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    5．图甲是某型号的抽水马桶水箱进水控制装置的示意图，浮子是有上底无下底的圆柱形容器，中间有圆柱形的孔（图乙是浮子的放大示意图），壁的厚度忽略不计，浮子通过孔套在直杆上，并与调节螺母紧密相连，手动上下移动调节螺母，可以使浮子的位置随之上下移动，轻质细杆AB可绕O点旋转，A端与直杆底端相连，B端装有塞子，当水箱的进水孔进水，水面接触到浮子下端后，浮子内的空气开始被封闭压缩，随着水位继续上升，浮子上升带动直杆向上运动，当水位上升到一定高度，AB杆处于水平位置时，塞子压住进水孔，进水孔停止进水．
     
    （1）为测出浮子上底面的面积，给你刻度尺、量筒和水，请完成实验
    ①将浮子倒置后，用刻度尺测出浮子内的深度h
    ②将浮子装满水，利用量筒测出浮子里面水的体积V；
    ③浮子上底面的面积表达式：S上=$\frac{V}{h}$（用所测量物理量的符号表示）
    （2）若浮子上升的过程中内部被封闭的空气不泄露，用上述方法测得的浮子上底面的面积为10cm2，外界大气压为1.0×105Pa，浮子、直杆、细杆AB、塞子的重力及所受浮力均不计，忽略所有摩擦，当进水孔停止进水时，浮子内的气体压强为外界大气压强的1.2倍，求此时：
    ①浮子上底面所受内外气体压力差为多大？
    ②OA长6cm，OB长4cm，塞子受到水的压力为多大？
    （3）科学研究表明，一定质量的气体，在温度不变时，其压强与体积成反比，当进水孔的水压过大时，塞子被冲开，水箱内的水位超过一定高度，会使水溢出，若通过移动调节螺母的方法保证马桶正常使用，应如何移动调节螺母．

    分析 （1）由于浮子下部是开口的，则将浮子倒置后，是一个圆柱形的容器，要想测出瓶子的底面积，可利用水采用等效替代法测出浮子的容积，由于用刻度尺可以直接测出浮子内的深度h，然后利用S=$\frac{V}{h}$即可求出底面积；
    （2）①已知浮子内的气体压强，则根据压强差利用F=pS即可求出浮子上底面所受内外气体压力差；
    ②以浮子为研究对象，根据浮子上底面所受的向上的压力，可知浮子对A点的作用力，利用杠杆平衡条件求出塞子受到水的压力；
    （3）当进水孔的水压过大时，根据杠杆原理得出浮子的浮力变化，由于一定质量的气体，在温度不变时，其压强与体积成反比，据此即可判断螺母移动方向．

    解答 解：
    （1）测浮子上底面的面积的步骤：
    ①将浮子倒置后，用刻度尺测出浮子内的深度h
    ②将浮子装满水，利用量筒测出浮子里面水的体积V；
    ③根据V=Sh可得，浮子上底面的面积表达式S上=$\frac{V}{h}$．
    （2）①已知浮子内的气体压强p=1.2p0，
    则浮子内外气体压强差：△p=p-p0=1.2p0-p0=0.2p0=0.2×1.0×105Pa=2×104Pa，
    浮子上底面所受内外气体压力差：△F=△pS=2×104Pa×10×10-4m2=20N，方向向上；
    ②浮子上底面所受内外气体压力差△F=20N，由于浮子通过孔套在直杆上，则浮子对直杆A端向上的作用力为FA=△F=20N，
    以细杆AB为研究对象，AB处于水平位置时，其两端受力情况如图所示：

    根据杠杆的平衡条件可得：FA•OA=FB•OB，
    所以，塞子受到水的压力：FB=$\frac{{F}_{A}•OA}{OB}$=$\frac{20N×6cm}{4cm}$=30N；
    （3）当进水孔的水压过大时，应适当向下移动螺母，减小浮子内部气体的体积，使浮子内部的压强变大，则A端受到的向上的拉力就变大，根据杠杆的平衡条件可知塞子对水的压力就变大，则塞子就不容易冲开．
    故答案为：（1）②利用量筒测出浮子里面水的体积V；③$\frac{V}{h}$．
    （2）20N；30N；
    （3）当进水孔的水压过大时，应适当向下移动螺母，使浮子内部的压强变大，A受到的向上的拉力就变大，根据杠杆的平衡条件可知塞子受到的压力就变大，则塞子就不容易冲开．

    点评 本题考查压强公式、体积公式和杠杆平衡条件的应用，对于一些特殊测量的方法要学会；本题中应注意找出支点和力臂，利用杠杆平衡条件列出等式即可解答．

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