9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 巩固练习-2025-2026学年人教版物理八年级下学期

9.4跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．图是小洛在跨学科实践活动课上制作的简易活塞式抽水机，下列说法正确的是（       ） A．此活塞式抽水机工作时是利用液体压强把水压到高处的 B．此活塞式抽水机的两个阀门都是只能向上开启的单向阀 C．制作阀门A时用橡皮膏把塑料片粘在活塞下表面的孔处 D．制作阀门B时使用轻质塑料小球会比玻璃小球效果更好 2．如图所示，活塞式抽水机手柄可以看作是绕O点转动的杠杆，它在动力F1和阻力F2的作用下，处于平衡状态，则（   ）    A．F1•OC=F2•OA B．F1•OD=F2•OB C．F1•OE=F2•OA D．F1•OE=F2•OB 3．如图所示，活塞式抽水机的压柄的A端被压到最低。根据你的观察和思考，关于活塞式抽水机的出水口位置的几种说法，正确的是（　　） A．只能在活塞的上方 B．只能在活塞的下方 C．可在活塞的上方或下方 D．可以与进水口合二为一 4．如图所示是同学们在老师指导下制作的简易活塞式抽水机的工作图，其中压杆能绕着O点转动。下列说法错误的是（　　） 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．压杆是省力杠杆，但不能省功 D．当压下活塞时，阀门B关闭，阀门A打开 5．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 6．如图所示事例中，属于利用大气压的是（    ） A．下水道弯管 B．锅炉水位计 C．活塞式抽水机 D．三峡船闸 7．济南护城河从趵突泉到大明湖的航道有一定的落差，游船需要通过一次船闸，游船经过船闸时平稳顺畅，游客可以在船内聊天观景。下列与船闸工作原理相同的是（　　） A． 拦河大坝 B．活塞式抽水机 C．液体压强计 D．锅炉水位计 8．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关闭 D．阀门A关闭，阀门B打开 9．如图所示是活塞式抽水机工作原理的示意图。活塞与圆筒紧密接触但可以上下滑动， A、B 是只能向上开启的阀门。将手柄COD看作杠杆，用力压C点，活塞被提起，低处的水进入圆筒，已知杠杆D处受到的阻力为300N，OC间距离为0.6m，OD间距离为0.15m。下列说法正确的是（　　） A．活塞式抽水机利用大气压强工作，可将水抽到10楼的高度 B．提起活塞时，阀门A受到大气压的作用而关闭，活塞下方气压小于外界的大气压 C．提起活塞时，手作用在C点，此杠杆一定为省力杠杆 D．提起活塞时，手作用在杠杆C点的最小力大小至少为75N， 方向竖直向上 10．下列实例中，与活塞式抽水机抽水原理不同的是（　　） A．马德堡半球实验 B．用吸盘挂钩挂物体 C．利用船闸让船通行 D．用注射器吸取药液 二、填空题 11．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 （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 （填“A”或“B”）关闭，水受阻不能向下流动。 12．活塞式抽水机是利用 把水从低处抽到高处的。使用时如图所示，提起活塞，阀门B （选填“打开”或“关闭”），低处的水冲开阀门A进入圆筒；当下压活塞时，阀门A被水压下而 （选填“打开”或“关闭”），水冲开阀门B涌到活塞上面；再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门B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A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。 13．如图甲所示，活塞式抽水机是利用 把水从低处抽到高处的。图乙是某小组用自己制作的简易活塞式抽水机抽水的情景。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，该抽水机的结构如图丙所示。使用时，向上提起活塞，阀门 关闭，筒内气压 ，低处的水冲开阀门B进入筒内；向下压活塞时，阀门 关闭，水受阻不能向下流动，冲开阀门 ，进入圆筒的上部。 14．阅读材料，回答问题。 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，如图甲所示。按压式瓶盖的工作原理是什么呢？液体是怎么“吸”上来的？ 洗手液瓶中有个按压式吸液结构，它由导液管、进液阀门、弹簧、活塞、出液阀门、出液管、储液筒等组成，如图乙所示，其中进液阀门和出液阀门是塑料小球，进液阀门位于弹簧下端，出液阀门位于活塞上端。 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（　　）原理相同。 A．活塞式抽水机 B．飞机机翼 C．液体压强计 (2)向下按压后松手时，液体从导液管通过进液阀门进入储液筒，是因为瓶中气压 （选填“大于”“小于”或“等于”）储液筒中气压。 (3)如果在使用按压式洗手液瓶时，故意将瓶盖与瓶口之间留一条缝隙（即不密封），反复按压活塞 （选填“能”或“不能”）挤出洗手液，请说明理由： 。 15．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”），低处的水冲开阀门A进入圆筒；下压活塞，阀门A关闭，水冲开阀门B涌到活塞上面。 三、实验题 16．