专题13 跨学科实践:制作简易活塞式抽水机-2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案(全国通用)(解析版和原卷版)

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专题13 跨学科实践:制作简易活塞式抽水机-2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案(全国通用)(解析版和原卷版)

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2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案(全国通用)
第八章 压强
专题13 跨学科实践 制作简易活塞式抽水机
1.物理观念:了解简易活塞式抽水机结构及工作原理。通过制作简易活塞式抽水机,让学生深入理解大气压强的概念和作用。
2.科学思维:在制作过程中,学生需要进行观察、分析、推理和创新,培养科学思维能力。
3.科学探究:学生通过动手实践,体验科学探究的过程,掌握实验设计和操作的方法。
4.科学态度与责任:培养学生严谨认真的科学态度和团队合作精神,以及运用物理知识解决实际问题的责任感。能根据简易活塞式抽水机在实际生产生活中的应用,提出合理化建议。
知识点1.活塞式抽水机结构及工作原理。
1. 活塞式抽水机结构(如图所示)
2.活塞式抽水机结构及工作原理
活塞与筒壁紧密接触,同时又可以上下移动。A、B是只能向上开启的两个阀门。使用时,提起活塞,阀门A受大气压作用关闭,活塞下面空气稀薄,气压小于外部大气压,于是地处的水在大气压作用下,迫使水推开阀门B,进入圆筒。压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,由于水受阻碍不能向下流动,活塞下面的水推开阀门A,涌到活塞上面。再提起活塞时,阀门A关闭,它上面的水从出水口流出。与此同时,地处的水又大气压作用下推开阀门B进入圆筒,这样活塞不停的上下移动,水就从关口连续不断的流出。
知识点2.设计制作简易活塞式抽水机方案、选择材料、完成制作。
1. 材料和工具
(1) 材料 :空饮料瓶2个、带螺帽的圆形螺丝钉1颗、竹签1根、饮料吸管1根、内径约为7 mm的塑料软管1根。
(2) 工具 :剪刀、卷尺、电烙铁、热熔胶枪。
2. 制作步骤
(1) 制作进水阀 :取一个空饮料瓶的瓶盖,用电烙铁在瓶盖中央开一个直径约为5 mm的小孔 1。
(2) 组装抽水机 :
A.将另一个空饮料瓶的底部剪掉,留下上半部分作为抽水筒。
B.在抽水筒的底部中心钻一个孔,插入竹签作为活塞杆,并用热熔胶固定。
C.在活塞杆上安装带螺帽的圆形螺丝钉,以固定活塞位置。
D.将进水阀的塑料软管一端连接到抽水筒的侧面,另一端连接到进水阀的瓶盖 。
(3) 测试和调试 :
1)将抽水机的进水管插入水井中。
2)提起活塞,水在大气压作用下推开阀门进入筒内;压下活塞,阀门关闭,水通过活塞与筒身的间隙挤进活塞上部。
3)再次提起活塞,水再次推开阀门进入筒内,与此同时活塞上部的水从出水管流出。
知识点3.展示交流
1. 各小组展示制作好的抽水机工作的流畅性;
2. 若筒壁没有出水口,每个小组抽水高度是多少?
3. 说出各自小组制作的简易抽水机存在的不足有哪些?对存在不足之处有何合理化建议?
4. 汇报制作的抽水机用到了哪些学科知识。
重要解题方法总结:
分析活塞式抽水型工作过程思路
甲 乙 丙
图甲:下压把手,活塞 向上 , 阀门B 打开,大气压把水压进圆筒。
图乙:上提把手,活塞 向下 , 阀门A 打开,圆筒里的水升到活塞上方,然后从出水管流出。
易错点:简易活塞式抽水机的易错点主要包括以下几个方面 :
1. 排气问题 :在使用简易活塞式抽水机时,如果抽水机中的空气没有完全排出,会导致抽水机无法正常工作。通常采用灌水方法排气,确保抽水机内部没有空气 。
2. 活塞密封性 :活塞与筒身之间的密封性非常重要。如果密封不严,会导致抽水效率降低,甚至无法抽水。需要确保活塞与筒身之间的间隙尽可能小,以减少空气泄漏 。
3. 阀门功能 :阀门的设计和功能对抽水机的效率有直接影响。当提起活塞时,进水阀门应打开,排气阀门应关闭;当压下活塞时,情况相反。如果阀门无法正常开关,会导致抽水机无法正常工作 。
4. 活塞运动机制 :活塞的上下往复运动是抽水机的核心机制。如果活塞运动不畅或受到阻碍,会影响抽水效果。需要确保活塞运动顺畅,避免摩擦和阻力 。
5. 出水问题 :有时出水管的出水不畅或不出水,可能是由于出水管堵塞或出水阀门故障。需要检查出水管和阀门,确保其正常工作 。
考点1. 跨学科实践:活塞式抽水机 ( javascript:void(0)" \o "气压计和抽水机 )构造及工作原理相关问题
【例题1】活塞式抽水机工作时,活塞向上移动,_______阀门关闭,水在_________,的作用下冲开_______阀门,流入圆筒。
【答案】A;大气压;B
【解析】由图可知,活塞式抽水机工作时,提起活塞,阀门A受到上方大气压的作用而关闭,活塞下面的空气变稀薄,气压小于外界大气压,低处的水在大气压的作用下推开阀门B进入圆筒。
(考点1变式练1)活塞式抽水机的工作原理:使用时,若提起活塞,阀门A受到大气压的作用而关闭,低处的水受到 的作用推开阀门B进入圆筒(图甲);当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水受阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部(图乙);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从出水管流出。与此同时,低处的水又在 的作用下推开阀门B而进入圆筒(图丙)。
(考点1变式练2)如图,是活塞式抽水机的工作图。有关活塞式抽水机下面说法错误的是( )
A.活塞式抽水机是利用大气压来抽水的
B.活塞式抽水机提升水的最大高度可以达到12m
C.使用一段时间后,抽水机的活塞与筒壁接触不再紧密,要更换新活塞
D.当压下活塞时,阀门B关闭,阀门A打开
考点2. 跨学科实践:制作活塞式抽水机 ( javascript:void(0)" \o "气压计和抽水机 )相关问题
