优质解答
六、(12分)2000年8月12日．在巴伦支海参加 军事演习的俄罗斯北方舰队“库尔斯克”号核潜艇(图14)．意外沉没,所有舱室都灌满了海水,艇上118名官兵全部遇难.引起了国际社会的普遍关注.已知“库尔斯克”号核潜艇的质量m=1．4X10kg,海水密度近似取作ρ水=l.0xl03kg／m3．制造潜艇的材料的平均密度取作p M=7．0x103kg／m3．g取10N／kg.请回答：
(1)核裂变和核聚变是大量获得核能的两种途径,核潜艇中反应堆的核能是通过哪种选径获得的?
(2)为了精确地探测到潜艇沉没的位置,在潜艇正上方海面向下发出超声波,从发出信号至接收到由潜艇反射旧来的信号经历的时间t= 146 s,如果超声波在海水中的传播速度v=1450m／s,则潜艇沉没的实际深度h约为多大?(计算结果取整数)
(3)有人提出一种打捞“库尔斯克”号的方案,就是在潜艇周围缠满可充气的负载量大的浮力袋,若每只浮力袋的质量为50 kg,充气后的体积V0=10 m3,试估算要将“库尔斯克”号核潜艇打捞起来,至少需用多少只浮力袋?
答案： 六、（ 12 分）参考解答 ( 1 ）核裂变 … … （ 2 分） ( 2 ）根据速度公式有 h 二, x 二＝ 1450 、型丝 m 二 106m … … （ 3 分） 22 ( 3 ）设至少需要 N 个浮力袋才能把潜艇拉离海底.潜艇受到重力、浮力和浮力袋的拉力,要使潜艇浮起,潜艇受到的浮力和浮力袋的拉力之和必大于潜艇受到的重力（浮力袋的质量与潜艇质量相比可忽略）… （ 2 分）潜艇受到的浮力 F .! = P 水 gy : = P , gn 咖．… … （ l 分）潜艇受到的浮力袋的拉力可近似为（如果学生回答时考虑了浮力袋的质量,!司样给分） F , 2 = p 水 gNVO… … （ 1 分）为了使潜艇能卜浮,至少应满足： F , . + F , 2 = mg… … （ l 分）即 p . gmlP , + p 水 gNV （户 mg ,解得： N = ! . 2xl03 只（ 2 分）
答案： 六、（ 12 分）参考解答 ( 1 ）核裂变 … … （ 2 分） ( 2 ）根据速度公式有 h 二, x 二＝ 1450 、型丝 m 二 106m … … （ 3 分） 22 ( 3 ）设至少需要 N 个浮力袋才能把潜艇拉离海底.潜艇受到重力、浮力和浮力袋的拉力,要使潜艇浮起,潜艇受到的浮力和浮力袋的拉力之和必大于潜艇受到的重力（浮力袋的质量与潜艇质量相比可忽略）… （ 2 分）潜艇受到的浮力 F .! = P 水 gy : = P , gn 咖．… … （ l 分）潜艇受到的浮力袋的拉力可近似为（如果学生回答时考虑了浮力袋的质量,!司样给分） F , 2 = p 水 gNVO… … （ 1 分）为了使潜艇能卜浮,至少应满足： F , . + F , 2 = mg… … （ l 分）即 p . gmlP , + p 水 gNV （户 mg ,解得： N = ! . 2xl03 只（ 2 分）
七、(12分)频率为300MHz-300GHz的电磁波,它的波长很短,通常称之为微波.微波能沿直线传播,在遇到金属材料时能发生反射：遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料叫可以穿透；遇到含有水分的蛋白质、脂肪等介质可被吸收,并将微波的电磁能量变为内能. 人们熟悉的手机就是利用微波进行通讯的.GSM手机的工作频率般为900 MHz~／1800 MHz波段.使用手机通话时,微波会对人体产生一种“加热效应”,微波频率越高,人对其能量吸收率就越尚,危害也就越大.下表提供了某种型号手机的技术参数.请根据这砦技术参数和微波的上述特性解决下列问题.
某型号GSM手机的主要技术参数表
工作电压
标准配置电池
最长通话时间
最大发射功率
工作频率
4.1V
670mAh
300min
2W
900/1800MHz
(1)手机的最大工作电流约是多少?在300 min的通话时间内．手机的平均功率约为多少·
(2)请列举两项减小手机微波辐射危害的措施.
(3)某网站卜蹙载了一则“手机煮鸡蛋”的消息：两名实验人员将一个生鸡蛋放置在陶瓷杯子里,在鸡蛋两侧各放置部手机,让听筒与鸡蛋的水平距离保持2 cm左右.用其中一部手机拨通另一部手机,并保持通话状态.在实验进行到65 min时,实验人员取出鸡蛋,发现已经完全熟透.请判断这则消息的真伪,并简要说明理由.
