9.4跨学科实践：自制活塞式抽水机-2024-2025学年八年级物理下册同步知识导航与微点作业（人教版2024）

初中物理新教材知识导航与微点作业 第九章《压强》 9.4跨学科实践：自制活塞式抽水机 知识导航与规律点拨 1.活塞式抽水机是利用 抽水的，标准大气压下，最高只能把水抽出 m高。 2.制作活塞式抽水机的材料要求是 能力比较强，抽水机的各管道和接口要有良好的 。 【大气压 10.33 抗压 气密性好 】 微点作业 一、单选题 1．下列生活现象中，不属于利用大气压的是（　　） A．用吸管吸饮料 B．用注射针筒给病人注射药液 C．活塞式抽水机的工作原理 D．贴在墙上的吸盘式挂衣钩 2．“北有长城，南有灵渠”。灵渠始建于秦朝，是世界上最古老的船闸运河。如图所示与船闸工作原理相同的是（　　） A．茶壶 B．用吸管喝饮料 C．热气球腾空而起 D．活塞式抽水机 3．如图所示的工具或装置中，主要利用的物理知识正确的是（　　） A．铅垂线：重力的方向是垂直向下的 B．滑雪板：增大压强 C．活塞式抽水机：大气压强 D．铁轨下的枕木：增大压强 4．公元前4世纪，亚里士多德提出“自然界厌恶真空”的观点，即自然界不存在真空，如果有真空的话，就有水、气来填补。17世纪托里拆利提出大气受到重力作用存在压强的观点。下列现象可分别佐证亚里士多德和托里拆利观点的是（　　） ①用吸管“吸”饮料；        ②两船并行相“吸”碰撞； ③两光滑铅块压紧后“吸”住；    ④抽水机只能将水“吸”到约10米高。 A．①和②④ B．④和②③ C．①和①④ D．④和①③ 二、填空题 5．活塞式抽水机是利用 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，它上面的水从出水口流出 ，迫使水推开阀门B，水就进入圆筒. 6．运用知识解决问题：如图，A、B分别是活塞式抽水机的进水阀门和排气阀门．当活塞压下时，打开的阀门是   ；当活塞提上时，打开的阀门是 ，在外界   的作用下，水从进水管通过进水阀门从上方的出水口D流出．这样活塞在圆筒中上下往复运动，不断地把水抽出来． 7．洗手液瓶中有个按压式吸液结构，它由图中的结构组成，使用的时候，通过手向下按压，活塞向下移动，弹簧被压缩使得进液阀门关闭，出液阀门打开，储液筒里的液体从出液管流出瓶外；当手松开时，弹簧恢复原来的自然状态使得活塞向上移动，出液阀门关闭，进液阀门打开，液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒。这样活塞在圆筒中上下往复运动，不断地把液体“吸”出瓶外。 （1）按压式瓶盖的工作原理和 的工作原理相同；（填序号） A．活塞式抽水机    B．马桶    C．微小压强计 （2）洗手液能被“吸”上来是利用了 ； （3）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”） （4）如果宇航员在太空舱中按压这种洗手液瓶盖， 挤出洗手液（选填“能”或“不能”）。 三、实验题 8．(1)活塞式抽水机工作原理如图所示，提起活塞时， 阀门关闭，管外的水在 的作用下进入圆筒． (2)探究液体内部压强规律： 现象方法：将压强计的探头放入水中，发现探头向下移动的过程中，U型管两侧液面高度差变大，这说明液体压强随深度的增加而 ．保持探头所处深度不变，向水中加盐，发现高度差变大，这说明液体压强还与液体 有关． 实验中U型管两侧液面高度差的大小反映了探头所受液体压强的大小，运用的科学方法是 法． 问题讨论：在开口的空矿泉水瓶的侧壁和底部扎几个小孔，用手将其压入水中，发现水从各个小孔涌入瓶中，说明液体内部向 都有压强． 四、简答题 9．如图所示,是恺恺同学自制的“蜡烛抽水机”的实验装置。他将一支塑料软管弯成∩形,一端插入左边的杯中，另一端插入右边杯的水中，点燃左边杯中的蜡烛后，用硬纸片封住左边杯口（纸片与杯口涂有凡士林）。一段时间后，右边杯中的水会被“抽”到左边杯中，请你帮恺恺解释其中的原因。 五、综合题 10．抽水机也叫水泵，如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。 （1）抽水机是利用 来工作的； 图中POQ实际上是一个 （填“等臂”“省力”或“费力”） 杠杆； （2）请计算在一标准大气压下，活塞式抽水机最多可把水抽的高度约为多少米； （3）如果灌溉一块水田需要 的水是从距水田2m深的水井中抽上来的，此水泵至少要做多少焦的功； （4）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。 六、科普阅读题 11．阅读材料，回答问题。 活塞式抽水机 如图所示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，若提起活塞，活塞下面的空气由于容积变大变得稀薄，则筒内的气压将变小，小于外界的大气压。阀门A受到向下的大气压的作用而关闭，低处的水受到向上的大气压的作用推开阀门B进入圆筒（图甲）；当活塞下压时，阀门B被水压下而关闭，水被阻不能向下流动只能冲开阀门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，水从侧壁流出。与此同时，井里的水又在大气压的作用下推开阀门B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）简述活塞式抽水机是怎样将低处的水抽到高处的？ （2）活塞式抽水机的压柄POQ是个杠杆，使用它的好处是什么？ （3）请你计算，一标准大气压下，这个抽水机提升水的高度是多少米？（P0=105Pa，g=10N/kg）    参考答案 题号 1 2 3 4 答案 B A C C 1．B 【详解】A．用力吸管内空气，吸管内的气压小于外界大气压，饮料在外界大气压的作用下，被压入口内，利用了大气压，故A不符合题意； B．用注射针筒给病人注射药液是人的推力产生的压强压入人体的，不是大气压的应用，故B符合题意； C．活塞式抽水机利用大气压把水压上来的，故C不符合题意； D．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D不符合题意。 故选B。 2．A 【详解】船闸的上下游通过阀门与闸室构成连通器； A．茶壶的壶嘴与壶身底部相通，上端开口，壶嘴和壶身在同一高度，倒满水后，液面相平，利用了连通器原理，故A符合题意； B．用吸管喝饮料时，先用嘴吸出管中的部分空气，管中的气压变小，饮料被大气压压入嘴中，利用了大气压强，故B不符合题意； C．热气球升空，是因为热空气的密度比空气的密度小，热气球受到的浮力大于重力，利用的是空气的浮力，故C不符合题意； D．抽水机抽水，通过活塞上移使活塞下方的桶内气压减小，水在外界大气压的作用下，被压上来，此现象与大气压有关，故D不符合题意。 故选A。 3．C 【详解】A．重力的方向总是竖直向下的，图中铅垂线是利用重力的方向竖直向下来设计的，故A错误； B．滑雪板是通过增大受力面积来减小压强，故B错误； C．活塞式抽水机是利用大气压强把水从低处抽到高处，故C正确； D．铁轨下的枕木，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】亚里士多德和托里拆利的观点，是说明大气存在压强。 ①用吸管吸饮料时，吸管内的气压减小，饮料在外界大气压的作用下被压入嘴里，也可以说明吸管内是真空，下方的饮料来填补吸管内的真空部分，故①符合题意； ②当船并行时，中间的水流动速度增大，压强减小。船外侧大的压强将船向中间挤压，造成相吸相撞，利用的是流体压强和流速的关系，故②不符合题意； ③两光滑铅块压紧后“吸”住，说明分子之间存在引力，故③不符合题意； ④一标准大气压能支持水柱的高度约为10m，抽水机只能将水“吸”到约10米高，说明大气压的存在，故④符合题意。 综上可知，C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5． 