【例题2】项目主题:制作简易活塞式抽水机
项目提出:星期天,小梦回到乡村看望奶奶,奶奶家现在还在使用活塞式抽水机,这种抽水机需要利用人力反复提压手柄抽水。她又联系到自己所学,准备自己动手制作一台简易活塞式抽水机。
任务一 了解活塞式抽水机的结构及工作原理
活塞式抽水机工作时,活塞向上移动, 阀门关闭,水在 的作用下冲开 阀门,流入圆筒;
任务二 设计活塞式抽水机
(选材料)小梦找到纸杯和硬塑料瓶子,其中 适合充当圆筒;她又找来细塑料管和筷子,其中 适合充当活塞杆;
任务三 制作活塞式抽水机
(建模型)小梦剪下瓶子的瓶底,瓶子上部作为抽水机的 。把瓶底再略剪一小部分作为 ,使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。在瓶子的侧壁上打一个出水口,插上一段塑料管作为 。拔掉瓶盖上的小帽,把瓶口作为 。在活塞上打两个孔A、B,中间的孔A用来固定筷子。用橡皮膏把塑料片的一边黏在活塞上,使塑料片能盖住孔B,作为一个 。把玻璃球放在瓶子里作为另一个 。装上活塞,抽水机就组装好了。将瓶口朝下浸入水中,上下拉动活塞,抽水机就会把水抽上来;
任务四 测试活塞式抽水机的性能
(1)活塞式抽水机(如出水口图所示)是利用 来工作的,在一个标准大气压下,最多可把水抽高约 m;图中,出水口和圆筒构成一个 ;
(2)活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,其目的是 ;
任务五 实践应用
(1)活塞式抽水机模型,如图所示,当活塞不断上升时,拉力F的大小及水对活塞的压强p将(  )
A.F先增大后不变,p不变 B.F先减小后增大,p先减小后不变
C.F先增大后不变,p先减小后不变 D.F、p都不断增大
(2)洗手液瓶中的按压式吸液结构,如图所示。
1)按压式瓶盖的工作原理和 (选填“活塞式抽水机”“船闸”或“微小压强计”)的工作原理相同;
2)洗手液能被“吸”上来是利用了 。向下按压后松手时,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒,是因为瓶中气压 储液筒中气压。(选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】任务一:A 大气压 B
任务二:硬塑料瓶子 筷子
任务三:圆筒 活塞 出水管 进水口 阀门A 阀门B
任务四 :(1)大气压 10.3 连通器(2) 见解析
任务五:(1)C (2) 活塞式抽水机 瓶内气体的压强 大于
【解析】任务一:活塞式抽水机工作时,下压手柄,活塞向上移动,A阀门关闭,水在大气压的作用下冲开B阀门,流入圆筒;再上提手柄,活塞向下移动,A阀门打开,B阀门关闭,水进入活塞上部,随着下次下压手柄水从出水口流出。
任务二:纸杯和硬塑料瓶子中硬塑料瓶子不易形变,适合充当圆筒;细塑料管和筷子中筷子坚硬一些,适合充当活塞杆,塑料管内部中空,可以作为出水口。
任务三:根据活塞式抽水机的原理和内部结构图,小梦剪下瓶子的瓶底,瓶子上部作为抽水机的圆筒。把瓶底再略剪一小部分作为活塞,使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。在瓶子的侧壁上打一个出水口,插上一段塑料管作为出水口。拔掉瓶盖上的小帽,把瓶口作为进水口。在活塞上打两个孔A、B,中间的孔A用来固定筷子。用橡皮膏把塑料片的一边黏在活塞上,使塑料片能盖住孔B,作为上阀门。把玻璃球放在瓶子里作为下阀门。装上活塞,抽水机就组装好了。将瓶口朝下浸入水中,上下拉动活塞,抽水机就会把水抽上来。
任务四 :活塞式抽水机是利用大气压来工作的,水在大气压的作用下被压上来;标准大气压的值约为
,所以在一个标准大气压下,最多可把水抽出的高度为
图中,出水口和圆筒构成的部分符合上端开口,下端连通特点,构成了一个连通器。
活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,其目的是将里面空气排出,同时增加活塞与圆筒密封性,当活塞上移时,活塞下边才能出现真空,这样大气压才能把水压入圆筒。
任务五:当活塞不断上升时,抽水机内的水柱高度不断增加,由于大气压大于水柱产生的压强,故多余的压强传递给活塞;即水对活塞的压强,大气压不变,随着h的增大,根据前面关系式可知,水对活塞的压强减小。但当水柱被提升到10米多时,水柱就不会再升高(一个标准大气压支持大约10米高水柱),活塞与水柱分离,水对活塞的压强减小为0并保持不变。即整个过程中,水对活塞的压强p先减小后不变。以活塞为研究对象,活塞受到竖直向上的拉力F、竖直向上的水压和竖直向下的大气压力,设活塞做匀速直线运动,且活塞重力忽略不计,则有。水对活塞的压强p先减小后不变(减小为0并保持不变),则水压先减小后不变,则拉力F的大小先增大后不变。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
按压式瓶盖的工作原理和活塞式抽水机的工作原理相同,都是利用大气压工作的。
洗手液能被“吸”上来是利用了瓶内气体的压强。向下按压后松手时,因为瓶中气压大于储液筒中气压,液体在气压差的作用下从导液管通过进液阀门进入到储液筒,再次按压洗手液就被“吸”上来
(考点2变式练1)小明同学设计了一款简易活塞式抽水机。使用时将该抽水机的进水管插入水井中。提起活塞,水在大气压作用下推开阀门进入筒内;压下活塞,阀门关闭,进入筒内的水通过活塞(圆橡皮)与筒身的间隙挤进活塞上部。再次提起活塞,水再次推开阀门进入筒内,与此同时活塞上部的水从水管流出。请回答以下问题。
⑴提压手柄抽水比较费力,要求应用杠杆原理对现有手柄进行改进,请画出合理方案的设计草图________
要求:①提压活塞杆时能较省力并能保持连续提压
②结构能保证一定的强度
③采用采用Φ12圆管,其他辅助材料自选
⑵在设计草图上标出手柄的主要尺寸_____
⑶在抽水时出水管不出水,可能的原因是________(①筒身破损;②阀门推不开;③出水管破损;④活塞杆生锈)。
⑷为了检验改进后的手柄是否省力,下列试验方案不合理的是______(①用弹簧称勾住手柄握手处进行上下拉压力的测量;②用同一只手进行手柄拉压对比感受;③用钩码挂在手柄握手之处)。
(考点2变式练2)如果要制作一个活塞式抽水机,我们应如何选择材料?应注意哪些问题?
考点3. 跨学科实践:活塞式抽水机 ( javascript:void(0)" \o "气压计和抽水机 )实际应用问题
【例题3】若提起活塞,阀门A受到大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,圆筒内气压①外界的大气压。于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(图甲);当压下活塞时,阀门B神马水压下而关闭,水受阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部(图乙);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从侧管流出。与此同时,井里的水又在大气压的作用下推开阀门②而进入圆筒(图丙)。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
(1)文中①处应填________(选填“大于”、“小于”或“等于”),②处应填________(选填“A”或“B”);
(2)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的_______;
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
(3)下列现象与活塞式抽水机工作原理不相同的是_______;
A.吸盘紧紧吸在墙上 B.用吸尘器吸尘
C.用吸管喝牛奶 D.手机保护膜吸附在手机屏幕上
(4)在大气压为1×105Pa时,该抽水机提升水的最大高度是______m(g取10N/kg),在海拔3000m的青藏高原该抽水机提升水的最大高度______(选填“高于”、“低于”或“等于”)在珠海提升的最大高度。
【答案】(1)小于;B;(2)A;(3)B;(4)10;低于
【解析】(1)活塞的下面空气稀薄,则筒内的气压将变小,所以圆筒内气压小于外界的大气压。
由图可知,井里的水又在大气压的作用下推开阀门B。
(2)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,形成水膜,增强活塞与筒壁间的气密性。
(3)A.把吸盘紧压在光滑的墙上,把吸盘内的空气排出,大气压就把吸盘紧压在了墙上,在钩上可以挂衣服,利用了大气压,故A不符合题意;
B.用吸尘器吸尘土时,是吸尘器内部的电机高速旋转,根据流体压强特点:流体的流速越快,压强越小,可知其会使内部形成一个低压区,从而在外边大气压强的作用下,形成内外压强差,产生吸力将灰尘吸入,其原理主要是流体的压强特点,并非单纯依靠大气压,故B符合题意;
C.用力吸气,吸管内的气压小于外界大气压,牛奶在外界大气压的作用下,被压入口内,利用了大气压,故C不符合题意;
D.手机保护膜吸附在手机屏幕上,也是因为保护膜和屏幕之间的空气被挤出,外界大气压使其吸附在屏幕上。故D不符合题意。
故选B。
(4)在海拔3000m以内,每升高10m大气压降低100Pa,3000m的山顶上气压降低:
300×100Pa=30000Pa
则山顶气压:
1.0×105Pa-30000Pa=7×104 Pa
在大气压为1×105Pa时,该抽水机提升水的最大高度是:
海拔高,气压低,3000m的山顶上气压降低,所以最大高度低于在珠海提升的最大高度。
(考点3变式练1)中国古代劳动人民的智慧是无穷无尽的,为了从地下取水,人们发明了活塞式抽水机(如图所示)。当活塞式抽水机手柄向下压时,A、B阀门的状态应该是( )
A. A、B阀门均打开
B. A、B阀门均闭合
C. A阀门打开,B阀门闭合
D. A阀门闭合,B阀门打开
(考点3变式练2)抽水机也叫水泵,如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。(标准大气压为1.01×105Pa,g取9.8N/kg)
(1)请计算在标准大气压下,活塞式抽水机最多可把水抽上来的高度约为多少米。
(2)活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,简述一下这样做的目的。
1.如图是活塞式抽水机工作的示意图,下列说法错误的是( )
A.抽水机是利用大气压来工作的
B.在图甲中,当用力在Q处向下压手柄PQ时,手柄上的P点受到的作用力竖直向上
C.在图乙中,在Q点向上抬手柄PQ时,阀门B由于受液体压力而关闭,水被阻不能向下流动
D.这样的抽水机提升水的最大高度约为10m
2. 抽水机也叫水泵,如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。其中,活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动,A、B是只能向上开启的阀门,这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出,下列说法正确的是( )
A.阀门A向上打开是利用大气压 B.阀门B与外部液面高度差不能超过约10m
C.出水管口与外部液面的高度不能超过约10m D.阀门B向下关闭是利用大气压
3.用离心式水泵抽取地下的水,当时大气压为76厘米水银柱,这离心水泵能抽出的水距水泵的高度为( )
A.76厘米 B.13.6米 C.10.3米 D.103米
4.用如图所示的装置抽水,当活塞上升到管口后继续上升,会发生的现象是( )
A.水从管口流出
B.管内水随活塞继续上升
C.管内水面开始下降
D.水不能从管口流出,水保持在管口附近不动,既不上升也不下降
5. 以下有关离心式水泵的扬程及工作原理的说法中,不正确的是( )
A.离心式水泵靠大气压提水,因此其扬程不可能高于10.4米
B.离心式水泵的实际扬程可以高达20米以上
C.离心式水泵的吸水扬程不可能高于10.4米
D.离心式水泵的提水过程不仅仅靠大气压的作用
6.(多选)如图所示的是活塞式抽水机的工作原理图。下列说法正确的是(  )
A.抽水机是利用大气压来工作的
B.在图甲中,当用力在Q处向下压手柄PQ时,手柄上的P点受到竖直向上的作用力
C.在图乙中,在Q处向上抬手柄PQ时,阀门B由于受到液体压力而关闭,水被阻而不能向下流动
D.这样的抽水机提升水的最大高度约为10m
7.活塞式抽水机是利用 把水从低处抽到高处的。使用时,提起活塞,阀门B (选填“打开”或“关闭”,下空同),低处的水冲开阀门A进入圆筒;下压活塞,阀门A ,水冲开阀门B涌到活塞上面。
8.如图所示为活塞式抽水机的工作原理示意图。如图甲,提起活塞时,阀门A关闭,低处的水在________作用下推开阀门B,进入圆筒;如图乙,压下活塞时,阀门B关闭,活塞下面的水推开阀门______,涌入活塞上面;如图丙,再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门______关闭,水从出水口流出。
9.如图所示,为活塞式水泵的工作原理示意图,请完成下列填空。
甲图:提起活塞时,阀门 关闭,大气压迫使水推开阀门 ,进入圆筒;
乙图:压下活塞时,阀门B ,活塞下面的水推开阀门 ,涌入活塞上面;
丙图:再提起活塞时,阀门 关闭,它上面的水从出水口流出, 迫使水推开阀门B,水就进入圆筒。
10.活塞式抽水机和离心式水泵,都是利用 把水从低处抽到高处的,因此要让抽水机正常工作,它离水面的距离不得超过 m.
11. 如图,活塞式抽水机是利用_____来工作的,在1个标准大气压下,最多可把水抽高______m;图中的出水口和圆筒构成一个______。(1个标准大气压取取10 N/kg)
12. 抽水机是利用____来抽水的,如图所示为活塞式水泵的工作原理示意图,请完成下列填空.
