Question

1．中国目前在役的最新型核潜艇是094型核潜艇，是我国战略核威慑力量的重要组成部分．如图为该潜艇乘风破浪的情景．094型核潜艇水上排水量8000吨，潜航排水量9000吨，潜航深度大约300米（取g=10N/kg，ρ_海水=1×10³kg/m³）．求：
（1）094型核潜艇在水下时受到的浮力；
（2）094型核潜艇的体积；
（3）094型核潜艇下潜到300m深度时受到的压强；
（4）094型核潜艇的主动力装置为核反应堆，它是利用核裂变（选填“核裂变”或“核聚变”）来获取能量的，所使用的铀燃料属于不可再生（选填“可再生”或“不可再生”）能源．

Answer 1

分析 （1）知道核潜艇在水下时的排水量，根据阿基米德原理求出受到的浮力；
（2）物体浸没时排开海水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理求出核潜艇的体积；
（3）知道核潜艇下潜的深度，根据p=ρgh求出受到的压强；
（4）①核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的，对于核聚变过程不可控，如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量；
②从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源．化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源．

解答 解：（1）094型核潜艇在水下时，由阿基米德原理可知，核潜艇受到的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=9000×10³kg×10N/kg=9×10⁷N；
（2）因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F_浮=ρgV_排可得，核潜艇的体积：
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）潜艇下潜到300m深度时受到的压强：
p=ρ_海水gh=1×10³kg/m³×10N/kg×300m=3×10⁶Pa；
（4）核反应堆是利用原子核发生裂变释放能量来工作的，核能属于不可再生能源．
答：（1）094型核潜艇在水下时受到的浮力为9×10⁷N；
（2）094型核潜艇的体积为9×10³m³；
（3）094型核潜艇下潜到300m深度时受到的压强为3×10⁶Pa；
（4）核裂变；不可再生．

点评 本题考查了阿基米德原理、液体压强公式、核裂变、能源的分类等，知道物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等以及排水量的含义是关键．