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29.(6分)学习了“血液循环”的相关内容后，某同学利用塑料管、水、单向阀、硬质塑料瓶(2大2小，上下连通)、肺泡模型、组织细胞模型等制作了“人体血液循环模型”，如图所示。请根据模型回答下列问题：
(1)瓶③模拟心脏的哪个腔？
(2)小科指出应该用橡皮球代替硬质塑料瓶，能更好地模拟心脏，请说明理由：
(3)老师指出该模型中心脏结构不完整，模型中缺少的心脏结构是
(1)瓶③模拟心脏的哪个腔？
左心室
。(2)小科指出应该用橡皮球代替硬质塑料瓶，能更好地模拟心脏，请说明理由：
橡皮球有弹性,能模拟心脏的收缩和舒张
。(3)老师指出该模型中心脏结构不完整，模型中缺少的心脏结构是
房室瓣
。答案
左心室
橡皮球有弹性，能模拟心脏的收缩和舒张
房室瓣
橡皮球有弹性，能模拟心脏的收缩和舒张
房室瓣
解析
【分析】
本题结合人体血液循环模型考查心脏结构与功能、血液循环相关知识。解题时需明确模型各部分对应人体结构：瓶③连接组织细胞模型，对应体循环起点；心脏的功能是收缩舒张泵血，橡皮球弹性可模拟该功能；心脏内有防止血液倒流的瓣膜，模型需对应结构。
【解析】
（1）血液循环中，体循环的起点是左心室，负责将血液泵至全身组织细胞。模型中瓶③连接组织细胞模型，因此模拟心脏的左心室。
（2）心脏的主要功能是通过收缩和舒张产生动力，推动血液在血管中循环流动。橡皮球具有弹性，能够像心脏一样进行收缩和舒张，从而更好地模拟心脏的泵血功能，因此用橡皮球代替硬质塑料瓶更合适。
（3）心脏的心房与心室之间有房室瓣，心室与动脉之间有动脉瓣，作用是防止血液倒流。该模型中心脏结构不完整，缺少了心房和心室之间的房室瓣，因此需要补充该结构。
【答案】
左心室；橡皮球有弹性，能模拟心脏的收缩和舒张；房室瓣
【知识点】
心脏的结构与功能；血液循环；瓣膜的作用
【点评】
本题通过模型直观考查血液循环与心脏相关知识，要求学生将模型结构与人体实际结构对应，结合功能分析，是对基础知识的灵活应用。
【难度系数】
0.5
本题结合人体血液循环模型考查心脏结构与功能、血液循环相关知识。解题时需明确模型各部分对应人体结构：瓶③连接组织细胞模型，对应体循环起点；心脏的功能是收缩舒张泵血，橡皮球弹性可模拟该功能；心脏内有防止血液倒流的瓣膜，模型需对应结构。
【解析】
（1）血液循环中，体循环的起点是左心室，负责将血液泵至全身组织细胞。模型中瓶③连接组织细胞模型，因此模拟心脏的左心室。
（2）心脏的主要功能是通过收缩和舒张产生动力，推动血液在血管中循环流动。橡皮球具有弹性，能够像心脏一样进行收缩和舒张，从而更好地模拟心脏的泵血功能，因此用橡皮球代替硬质塑料瓶更合适。
（3）心脏的心房与心室之间有房室瓣，心室与动脉之间有动脉瓣，作用是防止血液倒流。该模型中心脏结构不完整，缺少了心房和心室之间的房室瓣，因此需要补充该结构。
【答案】
左心室；橡皮球有弹性，能模拟心脏的收缩和舒张；房室瓣
【知识点】
心脏的结构与功能；血液循环；瓣膜的作用
【点评】
本题通过模型直观考查血液循环与心脏相关知识，要求学生将模型结构与人体实际结构对应，结合功能分析，是对基础知识的灵活应用。
【难度系数】
0.5
30.(7分)如图甲所示为西汉时期的熊足青铜鼎,该鼎被誉为“古代压力锅”。往考古人员仿制的鼎内装部分水、盖上鼎盖、闭合锁扣,鼎下堆放干柴燃烧,在标准大气压下,鼎内的水可在$120° C$沸腾。已知鼎盖面积$S=200\mathrm{cm}^2$。
(1)熊足青铜鼎内水的沸点能达到$120° C$,可以用图
(2)如表所示为水的沸点与气压的关系。在标准大气压下,鼎内的水在$120° C$沸腾时,请列式计算此时该鼎内外气体对鼎盖形成的压力差。(标准大气压取$1.01× 10^5\mathrm{Pa}$)
(3)若鼎内的水沸腾时的温度低于$120° C$,你认为可能的原因有
A.鼎盖自重较小
B.鼎盖与鼎体结合处不够平整,密封性较差
C.锁扣给鼎盖施加向下的压力
D.鼎内水的质量较大
(1)熊足青铜鼎内水的沸点能达到$120° C$,可以用图
乙
