人教版（2024）八年级下册（2024）跨学科实践：制作简易活塞式抽水机精练

这是一份人教版（2024）八年级下册（2024）跨学科实践：制作简易活塞式抽水机精练，文件包含94跨学科实践制作简易活塞式抽水机知识解读原卷版docx、94跨学科实践制作简易活塞式抽水机知识解读解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共34页， 欢迎下载使用。
•知识点 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机
•作业 随堂检测
知识点 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机
一、项目提出
在生产生活中，人们常用抽水机将水从低处抽到高处。其中有一种活塞式抽水机（如图所示），利用人力
反复提压手柄就可以抽水。本节我们就自己动手制作一台简易活塞式抽水机。
二、项目分析
要制作简易活塞式抽水机，你需要完成以下任务。
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。
三、项目实施
1、了解活塞式抽水机的工作原理
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。如果向下压活塞，水就会被压回盆中。怎样才能不断地将水提升到高处呢？
活塞式抽水机就巧妙地解决了这个问题。下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同时又可以上下移动，A、B 是只能向上开启的阀门。使用时，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，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（图甲）；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（图乙）；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 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。
基于大气压作用，通过活塞的上下移动改变圆筒内的气压，配合两个单向阀门（仅向上开启）实现连续抽水：
（1）提活塞：圆筒内气压降低，外界大气压将低处的水推开关门 B 进入圆筒。
（2）压活塞：阀门 B 关闭，水冲开阀门 A 进入圆筒上部。
（3）再提活塞：阀门 A 关闭，上部的水从出水管流出，同时新水从阀门 B 进入圆筒，循环实现持续抽水。
2、设计活塞式抽水机
了解了活塞式抽水机的工作原理，就可以知道要制作活塞式抽水机，需要考虑几个关键问题。例如，如何
选一个密封性好的圆筒？怎样制作活塞？从哪儿进水，从哪儿出水，又该怎样制作两个阀门？
请发挥你的聪明才智，充分利用身边的材料，与同学们一起认真思考讨论，制订设计方案。
制作方案（简易版）
3、制作活塞式抽水机
选择合适的材料，完成制作。下面是某组同学的选材及制作过程，供你参考。
材料：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。
如下图所示，剪下瓶子的瓶底，把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，使瓶底的外径能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（如下图所示）。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粘在活塞上，使塑料片能盖住孔 B，作为一个阀门（如下图所示）。把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门。
装上活塞，抽水机就组装好了（如下图所示）。 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：（1）密封性是核心：活塞与圆筒的间隙要小，否则无法形成有效气压差，抽水失败。
（2）单向阀门灵活度：阀门不能过重或过紧，需保证能随气压变化自动开关。
（3）操作节奏：提压活塞速度要均匀，过快易导致阀门来不及响应，过慢则气压差不足。
四、展示交流
1、用制作好的抽水机抽水。比一比哪个小组制作的抽水机运转得更流畅。
2、讲解抽水机各部件的作用，并说明选择材料时的想法。说一说，它们是怎样实现抽水功能的？这样的
抽水机提升水的最大高度是多少？
（1）若抽水机无法吸上水，除了密封性问题，还可能是进水口未完全浸没在水中，导致空气进入圆筒，无法形成负压。
（2）该抽水机的抽水高度受大气压限制，理论上 1 标准大气压下，最大抽水高度约为10.3 m（实际受密封性影响，高度会更低）。
