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圖10-11是小明設計的一個用水槽來儲存二次用水的沖廁裝置。帶有浮球的橫桿AB（B為浮球的中心）能繞O點轉動，倒“T”形閥門C底部為不計厚度的橡膠片，上部為不計粗細的直桿。進水口的橫截面積為4cm²，浮球的體積是100cm³，OB是OA長度的6倍。AB桿左端壓在閥門C上，閥門C堵住進水口時，AB桿水平，浮球頂部與溢（水口相平。不考慮閥門C、橫桿AB及浮球受到的重力。（g取10N/kg）求：

（1）浮球浸沒時，浮球受到的浮力多大？A端受力多大？

（2）為了防止水從溢水口溢水，水槽中的水面與溢水口的高度差不能超過多少？

（3）排水閥門D的最大質量為多少？

小明設計了一個公廁的自動沖刷廁所的水箱。這種水箱能把自來水管持續(xù)供給的較小流量的水儲備到一定量后，自動開啟放水閥，這樣就可用較大水量沖刷便池中的污物。圖10-9為這種水箱的結構示意圖，已知水箱底為邊長l=40cm的正方形，Ａ是一直徑d₁=8cm的圓形放水閥門，其質量和厚度均可忽略不計，且恰好能將排水管口蓋嚴。閥門的左端用活頁固定在箱底的排水管口的邊緣，右端通過一很小的掛鉤及連桿與浮子Ｂ相連，連桿的長度h₀=10cm。浮子Ｂ是一外部直徑d₂=8cm、高Ｈ＝30cm、質量m=0.4kg的空心圓柱體。設水箱每次放水都能將水箱中的水全部放凈，試通過計算說明：（1）水箱至少多高，水才不會從水箱上部溢出？（2）如果自來水管的流量為0.2m³/h，該水箱某次放水結束到下次開始放水的時間間隔為幾分鐘？

廁所的坐便器在沖水之后由自來水自動上水，當水箱內的水達到一定深度時，浮標帶動杠桿壓住進水口，停止上水（如圖10-8中圖甲所示）。有一種水箱的浮標，形狀是中間有隔斷的圓柱體，隔斷的中部有小孔通過塑料管連在一個閥門上（如圖10-8中圖乙所示）。閥門安裝在便器坐圈的下面，平時是閉合的，當坐圈落在便器上并受到壓力時閥門打開，塑料管與大氣相通。

（1）說出這種設計的目的。

（2）說出這種設計的工作原理，特別要指出在什么地方用到了什么物理知識。

一種廁所便桶水箱結構如圖10-7（圖中略去了向水箱中注水的裝置）。出水口上的橡膠蓋是空心的，放水時它漂浮在水面上，水從出水口流出，如圖(a)。隨著水的流出，水面降低，直到橡膠蓋蓋住出水口，放水過程結束。注水過程中和注滿水后，橡膠蓋都蓋住出水口，如圖(b)。

（1）請你判斷，圖(a)中空心橡膠蓋所受的重力與它所受的浮力大小有什么關系。

（2）請你說明，圖(b)中為什么橡膠蓋能緊緊地蓋在出水口而不浮起。

（3）這種裝置的一個重要缺點是，每次沖便桶都要用掉一箱水。為節(jié)約用水，請你對橡膠蓋做些改造，使得按下手柄時橡膠蓋抬起放水，放開手柄后橡膠蓋能立即蓋上出水口，停止放水。

圖10-6是一種牲畜飲水用自動裝置的示意圖。水箱底部有一出水孔，底蓋A甲時頂住水箱的出水孔。一旦飲水槽水位下降，浮球C受到的浮力減小，底蓋A打開，水就通過出水孔從水箱流入飲水槽。設計水箱的最高水位60cm。水箱出水孔橫截面積是30cm²。底蓋A及豎桿B的總質量是400g，浮球c的質量是600g，體積是2dm³，g取10N/kg。

（1）寫出此裝置應用到的物理知識(至少寫出2條)；

（2）通過計算說明，這個自動裝置在水箱蓄滿水時能否正常工作；

（3）若能正常工作，請分析說明影響此自動裝置能否正常工作的因素；若不能正常工作，請?zhí)岢鍪乖撟詣友b置正常工作的改進方案。

如圖10-4所示，一個放有砝碼的容器浮在水槽的水面上，容器底部到水面的距離為h，當不斷地向水中加入食鹽時，在圖10-5各圖中，正確反映h與食鹽質量之間關系的是（     ）

小萱在彈簧測力計的一端綁一物體，且物體的密度大于水，將此物體置于離容器底部h₀的高度，若施一力F于彈簧測力計，將其等速且緩慢拉出水面，如圖10-2所示。則下列關于施力F及物體距容器底部的距離h之關系在圖10-3中最適當?shù)氖?nbsp; （    ）

小明和小婷完成了下列實驗：

（1）小明將裝有水的溢水杯放在天平的左盤，在右盤加砝A碼使天平平衡。然后把木塊輕輕地放入溢水杯中后，有20cm³的水排入量筒，木塊漂在水面上，此時天平恢復平衡了，如圖10-1所示。小明由此計算出了多個物理量，請你寫出其中的三個。（g取10N/kg）

（2）小婷做這一實驗時，將裝有水的溢水杯放在天平左盤，在右盤加砝碼使天平平衡。當她把木塊輕輕放入水中，發(fā)現(xiàn)木塊漂浮在水面上時，須在右盤添加砝碼，天平才重新平衡。請你分析原因。 。

如圖9-5所示，粗細均勻的蠟燭長l₀，它底部粘有一質量為m的小鐵塊。現(xiàn)將它直立于水中，它的上端距水面h。如果將蠟燭點燃，假定蠟燭燃燒時油不流下來，且每分鐘燒去蠟燭的長為Δl，則從點燃蠟燭時開始計時，經過__________時間蠟燭熄滅（設蠟燭的密度為ρ，水的密度為ρ₁，鐵的密度為ρ₂）。