Question

18．肺活量是人的一项重要生理指标，其大小可反映一个人的身体素质状况，如图所示，它是一种测定肺活量（人在标准大气压下一次呼出气体的体积）的装置示意图，图中A为倒扣在水中的圆筒，测量前排尽其中的空气；测量时，被测者尽力吸足空气，再通过B管将空气呼出，呼出的空气通过导管进入A内，使A浮起，设整个过程中温度不变，已知圆筒A的质量为m，横截面积为S，大气压强为P₀、水的密度的为ρ，圆筒浮出水面的高度为h，设外界大气压为标准大气压，则被测者的肺活量有多大？

Answer 1

分析 由于圆筒所受重力与所受浮力大小相等，根据阿基米德原理求出圆筒排开水的体积．由于肺活量就是人在标准大气压下一次尽力呼出气体的体积，所以肺活量就等于圆筒内气体的体积，就等于露出水面的体积加上浸入水中的体积（排开水的体积）．

解答 解：因为圆筒漂浮在水面上，所以有F_浮=G=mg，
据阿基米德原理F_浮=ρgV_排，
即：ρgV_排=mg，
所以V_排=$\frac{mg}{ρg}$，
由于肺活量就是人在标准大气压下一次尽力呼出气体的体积，所以就等于圆筒内气体的体积：
即V=V_排+Sh=$\frac{m}{ρ}$+Sh．
答：被测者的肺活量为$\frac{m}{ρ}$+Sh．

点评 本题考查了呼吸气原理、物体的漂浮条件、阿基米德原理的计算等，综合性强，要求灵活选用所学知识分析计算．