某型号声呐，质量为6.6kg。其内部有两个完全相同的空腔，声呐每个空腔的侧上方都用轻薄易腐蚀材料制成的密封盖密封，密封盖质量和体积均不计，当密封盖浸泡在海水中，将逐渐被海水腐蚀，海水进入空腔导致声呐逐渐下沉。某次公海军事演习，反潜飞机向海中投入该声呐，声呐在海中静止后露出整个体积的．此时上下空腔均没有海水进入，如图甲所示；24小时后，声呐没入海中处于悬浮状态，声呐下空腔充满海水而上空腔没有海水进入，如图乙所示；再经过24小时后，声时沉入海底，上下空腔均充满海水，如图丙所示。（已知ρ_海水＝1.1×10³kg/m³），

（1）图甲中，声呐所受浮力为　   　N；

（2）声呐整个体积为　   　m³；

（3）当声呐底部位于海面下100m深度时（未沉入海底），所受海水的压强为　   　Pa；

（4）每个空腔的体积为多少m³？

答案

解：

（1）图甲中，声呐在海中静止后处于漂浮状态，根据漂浮条件可知浮力：

F_浮＝G_声呐＝m_声呐g＝6.6kg×10N/kg＝66N；

（2）根据F_浮＝_海水V_排g可得图甲中，声呐浸没在水中的体积：

V_排＝＝＝6×10^﹣3m³，

已知声呐在海中静止后露出整个体积的，则声呐整个体积：

V＝＝＝8×10^﹣3m³；

（3）当声呐底部位于海面下100m深度时所受的海水压强：

p＝ρ_海水gh_海水＝1.1×10³kg/m³×10N/kg×100m＝1.1×10⁶Pa；

（4）图乙中，声呐受到的浮力：

F_浮1＝ρ_海水gV_排′＝ρ_海水gV＝1.1×10³kg/m³×10N/kg×8×10^﹣3m³＝88N，

根据悬浮条件可知：

G_总＝F_浮1＝88N，

声呐下空腔力的海水重力：

G_海水＝G_总﹣G_声＝88N﹣66N＝22N，

根据G＝mg＝ρVg可知一个空腔的容积：

V_空＝V_海水＝＝＝2×10^﹣3m³。

故答案为：（1）66；（2）8×10^﹣3；（3）1.1×10⁶Pa；（4）每个空腔的体积为2×10^﹣3m³。

【分析】（1）图甲中，声呐在海中静止后处于漂浮状态，根据漂浮条件可求浮力大小；

（2）根据F_浮＝_海水V_排g求出浸没在海水中的体积，已知声呐在海中静止后露出整个体积的．据此即可求出声呐整个体积；

（3）当潜航器下潜到最大深度时，根据p＝ρgh求出所受的海水压强；

（4）根据图乙所示，声呐在海水中悬浮，根据阿基米德原理求出产生的浮力；由于此时所受的浮力等于声呐自身重力和下空腔内的海水重力之和，据此求出下空腔力的海水的重力；根据G＝mg＝ρVg即可求出空腔的容积。

【点评】本题考查阿基米德原理和物体的漂浮特点的应用，综合性强，难度较大。