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，请帮助完成下列内容： 【项目实施】要制作简易活塞式抽水机，需要完成以下任务。 （1）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。理论上抽水机提升水最大高度是 m（已知标准大气压，时，g取10N/kg；水的密度）。 （2）初步了解了活塞式抽水机的工作原理，大强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 【项目改进】 （3）大强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如图丙（a）所示，用洗衣液瓶盖制作活塞，并在中间放一枚钢珠做成如图乙所示的单向阀门A； ②如图丙（b）所示，用矿泉水瓶盖和一块胶皮来制作另一个阀门B； ③如图丙（c）所示，活塞向上提起时，阀门A关闭，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进入圆管中。 ④再向下压活塞，阀门B关闭，阀门A打开，水进入活塞上方圆筒中，活塞反复上下运动，最终成功的将水抽到高处。 【项目反思】 （4）大强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，向圆管内灌入一些水，抽水会更容易，这样做的主要目的是 。 （5）大强还发现每个小组制作的抽水机模型都各有特色，有的模型设计的非常精巧，有的模型运转的非常流畅，下列不能提高活塞式抽水机效率的是 。 A．减小活塞和管壁之间的摩擦 B．减小圆管的重量 C．减小活塞的重量 提示：抽水机的效率是指抽水机在工作时，将输入的能量（抽水机消耗的总能量）转化为有用功（即把水提升一定高度克服水的重力所做的功）的比例，抽水机效率越高，说明它在工作过程中能量的利用率越高，能量损失越小。 同学们在本次实践活动中收获很大，对物理学习产生了浓厚的兴趣，同学们又走出教室开展了探讨生活中其他抽水装置原理的活动，大家感受到物理知识真的很有用。 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》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D A B B C D A B C 1．B 【详解】A．抽水机是利用大气压把水抽出来的，故A错误； B．当拉动活塞向上运动时，阀门关闭，储水仓里的空气变稀薄，气压小于外界的大气压，水在大气压的作用下推开阀门B流入储水仓；当推动活塞向下运动时，阀门B挡住瓶口，而阀门A将打开，储水仓的水涌到活塞上面，综上两个阀门都是只能向上开启的单向阀，故B正确； C．阀门A要能打开和关闭，且活塞向下运动时，储水仓的水涌到活塞上面，所以用橡皮膏把塑料片粘在活塞下表面的孔处不合适，应装在上表面的孔处。故C错误； D．由于阀门B需沉在水底工作，所以玻璃小球效果比轻质塑料小球更好，故D错误。 故选B。 2．D 【详解】由图可知，F1为动力，其力臂是支点到动力作用线的垂直距离，应为OE；F2为阻力，其力臂是从支点到阻力作用线的垂直距离，应为OB，所以根据杠杆的平衡条件，最终的平衡关系是F1•OE=F2•OB。 故选D。 3．A 【详解】活塞式抽水机的出水口只能在活塞的上方，这样提起活塞时，活塞上面的水迫使上面阀门关闭，水从侧管流出，避免水倒流回活塞下方，故A正确，BCD错误。 故选A。 4．B 【详解】A．活塞式抽水机工作时，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，故A正确，不符合题意； B．在一个标准大气压下大气压值约为，由可知，一个标准大气压能支撑的水高度约为，故B错误，符合题意； C．支点O到动力作用线的距离大于支点O到阻力作用线的距离，即动力臂＞阻力臂，属于省力杠杆，但根据功的原理，省力杠杆不省功。故C正确，C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。 5．B 【详解】A．用光滑且有一定硬度的材料制作阀门，阀门能与圆筒结合严密，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，故D错误。 故选B。 6．C 【详解】活塞式抽水机是利用大气压来工作的，而下水道弯管、锅炉水位计和船闸都是连通器原理的应用，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7．D 【详解】船闸是利用连通器的原理工作的。连通器是指上端开口，下部连通的容器。当连通器中的液体不流动时，各容器中的液面高度总是相同的。 A．拦河大坝的形状上窄下宽是因为液体压强随深度的增加而增大，其原理与连通器不同，故A不符合题意； B．活塞式抽水机是利用大气压来工作的，不是利用连通器原理，故B不符合题意； C．液体压强计是用来测量液体压强的仪器，其工作原理不是连通器，故C不符合题意； D．锅炉水位计的上端和锅炉炉身的上端开口，下端连通，是连通器，与船闸工作原理相同，故D符合题意。 故选D。 8．A 【详解】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，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9．B 【详解】AB．提起活塞时，阀门A受到向下的大气压的作用而关闭，此时活塞以下部分圆筒内部的气体体积变大，压强变小，小于外界大气压，于是大气压把水压进圆筒。1个标准大气压的大小约为，据得，可将水抽到的高度约为 一层楼的高度约为3m，活塞式抽水机大概可将水抽到3层楼的高度，故A错误，B正确； C．