9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机（3个知识点＋2个方法技巧＋2大题型）-2024-2025学年八年级下册物理同步题型分类讲与练（人教版2024）

9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 01导图速览 02必备知识 ►知识点1 了解活塞式抽水机的工作原理 ►知识点2 设计活塞式抽水机 ►知识点3 制作活塞式抽水机 03方法技巧 ►方法技巧1 活塞式抽水机提升水的最大高度 ►方法技巧2 自制活塞式抽水机的优化方案 04经典题型 题型1 活塞式抽水机的工作原理 题型2 制作活塞式抽水机 知识点1 了解活塞式抽水机的工作原理 1、活塞式抽水机的结构：活塞、圆筒、阀门、出水管等。其中，活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动，A、B 是只能向上开启的单向阀门。 2、活塞式抽水机的工作原理 （1）甲：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。 （2）乙：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。 （3）丙：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。与此同时低处的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒。 这样，活塞不停地上下移动，水就从管口连续不断地流出。 知识点2 设计活塞式抽水机 1、圆筒：选用密封性好的圆筒。硬塑料圆管作为机体材料，塑料轻便且耐用。 2、活塞：可以使用橡皮塞或者塑料片制作，从而能够保证与筒壁紧密接触，且活塞在简内上下滑动时、能够有效地控制液体的进出。 3、进水管和出水管：可以使用细塑料管，塑料管易获取且成本较低，同时具有良好的耐用性和易加工性。 4、其他辅助材料：大头针、粘合剂等，用于固定和连接各个部件，完善抽水机的整体结构和确保功能的稳定性。 知识点3 制作活塞式抽水机 1、材料选择：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，一块橡皮音，一根塑料管。 2、制作步骤 （1）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。 （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，作为一个阀门。把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门。 （4）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。 【注意】活塞式抽水机在工作前，需向圆筒内灌入几杯水，这样做是因为活塞式抽水机是利用大气压来工作的，向圆筒内灌入几杯水，目的是将里面的空气排出，同时增加活与圆筒密闭性、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。 3、测试与改进 完成制作后，进行抽水测试。观察抽水机的工作情况，检查是否有漏水、抽水量是否达到设计要求等。如有问题，对密封部件、单向阀等进行调整和改进。 方法技巧1 活塞式抽水机提升水的最大高度 活塞式抽水机是利用大气压把水抽上来的，所以抽水机提升水的高度有上限，根据可知，提升水的最大高度。活塞式抽水机由于密封程度不好等原因，提水的高度一般达不到 10.3 m。 方法技巧2 自制活塞式抽水机的优化方案 1、材料选择：使用轻质、强度高的材料制作圆筒，能减轻整体重量，便于操作。同时制作圆筒的材料如果是透明的效果更好，以便演示时可观察到其内部情况。 2、结构改进 （1）增强密封性：活塞与圆筒之间的密封好坏是抽水机制作成功与否的关键。可以采用高质量的密封圈来减少漏水，提高抽水效率，同时确保所有连接部位尽量紧密，以减少空气进入。 （2）活塞设计：应考虑到其上下运动的顺畅性，优化形状和表面处理，使其更光滑，减少摩擦力。 （3）进水管和出水管的设计应便于连接和使用，同时保证水流的畅通无阻。 题型1 活塞式抽水机工作原理 1．（23-24八年级下·吉林长春·期末）活塞式抽水机能把水抽上来主要利用了（　　） A．液体压强 B．大气压强 C．浮力 D．重力 【答案】B 【解析】活塞式抽水机是利用活塞的上下移动来排出空气，造成内外气压差而使水在大气压作用下上升抽出。