3、你能从设计、选材上提出优化方案，制作一个更好的抽水机吗？
实验调试与优化
项目价值：通过该项目可理解大气压的应用原理，同时锻炼工程设计中的 “问题解决能力”（如密封性、部件适配的优化），是物理知识与实际制作结合的典型跨学科实践。
注意：（1）重力是由地球的吸引而产生的，但不能说重力就是地球的吸引力。
（2）在两极时重力等于物体所受的万有引力，在其它位置时不相等。
【典例1】如图是跨学科实践活动中，小明用矿泉水瓶制作的一个简易活塞式抽水机，在抽水的过程中，下列分析中错误的是（ ）
A．向下压活塞，阀门关闭
B．该抽水机是靠大气压抽水的
C．向上拉动活塞，水从瓶口进入
D．制作时，要使活塞的直径与瓶子的内径相吻合
【答案】A
【详解】ABC．活塞式抽水机是利用大气压把水从低处抽到高处，由图可知，简易活塞式抽水机在使用时，向下压活塞，阀门打开，瓶里面的空气被排出；提起活塞时，阀门受到大气压的作用而关闭，活塞下面气压小于外界大气压，水在大气压的作用下推开玻璃球进入筒内；当压下活塞时，玻璃球受水的压力而挡住瓶口，水不能向下流，于是就冲开阀门进入矿泉水瓶的上部；再提起活塞时，活塞上面的水使阀门关闭，水被活塞提起，从侧管中流出来，故A错误，符合题意，BC正确，不符合题意；
D．制作时，要使活塞的直径与瓶子的内径相吻合，这样才能使活塞和瓶壁紧密接触不漏气，不漏水，水才能进入瓶子，故D正确，不符合题意。
故选A。
【典例2】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。
【答案】 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。
【典例3】在跨学科实践课上，小阳和同组的同学利用一个装洗涤液的空瓶子、一根筷子、一块塑料片、一个玻璃球、一块橡皮膏、一根塑料管制作了一个简易的活塞式抽水机，如图所示。
(1)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 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；
(2)当推动活塞向下运动时，玻璃球挡住瓶口，而阀门将 ，储水仓的水涌到活塞上面；
(3)某小组制作的抽水机瓶口放入水中抽水时，无论怎样移动活塞，出水口都没有水流出，可能原因是 。
【答案】(1)小于
(2)打开
(3)气密性不好
【详解】（1）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。
（2）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。
（3）可能原因是装置漏气，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，比如简易装置中用的塑料片、橡皮膏等密封不严。
【变式1-1】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．简易活塞式抽水机是根据流速大的地方压强小的原理工作的
B．简易活塞式抽水机是根据连通器的原理工作的
C．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．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
【答案】D
【详解】AB．简易活塞式抽水机主要是利用大气压工作的，活塞向上运动时，活塞下的空气体积增大，压强变小，小于外界大气压，在大气压作用下，水被压入抽水机内，故AB错误；
C．使用简易活塞式抽水机抽水，提起活塞时，抽水机活塞下的储水舱内压强减小，大气压把水从进水口压入，玻璃球打开，活塞上的阀门关闭，故C错误；
D．使用简易活塞式抽水机抽水，压下活塞时，储水舱内水的压强变大，玻璃球堵住进水口，活塞上的阀门打开，储水舱的水从阀门处涌出，故D正确。
故选D。
【变式1-2】如图，某同学用水瓶、筷子、橡皮膏（阀门材料）、玻璃球等制作了一个简易活塞式抽水机。该装置是利用 来工作的。使用时，将进水口置于低处水中，向上提筷子，此时 关闭，水推开 进入水瓶，然后向下压筷子，活塞向下运动。如此反复。
【答案】 大气压 阀门 玻璃球
【详解】[1]简易活塞式抽水机是利用大气压来工作的。因为当向上提筷子时，瓶内空气体积增大，气压减小，而外界大气压不变，在大气压的作用下，水被压入瓶内。
[2]向上提筷子时，瓶内气压减小，在外界大气压的作用下，阀门关闭，防止瓶内的水回流。
[3]向上提筷子时，瓶内气压减小，外界大气压将水压入瓶内，水推开玻璃球进入水瓶。
【变式1-3】图是小明制作的简易活塞式抽水机，其制作过程大致如下：
（1）剪下矿泉水瓶的瓶底，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；
