温度计及其现代发展
2020年初,一场新冠肺炎蔓延全国,为了保障大家的安全,合理、安全分诊发热患者。各小区、路口、商场、车站都安排了体温监测,排查疑似病例。真正把体温测量用于临床诊断的是德国医生冯德利希在1858年提出并实施的。当时水银温度计不能离开人体读数,一遇冷空气,指示的温度就降下来。英国医生阿尔伯特解决了这个难题:他在温度计的水银管里造一处狭道,取出后水银柱在狭道处断开,使狭道以上的部分始终保持体温示数。这样便诞生了医用体温计。
随着电子技术的发展,20世纪70年代出现了电子体温计,如图所示。现在的电子体温计通过液晶直接显示体温,如图乙。它通过光学方法测定物体的辐射,进而得知那个物体的温度。只要把“枪口”对准待测物体,这种奇妙的“手枪”还可以测量零下几十摄氏度到上千摄氏度的温度呢!
温度计经过了四百多年的发展,早已不局限于体温测量,已经成为一门分门别类科学——温度计量学。1821年物理学家塞贝克将两种不同的金属导线连接在一起,把其中的一个接触点B加热到很高的温度,另一个接触点A保持低温,这种电路叫热电偶。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A和B间的温度差大小有关,回路电流越大。根据这个道理制造出了热电偶温度计,它能直接放入高温炉里测温市场上有一种指针式寒暑表(如图丁),就是用双金属片(铜片和铁片)做感温元件的。感温元件一端固定,受热时铜片的伸长量比铁片大(其他条件相同)。使螺线管曲率发生变化,直接显示温度示数。
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请根据上述材料,回答下列问题。
(1)体温计(如图甲)的测温原理
(2)“红外测温枪”在无光的夜晚
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(3)如图戊所示的探针式食品温度计,它的工作原理可能与
A.水银体温计 B.热电偶温度计 C.红外线温度计
(4)一个热电偶温度计的量程是﹣200~1200℃,查阅部分晶体熔点的小资料,你认为制作这个热电偶的两种金属可能是
晶体 | 熔点/℃ | 晶体 | 熔点/℃ |
钨 | 3410 | 铜 | 1083 |
铁 | 1535 | 铝 | 660 |
钢 | 1515 | 铅 | 328 |
(5)指针式寒暑表(如图丁所示),下列铜片和铁片的位置符合要求的是图
A.
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新冠病毒的核酸检测
紫外线照射荧光物质时,使荧光物质获得能量后会发出有色荧光。我们通过监测这种荧光可判断出被照射物质的种类及含量等信息,该方法通常被称为光谱分析法。
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核酸检测是阻击新冠疫情蔓延的有效手段,如图甲所示是采集核酸样品时的情景。由于采样样品的初始病毒含量极低,检测仪检测不出,医技人员对核酸样品进行多次培养过程中,对病毒进行荧光标记。如图乙所示,当紫外线照射到被标记荧光物质的新冠病毒时,使电子加速偏移向高能轨道,原子就可以发出荧光,与病毒含量成正比,检测人员根据荧光强度即可判断病毒含量。
若病毒初始值为N,扩增次数为n,病毒扩增后的含量R与扩增次数n的关系是:R=N×2n(称做阈值)时的CT值作为判断是否阳性的依据。我国规定,新冠病毒含量达到阈值时,达到或高于37为阴性,如图丙所示为病毒含量R与CT值的关系图线。
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(1)荧光物质被紫外线照射后,发出的有色荧光
(2)样品中荧光物质被紫外线照射后发出的荧光强度增强,则病毒含量越
(3)利用光谱分析来进行核酸检测,此过程中荧光物质
A.获得能量传递了信息
B.获得信息传递了能量
C.获得能量并传递了能量
D.获得信息并传递了信息
(4)下列是几个样本的荧光强度Rn与CT值的关系图,其中属于阳性的是
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(1)光屏上形成一条彩色的光带,这说明
(2)光屏应选择
(3)这个实验现象叫做
(4)若三棱镜摔坏了后,把三棱镜的顶角摔掉了,
(5)小雨想继续验证红光是单色光还是复色光,选择一个合理的方案
(6)如果光屏上彩色光带分布过于密集,可以适当
(7)通过学习,小红知道红、
(8)如果分别用红光和蓝光平行于主轴照射凸透镜,之后它们的光路会略有差异,焦距较小的光线是
(2)如果电影院用的是绿色光滑的幕布,会出现什么现象呢?