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．（24-25八年级下·全国·课后作业）（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。 3．（22-23八年级下·湖南长沙·期末）办公室有一个简单的抽水机，当用手连续按压上部塑料筒时，水就会流出来；再按一下水管上方的黄色按钮，会听到“哧”的一声，筒内的水立刻退回到水桶内。如果塑料筒穿孔或者连接部分密封不好，设备无法正常抽水。关于这个设备，下列说法中正确的是（　　） A．向下按压塑料筒时，塑料筒内气体压强会变小 B．水由于塑料筒的吸引力而升上来 C．按下黄色按钮，水桶内的气压会变大 D．该设备能抽水是因为按压增大了桶内气压，利用内外压强差将水压出桶外 【答案】D 【解析】A．向下连续按压上部塑料筒时，塑料筒内气体压强会变大，塑料桶内的空气进入水桶，水桶内气体质量变大，压强会变大，故A错误； B．水桶内部气压变大，大于外界的气压，在内部气压的作用下，水被压上来，故B错误； C．按下黄色按钮，水桶内的气压会变小，水退回桶内，故C错误； D．该设备能抽水是因为按压增大了桶内气压，使得筒内气压大于外界气压，利用内外压强差将水压出桶外，故D正确。 故选D。 4．（24-25八年级下·全国·随堂练习）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】[1]活塞式抽水机是利用大气压把水从低处抽到高处。 [2]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。 [3]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。 5．（24-25八年级下·全国·课后作业）大气压强的应用：活塞式抽水机和离心式抽水机，它们都是利用 来工作的；高压锅是通过提高液面上方气体的 来提高液体的 ，从而达到更易煮熟食物的目的。 【答案】大气压 压强 沸点 【解析】[1]抽水机工作原理：活塞式和离心式抽水机工作时，通过内部机械结构（如活塞运动或叶轮旋转）排出空气，形成低压区。外界大气压将水压入抽水机，从而将水抽到高处。因此，它们的共同原理是利用大气压。 [2][3]高压锅的原理：高压锅通过密封设计，加热时水蒸气无法逸出，导致锅内液面上方的气压增大。根据液体沸点随气压升高而升高的规律，锅内水的沸点提高（可达120℃以上），温度更高，食物更易煮熟。 6．（24-25八年级下·安徽·课后作业）如图所示的活塞式抽水机是利用 来工作的，图中出水管和圆筒构成一个 。 【答案】大气压 连通器 【解析】[1]抽水机是将筒内的空气排出，这样在外界大气压的作用下水就被压进抽水机了，抽水机是利用大气压来工作的。 [2]出水口和圆筒是一个上端开口，底部连通的容器，所以构成的是一个连通器。 7．在日常生活中，装有洗手液或洗发液的瓶子，其瓶盖都是按压式的，如图所示。其工作原理和 的工作原理相同（选填“船闸”或“活塞式抽水机”），洗手液能被“吸”上来是利用了 。 【答案】活塞式抽水机 大气压 【解析】[1][2]按压瓶盖，瓶内气体被压缩，压强变大，大于外界大气压，洗手液在内外气压差的作用下被“吸”上来，利用的是大气压。活塞式抽水机抽水，通过活塞上移使抽水机内水面上方的气压减小，水在外界大气压的作用下，被压上来，利用了大气压。所以装有洗手液或洗发液的瓶子与活塞式抽水机的工作原理相同。 8．（22-23八年级下·山东青岛·期中）活塞式抽水机的工作原理如图所示，当活塞被从圆筒底部提起时，阀门 A ，地下水在 的作用下推开阀门 ，进入圆筒中。 【答案】关闭 大气压（强） B 【解析】[1][2][3]由图可知，当提起活塞时，阀门A关闭，活塞内的气体体积增大，气压降低，低于外界的大气压，因此管外的水在大气压的作用下推开阀门B，进入圆筒中。 9．（24-25八年级下·全国·课后作业）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； （2）请计算在一标准大气压下，活塞式抽水机最多可把水抽起的高度约为多少米； （3）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）大气压 （2）10.3m （3）见详解 【解析】（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）水抽到最高处时，水柱产生的压强与大气压相等，由公式p=pgh得，活塞式抽水机最多可把水抽起的高度 也就是说大气压只能支持高约10.3m高的水柱。 （3）水可以隔绝空气，向圆筒内灌入几杯水。活塞向下运动时，活塞下方空气可以排出。活塞向上运动时，由于水的存在，空气不能进入活塞下方，保证在大气压作用下，把水抽上来。 题型2 制作活塞式抽水机 10．（23-24八年级下·辽宁葫芦岛·期末）小葫的班主任为方便同学们在桶装饮用水中汲水，购置了一款如图1所示的桶装水手压式抽水器，该抽水器构造简单、操作方便，但在使用中也出现了一些问题，引起了创新小组同学的研究兴趣，它们立即开展了一次从物理走向生活的实践活动； 【任务一】了解常见手压式抽水器的工作原理与功能升级 通过观察和查阅资料，创新小组绘制了如图2所示的该抽水器等效构造图，其实质是通过按压按管向桶内打气，将水压出； 小葫发现同学们在使用该抽水器时，当停止按压按管时，水依然会从出水口流出一段时间，导致水外溢浪费，于是创新小组的同学在图2所示的构造中增设了一个“一键止水阀”来实现快速停水。该一键止水阀由一弹性按压杆控制，其工作原理是按压止水阀时，可使外部大气与水桶相通，进水管与水桶构成 ，致进水管中水面回落而不外溢。 【任务二】桶装水手压式抽水器的创新设计 同学讨论发现，由于使用该抽水器时，桶内水面上方气压较大，存在一定的安全隐患，于是小组同学借鉴活塞式抽水机的原理，决定利用原有装置重新设计抽水器； 重新设计后的方案如图3所示，使用时将进水管紧紧插入桶装水的桶口开孔，下压按管时进水阀关闭，空气或水在按管及套装在按管上的橡胶密封环共同作用下，经出水阀流出出水口；当手松开后，将按管上推，泵内体积变大气压减小，只能单向开启的出水阀应设计成图中 （填“实线”或“虚线”）所示形式，水在 作用下被抽进泵内，如此循环水就会源源不断地从出水口流出来。 【任务三】桶装水手压式抽水器的设计改进 小组同学按照上面的设计组装好抽水器，在使用时发现，按管下压后回弹较慢、出水不连续。组内同学在观察交流后，制定如下两个处理方案，我们应该选择 方案。 A．取下套装在按管上的橡胶密封环以减小摩擦 B．换用合适的助力弹簧，以增强弹力的作用效果 按正确的处理方案重新组装后，小葫发现刚刚设计的抽水器在连续下压按管抽水时越来越困难，且水桶轻微变瘪，经与小组同学讨论后，换用截面模型如图4所示 中的进水管就解决了问题。 【任务四】方案拓展交流 同学们发现几经改进，最后设计的方案虽然解决了常见抽水器的安全隐患，且不用止水阀可自然防止水的外溢，但发现其出水连续性仍不理想，经查阅有关资料发现利用多个类似按管的橡胶活塞由电动机带动可实现连续抽水，也就是我们见到的桶装水的电动抽水器，对此有兴趣的同学研究一下吧！ 【答案】连通器 实线 大气压 A 甲 【解析】[1]图2所示，按压止水阀时，可使外部大气与水桶相通，进水管与水桶构成连通器，根据连通器特点知，进水管中水面将回落而不外溢。 [2][3]将按管上推，泵内体积变大气压减小，只能单向开启的出水阀应设计成图中实线所示形式，水在大气压作用下被抽进泵内，如此循环水就会源源不断地从出水口流出来。 [4]在使用时发现，按管下压后回弹较慢、出水不连续。说明气压不足，故组内同学在观察交流后，制定取下套装在按管上的橡胶密封环如下两个处理方案，故我们应该选择A方案。 [5]按正确的处理方案重新组装后，小葫发现刚刚设计的抽水器在连续下压按管抽水时越来越困难，且水桶轻微变瘪，说明水桶气压小于大气压，经与小组同学讨论后，换用截面模型如图4所示甲中的进水管就解决了问题 11．（22-23九年级上·广东汕头·开学考试）如图为某活塞式抽水机工作的示意图，其中POQ是手柄，能绕着O点转动，P点通过连杆与活塞相连，A、B是单向阀门，只能向上开启，请回答下面的问题： （1）如图甲所示，当在Q点对手柄PQ施加 （填“向上”或“向下”）的作用力时，圆筒中的活塞向上运动，阀门 （选填“A”或“B”）打开，水在 （选填“大气压”或“水压”）作用下经过阀门流入圆筒； （2）如图乙所示，活塞向下运动时，阀门B在 （选填“大气压”或“水压”）作用下关闭，而阀门A （选填“打开”或“关闭”），圆筒中的水不断上升到活塞上方； （3）如图丙所示，在Q点用力向下压手柄PQ时，手柄上P点受到的阻力方向 （选填“向上”或“向下”），圆筒上方的水从出水管口流出；某地居民在安装此抽水机时，下端水管已插入水中，但无论怎样移动活塞，水管口都没有水流出，可能原因是 。（写一条即可） 【答案】向下 B 大气压 水压 打开 向下 水管与抽水机接头处漏气（装置漏气等） 【解析】（1）[1][2][3]在Q点对手柄PQ施加向下的作用力，圆筒中的活塞向上运动，阀门A下方的气压减小，水在大气压作用下顶开阀门B，经过阀门B流入圆筒。 （2）[4][5]活塞向下运动时，压缩圆筒内的水，由于水向各个方向都有压力，阀门B在水压作用下关闭，而阀门A在水压作用下向上打开，圆筒中的水不断上升到活塞上方。 （3）[6]如图丙所示，在Q点用力向下压手柄PQ时，P端向上运动，对活塞产生向上的拉力，由于力的作用是相互的，活塞对手柄上产生向下的拉力，所以P点受到的阻力方向向下，圆筒上方的水从出水管口流出。 [7]无论怎样移动活塞，水管口都没有水流出，可能原因是装置密封不严，有漏气的地方；或者水位太低，大气压不能把水压上来。 12．（23-24八年级下·广东珠海·期中）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．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．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（图甲）；当压下活塞时，阀门B被水压下而关闭，水被阻不能向下流动，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）在大气压为时，该抽水机提升水的最大高度是 m（g取），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】小于 B A B 10 低于 【解析】（1）[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。 [2]由图可知，井里的水又在大气压的作用下推开阀门B。 （2）[3]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）[4]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）[5]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。 13．（24-25八年级下·全国·课后作业）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）[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。 [2]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）[1]在大气压为时，该抽水机提升水的最大高度是 [2]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。 14．（23-24八年级下·云南文山·期末）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”）。 【答案】A 瓶内压强与大气压之间的压强差 大于 能 【解析】（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。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 01导图速览 02必备知识 ►知识点1 了解活塞式抽水机的工作原理 ►知识点2 设计活塞式抽水机 ►知识点3 制作活塞式抽水机 03方法技巧 ►方法技巧1 活塞式抽水机提升水的最大高度 ►方法技巧2 自制活塞式抽水机的优化方案 04经典题型 题型1 活塞式抽水机的工作原理 题型2 制作活塞式抽水机 知识点1 了解活塞式抽水机的工作原理 1、活塞式抽水机的结构：活塞、圆筒、阀门、出水管等。其中，活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动，A、B 是只能向上开启的单向阀门。 2、活塞式抽水机的工作原理 （1）甲：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。 （2）乙：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。 （3）丙：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。与此同时低处的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒。 这样，活塞不停地上下移动，水就从管口连续不断地流出。 知识点2 设计活塞式抽水机 1、圆筒：选用密封性好的圆筒。硬塑料圆管作为机体材料，塑料轻便且耐用。 2、活塞：可以使用橡皮塞或者塑料片制作，从而能够保证与筒壁紧密接触，且活塞在简内上下滑动时、能够有效地控制液体的进出。 3、进水管和出水管：可以使用细塑料管，塑料管易获取且成本较低，同时具有良好的耐用性和易加工性。 4、其他辅助材料：大头针、粘合剂等，用于固定和连接各个部件，完善抽水机的整体结构和确保功能的稳定性。 知识点3 制作活塞式抽水机 1、材料选择：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，一块橡皮音，一根塑料管。 2、制作步骤 （1）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。 （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，作为一个阀门。把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门。 （4）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。 【注意】活塞式抽水机在工作前，需向圆筒内灌入几杯水，这样做是因为活塞式抽水机是利用大气压来工作的，向圆筒内灌入几杯水，目的是将里面的空气排出，同时增加活与圆筒密闭性、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。 3、测试与改进 完成制作后，进行抽水测试。观察抽水机的工作情况，检查是否有漏水、抽水量是否达到设计要求等。如有问题，对密封部件、单向阀等进行调整和改进。 方法技巧1 活塞式抽水机提升水的最大高度 活塞式抽水机是利用大气压把水抽上来的，所以抽水机提升水的高度有上限，根据可知，提升水的最大高度。活塞式抽水机由于密封程度不好等原因，提水的高度一般达不到 10.3 m。 方法技巧2 自制活塞式抽水机的优化方案 1、材料选择：使用轻质、强度高的材料制作圆筒，能减轻整体重量，便于操作。同时制作圆筒的材料如果是透明的效果更好，以便演示时可观察到其内部情况。 2、结构改进 （1）增强密封性：活塞与圆筒之间的密封好坏是抽水机制作成功与否的关键。可以采用高质量的密封圈来减少漏水，提高抽水效率，同时确保所有连接部位尽量紧密，以减少空气进入。 （2）活塞设计：应考虑到其上下运动的顺畅性，优化形状和表面处理，使其更光滑，减少摩擦力。 （3）进水管和出水管的设计应便于连接和使用，同时保证水流的畅通无阻。 题型1 活塞式抽水机工作原理 1．（23-24八年级下·吉林长春·期末）活塞式抽水机能把水抽上来主要利用了（　　） A．液体压强 B．大气压强 C．浮力 D．重力 2．（24-25八年级下·全国·课后作业）（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 3．（22-23八年级下·湖南长沙·期末）办公室有一个简单的抽水机，当用手连续按压上部塑料筒时，水就会流出来；再按一下水管上方的黄色按钮，会听到“哧”的一声，筒内的水立刻退回到水桶内。如果塑料筒穿孔或者连接部分密封不好，设备无法正常抽水。关于这个设备，下列说法中正确的是（　　） A．向下按压塑料筒时，塑料筒内气体压强会变小 B．水由于塑料筒的吸引力而升上来 C．按下黄色按钮，水桶内的气压会变大 D．该设备能抽水是因为按压增大了桶内气压，利用内外压强差将水压出桶外 4．（24-25八年级下·全国·随堂练习）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。 5．（24-25八年级下·全国·课后作业）大气压强的应用：活塞式抽水机和离心式抽水机，它们都是利用 来工作的；高压锅是通过提高液面上方气体的 来提高液体的 ，从而达到更易煮熟食物的目的。 6．（24-25八年级下·安徽·课后作业）如图所示的活塞式抽水机是利用 来工作的，图中出水管和圆筒构成一个 。 7．在日常生活中，装有洗手液或洗发液的瓶子，其瓶盖都是按压式的，如图所示。其工作原理和 的工作原理相同（选填“船闸”或“活塞式抽水机”），洗手液能被“吸”上来是利用了 。 8．（22-23八年级下·山东青岛·期中）活塞式抽水机的工作原理如图所示，当活塞被从圆筒底部提起时，阀门 A ，地下水在 的作用下推开阀门 ，进入圆筒中。 9．（24-25八年级下·全国·课后作业）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； （2）请计算在一标准大气压下，活塞式抽水机最多可把水抽起的高度约为多少米； （3）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。 