（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，装上进水管；
（3）在活塞上打两个孔，中间的孔用来固定筷子。请简述你当时用什么方法将筷子固定在活塞上： ；用橡皮膏把塑料片的一边粘在活塞上，使塑料片能盖住另一个孔，作为一个阀门，把 放到瓶子里作为另一个阀门；
（4）装上活塞，倒入引水，将进水管插入水中，向上提筷子， （选填“阀门”或“玻璃球”）打开，水进入筒内。
【答案】 圆筒 活塞 用力下压，直到套紧为止/涂热熔胶 玻璃球 玻璃球
【详解】（1）[1][2]由题意知，做成抽水机的瓶子是倒放在水中，工作时，水从瓶口进入瓶中，所以瓶口相当于进水口，瓶子上部分相当于抽水机的圆筒。瓶底再略剪一小部分后，恰好可以与瓶子的内径吻合，作为活塞使用。
（3）[3][4]活塞中部有一个小孔，将筷子用力向下压进小孔，直到筷子紧紧与活塞固定；或者也可以涂热熔胶使筷子紧紧地固定在活塞上。瓶底向下运动时，瓶中的水将盖住杯子里边的阀门推开，进入瓶底的上方，所以瓶底相当于活塞，盖住小孔的塑料片相当于一个阀门；向上提筷子时，活塞向上运动，瓶中的气压变小，外界大气压大于瓶中的大气压，水将瓶口的玻璃球压开，从瓶口压入瓶中。所以玻璃球相当于另一个阀门。
（4）[5]向上提筷子时，瓶底向上运动时，瓶中的气压变小，外界大气压大于瓶中的大气压，水将瓶口的玻璃球压开，从瓶口压入瓶中。
1．制作简易活塞式抽水机时，拉动活塞能将水抽上来的主要原因是（ ）
A．活塞的吸力作用B．水的重力作用
C．大气压的作用D．活塞的推力作用
【答案】C
【详解】拉动活塞时，抽水机内部空间增大，气压减小，外界大气压大于抽水机内部大气压，使抽水机内外存在压强差，存在压力差，将水压入抽水机内部，从而将水抽上来。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2．日常生活中，人们常用吸管“吸”饮料。下列事例中与人们用吸管“吸”饮料物理原理不相同的是（ ）
A．注射器注射药液B．活塞式抽水机
C．拔火罐D．盆景自动供水装置
【答案】A
【详解】用吸管吸饮料的原理是先把吸管内的空气吸走，在外界大气压的作用下，饮料被压进吸管里；
A．医生用针筒把药水推入病人肌肉中，药水是在人的推力作用下，向前流动而进入病人体内，与大气压无关，故A符合题意；
B．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，故B不符合题意；
C．拔火罐时，先把酒精在罐内烧一下，罐内空气受热膨胀，此时迅速把罐扣在皮肤上，等到罐内的空气冷却后压强降低，罐内气压小于外面的大气压，大气压就将罐紧紧地压在皮肤上，所以拔火罐利用的是大气压原理，故C不符合题意；
D．随着水的蒸发，盆景内水减少，当瓶口刚露出水面时，会有少量空气进入瓶中，瓶内气压增大，瓶内的水会下降流出一部分，使瓶外水位重新升高，瓶口继续没入水中，空气不再进入，如此反复，所以盆景自动供水装置利用的是大气压强，故D不符合题意。
故选A。
3．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
【答案】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。
4．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
【答案】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。
5．在跨学科实践活动中，小明自制了一个活塞式抽水机，将水从低处抽到高处。如图是自制活塞式抽水机的工作原理示意图。下列说法中正确的是（ ）
A．下压时，阀门向上打开是利用了大气压
B．下压时，玻璃球向下关闭是利用了大气压
C．玻璃球与外部液面的高度差不能超过
D．出水管口与外部液面的高度差不能超过
【答案】C
【详解】AB.由图可知，当下压活塞时，玻璃球受水的压力而关闭，水不能向下流，于是水向上的压力冲开阀门进入圆筒的上部。因此下压时，阀门向上打开和玻璃球向下关闭均是利用了液体压强，故AB错误；
CD．一标准气压大约能支持10m高的水柱，所以玻璃球与外部液面高度差不能超过10m，故C正确，D错误。
故选C。
6．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
【答案】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。
7．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
【答案】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。
8．如图是活塞式抽水机工作场景及原理示意图。选项中对其有关解释不正确的是（ ）
A．提按摇杆柄时是省力杠杆
B．、都是单向阀门
C．活塞上提时，圆筒内的水是在大气压的作用下上升的
D．只要下面的管子足够长，可以把任意高度的水抽上来
【答案】D
【详解】A．提按摇杆柄时，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，此时是省力杠杆，故A正确，不符合题意；
B．活塞式抽水机是利用大气压来工作的装置。A、B 都是单向阀门，其作用是控制水的流动方向，保证抽水机正常工作，故B正确，不符合题意；
C．活塞上提时，圆筒内的空气减少，气压减小，外界大气压将水压入圆筒，使圆筒内的水上升，故C正确，不符合题意；
D．因为大气压是有限的，在标准大气压下，大气压能支持约10.3m高的水柱，所以下面的管子不能把任意高度的水抽上来，故D错误，符合题意。
故选D。
9．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工作原理的示意图，将手柄COD视作一个杠杆，用力压C点，活塞被提起，低处的水进入圆筒。
(1)活塞式抽水机是利用 将水从井中抽出的。
(2)下列现象与活塞式抽水机工作原理不相同的是（ ）
A．用胶头滴管吸取液体
B．高压锅更容易将食物煮的软烂
(3)观察结构可知，手柄COD的实质为 杠杆。
(4)向下压活塞时 （选填“A”或“B”）被打开，水进入圆筒上端。
【答案】(1)大气压
(2)B
(3)省力
(4)B
【详解】（1）活塞式抽水机的活塞上提时，内部气压减小，小于外界大气压，在大气压作用下，水从井中进入抽水机内，将水从井中抽出。
（2）A. 用胶头滴管吸取液体，使管内气压小于外界大气压，利用大气压将液体压入滴管，故A不符合题意；
B. 高压锅更容易将食物煮的软烂，是利用了气压越高，沸点越高，故B符合题意。
故选B。
（3）观察结构可知，手柄COD绕O点转动，则O点为支点，手柄COD的动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，所以手柄COD的实质为省力杠杆。
（4）向下压活塞时，杠杆COD绕着O点转动，DO向上移动，带动活塞向上移动，活塞下方气体的体积变大，密度变小，压强变小，小于大气压，水在大气压的作用下推动B阀门打开，进入圆筒。
10．题图所示的活塞式抽水机工作时，提起活塞，阀门B （选填“打开”或“关闭”），低处的水在 （选填“大气压”或“水压”）的作用下进入圆筒。下压活塞时水对阀门A （选填“上方”或“下方”）的压强较大。
【答案】 关闭 大气压 上方
【详解】[1][2][3]活塞式抽水机是利用大气压工作的。提起活塞，阀门B关闭，低处的水在大气压的作用下进入圆筒。下压活塞时水对阀门A上方的压强较大，阀门A关闭，阀门B打开，水进入活塞上方。
11．如图是活塞式抽水机工作原理的示意图，将手柄COD视作一个杠杆，用力压C点，活塞A被提起，低处的水进入圆筒。
(1)活塞式抽水机是利用 将水从井中抽出的。
(2)观察结构可知，手柄COD的实质为 杠杆。
(3)某次灌溉时要将2.4×106N的水从5m深处抽上来，则抽水机做的有用功为 J。
(4)请在图中画出提起活塞A的过程中最小动力F1的示意图 。
【答案】(1)大气压
(2)省力
(3)1.2×107
(4)
【详解】（1）活塞式抽水机利用了大气压，用力压C点，活塞被提起，圆筒内气压减小，在外界大气压的作用下，低处的水被压入圆筒。
（2）观察结构可知，手柄COD是以O点为支点的杠杆，在使用时，动力臂大于阻力臂，因此是省力杠杆。
（3）将2.4×106N的水从5m深处抽上来，抽水机做的有用功W有=Gh=2.4×106N×5m=1.2×107J
（4）活塞A被提起时，杠杆D点受到的阻力是D点下方金属杆对D点竖直向下的拉力，因此作用在杠杆C点的力应向下。根据杠杆平衡条件，当作用在杠杆C点的力垂直于杠杆向下时，动力臂最长，则动力F1最小，如图所示：
12．洗手液瓶中的按压式吸液结构，如图所示，按压式瓶盖的工作原理和 （选填“活塞式抽水机”、“船闸”或“微小压强计”）的工作原理相同，洗手液能被“吸”上来是利用了 。
【答案】 活塞式抽水机 大气压强
【详解】[1][2]当向下按压时，活塞下移压缩内部气体，瓶内气压升高；松手后弹簧恢复，活塞上移使瓶内外产生气压差，液体在压力作用下从导液管进入储液筒，利用了大气压强。活塞式抽水机工作时，也是通过活塞上移，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。船闸是利用连通器原理工作的，微小压强计是用来测量液体压强的。所以按压式瓶盖的工作原理和活塞式抽水机的工作原理相同。
13．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“>”“