地铁
仪征即将进入地铁时代。乘坐地铁需文明出行、确保安全。地铁站的站台上标有黄色警戒线;乘客应留意车厢内红、绿色的线路指示灯。手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品,工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声,判断金属物品的大小;手持式安检仪的电池容量为2×103mA·h,额定电压为9V,额定功率为0.36W,电池容量指放电电流与放电总时间的乘积;当剩余电量减为电池容量的10%时,安检仪不能正常工作。图甲为另一种安检仪的原理模型,固定的矩形虚线区域内存在方向竖直向上的磁场,宽度为0.6m,边长0.2m的正方形金属线圈abcd放在水平传送带上,可随传送带一起以速度v匀速运动。线圈进、出磁场过程中会产生电流,从而线圈会受到大小随线圈速度增大而增大、方向水平的磁场力作用,因此线圈与传送带间也存在摩擦力;运动过程中线圈整体处于磁场中时,线圈中无电流产生。在线圈与传送带间无相对滑动时,传送带克服线圈摩擦力做功的功率P与对应的速度v的数据如下表。
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v/(m·s-1) | 0.2 | 0.3 | 0.5 | 0.6 | 0.8 |
P/W | 0.016 | 0.036 | 0.144 | 0.256 |
(2)下列说法中,正确的是
A.手持式安检仪也能检测出酒精等易燃违禁物品
B.通过手持式安检仪报警声的音调可判断金属物大小
C.在车厢内站立的乘客拉住扶手时,以扶手为参照物则乘客是运动的
D.佩戴紫色眼镜的乘客也能准确辨别出线路指示灯的颜色
(3)手持式安检仪正常工作时的电流为
(4)分析表中数据,当传送带速度为0.5m/s时,传送带克服线圈摩擦力做功的功率P=
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/15/2958698381516800/2959206555156480/STEM/0c071012-18d6-40d0-8a0d-cc6e9f1fdcc3.png?resizew=434)
数码相机
数码相机是集光学、机械、电子一体化的产品,它集成了影像信息的转换、存储和传输等部件,具有数字化存取模式,与电脑交互处理和实时拍摄等功能。图甲是通过伸缩镜头来调节像距实现完美成像的某型号数码相机,光通过单镜头或者镜头组进入相机,再通过成像元件转化为数字信号,数字信号通过影像运算芯片储存在存储设备中。
快门是照相机用来控制感光部分有效曝光时间的构件,相机上所标快门数据“100”,表示快门打开的时间是
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图乙的光圈是相机内用来控制光通过镜头进入机身内感光面光量的装置,它的大小决定着感光元件受光的多少,光圈大小的计算公式为:
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/18/2938748131418112/2939610199572480/STEM/9ad24c14-e888-4952-afb2-f2a99dd0100e.png?resizew=276)
(1)数码相机镜头的主要元件是
(2)关于数码相机,下列说法中正确的是
A.制作相机镜头的玻璃是晶体
B.为扩大拍摄范围,应将镜头远离景物,此时成像变小
C.在相机镜头前加一片红色的滤色镜,拍摄出来的绿叶呈黄色
D.拍摄近、远景时的“调焦”采用了模仿眼睛的功能,即调节镜头的焦距
(3)小明参观南通博物苑时,用简单的单镜片数码相机拍摄远处张謇的塑像,不需要调节镜头就可直接拍摄,是因为镜头的焦距非常
(4)某数码相机镜头的焦距为50mm,若此时镜头通光孔直径为25mm,那么光圈数据为
(5)单位时间内,太阳光射入单位面积的光能是恒定的。小明在实验室模拟实验发现:通过选择不同的“光圈”和“快门”,可以控制进光面积和进光时间,两者组合起来可以控制进光能量一定,从而能拍出亮度稳定的照片。如表列出了某时光圈与快门的正确组合,请根据表中数据在图丙作出图像
光圈 | 20 | 15 | 12 | 10 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 |
快门 | 9 | 16 | 25 | 36 | 144 | 225 | 400 | 900 |
A.大银幕属于光源 |
B.观众看到演员的裙子呈红色,是因为裙子吸收了红光 |
C.银幕上的彩色画面是由红、黄、蓝三种色光混合而成的 |
D.银幕幕布选用粗糙布料,目的是让光发生漫反射 |
5G智能机器人
中国移动将 5G智能机器人如图甲所示,运用到校园环境监测中,进行红外智能测温以及校园消毒。
智能机器人配备了5台高清摄像头和红外热成像测温仪,能够在5m范围内同时扫描多达 10人的体温,如果检测到体温异常或者未带口罩,机器人会向相关人员自动发送警报。机器人当剩余电量减为电池容量的20%时,会主动寻找充电器充电。下表为某智能机器人的部分参数。
水箱容积 | 额定雾化量 | 行进速度 | 净重 |
20L | 10L/h | 0.3~0.6m/s | 102kg |
如图乙是简化的智能测温报警电路:电源电压调为18V,报警器(电阻不计)通过的电流超过10mA时就会报警,电阻箱最大阻值为999Ω,热敏电阻RT其阻值随温度升高而减小,在 37℃时是500Ω。
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(1)机器人在水平路面上一边向前匀速直线运动一边喷雾状消毒液时,机器人的动能
(2)下列说法正确的是
A.高清摄像头是通过凸透镜成正立缩小的实像
B.红外测温仪工作时发出红外线射向人体再反射回测温仪内进行测温
C.机器人安装宽履带代替车轮,既为了增大摩擦,又为了减小压强
D.通过遥控器发出超声波来远程控制机器人的前进和后退
(3)若机器人的履带与地面的接触面面积是 300cm2,在装满密度为 0.9×103kg/m3的消毒液时,对水平地面的压强为
(4)当所测温度达到或超过37℃时,要求报警电路系统报警,按照下列步骤调试电路:
①电路接通前,应先将滑动变阻器滑片置于b端,再将电阻箱调到
②将开关S向c端闭合,移动滑动变阻器的滑片,直至报警系统报警,此时滑动变阻器接入电路的阻值为
③保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关S向d 端闭合,报警系统即可正常使用。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/17/2918234244112384/2919833359900672/STEM/f898cec5-4bcf-4594-84f7-243dc1ade29b.png?resizew=154)