9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 同步练-2025-2026学年人教版物理八年级下册

9.4跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 一、单选题 1．在生产和生活中蕴含着许多的物理知识，下列实例中可以证明大气压存在的是（　　） A．盲道上的圆点 B．用塑料吸管吸饮料 C．伞面被大风“吸”起 D．拦河大坝上窄下宽 2．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 3．将下图所示的简易活塞式抽水机下端浸入水中，用力上下推拉活塞，抽水机就把水抽了上来。此过程中“上下”是指力的（　　） A．大小 B．方向 C．作用点 D．单位 4．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 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 5．下列有关对“大气压”的叙述，正确的是（　　） A．马德堡半球实验测量出了大气压的数值 B．海拔越高，托里拆利实验中玻璃管内水银柱会上升 C．活塞式抽水机利用的是液体压强 D．海拔越高，气压越低，水的沸点也降低 6．如图为简易活塞式抽水机的结构图。资阳市某学校科技小组计划自制一台活塞式抽水机，为确保其运转流畅，成员们需了解各部件作用与工作原理。以下关于活塞式抽水机的说法错误的是（　　） A．抽水机是利用大气压强来工作的 B．出水口的位置不宜过高 C．向下推动活塞的过程中，玻璃球会与管壁紧密贴合 D．当向上拉动活塞时，结构图中的阀门会开启 7．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 8．活塞式抽水机模型，如图所示，当活塞不断上升时，拉力F的大小及水对活塞的压强p将 A．F先增大后不变，p不变 B．F先减小后增大，p先减小后不变 C．F先增大后不变，p先减小后不变 D．F、p都不断增大 二、填空题 9．如图所示是一款“天气预报瓶”，可以粗略预测阴晴。左侧球形容器与右侧弯管底部相通，内装有一定量的有色液体，球形容器内被封闭气体的压强为乎不变，弯管最上端开口处与大气相通。当外界气压发生变化时，左右容器内液面位置会随之发生变化。已知阴雨天气压低，晴天气压高。 (1)从图中左右容器内液面位置关系可知此时：___________（选填“>”“<”或“=”）。 (2)当右侧弯管液面明显上升，说明周围环境处于___________（选填阴雨天或晴天） 10．活塞式抽水机（如图所示）是利用______来工作的，在一个标准大气压下，最多可把水抽高约______m；图中出水口和圆筒构成一个______。（标准大气压约1.0×105Pa，水的密度1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 11．入夏以来，许昌地区干旱少雨，为了缓解旱情，农民采用抽水机抽水灌溉。抽水机有很多种，如图是一种活塞式抽水机，它是利用___________来工作的，它最多可以把水抽高___________米。（p大气压=1×105Pa，ρ水=1×103kg/m3，g取10N/kg） 12．某同学制作的活塞式抽水机模型如图所示，水对活塞______（选填“有”或“无”）压强。当活塞密封不严时，圆筒中的汲水量会______（选填“变多”或“变少”） 13．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。 三、实验题 14．跨学科实践可以提高学生的基本操作能力，小花在学习压强知识后利用身边的材料制作了活塞式抽水机，制作过程如下： 材料及工具：注射器、吸管、橡胶垫片、弹簧、细铁丝、电烙铁、小刀、热熔胶。 制作过程： ①将注射器的活塞取出，分开胶头与手柄，将手柄的前端用电烙铁烙出几个小孔，用小刀在胶头中心切出一个未切断的洞口（切一半留一半），制成单向阀门。 ②将注射器针筒的后端用电烙铁烙出小孔，插上吸管后用热熔胶粘合，制成出水口。 ③用废弃的圆珠笔笔盖底部的橡胶垫片、弹簧以及一根细铁丝按图甲所示的顺序组装后，再放入针筒底部，另一个单向阀门就做好了。 ④将改装后的活塞重新套入针筒中，就制成了一个如图乙所示的简易活塞式抽水机。 现象分析与原理： (1)将改装后的活塞重新套入针筒中在下压过程中会观察到什么现象？ (2)当向上拉动活塞杆时，观察到什么现象？结合大气压强知识解释原因。 (3)当再次向下按压活塞杆时，水如何流动？说明阀门状态及原理。 (4)思考交流：若制作过程中抽水效果不佳，可能是什么原因导致的？