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受力面积
400
10
22
适当上移
变小
大气压
不变
5.00
$1.1×10^{5}$
大
$9.75×10^{4}$
解：（1）金属棒的体积$V=Sh=4×10^{-4}\ \mathrm{m}^2×1.5\ \mathrm{m}=6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$
金属棒的质量$m=\rho V=8×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×6×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=4.8\ \mathrm{kg}$
（2）金属棒对水平地面的压力$F=G=mg=4.8\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=48\ \mathrm{N}$
金属棒对水平地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{48\ \mathrm{N}}{4×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=1.2×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
（3）大象每只脚对地面的压强与金属棒对地面的压强相等，
大象的重力$G_{\mathrm{象}}=F_{\mathrm{象}}=p×4S_{\mathrm{象}}=1.2×10^{5}\ \mathrm{Pa}×4×4×10^{-2}\ \mathrm{m}^2=1.92×10^{4}\ \mathrm{N}$
【分析】
(1) 实验中瓶子正放与倒放时，对海绵的压力大小相同（水和瓶的总重力不变），但受力面积不同（瓶底面积大于瓶盖面积），海绵的凹陷程度不同，由此可判断压力作用效果的影响因素。
(2) 先根据水的体积计算正放时对海绵的压力，再结合压强公式求出正放时的压强；根据压强相等的条件，计算倒放时所需的压力，进而求出需要倒出的水的重力、质量和体积。
【解析】
(1) 瓶子正放和倒放时，压力大小相同，受力面积不同，海绵的形变程度不同，因此可初步得出：压力的作用效果与受力面积有关。
(2) ① 计算正放时瓶子对海绵的压力：
水的体积$V=500mL=500cm^3$，由$\rho=\frac{m}{V}$得水的质量$m=\rho V=1g/cm^3×500cm^3=500g=0.5kg$，
水的重力$G=mg=0.5kg×10N/kg=5N$，塑料瓶质量可忽略，故正放时对海绵的压力$F_1=G=5N$。
② 计算正放时的压强：
正放受力面积$S_1=35cm^2=35×10^{-4}m^2$，根据$p=\frac{F}{S}$，正放压强$p_1=\frac{F_1}{S_1}=\frac{5N}{35×10^{-4}m^2}$。
③ 计算倒放时所需的压力：
倒放受力面积$S_2=7cm^2=7×10^{-4}m^2$，要使倒放压强$p_2=p_1$，则倒放时的压力$F_2=p_1S_2=\frac{5N}{35×10^{-4}m^2}×7×10^{-4}m^2=1N$。
④ 计算倒出的水的体积：
需要倒出的水的重力$\Delta G=F_1-F_2=5N-1N=4N$，
倒出的水的质量$\Delta m=\frac{\Delta G}{g}=\frac{4N}{10N/kg}=0.4kg=400g$，
由$\rho=\frac{m}{V}$得倒出的水的体积$\Delta V=\frac{\Delta m}{\rho}=\frac{400g}{1g/cm^3}=400cm^3=400mL$。
【答案】
(1) 受力面积
(2) 400
【知识点】
压力作用效果的影响因素、压强的计算
【点评】
本题结合家庭小实验考查控制变量法的应用和压强的计算，解题时需注意单位统一，灵活运用压强公式及其变形公式分析问题。
【难度系数】
0.6
【分析】
(1) 金属盒在水中的深度是液面到金属盒的垂直距离，用液面到容器底的距离减去金属盒到容器底的距离即可计算。
