Question

5．地震救援中的科技“武器”
   2015年臺(tái)灣發(fā)生強(qiáng)烈地震，為了搜尋掩埋在廢墟下的生命，使用了很多最新高科技設(shè)備進(jìn)行救援．
　生命探測(cè)儀：這是一種用于探測(cè)生命跡象的高科技援救設(shè)備，目前常用的有紅外生命探測(cè)儀、音頻生命探測(cè)儀和雷達(dá)生命探測(cè)儀．生命探測(cè)儀是基于穿墻生命探測(cè)（簡(jiǎn)稱TWS）技術(shù)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的．TWS是研究障礙物后有無生命現(xiàn)象的一種探測(cè)技術(shù)，可采用無源探測(cè)和有源探測(cè)兩種方法．無源探測(cè)主要是根據(jù)人體輻射能量與背景能量的差異，或者人體發(fā)出的聲波或震動(dòng)波等進(jìn)行被動(dòng)式探測(cè)，如紅外生命探測(cè)儀、音頻生命探測(cè)儀；有源探測(cè)則主動(dòng)發(fā)射電磁波，根據(jù)人的呼吸、心跳等生理特點(diǎn)，從反射回來的電磁波中探測(cè)是否有生命存在，如雷達(dá)生命探測(cè)儀．
    小氣墊：用新型高強(qiáng)度材料制成，比枕頭大不了多少．沒充氣時(shí)，將它塞進(jìn)倒塌樓板間很小的縫隙中，然后充氣使其內(nèi)部壓強(qiáng)達(dá)到8個(gè)大氣壓．用它可以頂起很重的樓板．
　 液壓鉗：可以不費(fèi)力地咬斷倒塌房屋中盤根錯(cuò)節(jié)的粗鋼筋．
請(qǐng)依據(jù)上述內(nèi)容回答下列問題：
（1）紅外生命探測(cè)儀能根據(jù)人體與周圍建筑物溫度不同，搜尋被廢墟掩埋的生命．
（2）雷達(dá)生命探測(cè)儀能主動(dòng)發(fā)射電磁波，根據(jù)反射回來的電磁波探測(cè)是否存在生命．
（3）若小氣墊與樓板的接觸面積為0.3m²，則用它可以頂起重為2.1×10⁵重的樓板（取大氣壓強(qiáng)P₀=1×10⁵Pa）．
（4）使用液壓鉗做的功大于液壓鉗咬斷鋼筋做的功（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
（5）向小氣墊里充氣時(shí)，氣墊內(nèi)氣體的密度變大．
（6）液壓鉗屬于省力杠桿．

Answer 1

分析 （1）溫度不同的物體所發(fā)射的紅外線不同，通過探測(cè)不同的紅外線可以辨別物體；
（2）雷達(dá)生命探測(cè)儀主要是靠接收生命體周邊反射的電磁波來確定幸存者方位的；
（3）對(duì)樓板受力分析，可求出樓板的重力；
（4）一切機(jī)械的效率都不大于1，利用液壓鉗工作時(shí)，省力不省功；
（5）根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$判斷氣墊內(nèi)氣體密度的變化；
（6）由題中信息判斷液壓鉗是屬于哪種類型的杠桿．

解答 解：（1）熱紅外線生命探測(cè)儀利用感知溫度差異來判斷不同的目標(biāo)；
（2）雷達(dá)生命探測(cè)儀主要是靠發(fā)出電磁波和接收生命體周邊反射的電磁波來確定幸存者方位的；
（3）充氣墊產(chǎn)生的壓力：F_N=8p₀S；
樓板受豎直向下的重力G、豎直向上的支持力F_N、豎直向下的大氣壓力而處于平衡狀態(tài)，
充氣墊可以頂起的樓板重力：G=F_N-p₀S=8×1×10⁵Pa×0.3m²-1×10⁵Pa×0.3m²=2.1×10⁵N；
（4）液壓鉗省力不省功，因?yàn)轭~外功不可避免，所以有用功總是小于總功，使用液壓鉗做的功為總功，咬斷鋼筋所做的功為有用功，所以使用液壓鉗做的功大于液壓鉗咬斷鋼筋所做的功．
（5）沒充氣時(shí)，體積很小，充氣時(shí)，體積變大，其內(nèi)部壓強(qiáng)達(dá)到8個(gè)大氣壓，即質(zhì)量變化更大，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$知，密度變大；
（6）由題干“液壓鉗：可以不費(fèi)力地咬斷倒塌房屋中盤根錯(cuò)節(jié)的粗鋼筋”知液壓鉗是省力杠桿．
故答案為：（1）溫度；（2）反射；（3）2.1×10⁵；（4）大于；（5）變大；（6）省力．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了：光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)等方面的知識(shí)，考查內(nèi)容多，是一道學(xué)科綜合題；難度適中，是一道中檔題．