甲图:提起活塞时,阀门______关闭,大气压迫使水推开阀门______,进入圆筒.
乙图:压下活塞时,阀门B______,活塞下面的水推开阀门______,涌入活塞上面.
丙图:再提起活塞时,阀门______关闭,它上面的水从出水管______,______迫使水推开阀门B,水就进入______.
13.现给出活塞式简易抽水机工作原理示意图,请你说出活塞式抽水机的构造。它是如何实现将水不断地提升到高处的呢?
14.(可以学习杠杆问题后回头做本题)如图活塞式抽水机AOB部分可视为杠杆,画出阻力F2,以及作用在手柄A点动力Fl的动力臂L1。
15.阅读下面短文,回答问题。
抽水机也叫水泵,是一种利用大气压强的抽水工具。下图所示的是活塞式抽水机工作原理的示意图。其中,活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动,A、B是只能向上开启的阀门。使用时,有经验的人会先往抽水机的圆筒里倒一点水,这样可以更容易把水抽出来。若提起活塞,阀门A受到大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,圆筒内气压①______外界的大气压。于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(如图甲所示);当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水受阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部(如图乙所示);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从出水管流出。与此同时,低处的水又在大气压的作用下推开阀门②______而进入圆筒(如图丙所示)。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
(1)文中①处应填 (选填“大于”“小于”或“等于”),②处应填 (选填“A”或“B”)。
(2)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,改变了活塞与筒壁间的______(填字母)。
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
(3)在大气压为时,该抽水机提升水的最大高度是 m(g取)。该抽水机在海拔3000m的青藏高原提升水的最大高度 (选填“高于”“低于”或“等于”)在珠海提升水的最大高度。
16.请结合下图给出的活塞式抽水机结构及工作原理示意图,说明其工作过程。
核心素养学习目标
知识解读易错警示示
注意!
考点例题精讲确确考向
课节重点难点精练达标培优
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第八章 压强
专题13 跨学科实践 制作简易活塞式抽水机
1.物理观念:了解简易活塞式抽水机结构及工作原理。通过制作简易活塞式抽水机,让学生深入理解大气压强的概念和作用。
2.科学思维:在制作过程中,学生需要进行观察、分析、推理和创新,培养科学思维能力。
3.科学探究:学生通过动手实践,体验科学探究的过程,掌握实验设计和操作的方法。
4.科学态度与责任:培养学生严谨认真的科学态度和团队合作精神,以及运用物理知识解决实际问题的责任感。能根据简易活塞式抽水机在实际生产生活中的应用,提出合理化建议。
知识点1.活塞式抽水机结构及工作原理。
1. 活塞式抽水机结构(如图所示)
2.活塞式抽水机结构及工作原理
活塞与筒壁紧密接触,同时又可以上下移动。A、B是只能向上开启的两个阀门。使用时,提起活塞,阀门A受大气压作用关闭,活塞下面空气稀薄,气压小于外部大气压,于是地处的水在大气压作用下,迫使水推开阀门B,进入圆筒。压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,由于水受阻碍不能向下流动,活塞下面的水推开阀门A,涌到活塞上面。再提起活塞时,阀门A关闭,它上面的水从出水口流出。与此同时,地处的水又大气压作用下推开阀门B进入圆筒,这样活塞不停的上下移动,水就从关口连续不断的流出。
知识点2.设计制作简易活塞式抽水机方案、选择材料、完成制作。
1. 材料和工具
(1) 材料 :空饮料瓶2个、带螺帽的圆形螺丝钉1颗、竹签1根、饮料吸管1根、内径约为7 mm的塑料软管1根。
(2) 工具 :剪刀、卷尺、电烙铁、热熔胶枪。
2. 制作步骤
(1) 制作进水阀 :取一个空饮料瓶的瓶盖,用电烙铁在瓶盖中央开一个直径约为5 mm的小孔 1。
(2) 组装抽水机 :
A.将另一个空饮料瓶的底部剪掉,留下上半部分作为抽水筒。
B.在抽水筒的底部中心钻一个孔,插入竹签作为活塞杆,并用热熔胶固定。
C.在活塞杆上安装带螺帽的圆形螺丝钉,以固定活塞位置。
D.将进水阀的塑料软管一端连接到抽水筒的侧面,另一端连接到进水阀的瓶盖 。
(3) 测试和调试 :
1)将抽水机的进水管插入水井中。
2)提起活塞,水在大气压作用下推开阀门进入筒内;压下活塞,阀门关闭,水通过活塞与筒身的间隙挤进活塞上部。
3)再次提起活塞,水再次推开阀门进入筒内,与此同时活塞上部的水从出水管流出。
知识点3.展示交流
1. 各小组展示制作好的抽水机工作的流畅性;
2. 若筒壁没有出水口,每个小组抽水高度是多少?
3. 说出各自小组制作的简易抽水机存在的不足有哪些?对存在不足之处有何合理化建议?
4. 汇报制作的抽水机用到了哪些学科知识。
重要解题方法总结:
分析活塞式抽水型工作过程思路
甲 乙 丙
图甲:下压把手,活塞 向上 , 阀门B 打开,大气压把水压进圆筒。
图乙:上提把手,活塞 向下 , 阀门A 打开,圆筒里的水升到活塞上方,然后从出水管流出。
易错点:简易活塞式抽水机的易错点主要包括以下几个方面 :
1. 排气问题 :在使用简易活塞式抽水机时,如果抽水机中的空气没有完全排出,会导致抽水机无法正常工作。通常采用灌水方法排气,确保抽水机内部没有空气 。
2. 活塞密封性 :活塞与筒身之间的密封性非常重要。如果密封不严,会导致抽水效率降低,甚至无法抽水。需要确保活塞与筒身之间的间隙尽可能小,以减少空气泄漏 。
3. 阀门功能 :阀门的设计和功能对抽水机的效率有直接影响。当提起活塞时,进水阀门应打开,排气阀门应关闭;当压下活塞时,情况相反。如果阀门无法正常开关,会导致抽水机无法正常工作 。
4. 活塞运动机制 :活塞的上下往复运动是抽水机的核心机制。如果活塞运动不畅或受到阻碍,会影响抽水效果。需要确保活塞运动顺畅,避免摩擦和阻力 。
5. 出水问题 :有时出水管的出水不畅或不出水,可能是由于出水管堵塞或出水阀门故障。需要检查出水管和阀门,确保其正常工作 。
考点1. 跨学科实践:活塞式抽水机 ( javascript:void(0)" \o "气压计和抽水机 )构造及工作原理相关问题
【例题1】活塞式抽水机工作时,活塞向上移动,_______阀门关闭,水在_________,的作用下冲开_______阀门,流入圆筒。
【答案】A;大气压;B
【解析】由图可知,活塞式抽水机工作时,提起活塞,阀门A受到上方大气压的作用而关闭,活塞下面的空气变稀薄,气压小于外界大气压,低处的水在大气压的作用下推开阀门B进入圆筒。
(考点1变式练1)活塞式抽水机的工作原理:使用时,若提起活塞,阀门A受到大气压的作用而关闭,低处的水受到 的作用推开阀门B进入圆筒(图甲);当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水受阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部(图乙);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从出水管流出。与此同时,低处的水又在 的作用下推开阀门B而进入圆筒(图丙)。
【答案】 大气压 大气压
【解析】使用活塞式抽水机,若提起活塞,阀门A关闭,活塞下面的空气少,气压低,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒。
再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从水管流出,此时活塞下方的气体少,气压小,在大气压的作用下将低处的水推开阀门B而进入圆筒。
(考点1变式练2)如图,是活塞式抽水机的工作图。有关活塞式抽水机下面说法错误的是( )
A.活塞式抽水机是利用大气压来抽水的
B.活塞式抽水机提升水的最大高度可以达到12m
C.使用一段时间后,抽水机的活塞与筒壁接触不再紧密,要更换新活塞
D.当压下活塞时,阀门B关闭,阀门A打开
【答案】B
【解析】A.活塞式抽水机是利用对大气压来抽水的,一个标准大气压,大约能支持10m高的水柱,故A正确,不符合题意;
B. 在一个标准大气压下,由可知支撑的水高度约为
故B错误,符合题意;
C. 抽水机的活塞与筒壁接触不再紧密,空气进入,活塞上下气压相同,地下水无法在大气压的作用下进入圆筒,要更换新活塞,故C正确,不符合题意;
D.由活塞式抽水机的工作过程可知,压下活塞时,阀门B关闭,活塞下面的水推开阀门A,涌入活塞上面,故D正确,不符合题意。故选B。
考点2. 跨学科实践:制作活塞式抽水机 ( javascript:void(0)" \o "气压计和抽水机 )相关问题
【例题2】项目主题:制作简易活塞式抽水机
项目提出:星期天,小梦回到乡村看望奶奶,奶奶家现在还在使用活塞式抽水机,这种抽水机需要利用人力反复提压手柄抽水。她又联系到自己所学,准备自己动手制作一台简易活塞式抽水机。
任务一 了解活塞式抽水机的结构及工作原理
活塞式抽水机工作时,活塞向上移动, 阀门关闭,水在 的作用下冲开 阀门,流入圆筒;
任务二 设计活塞式抽水机
(选材料)小梦找到纸杯和硬塑料瓶子,其中 适合充当圆筒;她又找来细塑料管和筷子,其中 适合充当活塞杆;
任务三 制作活塞式抽水机
(建模型)小梦剪下瓶子的瓶底,瓶子上部作为抽水机的 。把瓶底再略剪一小部分作为 ,使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。在瓶子的侧壁上打一个出水口,插上一段塑料管作为 。拔掉瓶盖上的小帽,把瓶口作为 。在活塞上打两个孔A、B,中间的孔A用来固定筷子。用橡皮膏把塑料片的一边黏在活塞上,使塑料片能盖住孔B,作为一个 。把玻璃球放在瓶子里作为另一个 。装上活塞,抽水机就组装好了。将瓶口朝下浸入水中,上下拉动活塞,抽水机就会把水抽上来;
任务四 测试活塞式抽水机的性能
(1)活塞式抽水机(如出水口图所示)是利用 来工作的,在一个标准大气压下,最多可把水抽高约 m;图中,出水口和圆筒构成一个 ;
(2)活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,其目的是 ;
任务五 实践应用
(1)活塞式抽水机模型,如图所示,当活塞不断上升时,拉力F的大小及水对活塞的压强p将(  )
A.F先增大后不变,p不变 B.F先减小后增大,p先减小后不变
C.F先增大后不变,p先减小后不变 D.F、p都不断增大
(2)洗手液瓶中的按压式吸液结构,如图所示。
1)按压式瓶盖的工作原理和 (选填“活塞式抽水机”“船闸”或“微小压强计”)的工作原理相同;
2)洗手液能被“吸”上来是利用了 。向下按压后松手时,液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒,是因为瓶中气压 储液筒中气压。(选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】任务一:A 大气压 B
任务二:硬塑料瓶子 筷子
任务三:圆筒 活塞 出水管 进水口 阀门A 阀门B
任务四 :(1)大气压 10.3 连通器(2) 见解析
任务五:(1)C (2) 活塞式抽水机 瓶内气体的压强 大于
【解析】任务一:活塞式抽水机工作时,下压手柄,活塞向上移动,A阀门关闭,水在大气压的作用下冲开B阀门,流入圆筒;再上提手柄,活塞向下移动,A阀门打开,B阀门关闭,水进入活塞上部,随着下次下压手柄水从出水口流出。
任务二:纸杯和硬塑料瓶子中硬塑料瓶子不易形变,适合充当圆筒;细塑料管和筷子中筷子坚硬一些,适合充当活塞杆,塑料管内部中空,可以作为出水口。
任务三:根据活塞式抽水机的原理和内部结构图,小梦剪下瓶子的瓶底,瓶子上部作为抽水机的圆筒。把瓶底再略剪一小部分作为活塞,使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。在瓶子的侧壁上打一个出水口,插上一段塑料管作为出水口。拔掉瓶盖上的小帽,把瓶口作为进水口。在活塞上打两个孔A、B,中间的孔A用来固定筷子。用橡皮膏把塑料片的一边黏在活塞上,使塑料片能盖住孔B,作为上阀门。把玻璃球放在瓶子里作为下阀门。装上活塞,抽水机就组装好了。将瓶口朝下浸入水中,上下拉动活塞,抽水机就会把水抽上来。
任务四 :活塞式抽水机是利用大气压来工作的,水在大气压的作用下被压上来;标准大气压的值约为
,所以在一个标准大气压下,最多可把水抽出的高度为
图中,出水口和圆筒构成的部分符合上端开口,下端连通特点,构成了一个连通器。
活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,其目的是将里面空气排出,同时增加活塞与圆筒密封性,当活塞上移时,活塞下边才能出现真空,这样大气压才能把水压入圆筒。
任务五:当活塞不断上升时,抽水机内的水柱高度不断增加,由于大气压大于水柱产生的压强,故多余的压强传递给活塞;即水对活塞的压强,大气压不变,随着h的增大,根据前面关系式可知,水对活塞的压强减小。但当水柱被提升到10米多时,水柱就不会再升高(一个标准大气压支持大约10米高水柱),活塞与水柱分离,水对活塞的压强减小为0并保持不变。即整个过程中,水对活塞的压强p先减小后不变。以活塞为研究对象,活塞受到竖直向上的拉力F、竖直向上的水压和竖直向下的大气压力,设活塞做匀速直线运动,且活塞重力忽略不计,则有。水对活塞的压强p先减小后不变(减小为0并保持不变),则水压先减小后不变,则拉力F的大小先增大后不变。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
按压式瓶盖的工作原理和活塞式抽水机的工作原理相同,都是利用大气压工作的。
洗手液能被“吸”上来是利用了瓶内气体的压强。向下按压后松手时,因为瓶中气压大于储液筒中气压,液体在气压差的作用下从导液管通过进液阀门进入到储液筒,再次按压洗手液就被“吸”上来
(考点2变式练1)小明同学设计了一款简易活塞式抽水机。使用时将该抽水机的进水管插入水井中。提起活塞,水在大气压作用下推开阀门进入筒内;压下活塞,阀门关闭,进入筒内的水通过活塞(圆橡皮)与筒身的间隙挤进活塞上部。再次提起活塞,水再次推开阀门进入筒内,与此同时活塞上部的水从水管流出。请回答以下问题。
⑴提压手柄抽水比较费力,要求应用杠杆原理对现有手柄进行改进,请画出合理方案的设计草图________
要求:①提压活塞杆时能较省力并能保持连续提压
②结构能保证一定的强度
③采用采用Φ12圆管,其他辅助材料自选
⑵在设计草图上标出手柄的主要尺寸_____
⑶在抽水时出水管不出水,可能的原因是________(①筒身破损;②阀门推不开;③出水管破损;④活塞杆生锈)。
⑷为了检验改进后的手柄是否省力,下列试验方案不合理的是______(①用弹簧称勾住手柄握手处进行上下拉压力的测量;②用同一只手进行手柄拉压对比感受;③用钩码挂在手柄握手之处)。
【答案】(1)(2)见下图(3)① ②(4)③
【解析】(1)用弯曲的杠杆代替水平直手柄,这样根据杠杆平衡条件知道动力臂大于阻力臂时省力。
(2)见答案图
(3)在抽水时出水管不出水,可能的原因是筒身破损;②阀门推不开。
⑷为了检验改进后的手柄是否省力,不合理的是用钩码挂在手柄握手之处。
(考点2变式练2)如果要制作一个活塞式抽水机,我们应如何选择材料?应注意哪些问题?
【答案】见解析
【解析】选择材料时,尽量选取身边常见的,容易获取的。同时选取圆筒的材料时,应充分考虑密封性,要能够和选取的活塞紧密贴合;可以参考活塞式抽水机,让水从下面进,上面出来;制作阀门时要设计成只能向上开启的活动阀门。所有选取的材料还应考虑一定的耐用性。
考点3. 跨学科实践:活塞式抽水机 ( javascript:void(0)" \o "气压计和抽水机 )实际应用问题
【例题3】若提起活塞,阀门A受到大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,圆筒内气压①外界的大气压。于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(图甲);当压下活塞时,阀门B神马水压下而关闭,水受阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部(图乙);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从侧管流出。与此同时,井里的水又在大气压的作用下推开阀门②而进入圆筒(图丙)。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
(1)文中①处应填________(选填“大于”、“小于”或“等于”),②处应填________(选填“A”或“B”);
(2)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的_______;
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
(3)下列现象与活塞式抽水机工作原理不相同的是_______;
A.吸盘紧紧吸在墙上 B.用吸尘器吸尘
C.用吸管喝牛奶 D.手机保护膜吸附在手机屏幕上
(4)在大气压为1×105Pa时,该抽水机提升水的最大高度是______m(g取10N/kg),在海拔3000m的青藏高原该抽水机提升水的最大高度______(选填“高于”、“低于”或“等于”)在珠海提升的最大高度。
【答案】(1)小于;B;(2)A;(3)B;(4)10;低于
【解析】(1)活塞的下面空气稀薄,则筒内的气压将变小,所以圆筒内气压小于外界的大气压。
由图可知,井里的水又在大气压的作用下推开阀门B。
(2)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,形成水膜,增强活塞与筒壁间的气密性。
(3)A.把吸盘紧压在光滑的墙上,把吸盘内的空气排出,大气压就把吸盘紧压在了墙上,在钩上可以挂衣服,利用了大气压,故A不符合题意;
B.用吸尘器吸尘土时,是吸尘器内部的电机高速旋转,根据流体压强特点:流体的流速越快,压强越小,可知其会使内部形成一个低压区,从而在外边大气压强的作用下,形成内外压强差,产生吸力将灰尘吸入,其原理主要是流体的压强特点,并非单纯依靠大气压,故B符合题意;
C.用力吸气,吸管内的气压小于外界大气压,牛奶在外界大气压的作用下,被压入口内,利用了大气压,故C不符合题意;
D.手机保护膜吸附在手机屏幕上,也是因为保护膜和屏幕之间的空气被挤出,外界大气压使其吸附在屏幕上。故D不符合题意。
故选B。
(4)在海拔3000m以内,每升高10m大气压降低100Pa,3000m的山顶上气压降低:
300×100Pa=30000Pa
则山顶气压:
1.0×105Pa-30000Pa=7×104 Pa
在大气压为1×105Pa时,该抽水机提升水的最大高度是:
海拔高,气压低,3000m的山顶上气压降低,所以最大高度低于在珠海提升的最大高度。
(考点3变式练1)中国古代劳动人民的智慧是无穷无尽的,为了从地下取水,人们发明了活塞式抽水机(如图所示)。当活塞式抽水机手柄向下压时,A、B阀门的状态应该是( )
A. A、B阀门均打开
B. A、B阀门均闭合
C. A阀门打开,B阀门闭合
D. A阀门闭合,B阀门打开
【答案】D
【解析】当活塞式抽水机手柄向下压时,在大气压作用下,地下水上升冲开B阀门,B阀门打开,上面的A阀门在大气压向下作用下关闭。
(考点3变式练2)抽水机也叫水泵,如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。(标准大气压为1.01×105Pa,g取9.8N/kg)
(1)请计算在标准大气压下,活塞式抽水机最多可把水抽上来的高度约为多少米。
(2)活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,简述一下这样做的目的。
【答案】(1)(2)见解析
【解析】(1)由公式得,活塞式抽水机最多可把水抽上来的高度
也就是说大气压只能支持高约10.3m的水柱。
(2)因为活塞式抽水机是利用大气压来工作的,所以活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,将里面空气排出,同时增加活塞与圆筒密闭性,当活塞上移时,活塞下边才能出现真空,这样大气压才能把水压入圆筒。
1.如图是活塞式抽水机工作的示意图,下列说法错误的是( )
A.抽水机是利用大气压来工作的
B.在图甲中,当用力在Q处向下压手柄PQ时,手柄上的P点受到的作用力竖直向上
C.在图乙中,在Q点向上抬手柄PQ时,阀门B由于受液体压力而关闭,水被阻不能向下流动
D.这样的抽水机提升水的最大高度约为10m
【答案】B
【解析】A.抽水机是利用大气压来工作的,不符合题意。
B.在图甲中,当用力在Q处向下压手柄PQ时,手柄上的P点受到的作用力竖直向下,符合题意。
C.在图乙中,在Q点向上抬手柄PQ时,阀门B由于受液体压力而关闭,水被阻不能向下流动,不符合题意。
D.这样的抽水机提升水的最大高度约为10m,不符合题意。
2. 抽水机也叫水泵,如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。其中,活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动,A、B是只能向上开启的阀门,这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出,下列说法正确的是( )
A.阀门A向上打开是利用大气压 B.阀门B与外部液面高度差不能超过约10m
C.出水管口与外部液面的高度不能超过约10m D.阀门B向下关闭是利用大气压
【答案】B
【解析】AD.由图可知,活塞式抽水机在使用时,提起活塞时,阀门A受到上方大气压的作用而关闭,活塞下面的空气变稀薄,气压小于外界大气压,于是低处的水在大气压的作用下推开阀门B进入圆筒;当压下活塞时,阀门B受水的压力而关闭,水不能向下流,于是水向上的压力冲开阀门A进入圆筒的上部。再提起活塞时,活塞上面的水使阀门A关闭,水被活塞提起,从侧管中流出来,故AD错误;
BC.一标准气压大约能支持10m高的水柱,所以阀门B与外部液面高度差不能超过约10m,故B正确,C错误。故选B。
3.用离心式水泵抽取地下的水,当时大气压为76厘米水银柱,这离心水泵能抽出的水距水泵的高度为( )
A.76厘米 B.13.6米 C.10.3米 D.103米
【答案】C
【解析】当时的大气压为76厘米水银柱,为.即:,,

4.用如图所示的装置抽水,当活塞上升到管口后继续上升,会发生的现象是( )
A.水从管口流出
B.管内水随活塞继续上升
C.管内水面开始下降
D.水不能从管口流出,水保持在管口附近不动,既不上升也不下降
【答案】C
【解析】本题易错选A.当活塞上升到S管口后再继续上升,活塞下水面将直接与大气连通,水在自身重力的作用下下降.
5. 以下有关离心式水泵的扬程及工作原理的说法中,不正确的是( )
A.离心式水泵靠大气压提水,因此其扬程不可能高于10.4米
B.离心式水泵的实际扬程可以高达20米以上
C.离心式水泵的吸水扬程不可能高于10.4米
D.离心式水泵的提水过程不仅仅靠大气压的作用
【答案】A
【解析】离心式水泵的扬程分为吸水扬程和实际扬程.吸水扬程是指将水从低处吸至泵壳处的扬程,这取决于大气压的大小,实际扬程还包括叶轮将水向高处甩出的高度,因此,实际扬程大于吸水扬程.
离心式水泵是利用大气压强来进行工作的,是大气压的力量将水从低处压到了泵壳处,因此,离心式水泵吸水扬程的最大高度可通过大气压进行计算.
根据压强公式p=ρgh得,.
因此,离心式水泵的吸水扬程不可能高于10.4米.
在吸水扬程的基础上,再加上叶轮对水的作用,其实际扬程会更大.
综上所述,BCD说法均正确,不合题意,只有选项A符合题意.
6.(多选)如图所示的是活塞式抽水机的工作原理图。下列说法正确的是(  )
A.抽水机是利用大气压来工作的
B.在图甲中,当用力在Q处向下压手柄PQ时,手柄上的P点受到竖直向上的作用力
C.在图乙中,在Q处向上抬手柄PQ时,阀门B由于受到液体压力而关闭,水被阻而不能向下流动
D.这样的抽水机提升水的最大高度约为10m
【答案】ACD
【解析】A.抽水机是先将筒内的空气排出,使其内部压强较小,水在外界大气压的作用下被压到高处,所以抽水机是利用大气压工作的,故A正确;
B. 在图甲中,当用力在Q处向下压手柄PQ时,手柄上的P点对活塞产生一个向上的拉力,由于物体间力的作用是相互的,活塞对P的作用力是向下的,故B错误;
C.在图乙中,在Q点向上抬手柄PQ时,阀门B由于受液体压力而关闭,形成一个闭合的空间,所以水被阻挡不能向下流动,故C正确;
D.抽水机是利用大气压来工作的,已知大气压强约为p0=1.0×105Pa,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,则由p=ρgh可得提升水的最大高度
则一标准大气压能支持10m高的水柱,故抽水机提升水的最大高度约为10m,故D正确。
故选ACD。
7.活塞式抽水机是利用 把水从低处抽到高处的。使用时,提起活塞,阀门B (选填“打开”或“关闭”,下空同),低处的水冲开阀门A进入圆筒;下压活塞,阀门A ,水冲开阀门B涌到活塞上面。
【答案】 大气压/大气压强 关闭 关闭
【解析】活塞式抽水机是利用大气压把水从低处抽到高处。
由图知道,活塞式抽水机在使用时,提起活塞,阀门B在活塞上面水的压力作用下关闭,活塞下面的空气变稀薄,气压小于外界大气压,于是,低处的水在大气压的作用下推开阀门A进入圆筒。
当压下活塞时,阀门A受水的压力而关闭,水不能向下流,于是阀门A与阀门B之间的水就冲开阀门B涌到活塞上面。
8.如图所示为活塞式抽水机的工作原理示意图。如图甲,提起活塞时,阀门A关闭,低处的水在________作用下推开阀门B,进入圆筒;如图乙,压下活塞时,阀门B关闭,活塞下面的水推开阀门______,涌入活塞上面;如图丙,再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门______关闭,水从出水口流出。
【答案】大气压; A; A
【解析】如图所示为活塞式抽水机的工作原理示意图。如图甲,提起活塞时,阀门A关闭,低处的水在大气压作用下推开阀门B,进入圆筒;如图乙,压下活塞时,阀门B关闭,活塞下面的水推开阀门A,涌入活塞上面;如图丙,再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从出水口流出。
9.如图所示,为活塞式水泵的工作原理示意图,请完成下列填空。
甲图:提起活塞时,阀门 关闭,大气压迫使水推开阀门 ,进入圆筒;
乙图:压下活塞时,阀门B ,活塞下面的水推开阀门 ,涌入活塞上面;
丙图:再提起活塞时,阀门 关闭,它上面的水从出水口流出, 迫使水推开阀门B,水就进入圆筒。
【答案】 A B 关闭 A A 大气压
【解析】活塞式水泵是利用大气压原理工作的。提起活塞时,阀门A关闭,大气压迫使水推开阀门B,进入圆筒;压下活塞时,阀门B关闭,活塞下面的水推开阀门A,涌入活塞上面;再提起活塞时,阀门A关闭,它上面的水从出水管流出,大气压迫使水推开阀门B水就进入圆筒。如此循环,就可以把水泵出。
10.活塞式抽水机和离心式水泵,都是利用 把水从低处抽到高处的,因此要让抽水机正常工作,它离水面的距离不得超过 m.
