Question

20．战略核潜艇是三维核打击的重要一环，对外有很强的核威慑作用，设某战略核潜艇的水上排水量为9200t，水下排水量为10000t，艇长140m，艇宽12m，最大下滑深度达300m，海水的密度近似为ρ_水=1.0×10³kg/m³，取g=10N/kg．
（1）潜艇在水下航行的过程中，要利用声呐和雷达系统对目标进行探测和定位，声呐和雷达系统分别是超声波和电磁波来工作的；
（2）潜艇在水下航行时，所受浮力是多少？
（3）当潜艇在水面航行时，露出水面的体积是多少？

Answer 1

分析 （1）声纳也叫超声雷达，潜艇发出超声，遇到目标再反射回来，根据接收到的信息对目标进行定位；雷达系统利用的是电磁波；
（2）利用阿基米德原理求浮力，浸入液体中的物体所受浮力等于排开液体的重力．
（3）分别求出潜艇浸没水中、在水面上排开水的体积，二者之差即露出水面的体积．

解答 解：（1）声纳是通过发出、接收超声，利用回声定位的原理对目标进行定位的，这说明声可以传递信息．
雷达系统能够发出电磁波，电磁波一遇到障碍，就会反射回来，显示在荧光屏上；
（2）潜艇在水下航行时：
F_浮2=G_排2=1.0×10⁷kg×10N/kg=1.0×10⁸N；
（3）潜艇在水面上时：
V_排1=$\frac{{m}_{排1}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{9200×1{0}^{3}kg}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=9200m³；
核潜艇的总体积：V=V_排2=$\frac{{m}_{排2}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{10000×1{0}^{3}kg}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=10000m³；
所以露出的体积为：V_露=V-V_排1=10000m³-9200m³=800m³；
故答案为：（1）超声；电磁；
（2）潜艇在水下航行时，所受浮力是1.0×10⁸N；
（3）当潜艇在水面航行时，露出水面的体积是800m³．

点评 本题考查了学生对阿基米德原理、以及超声波的掌握和运用，反映利用所学知识分析解决实际问题的能力，学以致用！