答案：
七、（ 12 分）参考解答 ( 1 ）手机的最大工作电流按最大 T 作电流 0 . 49 今计算, I ＝尸左了＝ ZW14 . IV 二（ ) . 49A ( 2 分）手机可放电 0 . 6710 . 49 = l . 37 小时.所以在 3 （刃 min 的通话时间内手机的平均功率是 P = 几迎生卫＝ ( ) . 55w 5 ( 2 分）（或者.,尸 W 4 . IX0 . 67X60 义 60 _ _ _ 二 ― = _ W = U . jjw 3 ( X ) X60 ( 2 ） ① 降低手机的发射功率（如 CDMA 手机的最大发射功率是 0 . 2W ) ② 减少通话时间 ③ 用耳机和小麦克风通话使手机离开头部远一些,减少对于头部的伤害说明：每列举一项 1 分,最多 2 分． ( 3 ）这则消息叙述的事实是不能实现的 … … （ l 分）以一个鸡蛋的质量为 509 计算,因为鸡蛋的毛要成分是水,所以比热和水差不多,设煮熟鸡蛋的温度升高量大约为 80 ℃ … … （1 分）即煮熟一个鸡蛋相当于把 509 水加热温度升高 80 ℃ 需要吸收的热最： Q , = , ' m ( tZ 一 t , ）二! . 68xl 扩 J … … （ 1 分）两个手机通话,根据（ l ）的计算,其发射微波的平均功率可取 0 . 55W ,那么通话 65 min ,提供的能量大约是 4 . 3x 1 03 ) ( 0 . 55 wx65x60 sxZ = 4290 ) ) ,即使按最大功率 ZW 计算,手机也只能提供大约是 1 . 56xl 少 J 的能量.考虑到手机是向四面八方发射电磁波,设各个方向的强度是大致相同的,鸡蛋所接受的电磁波只可能是手机发射电磁波中的很小一部分（小于 116 ）.因此手机不可能把鸡蛋煮熟,网站的消息是虚假的. … … （ 3 分）
说明：本题为一个开放题,这一问的解答,只要学生提出合理的假设、条件,分析的合情合理,即可以得分.
六、(12分)2000年8月12日．在巴伦支海参加 军事演习的俄罗斯北方舰队“库尔斯克”号核潜艇(图14)．意外沉没,所有舱室都灌满了海水,艇上118名官兵全部遇难.引起了国际社会的普遍关注.已知“库尔斯克”号核潜艇的质量m=1．4X10kg,海水密度近似取作ρ水=l.0xl03kg／m3．制造潜艇的材料的平均密度取作p M=7．0x103kg／m3．g取10N／kg.请回答：
(1)核裂变和核聚变是大量获得核能的两种途径,核潜艇中反应堆的核能是通过哪种选径获得的?
(2)为了精确地探测到潜艇沉没的位置,在潜艇正上方海面向下发出超声波,从发出信号至接收到由潜艇反射旧来的信号经历的时间t= 146 s,如果超声波在海水中的传播速度v=1450m／s,则潜艇沉没的实际深度h约为多大?(计算结果取整数)
(3)有人提出一种打捞“库尔斯克”号的方案,就是在潜艇周围缠满可充气的负载量大的浮力袋,若每只浮力袋的质量为50 kg,充气后的体积V0=10 m3,试估算要将“库尔斯克”号核潜艇打捞起来,至少需用多少只浮力袋?