（答出1点即可） 四、综合题 项目主题：制作简易活塞式抽水机 项目提出：星期天，小梦回到乡村看望奶奶，奶奶家现在还在使用活塞式抽水机，这种抽水机需要利用人力反复提压手柄抽水。她又联系到自己所学，准备自己动手制作一台简易活塞式抽水机。 任务一 了解活塞式抽水机的结构及工作原理 15．抽水机结构及工作原理活塞式抽水机工作时，活塞向上移动，______阀门关闭，水在______的作用下冲开______阀门，流入圆筒； 任务二 设计活塞式抽水机 选材料 16．小梦找到纸杯和硬塑料瓶子，其中______适合充当圆筒；她又找来细塑料管和筷子，其中______适合充当活塞杆； 任务三 制作活塞式抽水机 建模型 17．小梦剪下瓶子的瓶底，瓶子上部作为抽水机的______。把瓶底再略剪一小部分作为______，使瓶底的外径与瓶子的内径相吻合。在瓶子的侧壁上打一个出水口，插上一段塑料管作为______。拔掉瓶盖上的小帽，把瓶口作为______。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______。把玻璃球放在瓶子里作为另一个______。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； 任务四 测试活塞式抽水机的性能 18．（1）活塞式抽水机（如图所示）是利用______来工作的，在一个标准大气压下，最多可把水抽高约______m（）；图中，出水口和圆筒构成一个______； （2）活塞式抽水机在工作前，需向圆筒内灌入几杯水，其目的是______。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 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 1．B 【详解】A．盲道上的圆点是在压力一定时通过减小受力面积来增大压强，故A不符合题意； B．用吸管吸饮料，饮料在大气压的作用下被压到嘴里，证明了大气压存在，故B符合题意； C．伞面被大风“吸”起，是因为上方空气流速大，压强小，下方流速小，压强大，受到向上的压力差，故C不符合题意； D．拦河大坝上窄下宽是因为深度越深，液体压强越大，故D不符合题意。 故选B。 2．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。 3．B 【详解】力的三要素包含大小、方向、作用点，这里用力上下推拉活塞的“上下”指的是力的方向。 故选B。 4．D 【详解】A．活塞式抽水机是利用大气压把水抽上来的，故A错误； B．在一个标准大气压下，由可知支撑的水的高度，故B错误； C．当压下活塞时，阀门A打开，阀门B关闭，故C错误； D．由活塞式抽水机的工作过程可知，活塞向上运动时，阀门A关闭，在大气压作用下活塞下面的水推开阀门B进入筒中，故D正确。 故选D。 5．D 【详解】A．马德堡半球实验是证明大气压存在的实验，故A错误； B．托里拆利的实验原理是，所以当海拔越高，大气压强变小，水银柱会下降故B错误； C．活塞式抽水机和离心式水泵都是利用大气压原理工作的，故C错误； D．海拔越高，大压强越低，水的沸点随压强的减小而降低，故D正确。 故选D。 6．D 【详解】A．抽水机是依靠大气压强工作的机器，故A正确，不符合题意； B．为了便于出水，出水口的位置不宜过高，故B正确，不符合题意； C．向下推动活塞的过程中，玻璃球会与管壁紧密贴合，活塞下面的水推开阀门，进入活塞上面，故C正确，不符合题意； D．当向上拉动活塞时，玻璃珠向上运动，结构图中的阀门会关闭，水进入抽水机内，故D错误，符合题意。 故选D。 7．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。 8．C 【详解】当活塞不断上升时，抽水机内的水柱高度不断增加，由于大气压大于水柱产生的压强，故多余的压强传递给活塞； 即水对活塞的压强p=p大气﹣ρ水gh，大气压不变，随着h的增大，根据前面关系可知，水对活塞的压强减小； 但当水柱被提升到10米多点时，水柱就不会再升高（一个标准大气压支持大约10米高水柱），活塞与水柱分离，水对活塞的压强减小为0并保持不变； 即整个过程中，水对活塞的压强p先减小后不变． 当活塞与水柱没有分离之前，以活塞为研究对象，受力情况如图所示（不计活塞重力）： 可以认为是匀速拉动活塞的，根据力的平衡条件有：F+F水压=F大气  ， 所以，拉力F=F大气﹣F水压=F大气﹣p水S活塞…………..① 根据前面分析可知，水对活塞的压强先减小，由①式可知，拉力先增大（大气压力不变）． 当水柱高度达到10米多点时，由于水不会再上升，水对活塞的压强减小为0并保持不变，则拉力增大到等于大气压力后也不再变化． 即整个过程中，拉力F先增大后不变． 故选C． 