题目内容
15．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，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．
| n | 1.00 | 0.90 | 0.80 | 0.75 | 0.60 |
| v/ms-1 | 0.180 | 0.200 | 0.225 | 0.240 | 0.300 |
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f与血液的流速v成正比，即f=kv，k为常数，血管横截面积越小，血液流速越快，受到的阻力越大，心脏的负担就越重．
（1）甲图中，当线圈中的电流从B流向A时，活塞向右（选填“左”或“右”）运动，血液从S1流出（选填“S1流出”或“S2流入”）．
（2）电磁血流计的原理与发电机（选填“电动机”或“发电机”）的原理相似．利用电磁流量计不可以（可以/不可以）测量某食用油管道中油的流量．
（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（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5×10-4 m2．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0.212m/s．
（4）心脏主动脉血管的横截面积变化时，心脏推动血液流动的功率P随n的变化而变化．若当n=1时，心脏推动血液流动的功率P=P0，则当n=0.5时，心脏推动血液流动的功率P=4P0．
（5）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$\frac{1}{R}$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减小（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偏小（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
分析 （1）由右手螺旋定则可知电磁铁的磁极，由磁极间的相互作用可知活塞的移动方向，则可知血液的流动方向；
（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；容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；
（3）感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关；根据题中的血流速度和血流量，求出管的横截面积；
根据血液是匀速流动，说明受力平衡，即血压产生的压力等于阻力，可以列出在正常情况和血管变细两种情况下的等式；然后根据两种情况下，血管在相同时间内流过的血液量不变，列出等式，求出血流速度；
（4）先根据表中数据得出n与v的关系，然后根据f=kv和P=Fv判断功率与速度的关系，从而得出功率与n的关系；
（5）由图知传感器的电导（即电阻的倒数）与气体中酒精蒸汽浓度C成正比，则电阻与C成反比，根据C变化时，确定电阻的变化，再由欧姆定律分析电压、电流的变化．
解答 解：
（1）由图甲知，当线圈中的电流从B流向A时，由右手螺旋定则可知，螺线管左端为N极，此时异名磁极相互吸引，故活塞右移，S2关闭，S1打开，血液从S1流出；
（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；
电磁血液流量计可以测量血液的流量，说明血液是导体，但食用油是绝缘体，所以不能利用电磁流量计测量某食用油管道中油的流量；
（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=$\frac{血流量}{v}$=$\frac{1{0}^{-4}{m}^{3}/s}{0.2m/s}$=5×10-4m2；
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′=$\frac{S}{S′}$v=$\frac{1}{0.85}$×0.18m/s≈0.212m/s；
（4）根据表中数据可知，n与v的乘积不变，因此n与v成反比；
由f=kv和P=Fv可知，心脏推动血液流动的功率P=kv2，故P与速度的平方成正比，而n与v成反比，因此P与n的平方成反比；
故n=1时，心脏推动血液流动的功率P=P0，则当n=0.5时，心脏推动血液流动的功率P=$\frac{1}{{n}^{2}}$P0=（$\frac{1}{0.5}$）2×P0=4P0；
（5）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，电路中电流变小，则会导致测得的酒精浓度偏小．
故答案为：（1）右；S1流出；（2）发电机；不可以；（3）相反；5×10-4； 0.212；（4）4P0；（5）减小；偏小．
点评 本题为物理知识在生产生活中的应用题，题目中给出了必要的信息，应注意提取有用信息并结合相关物理知识求解，关键是从大量文字材料中抓住核心信息，考查学生基本的学习能力；此题是一道综合性的难题．
金钥匙试卷系列答案
小明想利用如图24所示的电路测量未知电阻Rx的阻值，已知R0的阻值是20Ω．当闭合S1、断开S2时，电流表的示数是0.3A；当S1、S2均闭合时，电流表的示数是0.5A．
（1）根据图1中的电流方向，分别在方框中填入电流表或电池使两灯都发光．
泥石流是由于暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流，具有极强的破坏力．为了比较水流和泥石流的破坏力，小宇进行了如下探究：将两辆相同的小车分别放在两个相同的管道中，然后让速度相等的水流和泥沙流分别通过这两个管道2秒钟，小车分别被推动一段距离，实验记录如下表所示．| 流 体 | 水 流 | 泥沙流 |
| 小车被推动距离/cm | 68 | 102 |
（2）在单位时间内、单位面积上，从某种能源中所能得到的能量叫做能流密度，这是评价能源的重要指标之一．若水的流速为v，密度是ρ，质量为m的水在流动时具有的能量（动能）为$\frac{1}{2}$mv2，请推导出水能的能流密度A的表达式：A=$\frac{1}{2}$ρv3．据此可推知，在流速相等的情况下，风能的能流密度比水能的能流密度小（选填“大”或“小”）．
小明家中电热水壶的铭牌如图所示，其中额定功率已经看不清．如果在使用该电热水壶的过程中，人因操作失误而触电时，漏电保护断路器能自动切断电路．将电热水壶装满质量为2kg、初温为20℃的水，让其单独工作，在一标准大气压下将水烧开用时5min，她家标有“600r/（kW•h）”字样的电能表旋盘转动了120转．则水吸收的热量是6.72×105J；在这段时间内电热水壶消耗的电能是7.2×105J；电热水壶工作时的实际功率是2400W；水吸收的这些热量，如果由无烟煤燃烧来提供，则至少需要提供22.4g的无烟煤．[c水=4.2×103J/（kg•℃）、q无烟煤=3×107J/kg]．| A． |  露的形成 | B． |  冰化成水 | C． |  雾的形成 | D． |  雪的形成 |
将电阻R1和R2并联后接在电源两端，若R1，R2的电阻分别为5欧和15欧，如图所示，则闭合电键S，电流表A与A1的示数之比为（ ）| A． | 3：1 | B． | 1：4 | C． | 4：1 | D． | 4：3 |