(填“乙”或“丙”)所示实验来解释。(2)如表所示为水的沸点与气压的关系。在标准大气压下,鼎内的水在$120° C$沸腾时,请列式计算此时该鼎内外气体对鼎盖形成的压力差。(标准大气压取$1.01× 10^5\mathrm{Pa}$)
(3)若鼎内的水沸腾时的温度低于$120° C$,你认为可能的原因有
AB
(填字母)。A.鼎盖自重较小
B.鼎盖与鼎体结合处不够平整,密封性较差
C.锁扣给鼎盖施加向下的压力
D.鼎内水的质量较大
答案
乙
解：$(2\mathrm {)}$在标准大气压下，鼎内的水在120℃沸腾时，根据表中数据可知，此时鼎内气压$\mathrm {p}=1.99×10^5 \mathrm {Pa}$，鼎内外的气压差$∆\mathrm {p}=1.99×10^5 \mathrm {Pa}-1.01×10^5 \mathrm {Pa}=9.8×10^4 \mathrm {Pa}$；此时鼎内外气体对鼎盖形成的压力差$∆\mathrm {F}=∆\mathrm {ps}=9.8×10^4 \mathrm {Pa}×200×10^{-4}\mathrm {m}^2=1960 \mathrm {N}$。
AB
解：$(2\mathrm {)}$在标准大气压下，鼎内的水在120℃沸腾时，根据表中数据可知，此时鼎内气压$\mathrm {p}=1.99×10^5 \mathrm {Pa}$，鼎内外的气压差$∆\mathrm {p}=1.99×10^5 \mathrm {Pa}-1.01×10^5 \mathrm {Pa}=9.8×10^4 \mathrm {Pa}$；此时鼎内外气体对鼎盖形成的压力差$∆\mathrm {F}=∆\mathrm {ps}=9.8×10^4 \mathrm {Pa}×200×10^{-4}\mathrm {m}^2=1960 \mathrm {N}$。
AB
解析
【分析】
首先明确液体沸点与气压的关系：气压越高，沸点越高；气压越低，沸点越低。标准大气压下水的沸点为100℃，鼎内水在120℃沸腾，说明鼎内气压大于标准大气压，需选对应气压高沸点高的实验图；计算压力差时，先根据沸点确定鼎内气压，再求气压差，结合鼎盖面积计算压力差；判断温度低于120℃的原因，需分析各选项对鼎内气压的影响，气压越低沸点越低，据此筛选答案。
【解析】
(1) 液体的沸点与气压有关，气压增大沸点升高，气压减小沸点降低。标准大气压下水的沸点为100℃，鼎内水的沸点为120℃，说明鼎内气压大于标准大气压，对应能体现气压越高沸点越高的实验图乙，故填乙。
(2) 已知鼎内水在120℃沸腾时，鼎内气压$p_{内}=1.99×10^5\mathrm{Pa}$，标准大气压$p_0=1.01×10^5\mathrm{Pa}$，鼎内外气压差：
$\Delta p = p_{内} - p_0 = 1.99×10^5\mathrm{Pa} - 1.01×10^5\mathrm{Pa}=9.8×10^4\mathrm{Pa}$
鼎盖面积$S=200\mathrm{cm}^2=200×10^{-4}\mathrm{m}^2=0.02\mathrm{m}^2$，根据压力公式，鼎内外气体对鼎盖的压力差：
$\Delta F = \Delta p S = 9.8×10^4\mathrm{Pa}×0.02\mathrm{m}^2=1960\mathrm{N}$
(3) 水的沸点随气压减小而降低，若沸腾温度低于120℃，说明鼎内气压低于$1.99×10^5\mathrm{Pa}$：
A. 鼎盖自重较小，鼎盖对内部气体的压力小，内部气压小，沸点低，正确；
B. 鼎盖与鼎体结合处密封性差，漏气导致内部气压小，沸点低，正确；
C. 锁扣给鼎盖施加向下的压力，会增大内部气压，沸点升高，错误；
D. 鼎内水的质量较大，不影响鼎内气压，沸点不变，错误。故选AB。
【答案】
乙；1960N；AB
【知识点】
沸点与气压的关系、压力差计算、大气压的应用
【点评】
本题以古代青铜鼎为背景，将物理知识与实际应用结合，考查沸点与气压的关系、压力差计算，以及分析实际问题的能力，是一道综合性较强的基础题。
【难度系数】
0.6
首先明确液体沸点与气压的关系：气压越高，沸点越高；气压越低，沸点越低。标准大气压下水的沸点为100℃，鼎内水在120℃沸腾，说明鼎内气压大于标准大气压，需选对应气压高沸点高的实验图；计算压力差时，先根据沸点确定鼎内气压，再求气压差，结合鼎盖面积计算压力差；判断温度低于120℃的原因，需分析各选项对鼎内气压的影响，气压越低沸点越低，据此筛选答案。
【解析】
(1) 液体的沸点与气压有关，气压增大沸点升高，气压减小沸点降低。标准大气压下水的沸点为100℃，鼎内水的沸点为120℃，说明鼎内气压大于标准大气压，对应能体现气压越高沸点越高的实验图乙，故填乙。
(2) 已知鼎内水在120℃沸腾时，鼎内气压$p_{内}=1.99×10^5\mathrm{Pa}$，标准大气压$p_0=1.01×10^5\mathrm{Pa}$，鼎内外气压差：
$\Delta p = p_{内} - p_0 = 1.99×10^5\mathrm{Pa} - 1.01×10^5\mathrm{Pa}=9.8×10^4\mathrm{Pa}$
鼎盖面积$S=200\mathrm{cm}^2=200×10^{-4}\mathrm{m}^2=0.02\mathrm{m}^2$，根据压力公式，鼎内外气体对鼎盖的压力差：
$\Delta F = \Delta p S = 9.8×10^4\mathrm{Pa}×0.02\mathrm{m}^2=1960\mathrm{N}$
(3) 水的沸点随气压减小而降低，若沸腾温度低于120℃，说明鼎内气压低于$1.99×10^5\mathrm{Pa}$：
A. 鼎盖自重较小，鼎盖对内部气体的压力小，内部气压小，沸点低，正确；
B. 鼎盖与鼎体结合处密封性差，漏气导致内部气压小，沸点低，正确；
C. 锁扣给鼎盖施加向下的压力，会增大内部气压，沸点升高，错误；
D. 鼎内水的质量较大，不影响鼎内气压，沸点不变，错误。故选AB。
【答案】
乙；1960N；AB
【知识点】
沸点与气压的关系、压力差计算、大气压的应用
【点评】
本题以古代青铜鼎为背景，将物理知识与实际应用结合，考查沸点与气压的关系、压力差计算，以及分析实际问题的能力，是一道综合性较强的基础题。
【难度系数】
0.6
31.(8分)如图所示为某空间站的水气整合系统，其中“氧气生成系统”能电解水，产生氢气和氧气；“萨巴蒂尔系统”能把氢气和航天员呼吸产生的二氧化碳在高温高压和有催化剂参与的条件下转化成液态水和甲烷气体($\ce{CH_{4}}$)，甲烷排放到外太空。
(1)写出萨巴蒂尔系统中发生反应的化学方程式：
(2)在该空间站的水气整合系统中，能循环利用的物质是
(3)已知一位航天员平均一天要消耗约0.8kg氧气，请计算一位航天员在空间站工作30天，氧气生成系统中至少需要消耗多少千克水。
(1)写出萨巴蒂尔系统中发生反应的化学方程式：
$\ce{4H_{2} + CO_{2}\xlongequal[高温高压]{催化剂}CH_{4} + 2H_{2}O}$
。(2)在该空间站的水气整合系统中，能循环利用的物质是
$\ce{H_{2}O}$
。(3)已知一位航天员平均一天要消耗约0.8kg氧气，请计算一位航天员在空间站工作30天，氧气生成系统中至少需要消耗多少千克水。
答案
$ 4\mathrm {H}_{2} + \mathrm {CO}_{2}\xlongequal[$高温高压$]{催化剂}\mathrm {CH}_{4} + 2\mathrm {H}_{2}\mathrm {O}$
$\ce{H_{2}O}$
解：设生成0.8kg氧气需要水的质量为x。
$ \ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
36 32
x 0.8kg
$ \frac{36}{32}=\frac{x}{0.8\mathrm{kg}}$，解得$x=0.9\mathrm{kg}$。
氧气生成系统中至少需要消耗水的质量为$0.9\mathrm{kg}×30=27\mathrm{kg}$。
$\ce{H_{2}O}$
解：设生成0.8kg氧气需要水的质量为x。
$ \ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
36 32
x 0.8kg
$ \frac{36}{32}=\frac{x}{0.8\mathrm{kg}}$，解得$x=0.9\mathrm{kg}$。