题型2 制作活塞式抽水机 10．（23-24八年级下·辽宁葫芦岛·期末）小葫的班主任为方便同学们在桶装饮用水中汲水，购置了一款如图1所示的桶装水手压式抽水器，该抽水器构造简单、操作方便，但在使用中也出现了一些问题，引起了创新小组同学的研究兴趣，它们立即开展了一次从物理走向生活的实践活动； 【任务一】了解常见手压式抽水器的工作原理与功能升级 通过观察和查阅资料，创新小组绘制了如图2所示的该抽水器等效构造图，其实质是通过按压按管向桶内打气，将水压出； 小葫发现同学们在使用该抽水器时，当停止按压按管时，水依然会从出水口流出一段时间，导致水外溢浪费，于是创新小组的同学在图2所示的构造中增设了一个“一键止水阀”来实现快速停水。该一键止水阀由一弹性按压杆控制，其工作原理是按压止水阀时，可使外部大气与水桶相通，进水管与水桶构成 ，致进水管中水面回落而不外溢。 【任务二】桶装水手压式抽水器的创新设计 同学讨论发现，由于使用该抽水器时，桶内水面上方气压较大，存在一定的安全隐患，于是小组同学借鉴活塞式抽水机的原理，决定利用原有装置重新设计抽水器； 重新设计后的方案如图3所示，使用时将进水管紧紧插入桶装水的桶口开孔，下压按管时进水阀关闭，空气或水在按管及套装在按管上的橡胶密封环共同作用下，经出水阀流出出水口；当手松开后，将按管上推，泵内体积变大气压减小，只能单向开启的出水阀应设计成图中 （填“实线”或“虚线”）所示形式，水在 作用下被抽进泵内，如此循环水就会源源不断地从出水口流出来。 【任务三】桶装水手压式抽水器的设计改进 小组同学按照上面的设计组装好抽水器，在使用时发现，按管下压后回弹较慢、出水不连续。组内同学在观察交流后，制定如下两个处理方案，我们应该选择 方案。 A．取下套装在按管上的橡胶密封环以减小摩擦 B．换用合适的助力弹簧，以增强弹力的作用效果 按正确的处理方案重新组装后，小葫发现刚刚设计的抽水器在连续下压按管抽水时越来越困难，且水桶轻微变瘪，经与小组同学讨论后，换用截面模型如图4所示 中的进水管就解决了问题。 【任务四】方案拓展交流 同学们发现几经改进，最后设计的方案虽然解决了常见抽水器的安全隐患，且不用止水阀可自然防止水的外溢，但发现其出水连续性仍不理想，经查阅有关资料发现利用多个类似按管的橡胶活塞由电动机带动可实现连续抽水，也就是我们见到的桶装水的电动抽水器，对此有兴趣的同学研究一下吧！ 11．（22-23九年级上·广东汕头·开学考试）如图为某活塞式抽水机工作的示意图，其中POQ是手柄，能绕着O点转动，P点通过连杆与活塞相连，A、B是单向阀门，只能向上开启，请回答下面的问题： （1）如图甲所示，当在Q点对手柄PQ施加 （填“向上”或“向下”）的作用力时，圆筒中的活塞向上运动，阀门 （选填“A”或“B”）打开，水在 （选填“大气压”或“水压”）作用下经过阀门流入圆筒； （2）如图乙所示，活塞向下运动时，阀门B在 （选填“大气压”或“水压”）作用下关闭，而阀门A （选填“打开”或“关闭”），圆筒中的水不断上升到活塞上方； （3）如图丙所示，在Q点用力向下压手柄PQ时，手柄上P点受到的阻力方向 （选填“向上”或“向下”），圆筒上方的水从出水管口流出；某地居民在安装此抽水机时，下端水管已插入水中，但无论怎样移动活塞，水管口都没有水流出，可能原因是 。（写一条即可） 12．（23-24八年级下·广东珠海·期中）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．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．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（图甲）；当压下活塞时，阀门B被水压下而关闭，水被阻不能向下流动，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）在大气压为时，该抽水机提升水的最大高度是 m（g取），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。 13．（24-25八年级下·全国·课后作业）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。 14．（23-24八年级下·云南文山·期末）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”）。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$