内容正文:
9.4 跨学科实践:制作简易活塞式抽水机【两大题型】
【题型一 活塞式抽水机原理】
1.(2025•北京期中)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.当提起活塞时,阀门A受到大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,活塞下方圆筒内气压小于外界的大气压
C.当压下活塞时,阀门B由于受液体压力而关闭,水被阻不能向下流动
D.活塞式抽水机提升水的最大高度约为760mm
解:A、活塞式抽水机是利用大气压来抽水的,故A正确;
BC、当活塞向上移动时,上方阀门关闭,活塞下圆筒内气压小于外界大气压,水在大气压的作用下冲开下方阀门B,流入圆筒;当活塞向下移动时,阀门B由于受液体压力而关闭,形成一个闭合的空间,所以水被阻不能向下流动,故C正确,D正确。
D、已知大气压强约为p0=1.0×105Pa,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,则由p0=ρ水gh可得1.0×105Pa=1.0×103kg/m3×10N/kg×h;解得提升水的最大高度h=10m,故D错误。
答案:D。
2.(2025•苏州期末)如图所示是小刚同学在跨学科实践活动课上制作的简易活塞式抽水机,下列关于简易活塞式抽水机的说法正确的是( )
A.简易活塞式抽水机提升水的最大高度约为12m
B.简易活塞式抽水机的工作原理与船闸的工作原理相同
C.使用简易活塞式抽水机抽水,提起活塞时,玻璃球堵住进水口,活塞上的阀门打开
D.使用简易活塞式抽水机抽水,压下活塞时,玻璃球堵住进水口,活塞上的阀门打开
解:A、大气压值为760mm汞柱,设能支持高为h的水柱,则水柱产生的压强与大气压强相等,p水银=p水,
即ρ水银gh水银=ρ水gh水,13.6×103kg/m3×g×760×10﹣3m=1.0×103kg/m3×g×h水柱,解得,h水柱≈10.336m,
也就是说大气压能支持10.336m高的水柱,用如图的抽水机,标准大气压下,能提升水的最大高度约为10.336m,故A错误;
B、船闸是利用连通器原理工作的;活塞式抽水机是利用大气压来工作的,故B错误;
CD、当推动活塞向下运动时,玻璃球挡住瓶口,而阀门将打开,储水仓的水涌到活塞上面。这是因为活塞下压,储水仓内水的压强增大,当大于活塞上方的气压时,就会推开阀门,使水涌到活塞上面。,故C错误,故C错误,D正确。
答案:D。
3.(2025•重庆期中)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
解:
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点对活塞一个向上的力,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,所以水被阻不能向下流动,故C正确;
D、抽水机是利用大气压来工作的,一标准气压能支持10m高的水柱,故抽水机提升水的最大高度约为10m,故D正确。
答案:B。
4.(2025•南宁期中)如图是同学们在跨学科实践课中制作简易活塞式抽水机的结构示意图,关于活塞式抽水机,下列说法中正确的是( )
A.它是一个连通器
B.利用了空气流速越大压强越小的原理
C.提升水的最大高度是10cm
D.利用了大气压的作用
解:
A、活塞式抽水机,不符合连通器的特点,故A错误;
BD、活塞式抽水机是利用大气压来工作的,不是利用流速与压强的关系,故B错误、D正确;
C、活塞式抽水机提升水的最大高度可以达到:。
答案:D。
5.(2025•海西州期末)在生产生活中,人们常用抽水机将水从低处抽到高处。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
解:A、活塞式抽水机是利用大气压来抽水的,故A正确,不符合题意;
B、在一个标准大气压下,由p=ρgh可知支撑的水高度约为
故B错误,符合题意;
C、使用一段时间后,抽水机的活塞与筒壁接触不再紧密,空气就会进入,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。
