Question

【題目】2011年3月11日，日本發(fā)生了地震和海嘯災(zāi)難，致使福島核電出現(xiàn)核泄漏．為減少放射性污染，電力公司利用“人工浮島”（一個(gè)鋼制的空心浮體）儲(chǔ)存放射性污水，該浮體是用8×106kg的鋼板制成的一個(gè)外形長(zhǎng)140m，寬50m、高3m的空心長(zhǎng)方體．問(wèn)：
（1）為了不使“人工浮島”沉入海底，該浮體最多可以儲(chǔ)存質(zhì)量為多少千克的放射性污水？（為了計(jì)算方便，海水的密度取1.0×103kg/m3 ， g=10N/kg）
（2）請(qǐng)你談?wù)労四馨l(fā)電與火力發(fā)電相比的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來(lái)的問(wèn)題．

Answer 1

【答案】
（1）解：“人工浮島”恰好浸沒(méi)時(shí)的排水體積：V排=140m×50m×3m=2.1×104m3，

“人工浮島”受到的最大浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.1×104m3=2.1×108N，

由題意可知，當(dāng)G總=F浮時(shí)，“人工浮島”儲(chǔ)存的放射性污水最多，

則“人工浮島”的總質(zhì)量：m總= = =2.1×107kg，

儲(chǔ)存放射性污水的質(zhì)量：m污水=m總﹣m浮體=2.1×107kg﹣8×106kg=2.1×107kg﹣0.8×107kg=1.3×107kg

（2）解：核能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)：省燃料，污染小，成本低；

可能帶來(lái)的問(wèn)題：核泄漏（或核輻射、核污染、核廢料）

【解析】（1）為了不使“人工浮島”沉入海底，根據(jù)物體浮沉條件可知，“人工浮島”所受的浮力不能小于“人工浮島”的總重力．而要求該浮體最多可以儲(chǔ)存質(zhì)量為多少千克的放射性污水，就需要先求出該浮體能受的最大浮力．當(dāng)浮體浸沒(méi)入水中時(shí)（懸浮狀態(tài)），所受的浮力是最大的，浮力可根據(jù)阿基米德原理來(lái)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出最大浮力以后，就知道了“人工浮島”的總重，然后用總重除以g就算出了浮體的總質(zhì)量，最后用總質(zhì)量減去浮體自身的質(zhì)量，就算出了放射性污水的質(zhì)量；（2）核能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)：核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放大量的污染物質(zhì)島空氣中，因此核能發(fā)電不會(huì)造成空氣污染；核能電廠所使用的燃料體積小，運(yùn)輸與儲(chǔ)存都很方便；核能發(fā)電的成本中，燃料費(fèi)用所占的比例較低； 缺點(diǎn)：核能電廠會(huì)產(chǎn)生放射性廢料；核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì)，如果在事故中釋放到外界環(huán)境，會(huì)對(duì)生態(tài)及民眾造成傷害．
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的阿基米德原理和物體的浮沉條件及其應(yīng)用，需要了解阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開(kāi)的液體所受的重力．這個(gè)規(guī)律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排；物體的浮沉條件：浸沒(méi)在液體中的物體 F�。綠 時(shí)上浮，F(xiàn)浮 = G 時(shí)懸浮，F(xiàn)浮 ＜G 時(shí)下沉．物體浮沉條件的應(yīng)用舉例：（1）輪船（2）潛水艇（3）氣球（4）飛艇、熱氣（5）密度計(jì)（密度計(jì)的刻度是從上到下刻度變大，刻度不均勻，且刻度無(wú)單位．）才能得出正確答案．