提起活塞时，手作用在C点，即动力作用在C点，作用在D点的力竖直向下，为阻力，当作用在C点的力垂直于OC，则动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，当作用在C点的力不是垂直于OC，则动力臂不一定大于阻力臂，不一定是省力杠杆，故C错误； D．提起活塞时，当手作用在C点的对应的力臂最大为OC时，对应的动力最小，据杠杆的平衡条件有 解得最小动力F=75N，方向垂直于OC向下，当OC在水平方向时，最小动力方向竖直向下，故D错误。 故选B。 10．C 【详解】活塞式抽水机抽水，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，因此其原理是大气压的应用。 A．马德堡半球实验通过抽出球内空气形成气压差，利用大气压力使两半球紧密结合，其原理与活塞式抽水机的原理相同，故A不符合题意； B．吸盘挂钩通过挤出内部空气形成低压区，在外界大气压作用下紧贴墙面，其原理与活塞式抽水机的原理相同，故B不符合题意； C．当船从上游进入闸室时，上游和闸室构成上端开口下端连通的连通器；当船从闸室进入下游时，闸室和下游构成连通器。所以船闸是利用连通器工作的，与大气压无关，故C符合题意； D．注射器吸取药液时，活塞上提使管内气压减小，药液在大气压作用下进入针管，其原理与活塞式抽水机的原理相同，故D不符合题意。 故选C。 11． 关闭 大气压 B 【详解】[1][2]由图可知，当抽水机连续出水时，向上提起活塞，阀门A受到上方水的压力作用而关闭，上面的水被提向高处；活塞下面的空气稀薄，气压小于外界大气压，于是，低处的水由于受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒。 [3]压下活塞时，水受到向下的压力，阀门B被水压紧关闭，水受阻不能向下流动。 12． 大气压 关闭 关闭 【详解】[1][2][3]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，提起活塞时，阀门B受到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，于是就冲开阀门B进入圆筒的上部。再提起活塞时，活塞上面的水使阀门B关闭，水被活塞提起，从侧管中流出来。 13． 大气压 A 变小 B A 【详解】[1]抽水机是将活塞下的空气排出，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，活塞式抽水机是利用大气压把水从低处抽到高处。 [2][3]由图知道，简易活塞式抽水机在使用时，提起活塞时，阀门A受到重力的作用而关闭，活塞下面的空气体积增大，空气变稀薄，气压小于外界大气压，于是，水在大气压的作用下推开阀门B进入筒内。 [4][5]当压下活塞时，阀门B受水的压力而关闭，水不能向下流，于是就冲开阀门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。 14．(1)A (2)大于 (3) 能 瓶内气压始终与外界大气压相同 【详解】（1）按压式瓶盖通过活塞的往复运动实现液体的吸入和排出，与活塞式抽水机的工作原理一致，均利用气压差和阀门控制液体流向。飞机机翼依赖流体压强差产生升力，液体压强计用于测量液体内部压强，均不符合题意，故选A。 （2）松手时活塞上移，储液筒容积增大，内部气压减小，而瓶内气压保持不变，形成瓶内气压大于储液筒气压的条件，液体在大气压作用下通过导液管进入储液筒。 （3）[1][2]瓶盖留缝隙时，瓶内气压始终与外界大气压相同。按压时储液筒内气压增大使液体流出；松手时筒内气压减小，外界大气压通过缝隙作用在液面上，仍能推动液体进入储液筒，故不影响使用。 15． 大气压 关闭 【详解】[1]活塞式抽水机工作时，通过活塞的上下运动改变抽水机内部的气压。当活塞向上移动时，内部气压减小，外界大气压会将低处的水压入抽水机内，从而实现把水从低处抽到高处，其工作原理基于大气压的作用。 [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。 16． 大气压 10.13 C 大于 见解析 B 【详解】（1）[1][2]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，能看到水从低处升到高处，这是靠大气压的作用，使水升到高处的。因为活塞向上拉动时，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。则理论上抽水机提升水最大高度 （2 ）[3]活塞上升到出水管后的现象：当活塞在圆筒内上升到出水管S后继续上升，此时圆管与出水管构成了连通器，所以圆筒内水面开始下降，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （3 ）[4]活塞式抽水机的改进：活塞向上提起时，阀门A关闭，此时阀门B下方的压强大于阀门B上方的压强，因为活塞上提，圆筒内气体体积增大，压强减小，而外界大气压不变，所以在压强差作用下，阀门B下方的水推开阀门B进入圆管中。 （4 ）[5]工作前向圆管内灌水的目的：自制的活塞式抽水机在工作前，向圆管内灌入一些水，抽水会更容易，这样做的主要目的是挤走活塞筒里的空气，使活塞上下运动时产生真空，从而形成负压，促使水被抽取出来，同时水作为润滑剂可以使活塞外筒与水封圈更好地接触，增加密封性，减少磨损和发热。 （5 ）[6]根据抽水机效率的定义，减小活塞和管壁之间的摩擦，可以减少额外功，提高效率；减小活塞的重量，也能减少提升活塞所做的额外功，从而提高效率。而减小圆管的重量，对抽水机将水提升一定高度克服水的重力所做的有用功以及总能量消耗影响不大，不能提高活塞式抽水机效率，故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $