Question

1．中國目前在役的最新型核潛艇是094型核潛艇，是我國戰(zhàn)略核威懾力量的重要組成部分．如圖為該潛艇乘風(fēng)破浪的情景．094型核潛艇水上排水量8000噸，潛航排水量9000噸，潛航深度大約300米（取g=10N/kg，ρ_海水=1×10³kg/m³）．求：
（1）094型核潛艇在水下時受到的浮力；
（2）094型核潛艇的體積；
（3）094型核潛艇下潛到300m深度時受到的壓強(qiáng)；
（4）094型核潛艇的主動力裝置為核反應(yīng)堆，它是利用核裂變（選填“核裂變”或“核聚變”）來獲取能量的，所使用的鈾燃料屬于不可再生（選填“可再生”或“不可再生”）能源．

Answer 1

分析 （1）知道核潛艇在水下時的排水量，根據(jù)阿基米德原理求出受到的浮力；
（2）物體浸沒時排開海水的體積和自身的體積相等，根據(jù)阿基米德原理求出核潛艇的體積；
（3）知道核潛艇下潛的深度，根據(jù)p=ρgh求出受到的壓強(qiáng)；
（4）①核裂變和核聚變都能釋放能量，對于核裂變是可控的，如核電站的核反應(yīng)堆就是通過核裂變提供能量的，對于核聚變過程不可控，如氫彈爆炸就是利用核聚變釋放能量；
②從能源是否可再利用的角度可分為可再生能源和不可再生能源．化石能源、核能會越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，所以它們屬于不可再生能源．

解答 解：（1）094型核潛艇在水下時，由阿基米德原理可知，核潛艇受到的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=9000×10³kg×10N/kg=9×10⁷N；
（2）因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等，
所以，由F_浮=ρgV_排可得，核潛艇的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{海水}g}$=$\frac{9×1{0}^{7}N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=9×10³m³；
（3）潛艇下潛到300m深度時受到的壓強(qiáng)：
p=ρ_海水gh=1×10³kg/m³×10N/kg×300m=3×10⁶Pa；
（4）核反應(yīng)堆是利用原子核發(fā)生裂變釋放能量來工作的，核能屬于不可再生能源．
答：（1）094型核潛艇在水下時受到的浮力為9×10⁷N；
（2）094型核潛艇的體積為9×10³m³；
（3）094型核潛艇下潛到300m深度時受到的壓強(qiáng)為3×10⁶Pa；
（4）核裂變；不可再生．

點評 本題考查了阿基米德原理、液體壓強(qiáng)公式、核裂變、能源的分類等，知道物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等以及排水量的含義是關(guān)鍵．