问题标题:
在正常体温下,如果脑部的血流停止,则脑细胞会在几分钟之内缺氧而死.若是将体温降低约20℃,脑细胞的耗氧量也随之降低,如此可容许血流暂停时间延长,以利脑部手术进行.毕竟手
问题描述:
在正常体温下,如果脑部的血流停止,则脑细胞会在几分钟之内缺氧而死.若是将体温降低约20℃,脑细胞的耗氧量也随之降低,如此可容许血流暂停时间延长,以利脑部手术进行.毕竟手术之前,病患的心肺功能开始由心肺机取代,如图(a)所示,心肺机包括三大部分:氧合器作为人工肺,对血液供氧;抽送泵代表心脏,推动血液循环;热交换器则提供热量交换,经由血液循环调节体温,体重约60公斤重的病患,其体温监测记录如图(b)所示.(1)此病患的脑部手术最适宜的时段在___
(A)10时至12时
(B)13时30分至14时
(C)14时至15时
(D)15时至16时.
(2)如图(c)所示,工程师考虑将线圈缠绕在活塞下端,利用与固定磁铁之间的相对运动,带动抽送泵中的活塞,抽送血液.图中左活门只能向外自由开启,反向则封闭管路.下列有关此设计构想的叙述正确的是___
(A)血液由左活门吸入,右活门推出
(B)当甲电极为正,乙电极为负时,活塞向上运动
(C)当甲电极为正,乙电极为负时,抽送泵将血液吸入
(D)当甲电极为负,乙电极为正时,抽送泵内压强降低
(3)人类大动脉的截面积约是5.0×10-4m2,若心脏推送血液的平均压强约为1.2×104Pa,平均流速约0.20m/s.则心脏推动血液流动的平均功率约为___W.
(4)心肺机一次抽送所作的功称为每搏功或搏功,它可以用推出血液所增加的压强能和动能来表示,前者等于搏出量乘以射血压强,即每搏功(J)=搏出量(m3)×射血压强(Pa)+动能(J).假设由心肺机提供的动力使之逐渐回复到常态,压力与血液流速的关系如图(d)所示,当血液流速为16cm/s,搏动频率为72次/分时,心肺机每搏功约为___J.(血液的密度约与水相当)
董慧回答:
(1)根据提供的信息可以知道,在人的体温降低约20℃的时候,能够用于手术的时间最长,从体温监测记录的图象可知,人的体温降低20℃的时候是在14时至15时,所以C正确.
故选C.
(2)A、当活塞向下运动时,吸入血液,此时左活门关闭,右活门打开,所以血液是由右活门吸入,左活门推出,所以A错误;
B、当甲电极为正,乙电极为负时,根据右手螺旋定则可知,此时线圈的上端为N极,下端为磁场的S极,活塞受到磁铁的吸引力,活塞将向下运动,此时是将血液吸入,所以B错误,C正确;
D、当甲电极为负,乙电极为正时,根据右手螺旋定则可知,此时线圈的下端为N极,上端为磁场的S极,活塞受到磁铁的排斥力,活塞将向上运动,体积减小,压强将变大,所以D错误.
故选C.
(3)心脏推动血液的推力的大小为F=PS=1.2×104Pa×5.0×10-4m2=6N,
平均功率为P=Fv=6N×0.20m/s=1.2W,
所以心脏推动血液流动的平均功率约为1.2W.
(4)由于搏动频率为72次/分,所以每搏时间为6072
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