氧气生成系统中至少需要消耗水的质量为$0.9\mathrm{kg}×30=27\mathrm{kg}$。
解析
【分析】
本题需分三小问解答：第(1)题根据题目给出的萨巴蒂尔系统的反应物、生成物及反应条件，书写并配平化学方程式；第(2)题结合流程图，判断既作为反应物又作为生成物的物质，确定循环利用的物质；第(3)题利用电解水的化学方程式，根据氧气总质量计算消耗水的质量，需先算30天氧气总质量，再通过质量比列比例式求解。
【解析】
(1) 萨巴蒂尔系统中，氢气和二氧化碳在催化剂、高温高压条件下反应生成甲烷和水，配平后化学方程式为：$\ce{4H_{2} + CO_{2}\xlongequal[\mathrm{高温高压}]{\mathrm{催化剂}}CH_{4} + 2H_{2}O}$；
(2) 从流程图可知，水（$\ce{H_{2}O}$）既作为反应物进入氧气生成系统，又作为生成物从萨巴蒂尔系统排出，因此可循环利用；
(3) 30天消耗氧气的总质量为：$0.8\mathrm{kg}×30=24\mathrm{kg}$。设生成24kg氧气需要消耗水的质量为x，电解水的化学方程式为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{\mathrm{通电}}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$，水与氧气的质量比为$36:32$，则$\frac{36}{32}=\frac{x}{24\mathrm{kg}}$，解得$x=27\mathrm{kg}$，即氧气生成系统中至少需要消耗27kg水。
【答案】
$\ce{4H_{2} + CO_{2}\xlongequal[\mathrm{高温高压}]{\mathrm{催化剂}}CH_{4} + 2H_{2}O}$；$\ce{H_{2}O}$；27kg
【知识点】
化学方程式书写、化学方程式计算、物质循环利用
【点评】
本题以空间站水气整合系统为情境，将化学知识与实际应用结合，考查学生提取信息、书写方程式及化学计算的能力，难度适中，需准确理解反应原理和流程逻辑。
【难度系数】
0.5
本题需分三小问解答：第(1)题根据题目给出的萨巴蒂尔系统的反应物、生成物及反应条件，书写并配平化学方程式；第(2)题结合流程图，判断既作为反应物又作为生成物的物质，确定循环利用的物质；第(3)题利用电解水的化学方程式，根据氧气总质量计算消耗水的质量，需先算30天氧气总质量，再通过质量比列比例式求解。
【解析】
(1) 萨巴蒂尔系统中，氢气和二氧化碳在催化剂、高温高压条件下反应生成甲烷和水，配平后化学方程式为：$\ce{4H_{2} + CO_{2}\xlongequal[\mathrm{高温高压}]{\mathrm{催化剂}}CH_{4} + 2H_{2}O}$；
(2) 从流程图可知，水（$\ce{H_{2}O}$）既作为反应物进入氧气生成系统，又作为生成物从萨巴蒂尔系统排出，因此可循环利用；
(3) 30天消耗氧气的总质量为：$0.8\mathrm{kg}×30=24\mathrm{kg}$。设生成24kg氧气需要消耗水的质量为x，电解水的化学方程式为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{\mathrm{通电}}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$，水与氧气的质量比为$36:32$，则$\frac{36}{32}=\frac{x}{24\mathrm{kg}}$，解得$x=27\mathrm{kg}$，即氧气生成系统中至少需要消耗27kg水。
【答案】
$\ce{4H_{2} + CO_{2}\xlongequal[\mathrm{高温高压}]{\mathrm{催化剂}}CH_{4} + 2H_{2}O}$；$\ce{H_{2}O}$；27kg
【知识点】
化学方程式书写、化学方程式计算、物质循环利用
【点评】
本题以空间站水气整合系统为情境，将化学知识与实际应用结合，考查学生提取信息、书写方程式及化学计算的能力，难度适中，需准确理解反应原理和流程逻辑。
【难度系数】
0.5