点睛：以活塞为研究对象，对其进行受力分析，得出当拉动活塞不断上升时，拉力F和水对活塞的压强p的变化情况． 9．(1)> (2)阴雨天 【详解】（1）左侧球形容器与右侧弯管液面不想平，说明左右侧大气压存在压强差，左侧液面低，右侧液面高，说明左侧压强大于右侧压强，故 p1大于p0。 （2）球形容器内被封闭气体的压强为乎不变，当右侧弯管液面明显上升，说明外界大气压低，说明现在是阴雨天。 10． 大气压 10 连通器 【详解】[1]根据抽水机的工作原理可知，抽水机是利用大气压来工作的。 [2]根据p=ρgh可得，在1个标准大气压下，它能抽水的最大高度为 [3]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。 11． 大气压 10 【详解】[1]活塞式抽水机是利用大气压来工作的。当活塞提起时，圆筒内的气压减小，大气压就将水压入圆筒内，从而实现了抽水。 [2]根据液体压强公式，可以得到水柱的高度的表达式为，将已知的大气压，水的密度，以及代入上式，得到。 12． 有 变少 【详解】[1]活塞向上拉动时，圆筒内无空气，在大气压作用下，水被压上圆筒内，标准大气压可以支持10m高的水柱，圆筒没有10米，水对活塞有压强。 [2]活塞式抽水机，其工作原理是利用大气压将水从低处抽到高处。 当活塞向上运动时，圆筒内的气压降低，外界大气压将水压入圆筒。当活塞密封不严时，在活塞向上运动过程中，圆筒内的部分空气会从缝隙中漏入，使得圆筒内的气压不能充分减小，外界大气压压入圆筒内的水就会变少，即圆筒中的汲水量会变少。 13． 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。 14．(1)见解析 (2)见解析 (3)见解析 (4)见解析 【详解】（1）将改装后的活塞重新套入针筒中，在下压活塞杆时，会观察到注射器胶头处单向阀门打开，针筒底部的单向阀门关闭，没有水进入针筒内。这是因为下压活塞时，针筒内的空间减小，气体被压缩，针筒内气压增大，大于外界大气压，推开注射器胶头处的单向阀门，推动针筒底部的单向阀门关闭，水无法进入针筒。 （2）当向上拉动活塞杆时，会观察到水从吸管进入针筒。原因是：向上拉动活塞杆时，注射器胶头处的单向阀门关闭，针筒内的空间增大，气压减小，小于外界大气压。在大气压的作用下，水会推开位于针筒底部的单向阀门，进入针筒内。 （3）当再次下压活塞时，针筒内部的空间被压缩，密闭空间内的气体和水受到挤压，压强增大。此时，活塞上的单向阀门因内部压强大于外部压强而打开，而针筒底部的单向阀门因受到向下的压力而关闭。 针筒内部的水在压强的作用下，只能通过活塞上打开的单向阀门向上运动，最终从针筒后端的吸管流出。 （4）若制作过程中抽水效果不佳，可能的原因有很多，以下是一些常见原因：单向阀门密封性不好，如果图甲中位于针筒底部的单向阀门或注射器胶头处制成的单向阀门密封不严，在抽水过程中会出现漏气现象，导致针筒内无法形成足够大的气压差，从而影响抽水效果。针筒或吸管有漏气处，在制作过程中，如果针筒与吸管的连接处用热熔胶粘合不紧密，或者针筒本身存在裂缝等缺陷，都会导致漏气，使针筒内不能形成有效的压强差，进而影响抽水效果。 15． A 大气压 B 16． 硬塑料瓶子 筷子 17． 圆筒 活塞 出水管 进水口 阀门 阀门 18． 大气压 10.1 连通器 将里面空气排出，同时增加活塞与圆筒密闭性，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 【解析】15．[1][2][3]活塞式抽水机是利用大气压工作的，活塞向上移动，A阀门关闭，水在大气压的作用下冲开B阀门，流入圆筒。 16．[1][2]找来的物品中，硬塑料瓶子结实防水，适合作为圆筒；筷子硬度大，适合充当活塞杆。 17．[1][2][3][4][5][6]参照活塞式抽水机的结构示意图，小梦剪下瓶子的瓶底，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。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。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。把玻璃球放在瓶子里作为另一个阀门。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。 18．[1]活塞式抽水机（如图所示）是利用大气压工作的，大气压将水压上来。 [2]一个标准大气压约为，则最多可把水抽上来的高度为 [3]出水口和圆筒上端开口，底部连通，构成一个连通器。 [4]见答案 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $