9.4 跨学科实践:制作简易活塞式抽水机 同步练习(含答案解析)

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9.4 跨学科实践:制作简易活塞式抽水机 同步练习(含答案解析)

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9.4 跨学科实践:制作简易活塞式抽水机 同步练习(含答案解析)
一、基础巩固练习
1.图甲为活塞式抽水机结构图,图乙为小明同学根据图甲自制的活塞式抽水机。在制作和使用的过程中,以下做法合理的是
A.随意选择任何材料制作阀门,都可以使抽水机正常工作
B.活塞与圆筒需紧密接触同时可以上下拉动活塞
C.将抽水机放置在密闭真空环境中使用
D.使用此抽水机抽水,活塞向下运动时,两个阀门都打开
2.图甲是某小组用自己制作的简易活塞式抽水机抽水的情景。该抽水机的结构如图乙所示,将塑料片粘在活塞上作为阀门A,把玻璃球放到瓶子里作为阀门B.当抽水机连续出水时,向上提起活塞,阀门A   (选填“打开”或“关闭”),低处的水受到   的作用推开阀门B进入圆筒;压下活塞时,阀门   (选填“A”或“B”)关闭,水受阻不能向下流动。
3.活塞式抽水机主要由圆筒、活塞、两个只能向上开启的阀门A、B、出水管等组成,活塞向上提升时,两个阀门的工作状态如图所示。当活塞向下压时,两个阀门的工作状态是(  )
A.阀门A打开,阀门B关闭 B.阀门A打开,阀门B打开
C.阀门A关闭,阀门B打开 D.阀门A关闭,阀门B关闭
4.用刀切菜时,刀钝了切不动,这时可以使劲切,这是利用   的方法来   压强。活塞式抽水机是利用   把水从低处抽到高处。
5.【跨学科实践】制作简易活塞式抽水机
(1)我国古人很早就开始认识和应用大气压了。图甲为我国战国时期的青铜汲酒器及其简易图。如图乙,将其放入酒中时,汲酒器和酒缸就构成了一个   ,酒水由底部的圆孔b流进汲酒器内,用拇指压住a 孔并向上提起,在   的作用下酒水不会从b 孔流出;松开拇指,在   的作用下酒水便会缓缓流下。
(2)怎么才能不断地将液体提升到高处呢?下面我们就自己动手制作一个简易活塞式抽水机。
【活塞式抽水机的工作原理】
如图1甲所示,取一个注射器,把针头插到装水的杯子中,向上拉动活塞,能看到水从低处升到高处,简易图如图1乙所示。水为什么跟着活塞上升?   。
图1
(3)当活塞往下压时,水从针头处喷出,回到杯子里。如何才能不断地将水提升到高处呢?活塞式抽水机解决了这个问题。
图2
①如图2甲所示,提起活塞时,阀门   关闭,大气压迫使水推开阀门   ,进入圆筒。
②如图2乙所示,压下活塞时,阀门B    ,活塞下面的水推开阀门   ,涌入活塞上面。
③如图2丙所示,再提起活塞时,阀门   关闭,它上面的水从出水管流出,   迫使水推开阀门B ,水就进入圆筒。
(4)【设计并制作活塞式抽水机】
了解活塞式抽水机的工作原理后,用准备的密封性好的圆筒、橡胶垫材质的活塞等制作活塞式抽水机。在制作过程中,思考以下问题:
如果活塞比圆筒大,活塞会放不进圆筒中;如果活塞比圆筒小得多,会出现的现象是   。因此,活塞要比圆筒略小一些。
(5)为什么可以用玻璃球作为下面的阀门,从活塞式抽水机工作时玻璃球的工作情况解释   。
二、能力提升练习
6.小明在学习了物理后,他马上学以致用,利用空饮料瓶完成了以下实验,其中能证明大气压存在的实验是
A. B.
C. D.
7.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,活塞下面的空气稀薄,气压   (选填“大于”或“小于”)外界的大气压,于是,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   ,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,水从出水管流出。
8.洗手液瓶中的按压式吸液结构,如图所示.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,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   (选填“大于****小于”或“等于”)储液筒中气压.
