如图甲是某课外科技小组的同学设计的学校厕所自动冲水装置的示意图，它在自来水管持续供给的较小量的水储备到一定量后，自动开启放水阀门，冲洗厕所．A为正方形柱体浮筒，阀门B遮

问题描述：

如图甲是某课外科技小组的同学设计的学校厕所自动冲水装置的示意图，它在自来水管持续供给的较小量的水储备到一定量后，自动开启放水阀门，冲洗厕所．A为正方形柱体浮筒，阀门B遮住底部出水口；连接A、B的是体积不计的硬杆，长为20cm．当浮体A刚好浸没时，阀门B恰好被打开，水箱中的水通过排水管开始排出．不计浮体A、阀门B、连接硬杆的质量，也不计阀门B的厚度．（已知水的密度为1×10³kg/m³） 

（1）当自来水管持续供水，水箱中水位不断上升时，底部阀门B受到水的压强不断______，压力不断增大，这是因为______． 
（2）当自来水管持续供水，水箱中水位不断上升时，从水位刚达到浮体A的底面开始到刚好浸没浮体A时，浮筒A受到的浮力不断______，这是因为______． 
（3）若水箱水位每升高10cm，阀门B受到的水压力增加20N，问正方体浮筒A的边长至少是______cm时，浮体A刚好浸没时，阀门B恰好被打开，水箱中的水通过排水管开始排出．
（4）甲图厕所自动冲水装置的缺点是不能节约用水．乙图所示是科技小组的小明同学设计的家庭厕所手动冲水装置，当水位到达图示位置时，向下按动图中装置CDE的手柄E即可出水冲洗．图中装置CDE可以看作一个______它的优点是使用时可以______．

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最佳答案：

（1）水箱中水位不断上升时，根据p=ρ水gh，深度增大，所以底部阀门B受到水的压强不断增大，压力不断增大；
（2）从水位刚达到浮体A的底面开始到刚好浸没浮体A时，根据F浮=ρ水gV排，浮筒A排开水的体积不断增大，所以受到的浮力不断增大；
（3）水箱水位每升高10cm，阀门受到水的压强增大p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
阀门B受到的水压力增加20N，则阀门的面积为S=

F

p

=

20N

1000Pa

=0.02m2；
设正方体的边长为a，不计浮体A、阀门B、连接硬杆的质量，浮体A刚好浸没时，阀门B恰好被打开，则阀门在拉力（等于浮力）和水的压力作用下保持平衡，则：
F浮=F压
ρ水gV排=p水S
ρ水ga3=ρ水ghS
1×103kg/m3×10N/kg×a3=1.0×103kg/m3×10N/kg×（a+0.2m）×0.02m2
解得：a=0.2m=20cm
（4）由图知，杆CDE可绕D点转动，所以为杠杆，DE为动力臂，DC为阻力臂，动力臂大于阻力臂，所以可以省力．
故答案为：
（1）增大；液体压强随深度的增加而增大；
（2）增大；排开液体的体积不断增大；
（3）20；
（4）杠杆；省力．