Question

5．地震救援中的科技“武器”
   2015年台湾发生强烈地震，为了搜寻掩埋在废墟下的生命，使用了很多最新高科技设备进行救援．
　生命探测仪：这是一种用于探测生命迹象的高科技援救设备，目前常用的有红外生命探测仪、音频生命探测仪和雷达生命探测仪．生命探测仪是基于穿墙生命探测（简称TWS）技术的发展应运而生的．TWS是研究障碍物后有无生命现象的一种探测技术，可采用无源探测和有源探测两种方法．无源探测主要是根据人体辐射能量与背景能量的差异，或者人体发出的声波或震动波等进行被动式探测，如红外生命探测仪、音频生命探测仪；有源探测则主动发射电磁波，根据人的呼吸、心跳等生理特点，从反射回来的电磁波中探测是否有生命存在，如雷达生命探测仪．
    小气垫：用新型高强度材料制成，比枕头大不了多少．没充气时，将它塞进倒塌楼板间很小的缝隙中，然后充气使其内部压强达到8个大气压．用它可以顶起很重的楼板．
　 液压钳：可以不费力地咬断倒塌房屋中盘根错节的粗钢筋．
请依据上述内容回答下列问题：
（1）红外生命探测仪能根据人体与周围建筑物温度不同，搜寻被废墟掩埋的生命．
（2）雷达生命探测仪能主动发射电磁波，根据反射回来的电磁波探测是否存在生命．
（3）若小气垫与楼板的接触面积为0.3m²，则用它可以顶起重为2.1×10⁵重的楼板（取大气压强P₀=1×10⁵Pa）．
（4）使用液压钳做的功大于液压钳咬断钢筋做的功（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（5）向小气垫里充气时，气垫内气体的密度变大．
（6）液压钳属于省力杠杆．

Answer 1

分析 （1）温度不同的物体所发射的红外线不同，通过探测不同的红外线可以辨别物体；
（2）雷达生命探测仪主要是靠接收生命体周边反射的电磁波来确定幸存者方位的；
（3）对楼板受力分析，可求出楼板的重力；
（4）一切机械的效率都不大于1，利用液压钳工作时，省力不省功；
（5）根据ρ=$\frac{m}{V}$判断气垫内气体密度的变化；
（6）由题中信息判断液压钳是属于哪种类型的杠杆．

解答 解：（1）热红外线生命探测仪利用感知温度差异来判断不同的目标；
（2）雷达生命探测仪主要是靠发出电磁波和接收生命体周边反射的电磁波来确定幸存者方位的；
（3）充气垫产生的压力：F_N=8p₀S；
楼板受竖直向下的重力G、竖直向上的支持力F_N、竖直向下的大气压力而处于平衡状态，
充气垫可以顶起的楼板重力：G=F_N-p₀S=8×1×10⁵Pa×0.3m²-1×10⁵Pa×0.3m²=2.1×10⁵N；
（4）液压钳省力不省功，因为额外功不可避免，所以有用功总是小于总功，使用液压钳做的功为总功，咬断钢筋所做的功为有用功，所以使用液压钳做的功大于液压钳咬断钢筋所做的功．
（5）没充气时，体积很小，充气时，体积变大，其内部压强达到8个大气压，即质量变化更大，根据ρ=$\frac{m}{V}$知，密度变大；
（6）由题干“液压钳：可以不费力地咬断倒塌房屋中盘根错节的粗钢筋”知液压钳是省力杠杆．
故答案为：（1）温度；（2）反射；（3）2.1×10⁵；（4）大于；（5）变大；（6）省力．

点评 本题考查了：光学、热学、声学、力学等方面的知识，考查内容多，是一道学科综合题；难度适中，是一道中档题．