(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。
14．某学习小组开展了“制作简易活塞式抽水机”的实践活动，活动过程如下，请帮助完成相关内容：
【项目实施】
任务一：了解抽水的工作原理
(1)如图甲所示取一个注射器，把针头插到装有水的盆中，向上拉动活塞，就能看到水在 的作用下从低处升到高处，理想情况下，水提升的最大高度是 m（一个标准大气压，g取10N/kg，）。
任务二：了解活塞式抽水机的工作过程
通过查阅资料，了解到活塞式抽水机的工作过程如图乙所示。
任务三：设计制作活塞式抽水机
小明参照图乙所示的结构，选取一个用来装洗涤液的空瓶子，一根筷子，一块塑料片，一个小球，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，如图丙所示。
丙（a）：将洗涤液的空瓶子的底部裁剪下来，底部当成活塞，瓶身当成圆筒；
丙（b）：在瓶身上方打一个孔，安装出水管；
丙（c）：在活塞上开一个小孔，把塑料片一边粘在活塞上，使塑料片刚好能盖住小孔，作为阀门A；在洗涤液瓶口中间放一枚小球做成阀门B。
(2)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。再向下压活塞，阀门A ，阀门B ，水进入活塞上方圆筒中，活塞反复上下运动，最终源源不断的将水抽到高处。为了能按照需要顺利地打开和关闭阀门B，小球的密度应比水的密度 。
任务四：改进活塞式抽水机
(3)为了使自制的活塞式抽水机使用时更加便捷，小明给它安装了一个手柄AOB，在A点施加动力提压活塞。如图丁（a）所示，测得OB长5cm，OA长15cm，则手柄相当于 （选填“省力”或“费力”）杠杆。
(4)如图丁（b）所示，当手柄转动到水平位置时，活塞上下表面均有水，测得，，活塞的半径为3cm，活塞与筒壁的摩擦力为2.25N，取10N/kg，，取3，活塞的厚度及装置本身的重力均不计，此时使手柄转动的最小的动力为 N。
【展示交流】
(5)某组的同学发现，自制的活塞式抽水机抽不上水，请写出一条可能的原因 。
【答案】(1) 大气压强 10
(2) 大于 打开 关闭 大
(3)省力
(4)3
(5)见详解
【详解】（1）[1]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。
[2]最高的水柱产生的压强与大气压强相等，根据公式可知，理论上抽水机提升水最大高度
（2）[1][2][3]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。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。
[4]为了能够按照需要顺利地打开和关闭阀门B，小球的密度应大于水的密度，不应漂浮或悬浮。
（3）如图丁（a）所示，测得OB长5cm，OA长15cm，此时动力臂大于阻力臂，则手柄相当于省力杠杆。
（4）活塞的面积S=（0.03m）2×3=0.0027m2
活塞受到的力为F拉+p0S-ρ水gSh2=p0S+ρ水gSh1+f
则活塞受到的拉力为F拉=f+ρ水gh1S+ρ水gh2S=2.25N+1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m×0.0027m2+1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m×0.0027m2=9N
由于物体间力的作用是相互的，所以杠杆受到的阻力为F2=F拉=9N
由杠杆的平衡条件得F1L1=F2L2，则
（5）如果活塞与筒壁之间、各连接处等存在缝隙，导致空气进入，或者活塞下面有空气，筒内无法形成足够的气压差，水就不能抽上来。
15．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
【详解】（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。
部件
材料选择
制作要点
圆筒
洗涤液空瓶（剪去瓶底）
保证内壁光滑，无明显凹陷，为活塞提供贴合的移动空间。
活塞
剪下的瓶底（略修小）
外径与圆筒内径匹配，边缘可缠薄橡胶皮增强密封性。
单向阀门
塑料片 + 橡皮膏、玻璃球
阀门B：活塞上打孔，用橡皮膏固定塑料片（仅能向上开启）；阀门A：圆筒底部放置玻璃球（利用重力单向封堵）。
操作杆
筷子
穿过活塞中心孔，固定后作为提压手柄。
进出水管
塑料管
圆筒侧壁打孔插入塑料管（出水管），瓶口作为进水口。
常见问题
原因分析
优化措施
无法吸水
密封性差/气压差不足
活塞边缘缠橡胶皮；确保进水口完全浸没在水中。
抽水效率低
阀门闭合不严
阀门边缘粘薄海绵，增强单向封堵效果。
活塞卡顿
活塞与圆筒间隙过小
适当修剪活塞尺寸，或在圆筒内壁涂少量肥皂水润滑。