9.【跨学科实践】在跨学科实践课上,某小组开展了“制作简易活塞式抽水机”的项目化学习活动。下面是该小组同学的实践过程,请帮助完成下列内容:
【项目分解】
①制作简易活塞式抽水机
②用活塞式抽水机抽水
(1)【项目实施】
制作简易活塞式抽水机
组员们先观察了生活中活塞式抽水机的结构,如图甲所示。该小组选用生活中常见的材料制作了如图乙所示的装置,此装置中的活塞是利用剪下来的瓶底制作而成,为了提升抽水效率,小组成员在活塞上打了四个通水孔(如图丙中A图)。接下来需要将活塞上的通水孔变成单向阀门,于是小组成员在气球上剪下一块和活塞大小相当的乳胶膜(如图丙中B图),为了能够实现利用该装置抽水的目的,应将乳胶膜粘在活塞的上表面还是下表面 答:   。
(2)用活塞式抽水机抽水
活塞式抽水机制作完成后,将瓶口朝下浸入水中,上下拉动活塞,水便在   的作用下被抽上来。我国某地区的气压为0.65×105Pa,利用图甲的活塞式抽水机理想状态下在该地区可将水抽高   m. (g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(3)【项目拓展】
风箱是一种用来产生风力的设备(如图丁),我国汉朝便有了关于风箱使用的记载,在冶炼金属和烧饭的过程中,常用风箱来增加气流,达到助燃的目的。它的工作原理与活塞式抽水机相同,如图戊是风箱的内部结构图,当左右推拉手柄M时,活塞便会左右运动,改变箱内的空间分配,当空间变小时,气压就会增大,当空间变大时,气压就会减小。
A、B、C三处各有一个通风口,并安装有阀门,在气流的作用下每个阀门都可以在当前位置和虚线位置之间绕01、02、03点转动。
①在活塞移动过程中,依据A、B、C三处阀门的开合情况,可以判断出   处为出风口。
②当左右推拉此风箱的手柄M时,关于出风口气流情况,下列说法正确的是   。
A.只有活塞向左运动时出风口出风
B.只有活塞向右运动时出风口出风
C.活塞左右运动时出风口都会出风
D.活塞左右运动时出风口都不会出风
10.【跨学科实践】在跨学科实践课上,小阳和同组的同学利用一个用来装洗涤液的空瓶子、一根筷子、一块塑料片、一个玻璃球、一块橡皮膏、一根塑料管制作了一个简易的活塞式抽水机,如图所示。
(1)当拉动活塞向上运动时,阀门关闭,储水仓里的空气变稀薄,气压   外界的大气压,于是,水在大气压的作用下推开玻璃球流入储水仓;
(2)当推动活塞向下运动时,玻璃球挡住瓶口,而阀门将   ,储水仓的水涌到活塞上面;
(3)某小组制作的抽水机放入水中抽水时,无论怎样移动活塞,出水口都没有水流出,可能的原因是   。
三、素养提升练习
11.如图,是小雷同学根据设计图制作的简易活塞式抽水机,将圆筒放到装有水的盆中,上下抽动活塞,水就被抽了上来。结合自己操作中观察到的现象,他做了如下总结,其中正确的是
A.抽水机是利用流体压强与流速的关系的原理工作的
B.在一个标准大气压下,活塞式抽水机提升水的最大高度可以达到12m
C.当压下活塞时,此时阀门B打开,阀门A关闭
D.抽水时,活塞向上运动,阀门A关闭,阀门B打开
12.课间,小明用一个空塑料瓶、一根筷子、一块塑料片、一个玻璃球、一块橡皮膏和一根塑料管自制了一台简易活塞式抽水机,如图所示。
(1)小明对自制抽水机各部件功能的描述错误的是____。
A.塑料瓶:剪开后分别作为抽水机的圆筒和活塞
B.塑料管:作为进水管将水引入圆筒
C.玻璃球:作为进水阀门,活塞向上提起时打开进水通道
D.塑料片:活塞上提时会关闭,盖住活塞上的孔N,防止空气进入
(2)有经验的人在使用抽水机时,先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的   ,确保向上提活塞时筒内   降低。
13.下列对四幅图片及情景解释错误的是(  )
A.甲图中,把饮料吸入口中,是利用大气压强
B.乙图中,飞镖箭头做得很尖,是为了增大压强
C.丙图中,拿自制气压计上楼,细管内水柱下降
D.丁图中,若向B管中吹气,A管中液面会上升
14.三峡大坝建设5级船闸,让货船利用船闸来实现通过大坝的需求。如图所示装置中与船闸原理工作相同的是(  )
