线管左端为N极，此时同名磁极相对，则电磁铁受到左侧永磁体向右的作用力．
②人的心脏是推动血液循环流动的泵，左心室与右心室同时收缩，左心室射出的血液经主动脉、各级动脉流往全身各处，最后经上、下腔静脉流回右心房，这条血液循环路线就是体循环；右心室射出的血液，经肺动脉流向肺，再经肺静脉流回左心房，这条血液循环路线就是肺循环．因此要使该装置能维持人体血液循环，线圈a、b间所接电源应为交流电．
故答案为：（1）大于；（2）匀速直线；0.1；（3）0.5；（4）①右；②B．

点评 此题考查速度的计算，气体压强与体积的关系、安培定则、功的计算等多个知识点，有一定的难度，综合性较强．