答案:B。
6.(2025•聊城期末)某物理小组在跨学科实践活动中制作的简易活塞式抽水机如图所示,该抽水机底部通过橡皮管浸入水中。下列说法错误的是( )
A.该抽水机在工作前,向活塞上方倒入一些水,增加装置气密性
B.该抽水机能够将水从低处抽到高处是因为大气压的作用
C.向下压连杆,活塞向下运动时,阀门关闭,玻璃球被推开
D.该抽水机理论上提升水的高度可达10.3m
解:A、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,抽水机在工作前,向活塞上方倒入一些水,增加装置气密性,故A正确;
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。于是,水在大气压的作用下推开玻璃球流入储水仓。因为活塞上移,储水仓体积增大,所以气压减小,小于外界大气压,在压强差作用下,水被压入储水仓,该抽水机原理是利用大气压的作用,故B正确;
C、图中向下压连杆,活塞向下运动时,阀门打开,玻璃球把活塞底部关闭,故C错误;
D、由p=ρ水gh得,故D正确。
答案:C。
7.(2025•武汉期中)如图所示是活塞式抽水机工作原理示意图,活塞跟筒壁紧密接触同时又可以上下移动,A、B是只能向上开启的阀门,圆筒内活塞的上方和下方都有水。下列说法正确的是( )
A.若将活塞向上提,阀门A关闭,阀门B关闭
B.若将活塞向上提,阀门A关闭,阀门B被推开
C.若将活塞向下压,阀门A被推开,阀门B被推开
D.在海拔较高的地方,活塞式抽水机能提升水的最大高度比在海拔较低的地方大
解:
AB、活塞上提,活塞下方的压强减小,则上方A阀门在上方大气作用下关闭,下方的阀门B在大气压和水柱作用下推开阀门B,故A错误,B正确;
C、活塞下压,活塞下方的压强增大,阀门A被推开,阀门B关闭,故C错误;
D、在海拔较高的地方,大气压减小,抽水机利用大气压工作的,利用液体压强公式p=ρgh可以,大气压减小,能够支持的水柱高度减小,故能提升水的最大高度比在海拔较低的地方小,故D错误。
答案:B。
8.(2025•长沙期末)关于跨学科实践活动——自制简易活塞式抽水机,以下不正确的是( )
A.活塞式抽水机的工作原理是利用了大气压强
B.通过该活动,同学们联想到农村的活塞式抽水机使用前要先往抽水机中加水,其目的是为了提高抽水机的气密性
C.通过不断的改进抽水机,可以使抽水高度无限提高
D.制作简易活塞式抽水机时,进水阀和出水阀都应采用单向阀且方向相同,从而保证水的单向流动
解:AB、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,向上拉动活塞,阀门关闭,此时活塞下方的气压将会减小,于是水在大气压的作用下进入活塞下方的圆筒内;故AB正确;
C.因活塞式抽水机的工作原理是利用了大气压强,故抽水的最大高度为
故C错误;
D.活塞下压,活塞下方的压强增大,上面的阀门被推开,下面的阀门关闭,活塞式抽水机的两个阀门都是只能向上开启的单向阀,故D正确。
答案:C。
9.(2025•龙岩期中)如图所示,活塞式抽水机是利用 大气压 来工作的,在标准大气压下,最多可以把水抽高 10 m。(标准大气压取1×105Pa,g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
解:抽水机是利用大气压来工作的,
根据p=ρgh可得,它能抽水的最大高度:。
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。
答案:大气压;10。
10.(2025•南昌模拟)如图所示的是某同学自制的手动抽水机,其中A、B是两个单向阀,甲、乙是出水或进水管道,该装置抽水时应 向上拉 (选填“向上拉”或“向下推”)活塞,当排水时单向阀B是 打开 (选填“打开”或“关闭”)状态。
解:活塞式抽水机圆筒中的活塞向上运动时,活塞下方气压减小,阀门B打开,A关闭,水在大气压作用下经过阀门B流入圆筒;
活塞式抽水机圆筒中的活塞向下运动时,阀门B受水的压力而关闭,水不能向下运动,而从A流出。
答案:向上拉;打开。