A. B.
C. D.
15.课外学习小组开展了制作简易活塞式抽水机的实践活动,同学们集思广益,各显身手,下面是小组同学们交流的实践过程,请将下列内容补充完整:
(1)【项目实施】
首先需要了解活塞式抽水机的结构及工作原理:取一个注射器,把针头插到装有水的盆中,向上拉动活塞,就能看到水从低处升到高处,这是靠   的作用,使水升到高处的。结合托里拆利实验,同学们想到尝试设计一款活塞式抽水机。通过计算同学们得出抽水机提升水的最大高度约为   m(已知标准大气压p0=1.0×105Pa,ρ水=1.0×103kg/m3,g取9.8N/kg).在初步了解了活塞式抽水机的工作原理之后,小明设计了一个如图甲所示的抽水机,当活塞在圆筒内上升到出水管S后继续上升,会发生的现象是   。
A.水从出水管S流出
B.圆筒内水随活塞继续上升
C.圆筒内水面开始下降
D.水保持在出水管S管口下方附近不动,既不上升也不下降
(2)【项目改进】
小明参照图乙所示的活塞式抽水机的结构,对自制抽水机进行了如下改进,如图丙所示:
①剪下洗涤液的空瓶子的瓶底,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。
②在瓶子的侧壁上打一个出水口,插上一段塑料管作为出水管。拔掉瓶盖上的小帽,把瓶口作为进水口。
③在活塞上打两个孔,中间的孔用来固定筷子。用橡皮膏把塑料片的一边黏在活塞上,使塑料片能盖住孔A,作为一个阀门。把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门B.
④装上活塞,抽水机就组装好了。将瓶口朝下浸入水中,向上拉动活塞,此时阀门B下方的压强   (选填“大于”或“小于”)阀门B上方的压强,阀门B下方的水推开阀门B进入圆筒中,活塞反复上下运动,最终成功将水抽到高处。
(3)【项目反思】
小明和同学们发现这样一个问题,自制的活塞式抽水机在工作前,向圆筒内灌入一些水,抽水会更容易,这样做的主要目的是   。小明还发现每个小组制作的抽水机模型各具特色,下列做法能使活塞式抽水机的工作运转流畅的是   。
A.减少活塞和管壁之间的摩擦 B.减少圆筒的重量 C.减少活塞的重量
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】气压计和抽水机;大气压的综合应用;制作简易活塞式抽水机
【解析】【解答】A、用光滑且有一定硬度的材料做阀门,阀门能与圆桶结合严密,封住气和水,故A错误;
B、活塞与圆筒需紧密接触,同时可以上下拉动活塞,把水送入出水管,故B正确;
C、活塞式抽水机利用大气压来工作,抽水机不能在真空环境中使用,故C错误;
D、活塞向下运动时,下方阀门在水压作用下关闭,而上方阀门打开,圆筒中的水不断上升到活塞上方,实现抽水,故D错误。
故选B。
【分析】用光滑且有一定硬度的材料做阀门,可实现气密性,并减小摩擦;根据活塞式抽水机的原理进行分析。
2.【答案】关闭;大气压;B
【知识点】气压计和抽水机;大气压的综合应用;制作简易活塞式抽水机
【解析】【解答】图乙中,向上提起活塞时,阀门A在大气压的作用下,是关闭的,低处的水在外界大气压的作用下,推开阀门B,进入筒中,当压下活塞时,筒内气体被压缩,压强大,推动阀门B关闭,使水不能向下流动。
【分析】气体空间变大,大气压减小,空间减小,气压变大,判断抽水机工作过程。
3.【答案】A
【知识点】气压计和抽水机;大气压的综合应用;制作简易活塞式抽水机
【解析】【解答】图中,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A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【分析】根据活塞式抽水机的原理进行分析。
4.【答案】增大压力;增大;大气压
【知识点】增大压强的方法及其应用;气压计和抽水机;大气压的综合应用
