問題詳情：
圖*是某型號的抽水馬桶水箱進水控制裝置的示意圖，浮子是有上底無下底的圓柱形容器，中間有圓柱形的孔（圖乙是浮子的放大示意圖），壁的厚度忽略不計，浮子透過孔套在直杆上，並與調節螺母緊密相連，手動上下移動調節螺母，可以使浮子的位置隨之上下移動，輕質細杆AB可繞O點旋轉，A端與直杆底端相連，B端裝有塞子，當水箱的進水孔進水，水面接觸到浮子下端後，浮子內的空氣開始被封閉壓縮，隨着水位繼續上升，浮子上升帶動直杆向上運動，當水位上升到一定高度，AB杆處於水平位置時，塞子壓住進水孔，進水孔停止進水．
（1）爲測出浮子上底面的面積，給你刻度尺、量筒和水，請完成實驗
①將浮子倒置後，用刻度尺測出浮子內的深度h
②將浮子裝滿水， ；
③浮子上底面的面積表達式：S上= （用所測量物理量的符號表示）
（2）若浮子上升的過程中內部被封閉的空氣不泄露，用上述方法測得的浮子上底面的面積爲10cm2，外界大氣壓爲1.0×105Pa，浮子、直杆、細杆AB、塞子的重力及所受浮力均不計，忽略所有摩擦，當進水孔停止進水時，浮子內的氣體壓強爲外界大氣壓強的1.2倍，求此時：
①浮子上底面所受內外氣體壓力差爲多大？
②OA長6cm，OB長4cm，塞子受到水的壓力爲多大？
（3）科學研究表明，一定質量的氣體，在溫度不變時，其壓強與體積成反比，當進水孔的水壓過大時，塞子被衝開，水箱內的水位超過一定高度，會使水溢出，若透過移動調節螺母的方法保*馬桶正常使用，應如何移動調節螺母．
【回答】
【考點】7N：槓桿的平衡條件；8E：大氣壓強的存在；8H：氣體壓強跟體積的關係．
【分析】（1）由於浮子下部是開口的，則將浮子倒置後，是一個圓柱形的容器，要想測出瓶子的底面積，可利用水採用等效替代法測出浮子的容積，由於用刻度尺可以直接測出浮子內的深度h，然後利用S=
即可求出底面積；
（2）①已知浮子內的氣體壓強，則根據壓強差利用F=pS即可求出浮子上底面所受內外氣體壓力差；
②以浮子爲研究對象，根據浮子上底面所受的向上的壓力，可知浮子對A點的作用力，利用槓桿平衡條件求出塞子受到水的壓力；
（3）當進水孔的水壓過大時，根據槓桿原理得出浮子的浮力變化，由於一定質量的氣體，在溫度不變時，其壓強與體積成反比，據此即可判斷螺母移動方向．
【解答】解：
（1）測浮子上底面的面積的步驟：
①將浮子倒置後，用刻度尺測出浮子內的深度h
②將浮子裝滿水，利用量筒測出浮子裏面水的體積V；
③根據V=Sh可得，浮子上底面的面積表達式S上=
．
（2）①已知浮子內的氣體壓強p=1.2p0，
則浮子內外氣體壓強差：△p=p﹣p0=1.2p0﹣p0=0.2p0=0.2×1.0×105Pa=2×104Pa，
浮子上底面所受內外氣體壓力差：△F=△pS=2×104Pa×10×10﹣4m2=20N，方向向上；
②浮子上底面所受內外氣體壓力差△F=20N，由於浮子透過孔套在直杆上，則浮子對直杆A端向上的作用力爲FA=△F=20N，
以細杆AB爲研究對象，AB處於水平位置時，其兩端受力情況如圖所示：
根據槓桿的平衡條件可得：FA•OA=FB•OB，
所以，塞子受到水的壓力：FB=
=
=30N；
（3）當進水孔的水壓過大時，應適當向下移動螺母，減小浮子內部氣體的體積，使浮子內部的壓強變大，則A端受到的向上的拉力就變大，根據槓桿的平衡條件可知塞子對水的壓力就變大，則塞子就不容易衝開．
故*爲：（1）②利用量筒測出浮子裏面水的體積V；③
．
（2）20N；30N；
（3）當進水孔的水壓過大時，應適當向下移動螺母，使浮子內部的壓強變大，A受到的向上的拉力就變大，根據槓桿的平衡條件可知塞子受到的壓力就變大，則塞子就不容易衝開．
知識點：各地中考
題型：綜合題