11.(2025•滨城区期末)如图所示活塞式抽水机的工作原理:当活塞从圆筒底部被提起时,阀门A 关闭 ,地下水在 大气压 的作用下推开阀门B,进入圆筒中。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。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。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,水就连续流出。
解:由图知道,当活塞向上移动时,上方阀门关闭,活塞下圆筒内气压小于外界大气压,水在大气压的作用下冲开下方阀门B,流入活塞下方圆筒;
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。
答案:关闭;大气压;A。
12.(2025•深圳期末)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,请完成下题。
(1)小明对自制抽水机各部件功能的描述错误的是 B 。
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 气密性 ,确保向上提活塞时筒内 气压 降低。
解:(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、玻璃球: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。
答案: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,如果不密封,内外压强相等,不可能将水抽上来,确保向上提活塞时筒内气压降低。
答案:(1)B;(2)气密性;气压。
13.(2025•济南期中)在学习了压强知识后,小高和小组成员一起制作简易活塞式抽水机:用一个去掉底部的瓶子作为抽水机的圆筒,瓶底外径修剪的恰好与瓶子内径相吻合作为活塞,在活塞上安装一个阀门,在瓶子侧壁插上塑料管作为出水管,瓶口朝下作为进水口……
(1)同学们在使用活塞式抽水机前先往圆筒里倒一点水,这样做的目的是提高活塞与圆筒内壁间的 A 。
A.气密性;B.摩擦力;C.压强
(2)如图甲所示,将瓶口朝下浸入水中,向上拉动活塞,此时活塞下方的气压将会减小,于是水在 大气压 的作用下进入活塞下方的圆筒内;接着下压活塞,阀门 打开 (选填“打开”或“关闭”),水进入圆筒上部,如此往复,水面逐渐升高,最终从出水管流出。
(3)已知每层楼高3m左右。小高和同学分别在如图乙所示的A、B、C三个位置用同一活塞式抽水机抽水,发现只有A、B两个位置能抽出水,C位置不能抽出水,原因可能是: 大气压能够支持的最高水柱是10m 。(一个标准大气压约为105Pa)
(4)我国牵头建设的国际月球科研站预计在2035年基本建成,若月球科研站内温度、气压等环境条件与地球上实验室的环境条件相同,只有物体受到的重力是地球上的。如果在月球科研站内使用这种抽水机,则能抽起水的最大高度约是 60 m。
解:(1)同学们在使用活塞式抽水机前先往圆筒里倒一点水,这样做的目的是提高活塞与圆筒内壁间的气密性,答案:A。
(2)将瓶口朝下浸入水中,向上拉动活塞,此时活塞下方的气压将会减小,于是水在大气压的作用下进入活塞下方的圆筒内;接着下压活塞,阀门打开,水进入圆筒上部,如此往复,水面逐渐升高,最终从出水管流出。
(3)一个标准大气压可以支持的水柱约为:。
(4)若月球科研站内温度、气压等环境条件与地球上实验室的环境条件相同,只有物体受到的重力是地球上的。
如果在月球科研站内使用这种抽水机,则能抽起水的最大高度约是h'=6h=6×10m=60m。
答案:(1)A;(2)大气压;打开;(3)大气压能够支持的最高水柱是10m;(4)60。
14.(2025•沈阳二模)在生产生活中,人们常需要将水从低处抽到高处,方法和工具有很多种。其中有一种活塞式抽水机,利用人力反复提压手柄就可以抽水。活塞式抽水机蕴含着丰富的科学知识。
【项目分析】
(1)了解活塞式抽水机的结构及工作原理。
(2)设计一台简易活塞式抽水机。
(3)选择材料,完成制作。
【项目实施】
(1)了解活塞式抽水机的工作原理
如图(a)所示是活塞式抽水机的工作原理示意图。
甲:提起活塞时,阀门A关闭,低处的水受到 大气压 作用推开阀门B进入圆筒;
乙: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;
丙:再提起活塞时,阀门 A (填“A”或“B”)关闭,它上面的水从出水口流出,低处的水又推开阀门B,水就进入圆筒。这样、活塞不停地上下移动、水就从管口连续不断地流出。
(2)活塞式抽水机的设计与选材
了解活塞式抽水机的结构及工作原理后,同学们选取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,一根塑料管制作成了一个简易的活塞式抽水机。
关于如图(b)所示的自制的简易活塞式抽水机结构的示意图,下列说法正确的是( AC )(填正确选项前的字母)
A.作为活塞的瓶底的外径要与作为圆筒的瓶子的内径相吻合,并保证紧密接触而不漏气
B.此抽水机提升水的高度只取决于圆筒的长度
C.此抽水机活塞向下运动时,其上的阀门是向上打开的
D.此抽水机抽水时,若活塞在圆筒内上升到出水管口C后继续上升,则圆筒内水面将开始下降
【项目拓展】
小明成功制作完成简易抽水机后,对运用物理知识开展实践活动产生了浓厚的兴趣。他又利用矿泉水瓶设计制作了宠物自动喂水装置,如图(c)所示。当宠物饮水使瓶口露出水面时,瓶内的水流出,到水面封住瓶口时,在大气压的作用下瓶内的水 不再 (填“继续”或“不再”)流出,此时瓶内气压 小于 (填“大于”、“小于”或“等于”)瓶外的大气压。
解:
(1)甲:提起活塞时,阀门A关闭,低处的水受到大气压作用推开阀门B进入圆筒;
丙:再提起活塞时,阀门A关闭,它上面的水从出水口流出,低处的水又推开阀门B,水就进入圆筒。这样、活塞不停地上下移动、水就从管口连续不断地流出。
(2)A.作为活塞的瓶底的外径要与作为圆筒的瓶子的内径相吻合,并保证紧密接触而不漏气,故A正确;
B.此抽水机提升水的高度取决于圆筒的长度和大气压的数值,故B错误;
C.此抽水机活塞向下运动时,其上的阀门是向上打开的,故C正确;
D.此抽水机抽水时,若活塞在圆筒内上升到出水管口C后继续上升,在大气压的作用下,则圆筒内水面不会下降,故D错误。
答案:AC。
【项目拓展】当宠物饮水使瓶口露出水面时,瓶内的水流出,到水面封住瓶口时,在大气压的作用下瓶内的水不再流出,此时瓶内气压小于瓶外的大气压。
答案:(1)大气压;A;(2)AC;【项目拓展】不再;小于。
【题型二 活塞式抽水机原理的应用】
15.(2025•北京期中)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
解:用活塞式抽水机抽水时,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;
A、世界著名的马德堡半球实验证明大气压强的存在,故A不符合题意;
B、用吸盘挂钩挂物体,都利用了大气压,故B不符合题意;
C、船闸是根据连通器原理修建的,不能利用大气压知识解释,故C符合题意;
D、注射器吸药液利用了大气压强的作用,故D不符合题意。
答案:C。
16.(2024•连云港模拟)水枪是孩子们喜爱的玩具,如图所示是常见的气压式水枪储水罐。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口,扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。在水不断喷出的过程中,则( )
A.水的密度变小
B.气体的压强变大
C.气体的压强变小
D.水喷出的速度不断增大
解:开阀门后气体膨胀,体积增大,在水不断喷出的过程中,水的质量减小,但密度不变,气体压强减小,内能减小,水喷出的速度变小。故C正确,ABD错误。
答案:C。
17.(2024•黄冈期末)图甲所示为一款桶装水压水器,图乙是其简化示意图。用手按压上部气囊向桶内打气,桶内的水会沿导管上升从出水管流出。再按一下止水阀,会听到“嗤”的一声,导管内压上来的水立刻退回到桶内。下列有关分析合理的是( )
A.按压气囊时,桶内的气压会变大
B.按压出水时,水沿导管上升是利用了大气
C.按下止水阀听到“嗤”的一声时,桶外的空气进入到桶内
D.若压水器与水桶连接处漏气,该压水器仍能正常工作
解:AB、按压气囊时,囊中空气进入桶内,桶内空气体积增大,气压变大,大于桶外大气压,于是将水压进导水管,从出水管流出,故A正确,B错误;
C、按下止水阀时,桶内水上方空气被吸出,体积变小,气压变小,小于桶外大气压,导水管中的水被压下,故C错误;
D、压水器与水桶连接处漏气,将不能控制桶内水上方气体压强,不能正常工作,故D错误。
答案:A。
18.(2025•宿迁二模)如图所示,是小明为宠物兔设计的“自动供水装置”。饮料瓶的侧底部开有较大的孔,用铁夹将瓶固定竖直悬于水槽中静止,孔口刚刚被水浸没下列说法不正确的是( )
A.铁夹夹得越紧,瓶受到向上的摩擦力越大
B.瓶中水面能高于槽内水面是由于水受大气压作用
C.图中瓶内如果没有空气,水会充满整个瓶子
D.拧下瓶盖,装置会失去自动续水功能
解:
A、瓶子在竖直方向上处于平衡状态,其受到向上的摩擦力大小与瓶和水的重力,以及所受浮力有关,与铁夹夹得松紧程度无关,故A错误;
BC、瓶中水面能高于槽内水面是由于水受大气压作用,瓶内如果没有空气,则水会充满整个瓶子,故BC正确;
D、拧下瓶盖,则瓶子与水槽构成连通器,容器中水面相平,则装置会失去自动续水功能,故D正确。
答案:A。
19.(2025•抚州期末)如图所示是负压救护车,车内空间为负压舱,它能有效防护病毒再传播,负压装置的主要部分是一个抽气机,将经消毒、杀菌处理后的被污染空气从车内抽出,使车内气压 低于 车外大气压,在 大气压 作用下,清洁的空气由车外流向车内。
解:负压救护车车内空间为负压舱,车内气压小于外界大气压,被污染的空气无法自动从车内流向车外,必须用抽气机将被污染的空气从车内抽出;在大气压作用下,清洁的空气只能由车外流向车内。
答案:低于;大气压。
20.(2025•哈尔滨模拟)科技改变未来也改变了我们的生活,给我们的生活带来翻天覆地的变化。图中为“扫地机器人”和“擦窗机器人”工作时的情景:
(1)“擦窗机器人”的“腹部”有吸盘,擦窗时,它的真空泵会将吸盘内的空气向外抽出,在 大气压 作用下吸在竖直玻璃上。
(2)“扫地机器人”工作时扇叶带动内部空气流动起来,使内部气压 减小 (填“增大”“减小”或“不变”),利用内外气压差将垃圾吸入机器人内部的集尘袋。
解:擦窗机器人工作时,真空泵将吸盘内的空气抽出,使泵内气压小于外界大气压,在大气压力的作用下,“擦窗机器人”能吸在竖直玻璃上,工作时扇叶带动内部空气流动起来,使内部空气流速快,气压减小,利用内外气压差将垃圾吸入机器人内部的集尘袋。
答案:大气压;减小。
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9.4 跨学科实践:制作简易活塞式抽水机【两大题型】
【题型一 活塞式抽水机原理】
1.(2025•北京期中)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.当提起活塞时,阀门A受到大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,活塞下方圆筒内气压小于外界的大气压
C.当压下活塞时,阀门B由于受液体压力而关闭,水被阻不能向下流动
D.活塞式抽水机提升水的最大高度约为760mm
2.(2025•苏州期末)如图所示是小刚同学在跨学科实践活动课上制作的简易活塞式抽水机,下列关于简易活塞式抽水机的说法正确的是( )
A.简易活塞式抽水机提升水的最大高度约为12m
B.简易活塞式抽水机的工作原理与船闸的工作原理相同
C.使用简易活塞式抽水机抽水,提起活塞时,玻璃球堵住进水口,活塞上的阀门打开
D.使用简易活塞式抽水机抽水,压下活塞时,玻璃球堵住进水口,活塞上的阀门打开
3.(2025•重庆期中)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
4.(2025•南宁期中)如图是同学们在跨学科实践课中制作简易活塞式抽水机的结构示意图,关于活塞式抽水机,下列说法中正确的是( )
A.它是一个连通器
B.利用了空气流速越大压强越小的原理
C.提升水的最大高度是10cm
D.利用了大气压的作用
5.(2025•海西州期末)在生产生活中,人们常用抽水机将水从低处抽到高处。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
6.(2025•聊城期末)某物理小组在跨学科实践活动中制作的简易活塞式抽水机如图所示,该抽水机底部通过橡皮管浸入水中。下列说法错误的是( )
A.该抽水机在工作前,向活塞上方倒入一些水,增加装置气密性
B.该抽水机能够将水从低处抽到高处是因为大气压的作用
C.向下压连杆,活塞向下运动时,阀门关闭,玻璃球被推开
D.该抽水机理论上提升水的高度可达10.3m
7.(2025•武汉期中)如图所示是活塞式抽水机工作原理示意图,活塞跟筒壁紧密接触同时又可以上下移动,A、B是只能向上开启的阀门,圆筒内活塞的上方和下方都有水。下列说法正确的是( )
A.若将活塞向上提,阀门A关闭,阀门B关闭
B.若将活塞向上提,阀门A关闭,阀门B被推开
C.若将活塞向下压,阀门A被推开,阀门B被推开
D.在海拔较高的地方,活塞式抽水机能提升水的最大高度比在海拔较低的地方大
8.(2025•长沙期末)关于跨学科实践活动——自制简易活塞式抽水机,以下不正确的是( )
A.活塞式抽水机的工作原理是利用了大气压强
B.通过该活动,同学们联想到农村的活塞式抽水机使用前要先往抽水机中加水,其目的是为了提高抽水机的气密性
C.通过不断的改进抽水机,可以使抽水高度无限提高
D.制作简易活塞式抽水机时,进水阀和出水阀都应采用单向阀且方向相同,从而保证水的单向流动
9.(2025•龙岩期中)如图所示,活塞式抽水机是利用 来工作的,在标准大气压下,最多可以把水抽高
m。(标准大气压取1×105Pa,g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
10.(2025•南昌模拟)如图所示的是某同学自制的手动抽水机,其中A、B是两个单向阀,甲、乙是出水或进水管道,该装置抽水时应 (选填“向上拉”或“向下推”)活塞,当排水时单向阀B是 (选填“打开”或“关闭”)状态。
11.(2025•滨城区期末)如图所示活塞式抽水机的工作原理:当活塞从圆筒底部被提起时,阀门A ,地下水在 的作用下推开阀门B,进入圆筒中。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 进入圆筒的上部。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。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,水就连续流出。
12.(2025•深圳期末)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,请完成下题。
(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.(2025•济南期中)在学习了压强知识后,小高和小组成员一起制作简易活塞式抽水机:用一个去掉底部的瓶子作为抽水机的圆筒,瓶底外径修剪的恰好与瓶子内径相吻合作为活塞,在活塞上安装一个阀门,在瓶子侧壁插上塑料管作为出水管,瓶口朝下作为进水口……
(1)同学们在使用活塞式抽水机前先往圆筒里倒一点水,这样做的目的是提高活塞与圆筒内壁间的 。
A.气密性;B.摩擦力;C.压强
(2)如图甲所示,将瓶口朝下浸入水中,向上拉动活塞,此时活塞下方的气压将会减小,于是水在 的作用下进入活塞下方的圆筒内;接着下压活塞,阀门 (选填“打开”或“关闭”),水进入圆筒上部,如此往复,水面逐渐升高,最终从出水管流出。
(3)已知每层楼高3m左右。小高和同学分别在如图乙所示的A、B、C三个位置用同一活塞式抽水机抽水,发现只有A、B两个位置能抽出水,C位置不能抽出水,原因可能是: 。(一个标准大气压约为105Pa)
(4)我国牵头建设的国际月球科研站预计在2035年基本建成,若月球科研站内温度、气压等环境条件与地球上实验室的环境条件相同,只有物体受到的重力是地球上的。如果在月球科研站内使用这种抽水机,则能抽起水的最大高度约是 m。
14.(2025•沈阳二模)在生产生活中,人们常需要将水从低处抽到高处,方法和工具有很多种。其中有一种活塞式抽水机,利用人力反复提压手柄就可以抽水。活塞式抽水机蕴含着丰富的科学知识。
【项目分析】
(1)了解活塞式抽水机的结构及工作原理。
(2)设计一台简易活塞式抽水机。
(3)选择材料,完成制作。
【项目实施】
(1)了解活塞式抽水机的工作原理
如图(a)所示是活塞式抽水机的工作原理示意图。
甲:提起活塞时,阀门A关闭,低处的水受到 作用推开阀门B进入圆筒;
乙: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;
丙:再提起活塞时,阀门 (填“A”或“B”)关闭,它上面的水从出水口流出,低处的水又推开阀门B,水就进入圆筒。这样、活塞不停地上下移动、水就从管口连续不断地流出。
(2)活塞式抽水机的设计与选材
了解活塞式抽水机的结构及工作原理后,同学们选取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,一根塑料管制作成了一个简易的活塞式抽水机。
关于如图(b)所示的自制的简易活塞式抽水机结构的示意图,下列说法正确的是( )(填正确选项前的字母)
A.作为活塞的瓶底的外径要与作为圆筒的瓶子的内径相吻合,并保证紧密接触而不漏气
B.此抽水机提升水的高度只取决于圆筒的长度
C.此抽水机活塞向下运动时,其上的阀门是向上打开的
D.此抽水机抽水时,若活塞在圆筒内上升到出水管口C后继续上升,则圆筒内水面将开始下降
【项目拓展】
小明成功制作完成简易抽水机后,对运用物理知识开展实践活动产生了浓厚的兴趣。他又利用矿泉水瓶设计制作了宠物自动喂水装置,如图(c)所示。当宠物饮水使瓶口露出水面时,瓶内的水流出,到水面封住瓶口时,在大气压的作用下瓶内的水 (填“继续”或“不再”)流出,此时瓶内气压 (填“大于”、“小于”或“等于”)瓶外的大气压。
【题型二 活塞式抽水机原理的应用】
15.(2025•北京期中)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
16.(2024•连云港模拟)水枪是孩子们喜爱的玩具,如图所示是常见的气压式水枪储水罐。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口,扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。在水不断喷出的过程中,则( )
A.水的密度变小
B.气体的压强变大
C.气体的压强变小
D.水喷出的速度不断增大
17.(2024•黄冈期末)图甲所示为一款桶装水压水器,图乙是其简化示意图。用手按压上部气囊向桶内打气,桶内的水会沿导管上升从出水管流出。再按一下止水阀,会听到“嗤”的一声,导管内压上来的水立刻退回到桶内。下列有关分析合理的是( )
A.按压气囊时,桶内的气压会变大
B.按压出水时,水沿导管上升是利用了大气
C.按下止水阀听到“嗤”的一声时,桶外的空气进入到桶内
D.若压水器与水桶连接处漏气,该压水器仍能正常工作
18.(2025•宿迁二模)如图所示,是小明为宠物兔设计的“自动供水装置”。饮料瓶的侧底部开有较大的孔,用铁夹将瓶固定竖直悬于水槽中静止,孔口刚刚被水浸没下列说法不正确的是( )
A.铁夹夹得越紧,瓶受到向上的摩擦力越大
B.瓶中水面能高于槽内水面是由于水受大气压作用
C.图中瓶内如果没有空气,水会充满整个瓶子
D.拧下瓶盖,装置会失去自动续水功能
19.(2025•抚州期末)如图所示是负压救护车,车内空间为负压舱,它能有效防护病毒再传播,负压装置的主要部分是一个抽气机,将经消毒、杀菌处理后的被污染空气从车内抽出,使车内气压 车外大气压,在
作用下,清洁的空气由车外流向车内。
20.(2025•哈尔滨模拟)科技改变未来也改变了我们的生活,给我们的生活带来翻天覆地的变化。图中为“扫地机器人”和“擦窗机器人”工作时的情景:
(1)“擦窗机器人”的“腹部”有吸盘,擦窗时,它的真空泵会将吸盘内的空气向外抽出,在 作用下吸在竖直玻璃上。
(2)“扫地机器人”工作时扇叶带动内部空气流动起来,使内部气压 (填“增大”“减小”或“不变”),利用内外气压差将垃圾吸入机器人内部的集尘袋。
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