【解析】【解答】用刀切菜时,使劲切时,可以用增大压力的方法来增大压强。活塞式抽水机抽水时,活塞向上运动,筒内压强减小,水在外界大气压的作用下进入筒内。故第1空填:增大压力;第2空填:增大;第3空填:大气压。
【分析】压强与压力、受力面积有关,增大压力,可以增大压强;抽水机利用大气压,将水抽向高处。
5.【答案】(1)连通器;大气压;重力
(2)注射器筒内是真空,活塞上提,大气压就把水压上来了
(3)A;B;关闭;A;A;大气压
(4)活塞往上提时,水不会被提上去
(5)向上提活塞,水在大气压的作用下支撑起玻璃球并进入圆筒,向下压活塞,玻璃球在重力的作用下落在筒口,堵住筒口从而使水不能流回去
【知识点】气压计和抽水机;大气压的综合应用;制作简易活塞式抽水机
【解析】【解答】(1)图乙中,汲酒器将放入酒中时,汲酒器和酒缸下部通过小孔b连通,上方都和空气接通,下部连通,上部开口,就构成了连通器;酒水由底部的圆孔b流进汲酒器内,当用拇指压住a 孔,a处与大气压隔绝,向上提起,在大气压的作用下,酒水不会从b 孔流出,实现将酒取出;当松开拇指,a孔进气,内部有气压,酒水在重力的作用下,便会流下。
(2)图1乙中,当向上拉动注射器的活塞,活塞下体积变大,注射器筒内是真空,气压小于外界大气压,水在外界大气压的作用下,被压入筒中,大气压就把水压上来了,看到水从低处升到高处;
(3)图2中,活塞式抽水机的改进:
①甲图,活塞向上提起时,阀门A关闭,圆筒内气体体积增大,压强减小,而外界大气压不变,在压强差作用下,阀门B下方的压强大于上方的压强,阀门B下方的水推开阀门B,进入圆管中。
②乙图中,压下活塞时,筒内压强变大,阀门B关闭,活塞下面的水推开阀门A,涌入活塞上面。
③丙图中,再次提起活塞时,阀门A关闭,其上面的水从出水管流出,同时,在大气压作用下,水再次推开阀门B ,进入圆筒,如此反复,将水抽到高处。
(4)制作抽水机时,若活塞比圆筒大,则活塞不能放入进圆筒中;若活塞比圆筒小得多,会出现气密性差,活塞往上提时,由于内外不能形成气压差,水不会被提上去,所以,制作抽水机时,活塞要比圆筒略小一些;
(5)使用活塞式抽水机时,向上提活塞,水在大气压的作用下,支撑起玻璃球并进入圆筒,向下压活塞,玻璃球在重力的作用下落在筒口,堵住筒口从而使水不能流回去,而且圆的玻璃球密封效果很好,所以,利用玻璃球作为下面的阀门。
【分析】(1)连通器的特点是上端开口,下端连通。根据 汲酒器 的形状,分析是否是连通器;
(2)结合活塞向上运动时,筒内气压和外界大气压的大小关系,判断水上升的原因;
(3)结合图像,分析活塞式抽水机工作过程;
(4)制作抽水机时,要增加密封性, 便于利用大气压的作用,将水提到高处;
(5)结合活塞式抽水机的工作过程,分析下方的玻璃球的作用。
6.【答案】A
【知识点】大气压强的存在;大气压的综合应用
【解析】【解答】A、覆杯实验证明了大气压的存在,故A正确;
B、B项证明了液体压强与深度有关,深度越深,压强越大,故B错误;
C、C图证明了物体具有惯性,故C错误;
D、D图说明了力可以使物体发生形变,故D错误。
故选:A。
【分析】(1)覆杯实验证明了大气压的存在;
(2)液体压强随深度的增加而变大;
(3)一切物体都具有惯性;
(4)力可以改变物体的运动状态,可以使物体发生形变。
7.【答案】小于;A;A
【知识点】气压计和抽水机;大气压的综合应用;制作简易活塞式抽水机
【解析】【解答】甲图,向上提起活塞时,阀门A关闭,圆筒内气体体积增大,空气稀薄,压强减小,小于外界大气压,在压强差作用下,阀门B下方的水推开阀门B,进入圆管中。
乙图中,压下活塞时,筒内压强变大,阀门B关闭,活塞下面的水推开阀门A,涌入活塞上面。
丙图中,再次提起活塞时,水使阀门A关闭,其上面的水从出水管流出,同时,在大气压作用下,水再次推开阀门B ,进入圆筒,如此反复,将水抽到高处。
【分析】抽水机工作时,利用了大气压的作用,将水抽到高处,结合图像,分析过程。
8.【答案】活塞式抽水机;大气压;大于
【知识点】气压计和抽水机;大气压的综合应用