(2) 要反驳小明的结论，需找到液体内部某处到容器底的距离大于甲图中的5cm，但压强不小于甲图的情况。甲图中金属盒深度为10cm，对应液面到容器底15cm；当乙图中液面到容器底的距离达到22cm时，存在到容器底距离大于5cm的点，其深度不小于10cm，压强不小于甲图压强，可反驳小明结论。
(3) 探究液体压强与密度的关系需控制深度相同，倒入浓盐水后，为保持金属盒深度不变，需适当上移金属盒。
【解析】
(1) 图甲中，液面到容器底的距离为15cm，金属盒到容器底的距离为5cm，因此金属盒在水中的深度：
$ h = 15\ \mathrm{cm} - 5\ \mathrm{cm} = 10\ \mathrm{cm} $
(2) 甲图中金属盒到容器底距离为5cm，深度为10cm，对应压强为$ p_甲 $。在乙图中往容器内加水，当水面到容器底的距离达到22cm时，取到容器底距离大于5cm的点，其深度可达到10cm，压强与甲图相同，说明到容器底距离更大时压强并未更小，从而验证小明结论错误。
(3) 探究液体压强与液体密度的关系时，需控制金属盒的深度不变。在甲容器中倒入浓盐水使液体密度变大，若金属盒位置不变，深度会增大，因此需将金属盒适当上移，保持深度不变，再比较压强变化得出结论。
【答案】
(1) 10
(2) 22
(3) 适当上移
【知识点】
液体内部压强规律；控制变量法；压强与深度关系
【点评】
本题考查液体内部压强的探究实验，需明确深度的定义，掌握控制变量法的应用，注意区分“深度”与“到容器底的距离”的差异，理解实验结论的验证思路。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先回忆流体压强与流速的关系：流体中流速越大的位置压强越小，车身和墙壁间空气流速变大，压强会变小，外侧大气压会将车身压在墙上；接着分析摩擦力，爬墙车静止时竖直方向受重力和静摩擦力，二力平衡，大小相等，加大转速后车仍静止，重力不变，所以摩擦力大小不变，注意不要错误认为压力变大摩擦力就变大。
【解析】
1. 根据流体压强与流速的规律：在流体中，流速越大的位置压强越小。车身内电动排风机使车身和墙壁之间的空气流速变大，因此该区域压强变小；车身外侧的大气压大于内侧压强，在大气压的作用下，车身紧贴在墙壁上。
2. 爬墙车停在竖直墙壁上时处于平衡状态，竖直方向上受到的重力和静摩擦力是一对平衡力，二者大小相等。当加大电动排风机的转速，爬墙车依然保持静止状态，其重力大小不变，因此所受摩擦力大小不变。
【答案】
变小；大气压；不变
【知识点】
流体压强与流速的关系；二力平衡；大气压的应用
【点评】
本题结合生活中的遥控爬墙车，融合考查流体压强、大气压及二力平衡知识，要求学生将物理原理与实际场景结合，准确分析受力情况，区分静摩擦力的平衡条件，避免混淆压力与静摩擦力的影响因素。
【难度系数】
0.6
5.00；$1.1×10^{5}$；大；$9.75×10^{4}$
(1) 金属棒的体积 $ V = Sh = 4 × 10^{-4} \, \mathrm{m}^2 × 1.5 \, \mathrm{m} = 6 × 10^{-4} \, \mathrm{m}^3 $
金属棒的质量 $ m = \rho V = 8 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 × 6 × 10^{-4} \, \mathrm{m}^3 = 4.8 \, \mathrm{kg} $
(2) 金属棒对水平地面的压力 $ F = G = mg = 4.8 \, \mathrm{kg} × 10 \, \mathrm{N/kg} = 48 \, \mathrm{N} $
金属棒对水平地面的压强 $ p = \frac{F}{S} = \frac{48 \, \mathrm{N}}{4 × 10^{-4} \, \mathrm{m}^2} = 1.2 × 10^5 \, \mathrm{Pa} $
(3) 大象四足站立时与地面的接触面积 $ S_{\mathrm{象}} = 4 × 4 × 10^{-2} \, \mathrm{m}^2 = 0.16 \, \mathrm{m}^2 $
大象的重力 $ G_{\mathrm{象}} = F_{\mathrm{象}} = p S_{\mathrm{象}} = 1.2 × 10^5 \, \mathrm{Pa} × 0.16 \, \mathrm{m}^2 = 1.92 × 10^4 \, \mathrm{N} $
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