Question

（2012?宜昌）中國在海軍裝備現代化的進程中，已擁有世界最先進的核潛艇．如圖為某種型號的導彈型核潛艇，該艇上排水量為16600噸，水下排水量為18700噸．艇長170.7米、艇寬12.8米．下潛深度可達300米．
（1）它在水下航行的過程中，利用聲納和雷達系統對目標進行探測和定位．聲納和雷達系統分別是利用

超聲

波和

電磁

波來工作的．
（2）它在水下航行時所受浮力是多少？
（3）它在水面航行時露出水面的體積是多少？（海水密度近似取作ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）

Answer 1

分析：（1）聲納也叫超聲雷達，潛艇發出超聲，遇到目標再反射回來，根據接收到的信息對目標進行定位．
（2）利用阿基米德原理求浮力，浸入液體中的物體所受浮力等于排開液體的重力．
（3）潛艇浸沒在水中，潛艇的體積不變（排開水的體積不變），受浮力不變；通過讓海水進、出改變潛艇受到的重力，從而改變上浮或下沉；

解答：解：（1）聲納是通過發出、接收超聲，利用回聲定位的原理對目標進行定位的，這說明聲可以傳遞信息．
（2）根據阿基米德原理：F_浮=G_排=1.87×10⁷kg×10N/kg=1.87×10⁸N
（3）潛艇在水面上時，浮力等于重力：F_浮=G，即ρgV_排=mg，V_排=

m

ρ

=

1.66×107kg

103kg/m3

=1.66×10⁴m³；
同理，核潛艇的總體積：V_總=

m

ρ

=

1.87×107kg

103kg/m3

=1.87×10⁴m³；
所以露出的體積為：V_露=V_總-V_排=1.87×10⁴m³-1.66×10⁴m³=2.1×10³m³；
故答案為：（1）超聲；電磁；（2）1.87×10⁸N；（3）2.1×10³m³．

點評：本題考查了學生對阿基米德原理、以及超聲波的掌握和運用，反映利用所學知識分析解決實際問題的能力，學以致用！