【答案】大气压;10.3
【解析】活塞式抽水机和离心式抽水机工作时,都是使其内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下将水压入抽水机内,进而实现把水从低处压到高处的目的.
由公式得,.也就是说大气压只能支
持高10.3m的水柱,而离心式抽水机又是利用了大气压的作用,所以它离水面的高度不得超过这一数值。
11. 如图,活塞式抽水机是利用_____来工作的,在1个标准大气压下,最多可把水抽高______m;图中的出水口和圆筒构成一个______。(1个标准大气压取取10 N/kg)
【答案】大气压 10 连通器
【解析】活塞式抽水机是利用大气压来工作的,根据可得,它能抽水的最大高度:。出水口和圆筒构成一个上端开口、底部连通的容器,所以构成的是一个连通器。
12. 抽水机是利用____来抽水的,如图所示为活塞式水泵的工作原理示意图,请完成下列填空.
甲图:提起活塞时,阀门______关闭,大气压迫使水推开阀门______,进入圆筒.
乙图:压下活塞时,阀门B______,活塞下面的水推开阀门______,涌入活塞上面.
丙图:再提起活塞时,阀门______关闭,它上面的水从出水管______,______迫使水推开阀门B,水就进入______.
【答案】大气压;
甲图:A、B;
乙图:关闭、A;
丙图:A、流出、大气压、圆筒.
【解析】(2)活塞式水泵工作过程如下:
①提起活塞时,阀门A关闭,大气压迫使水推开阀门B,进入圆筒;
②压下活塞时,阀门B关闭,活塞下面的水推开阀门A,涌入活塞上面;
③再提起活塞时,阀门A关闭,它上面的水从出水管流出,大气压迫使水推开阀门B,水就进入圆筒.
13.现给出活塞式简易抽水机工作原理示意图,请你说出活塞式抽水机的构造。它是如何实现将水不断地提升到高处的呢?
【答案】见解析
【解析】活塞式抽水机包含出水管,圆筒,活塞(跟筒壁紧密接触且可上下移动),阀门A、B(只能向上开启),进水管等,如图甲。使用时,若提起活塞,阀门A受到大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,气压小于外界的大气压。于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(如图甲)。当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水受阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部(如图乙)。再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从出水管流出,与此同时,低处的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒(如图丙)。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
14.(可以学习杠杆问题后回头做本题)如图活塞式抽水机AOB部分可视为杠杆,画出阻力F2,以及作用在手柄A点动力Fl的动力臂L1。
【答案】如图所示
【解析】过支点O做力F1作用线的垂线段,即为所求作的动力臂L1;过B点作竖直向上的力,即阻力F2。
15.阅读下面短文,回答问题。
抽水机也叫水泵,是一种利用大气压强的抽水工具。下图所示的是活塞式抽水机工作原理的示意图。其中,活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动,A、B是只能向上开启的阀门。使用时,有经验的人会先往抽水机的圆筒里倒一点水,这样可以更容易把水抽出来。若提起活塞,阀门A受到大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,圆筒内气压①______外界的大气压。于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(如图甲所示);当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水受阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部(如图乙所示);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从出水管流出。与此同时,低处的水又在大气压的作用下推开阀门②______而进入圆筒(如图丙所示)。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
(1)文中①处应填 (选填“大于”“小于”或“等于”),②处应填 (选填“A”或“B”)。
(2)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,改变了活塞与筒壁间的______(填字母)。
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
(3)在大气压为时,该抽水机提升水的最大高度是 m(g取)。该抽水机在海拔3000m的青藏高原提升水的最大高度 (选填“高于”“低于”或“等于”)在珠海提升水的最大高度。
【答案】(1) 小于 B (2)A (3)10 低于
【解析】(1)活塞的下面空气稀薄,则筒内的气压将变小,所以圆筒内气压小于外界的大气压。
由图可知,井里的水又在大气压的作用下推开阀门B。
(2)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,形成水膜,增强活塞与筒壁间的气密性,故A符合题意,BC不符合题意。故选A。
(3)在大气压为时,该抽水机提升水的最大高度是
气压和海拔高度有关,且海拔高度越高,气压越低,因此青藏高原提升水的最大高度低于在珠海提升水的最大高度。
16.请结合下图给出的活塞式抽水机结构及工作原理示意图,说明其工作过程。
【答案】见解析
【解析】活塞与筒壁紧密接触,同时又可以上下移动。A、B是只能向上开启的两个阀门。使用时,提起活塞,阀门A受大气压作用关闭,活塞下面空气稀薄,气压小于外部大气压,于是地处的水在大气压作用下,迫使水推开阀门B,进入圆筒。压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,由于水受阻碍不能向下流动,活塞下面的水推开阀门A,涌到活塞上面。再提起活塞时,阀门A关闭,它上面的水从出水口流出。与此同时,地处的水又大气压作用下推开阀门B进入圆筒,这样活塞不停的上下移动,水就从关口连续不断的流出。
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