Question

5．地震救援中的科技“武器”
   2015年臺灣發生強烈地震，為了搜尋掩埋在廢墟下的生命，使用了很多最新高科技設備進行救援．
　生命探測儀：這是一種用于探測生命跡象的高科技援救設備，目前常用的有紅外生命探測儀、音頻生命探測儀和雷達生命探測儀．生命探測儀是基于穿墻生命探測（簡稱TWS）技術的發展應運而生的．TWS是研究障礙物后有無生命現象的一種探測技術，可采用無源探測和有源探測兩種方法．無源探測主要是根據人體輻射能量與背景能量的差異，或者人體發出的聲波或震動波等進行被動式探測，如紅外生命探測儀、音頻生命探測儀；有源探測則主動發射電磁波，根據人的呼吸、心跳等生理特點，從反射回來的電磁波中探測是否有生命存在，如雷達生命探測儀．
    小氣墊：用新型高強度材料制成，比枕頭大不了多少．沒充氣時，將它塞進倒塌樓板間很小的縫隙中，然后充氣使其內部壓強達到8個大氣壓．用它可以頂起很重的樓板．
　 液壓鉗：可以不費力地咬斷倒塌房屋中盤根錯節的粗鋼筋．
請依據上述內容回答下列問題：
（1）紅外生命探測儀能根據人體與周圍建筑物溫度不同，搜尋被廢墟掩埋的生命．
（2）雷達生命探測儀能主動發射電磁波，根據反射回來的電磁波探測是否存在生命．
（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，氣墊內氣體的密度變大．
（6）液壓鉗屬于省力杠桿．

Answer 1

分析 （1）溫度不同的物體所發射的紅外線不同，通過探測不同的紅外線可以辨別物體；
（2）雷達生命探測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）對樓板受力分析，可求出樓板的重力；
（4）一切機械的效率都不大于1，利用液壓鉗工作時，省力不省功；
（5）根據ρ=$\frac{m}{V}$判斷氣墊內氣體密度的變化；
（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）熱紅外線生命探測儀利用感知溫度差異來判斷不同的目標；
（2）雷達生命探測儀主要是靠發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，
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，因為額外功不可避免，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，體積很小，充氣時，體積變大，其內部壓強達到8個大氣壓，即質量變化更大，根據ρ=$\frac{m}{V}$知，密度變大；
（6）由題干“液壓鉗：可以不費力地咬斷倒塌房屋中盤根錯節的粗鋼筋”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．

點評 本題考查了：光學、熱學、聲學、力學等方面的知識，考查內容多，是一道學科綜合題；難度適中，是一道中檔題．