【解析】【解答】图中,按压瓶盖时,工作原理和活塞式抽水机的工作原理相同,洗手液在瓶内气压作用下,被压上来,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,是因为瓶中气压大于储液筒中气压。故第1空:活塞式抽水机;第2空:大气压;第3空:大于。
【分析】当瓶内气压大于外部大气压时,液体在气压作用下被压上来,和活塞式抽水机原理相同。
9.【答案】(1)上表面
(2)大气压;6.5
(3)B;C
【知识点】气压计和抽水机;大气压的综合应用;制作简易活塞式抽水机
【解析】【解答】(1)活塞式抽水机工作时,活塞与筒体之间的密封越好,抽水效果越好,利用乳胶膜实现气密性,为了能够抽水的目的,需要将活塞下方空间和外界大气压隔绝,应将乳胶膜粘在活塞的上表面。
(2)活塞式抽水机抽水时,活塞下圆筒内气压小于外界大气压,水在大气压的作用下被抽上来,利用了大气压的作用;
利用图甲的活塞式抽水机,结合当地的大气压,可将水抽高:;
(3)图戊中,①当向左推手柄M时,活塞便会左运动,风箱左半部分空间变小,气压增大,单向阀门A关闭,B向右摆动,风从B处吹出,风箱右半部分空间变大,气压减小,单向阀门C打开,空气由C进入风箱;当向右拉手柄M时,活塞右运动,风箱右半部分空间变小,气压增大,单向阀门C关闭,B向左摆动,风从B处吹出,风箱左半部分空间变大,气压减小,单向阀门A打开,空气由A进入风箱;则可判断出B处为出风口,当左右推拉此风箱的把手M时,活塞左右运动时,出风口都会出风。
【分析】(1)乳胶膜的作用是:密封活塞与筒体之间的间隙,防止水从间隙中泄漏。将乳胶膜粘在活塞的上表面,可以确保在活塞下压时,水不会从活塞与筒体之间的间隙泄漏,从而保证抽水效果。
(2)活塞式抽水机是利用大气压来工作的;根据液体压强公式,计算利用图甲的活塞式抽水机理想状态下,可将水抽高的高度。
(3)结合风箱图像,分析工作中,出风口的位置。
10.【答案】(1)小于
(2)被推开
(3)装置漏气
【知识点】气压计和抽水机;大气压的综合应用;制作简易活塞式抽水机
【解析】【解答】(1)图中,当拉动活塞向上运动时,阀门关闭,储水仓体积增大,空气变稀薄,气压小于外界大气压。水在大气压的作用下,推开玻璃球,流入储水仓。
(2)当推动活塞向下运动时,储水仓内体积减小,水的压强增大,玻璃球挡住瓶口,水会推开阀门,储水仓的水涌到活塞上面。
(3)当抽水机放入水中抽水时,移动活塞,如果活塞与筒壁之间、各连接处等存在缝隙,导致空气进入,就无法形成足够的气压差,水就不能被抽到储水仓,则出水口没有水流出。
【分析】抽水机利用大气压的作用,将水抽到高处,根据抽水机内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下,水被压入储水仓,如此反复,分析水被抽出的过程。
11.【答案】D
【知识点】气压计和抽水机;大气压的综合应用;制作简易活塞式抽水机
【解析】【解答】A、抽水机工作时,利用了大气压的作用,将水抽到高处,不是流体压强与流速的关系,A错误;
B、在一个标准大气压下,大气压可以支持水的高度约为10.3m,则活塞式抽水机提升水的最大高度可达10.3m,B错误;
C、当压下活塞时,筒内压强变大,推开阀门A,阀门B受到向下的力而关闭,C错误;
D、结合图像,抽水时,活塞向上运动,阀门A在大气压的作用下而关闭,筒内的水在大气压的作用下,推开阀门B,D正确。
故选D。
【分析】抽水机在大气压的作用下,将水抽到高处。
12.【答案】(1)B
(2)气密性;气压
【知识点】大气压的综合应用;制作简易活塞式抽水机
【解析】【解答】(1)A. 塑料瓶:剪开后分别作为抽水机的圆筒和活塞,故A正确;
B. 塑料管:作为出水管将水引出圆筒,故B错误;
C. 璃球:作为进水阀门,活塞向上提起时打开进水通道,故C正确;
D. 塑料片:活塞上提时会关闭,盖住活塞上的孔N,防止空气进入,故D正确。
故选B。