大气压 A B 关闭 A A 大气压 【详解】[1]活塞式水泵和离心式水泵都是利用大气压原理工作的； [2][3]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； [4][5]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； [6][7]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 6． B A 大气压 【分析】抽水机是利用大气压来工作的，熟悉抽水机的结构，根据对其工作过程的了解进行作答 【详解】读图可知，当活塞压下时，打开的阀门是B；当活塞提上时，打开的阀门是A，在外界大气压在作用下，水从进水管通过进水阀门从上方的出水口D流出． 7． A 瓶内压强与大气压之间的压强差 大于 能 【详解】（1）[1]按压式瓶盖的工作原理是按压瓶盖使瓶内气体被压缩，瓶内气体的压强变大，大于瓶外大气压，在气压差作用下，瓶内液体被压出。 A．活塞式抽水机时通过活塞上衣或叶轮转动，使抽水机内水面上方的气压减小，小于大气压在气压差作用下，水被压上来，故A符合题意；     B．马桶的基本原理时利用水的重力，与大气压无关，故B不符合题意；     C．微小压强计是用来测量较小的压强的，在U形管内装有色液体，两侧液面都受大气压的作用，两侧液面在同一高度，用橡皮管把扎有橡皮膜的金属盒连到U形管一侧，用手指按橡皮膜，手指加在橡皮膜上的压强就由封闭在管内的气体根据帕斯卡定律来传递，而使连接橡皮管的一侧液面降低，另一侧液面升高，U形管两侧液面出现高度差，与大气压无关，故C不符合题意。 故选A。 （2）[2]洗手液能被“吸”上来是利用瓶内压强与大气压之间的压强差。 （3）[3]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，在气压差作用下，瓶中液体沿导液管上升。 （4）[4]太空舱中内也有空气，如果宇航员在太空舱中按压这种洗手液瓶盖，同样可以通过按压增大瓶内气压，使瓶内气压大于舱内气压，同样可以挤出液体。 8． A 大气压 增大 密度 转换 各个方向 【详解】（1）提起活塞时，阀门A受到上面水的压力而关闭，在大气压的作用下，地下的水推开阀门B进入圆筒．(2)①将压强计的探头放入水中越深，U型管两侧液面高度差变大，这说明液体压强随深度的增加而增大保持探头所处深度不变，向水中加盐，则液体的密度增大，发现高度差变大，这说明液体压强还与液体密度有关．实验中U型管两侧液面高度差的大小反映了探头所受液体压强的大小，运用的科学方法是转换法．②由于液体内部向各个方向都有压强，所以在开口的空矿泉水瓶的侧壁和底部扎几个小孔，用手将其压入水中，发现水从各个小孔涌入瓶中． 9．见解析 【详解】用硬纸片封住左边杯口，点燃左边杯中的蜡烛后，蜡烛燃烧会消耗左边杯中的氧气，这样左边杯内的大气压会减小，而右边杯中的大气压不变，右边杯中的水在大气压的作用下会流入左边杯中，即被“抽”到左边杯中。 10． 大气压 省力 10.3m 见详解 【详解】（1）[1]活塞式抽水机工作时，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，则抽水机是利用大气压工作的。 [2]图中POQ是以O点为支点，动力臂大于阻力臂的省力杠杆。 （2）[3]由公式p=pgh得，活塞式抽水机最多可把水抽的高度 也就是说大气压只能支持高约10.3m的水柱。 （3）[4]水泵做的功 此水泵至少要做的功。 （4）[5]水可以隔绝空气，向圆筒内灌入几杯水，可以排出空气，增加密闭性。 11．（1）见解析；（2）省力；（3）10m 【详解】（1）使用时，若提起活塞，活塞下面的空气由于容积变大变得稀薄，则筒内的气压将变小，小于外界的大气压。阀门A受到向下的大气压的作用而关闭，低处的水受到向上的大气压的作用推开阀门B进入圆筒。 （2）由图可知，POQ压柄在使用时，动力臂大于阻力臂，因此是省力杠杆，可以省力。 （3）由p=ρ水gh得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$