答案： 六、（ 12 分）参考解答 ( 1 ）核裂变 … … （ 2 分） ( 2 ）根据速度公式有 h 二, x 二＝ 1450 、型丝 m 二 106m … … （ 3 分） 22 ( 3 ）设至少需要 N 个浮力袋才能把潜艇拉离海底.潜艇受到重力、浮力和浮力袋的拉力,要使潜艇浮起,潜艇受到的浮力和浮力袋的拉力之和必大于潜艇受到的重力（浮力袋的质量与潜艇质量相比可忽略）… （ 2 分）潜艇受到的浮力 F .! = P 水 gy : = P , gn 咖．… … （ l 分）潜艇受到的浮力袋的拉力可近似为（如果学生回答时考虑了浮力袋的质量,!司样给分） F , 2 = p 水 gNVO… … （ 1 分）为了使潜艇能卜浮,至少应满足： F , . + F , 2 = mg… … （ l 分）即 p . gmlP , + p 水 gNV （户 mg ,解得： N = ! . 2xl03 只（ 2 分）
答案： 六、（ 12 分）参考解答 ( 1 ）核裂变 … … （ 2 分） ( 2 ）根据速度公式有 h 二, x 二＝ 1450 、型丝 m 二 106m … … （ 3 分） 22 ( 3 ）设至少需要 N 个浮力袋才能把潜艇拉离海底.潜艇受到重力、浮力和浮力袋的拉力,要使潜艇浮起,潜艇受到的浮力和浮力袋的拉力之和必大于潜艇受到的重力（浮力袋的质量与潜艇质量相比可忽略）… （ 2 分）潜艇受到的浮力 F .! = P 水 gy : = P , gn 咖．… … （ l 分）潜艇受到的浮力袋的拉力可近似为（如果学生回答时考虑了浮力袋的质量,!司样给分） F , 2 = p 水 gNVO… … （ 1 分）为了使潜艇能卜浮,至少应满足： F , . + F , 2 = mg… … （ l 分）即 p . gmlP , + p 水 gNV （户 mg ,解得： N = ! . 2xl03 只（ 2 分）
七、(12分)频率为300MHz-300GHz的电磁波,它的波长很短,通常称之为微波.微波能沿直线传播,在遇到金属材料时能发生反射：遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料叫可以穿透；遇到含有水分的蛋白质、脂肪等介质可被吸收,并将微波的电磁能量变为内能. 人们熟悉的手机就是利用微波进行通讯的.GSM手机的工作频率般为900 MHz~／1800 MHz波段.使用手机通话时,微波会对人体产生一种“加热效应”,微波频率越高,人对其能量吸收率就越尚,危害也就越大.下表提供了某种型号手机的技术参数.请根据这砦技术参数和微波的上述特性解决下列问题.
某型号GSM手机的主要技术参数表
工作电压
标准配置电池
最长通话时间
最大发射功率
工作频率
4.1V
670mAh
300min
2W
900/1800MHz
(1)手机的最大工作电流约是多少?在300 min的通话时间内．手机的平均功率约为多少·
(2)请列举两项减小手机微波辐射危害的措施.
(3)某网站卜蹙载了一则“手机煮鸡蛋”的消息：两名实验人员将一个生鸡蛋放置在陶瓷杯子里,在鸡蛋两侧各放置部手机,让听筒与鸡蛋的水平距离保持2 cm左右.用其中一部手机拨通另一部手机,并保持通话状态.在实验进行到65 min时,实验人员取出鸡蛋,发现已经完全熟透.请判断这则消息的真伪,并简要说明理由.
答案：
七、（ 12 分）参考解答 ( 1 ）手机的最大工作电流按最大 T 作电流 0 . 49 今计算, I ＝尸左了＝ ZW14 . IV 二（ ) . 49A ( 2 分）手机可放电 0 . 6710 . 49 = l . 37 小时.所以在 3 （刃 min 的通话时间内手机的平均功率是 P = 几迎生卫＝ ( ) . 55w 5 ( 2 分）（或者.,尸 W 4 . IX0 . 67X60 义 60 _ _ _ 二 ― = _ W = U . jjw 3 ( X ) X60 ( 2 ） ① 降低手机的发射功率（如 CDMA 手机的最大发射功率是 0 . 2W ) ② 减少通话时间 ③ 用耳机和小麦克风通话使手机离开头部远一些,减少对于头部的伤害说明：每列举一项 1 分,最多 2 分． ( 3 ）这则消息叙述的事实是不能实现的 … … （ l 分）以一个鸡蛋的质量为 509 计算,因为鸡蛋的毛要成分是水,所以比热和水差不多,设煮熟鸡蛋的温度升高量大约为 80 ℃ … … （1 分）即煮熟一个鸡蛋相当于把 509 水加热温度升高 80 ℃ 需要吸收的热最： Q , = , ' m ( tZ 一 t , ）二! . 68xl 扩 J … … （ 1 分）两个手机通话,根据（ l ）的计算,其发射微波的平均功率可取 0 . 55W ,那么通话 65 min ,提供的能量大约是 4 . 3x 1 03 ) ( 0 . 55 wx65x60 sxZ = 4290 ) ) ,即使按最大功率 ZW 计算,手机也只能提供大约是 1 . 56xl 少 J 的能量.考虑到手机是向四面八方发射电磁波,设各个方向的强度是大致相同的,鸡蛋所接受的电磁波只可能是手机发射电磁波中的很小一部分（小于 116 ）.因此手机不可能把鸡蛋煮熟,网站的消息是虚假的. … … （ 3 分）
说明：本题为一个开放题,这一问的解答,只要学生提出合理的假设、条件,分析的合情合理,即可以得分.