红外测温仪
红外线测温仪(如图所示)与传统的水银温度计相比,具有使用方便、非接触、可很快测出体温的优点。
在自然界中,一切温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。红外辐射又被称为红外线,是电磁波的一种,电磁波波速c、波长λ和频率f之间的关系是。物体的红外辐射能量的大小按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定它的表面温度。
图是一款医用红外测温仪原理图。
图中(1)为红外温度传感器它将检测到的人体辐射的红外辐射能量转换成电信号,转换后的电信号被发送到主控制CPU中进行处理。
红外传感器里有滤光片,主要截断可见光和近红外的辐射,减轻了环境光和太阳光对传感器的干扰。
图中(2)为超声波传感器,用来测量红外温度传感器到人体间的距离。
图中(3)为环境温度传感器,用来测量周围背景的环境温度,其测量结果用于超声波传播速度的精准计算,同时其测量结果也用于对红外温度进行补偿。图中(4)为主控芯片,可以很快处理大量的数据。
图中(5)为PC机,它将记录好的实验数据经过分类整理后输入到MATLAB计算科学软件中,进行BP神经网络训练,然后通过训练好的网络对采集到的红外数据进行处理,得到与真值更为接近的补偿值。最终的补偿结果将显示在LCD屏幕上。当显示温度过高或者过低时,系统发出警报,蜂鸣器报警。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)有人担心红外测温仪的红外线对人体有伤害。与遥控器发出红外线机理______(选填“相同”或“不同”),红外测温仪利用的是人体自身发出的红外线,而不是体温枪自身发出的,因此它是对人体没有伤害的;
(2)体的正常温度在36~37℃之间,放射的红外波长约9~13μm。在此区间人体放射的红外线的频率范围约为_______________Hz;
(3)图是红外温度传感器中的部分原理示意图,其中电源两端电压保持不变,R是热敏电阻,其阻值随可测温度的升高而减小,定值电阻R0为保护电阻;被测温度较高时,显示仪的示数也会变大。关于该部分测温原理,下列分析正确的是(______)
A.显示仪是由电流表改装成的
B.显示仪是由电压表改装成的
C.被测温度越高,电阻R0两端的电压越小
D.被测温度越高,通过热敏电阻的电流越小
(4)测量中误差不可避免,根据文中所述,该款红外测温仪为了减小因环境干扰产生误差的措施有:_________________(写出一条即可)。
某同学用如图所示的实验装置探究“电磁铁磁性强弱是否与线圈匝数有关”, 他的实验步骤如下:
①将弹簧测力计和电流表调零,断开开关, 如图所示连接电路,移动变阻器滑片调至阻值最大处;
②闭合开关,将滑片调至适当位置,记录电流表示数 I1,用弹簧测力计把铁块 P从电磁铁 A上端拉开瞬间记录弹簧测力计示数 F1,断开开关;
③更换通电线圈匝数不同的电磁铁 B 接入电路(A、B 两电磁铁除匝数不同外,其他都完全相同),保持滑片位置不变,闭合开关,记录电流表示数 I2,用弹簧测力计把铁块 P 从电磁铁 B 上端拉开瞬间,记录弹簧测力计示数 F2,断开开关;
请你根据该同学的实验步骤回答下面的问题:
(1)如图所示电路中,滑动变阻器滑片向____________(选填“左”或“右”)移动,电流表示数将变大;
(2)实验中把铁块 P 从通电电磁铁上端拉开的瞬间,弹簧测力计示数与通电螺线管对铁块P 磁力的大小 _________(选填“相等”或“不相等”);
(3)你认为该同学的探究过程中存在的问题是_____________, 写出你的改进措施______________。
某同学在探究凸透镜成像规律的实验中,将光具座放置在水平面上,焦距为 10cm 的凸透镜固定在光具座 50cm 刻线处,光屏和点燃的蜡烛分别放在凸透镜的两侧,如图所示:
(1)实验前,某同学应先调整烛焰中心、透镜光心、光屏中心的位置,使它们在同一__________;
(2)某同学将蜡烛移到 0 刻线位置,光屏的位置如图所示,为了能在光屏上找到烛焰清晰的像,应将光屏向 _____移动(选填“左”或“右”);当烛焰的像成在光屏的左侧时,若不移动光屏,可以在凸透镜右侧加装一块 ________(选填“凸透镜”或“凹透镜”),光屏上可以再成清晰的像;
(3)某同学将点燃的蜡烛移动到光具座上 45cm 刻线处,移开光屏可以在光屏这一侧透过透镜观察到烛焰放大的像,这一实验现象可以说明________________的成像特点(选填 “幻灯机”或“放大镜”)。
如图甲所示木块在平行于台面的轻绳的拉力作用下做匀速直线运动:
(1)请你画出匀速运动过程中木块的受力示意图;
(_______)
(2)某同学利用该装置和刻度尺、秒表,测量了木块运动的路程和时间,并根据实验中记录数据做出了图像,图乙所示。木块运动过程中,水平台面足够长,与木块相连的钩码没有触地。由图可知经过 2 s 该木块通过的路程为________________________m。
某同学用如图所示装置进行实验。图甲中直接用弹簧测力计匀速提升重物高度为h过程中,弹簧测力计示数为 F1。图乙中弹簧测力计通过动滑轮匀速提升同一个重物,记录重 物和绳子自由端的始末位置,重物上升高度仍为h,绳子自由端移动距离为 s,弹簧测力计示数始终为 F2。请你根据记录表格中的实验数据回答下列问题:
| F1/N | h/cm | F2/N | s/cm | 拉力做功 W/J |
甲图 | 3 | 5 |
| ||
乙图 | 5 | 2.1 | 10 | 0.21 |
(1)F1 提升重物做功为_______J,比较 与得到的结论是_______;
(2)根据实验数据可以计算出通过动滑轮提升重物的机械效率是_________(结果保留一位小数)。
为了验证“浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体的密度有关”,小明选用如图所示的圆柱体A(ρA>ρ水>ρ酒精)、已调好的弹簧测力计、两个装有适量水和酒精的烧杯进行实验。
(1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
①将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下,静止时记录弹簧测力计的示数为F1。
②将圆柱体A下部的一格浸入水中,圆柱体不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数为F2。
③____________________________________,静止时记录弹簧测力计的示数为F3。
(2)由F1 –F2______F1 –F3(选填“=”或“≠”),可以验证“浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体的密度有关”。