(2)有经验的人在使用抽水机时,先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的气密性,确保向上提活塞时筒内气压降低。
【分析】(1)活塞式抽水机是利用大气压工作的,分析各部件功能要围绕大气压原理;
(2)加水的目的是增强活塞与筒壁间的气密性;
确保向上提活塞时筒内气压减小,小于外界大气压强在外界大气压的作用下将水压入圆筒。
13.【答案】C
【知识点】增大压强的方法及其应用;气压计和抽水机;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A.甲图中,用力把饮料吸入口中,吸管内的压强减小,大气压将饮料压入口中,故A正确,不符合题意;
B.乙图中,飞镖箭头做得很尖,通过减小受力面积,增大压强,故B正确,不符合题意;
C.丙图中,拿自制气压计上楼,外界大气压随着海拔的增加而变小,瓶内的气压不变,瓶内气压将水压入细管中,水柱上升,故C错误,符合题意;
D.丁图中,若向B管中吹气,A管上端空气流速大,压强小于外界大气压,大气压将水压入A管中,管中的液面会上升,故D正确,不符合题意。
故选C。
【分析】1、压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力;
2、大气压的应用; 吸盘是将吸盘内部的气压减小,导致外界大气压大于内部气压,将吸盘压在墙面,和吸管吸取饮料的原理相同。
14.【答案】B
【知识点】连通器原理及其应用;探究液体压强的特点实验;气压计和抽水机;大气压的综合应用
【解析】【解答】 三峡大坝的船闸,能让货船利用船闸来实现通过大坝的需求,原理为连通器。
A.当外界气压改变时,自制气压计内的液柱高度发生改变,故A不符合题意;
B.反水弯的形状为U形管,下端连通,上端开口,利用了连通器原理,故B符合题意;
C.U形压强计的底部连通,上面只有一侧开口,不属于连通器,故C不符合题意;
D.当水槽内水面下降到杯口以下时,外面的空气进入瓶内,则瓶内水在大气压强的作用流入水槽中,从而实现自动供水,利用了大气压,故D不符合题意。
故选B。
【分析】根据图片分析各个装置的工作原理,然后与三峡船闸的工作原理对照即可。
15.【答案】(1)大气压;10.3;C
(2)>
(3)在活塞上拉时活塞下形成真空,低处的水在大气压作用下进入圆筒中;AC
【知识点】气压计和抽水机;大气压的综合应用;制作简易活塞式抽水机
【解析】【解答】(1)将注射器的活塞向上拉动时,注射器内空气稀薄,气压小于外界大气压,在大气压作用下,水被压入注射器;
标准大气压p0=1.0×105Pa,根据p=ρgh,可以计算出大气压能支持的水柱高度为:。
图甲中,活塞上升到出水管S后,此时圆管与井构成了连通器,圆筒内水面开始下降,C符合题意。
故选C;
(2)改装为图乙结构后,向上拉动活塞时,圆筒内空间增大,气压减小。阀门B下方的水受到的大气压力大于阀门B上方的压力,水会推开阀门B进入圆筒中,阀门B下方的压强大于阀门B上方的压强,成功将水抽到高处;
(3)活塞式抽水机在工作前,向圆筒内灌入一些水,在活塞上拉时活塞下形成真空,低处的水在大气压作用下进入圆筒中,抽水会更容易;
要使活塞式抽水机工作流畅,
A、减少活塞和管壁之间的摩擦,使活塞运动更顺畅,方法可行;
B、减小圆管的重量,对抽水机将水提升一定高度,影响不大;
C、减少活塞的重量,提升更轻松,提高工作效率,方法可行。
故选AC。
【分析】(1)活塞向上拉动时,注射器内空气稀薄,气压小于外界大气压,由此作答;根据p=ρgh,计算抽水机提升水最大高度;
活塞上抽水过程:当活塞在圆筒内上升到出水管S后继续上升,圆管与外部环境构成连通器,圆筒内水面开始下降;
(2)向上拉动活塞时,圆筒内空间增大,气压减小,此时外界气压大于气筒气压,把阀门B推开;
(3)工作前向圆管内灌水,增加密封性,减少磨损和发热,减轻活塞的质量,提高效率。
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