9.4跨學科實踐：制作簡易活塞式抽水機1．如圖所示，塑料瓶中灌滿水，用一張紙覆蓋瓶口，壓緊后倒置，瓶中的水和紙都不會下落，是因為的作用。【答案】大氣壓【詳解】一標準大氣壓大約是1.0×105Pa，它相當于10m高的水產(chǎn)生的壓強；紙外受到大氣壓的作用，紙內受到瓶中水產(chǎn)生的壓強的作用，大氣壓遠大于瓶中的水產(chǎn)生的壓強，所以水和紙被大氣壓托著，不會下落。2．如圖所示，是小華同學設計的小狗自動喂水裝置。當小狗飲水使瓶口露出水面時，瓶內的水流出，到水面封住瓶口時，在大氣壓的作用下瓶內的水（選填“繼續(xù)”或“不再”）流出，此時瓶內氣壓（選填“大于”、“小于”或“等于”）瓶外的大氣壓?！敬鸢浮坎辉傩∮凇驹斀狻慨斝」凤嬎蛊靠诼冻鏊鏁r，因瓶內壓強小于外界大氣壓，氣體進入瓶內，瓶內氣壓增大，水向外流出；當瓶口被水浸沒后，氣體不再進入瓶內，在大氣壓作用下，瓶內的水不再流出。此時瓶內外壓強相等，即瓶內氣體加液體壓強等于外界大氣壓，所以瓶內氣壓小于大氣壓。第2題圖第3題圖3．活塞式抽水機的工作原理如圖所示，當活塞被從圓筒底部提起時，閥門A_______，地下水在_____的作用下推開閥門_____，進入圓筒中?！敬鸢浮筷P閉大氣壓（強）B【詳解】由圖可知，當提起活塞時，閥門A關閉，活塞內的氣體體積增大，氣壓降低，低于外界的大氣壓，因此管外的水在大氣壓的作用下推開閥門B，進入圓筒中。4．入夏以來，許昌地區(qū)干旱少雨，為了緩解旱情，農民采用抽水機抽水灌溉。抽水機有很多種，如圖是一種活塞式抽水機，它是利用來工作的，它最多可以把水抽高米，壓水的杠桿是（選填“省力”“費力”或“等臂”）杠桿。（p大氣壓=1×105pa，，g=10N/kg）【答案】大氣壓10省力【詳解】抽水機工作時，使其內部氣壓小于外界大氣壓，在外界大氣壓的作用下將水壓入抽水機內，進而實現(xiàn)把水從低處壓到高處的目的。最多可以把水抽的高度為由圖可知，在壓水的過程中，動力臂大于阻力臂，因此是省力杠桿。5.連通器在日常生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應用，如圖所示事例中不是利用連通器原理工作的是（

）A．茶壺B．船閘C．活塞式抽水機D．下水道存水管【答案】C【詳解】A．茶壺的壺身和壺嘴構成連通器，是利用連通器原理工作的，故A不符合題意；B．船閘底部閥門打開時，上游和閘室、閘室和下游之間都可以構成連通器，利用連通器原理使船只順利通行，故B不符合題意；C．活塞式抽水機是利用大氣壓來工作的，故C符合題意；D．下水道存水管是一個連通器，利用連通器原理形成水封，可以防止難聞氣味進入室內，故D不符合題意。故選C。6.如圖所示，是小明為寵物免設計的“自動供水裝置”。飲料瓶的側底部開有較大的孔，用鐵夾將瓶固定豎直懸于水槽中靜止，孔口剛剛被水浸沒，下列說法不正確的是（

）A．擰下瓶蓋，裝置會失去自動續(xù)水功能B．鐵夾夾得越緊，瓶受到向上的摩擦力越大C．圖中瓶內如果沒有空氣，水會充滿整個瓶子D．瓶中水面能高于槽內水面是由于水受大氣壓作用【答案】B【詳解】A．若擰下瓶蓋，供水瓶中水的上下兩端受到的大氣壓相抵消，水在重力的作用下會立刻流下，裝置會失去自動續(xù)水功能，故A正確，不符合題意；B．根據(jù)二力平衡的知識可知，瓶受到向上的摩擦力等于瓶和水的總重力，與鐵夾的松緊無關，故B錯誤，符合題意；C．一個標準大氣壓可以支持約10m高的水柱，瓶內如果沒有空氣，則水會充滿整個瓶子，故C正確，不符合題意；D．一個標準大氣壓可以支持約10m高的水柱，瓶中水面能高于槽內水面，是因為盆景中的水與大氣相通，是大氣壓支持著瓶內的水不會流出來，故D正確，不符合題意。故選B。7．辦公室有一個簡單的抽水機，當用手連續(xù)按壓上部塑料筒時，水就會流出來；再按一下水管上方的黃色按鈕，會聽到“哧”的一聲，筒內的水立刻退回到水桶內。如果塑料筒穿孔或者連接部分密封不好，設備無法正常抽水。關于這個設備，下列說法中正確的是（）

A．向下按壓塑料筒時，塑料筒內氣體壓強會變小B．水由于塑料筒的吸引力而升上來C．按下黃色按鈕，水桶內的氣壓會變大D．該設備能抽水是因為按壓增大了桶內氣壓，利用內外壓強差將水壓出桶外【答案】D【詳解】A．向下連續(xù)按壓上部塑料筒時，塑料筒內氣體壓強會變大，塑料桶內的空氣進入水桶，水桶內氣體質量變大，壓強會變大，故A錯誤；B．水桶內部氣壓變大，大于外界的氣壓，在內部氣壓的作用下，水被壓上來，故B錯誤；C．按下黃色按鈕，水桶內的氣壓會變小，水退回桶內，故C錯誤；D．該設備能抽水是因為按壓增大了桶內氣壓，使得筒內氣壓大于外界氣壓，利用內外壓強差將水壓出桶外，故D正確。故選D。8.（多選題）如圖所示，用一個裝水的瓶子倒插入裝少量水的容器中，瓶口與底部留有間隙，當雞喝掉容器中的水，且瓶口露出水面時，水又會自動流出，保證了給雞供水。關于這個裝置原理說法正確的是（）A．如瓶子頂部破損，水會從破口處噴出B．水穩(wěn)定后，瓶內氣壓小于瓶外大氣壓C．當瓶口露出水面時，空氣進入瓶內，瓶內氣壓增大D．外界大氣壓突然降低，容器中的水會被“吸”入瓶內【答案】BC【詳解】A．如瓶子頂部破損，由于外界大氣壓大于瓶內大氣壓，則水面下降，直至與容器液面相平，故A錯誤；B．當水面剛好封住瓶口時，瓶內氣體壓強與液體壓強之和等于外界大氣壓時，水停止流出，此時瓶內氣壓小于瓶外大氣壓，故B正確；C．當瓶口露出水面時，空氣通過瓶口進入瓶內，使瓶內氣體壓強與液體壓強之和大于外界大氣壓，水從瓶內流出，故C正確；D．如果大氣壓降低，瓶內的水面將下降，大氣壓升高，才會將水壓回去，故D錯誤，故選BC。9．離心式抽水機在使用之前，先在泵內水，葉輪旋轉時產(chǎn)生離心力，水在離心力作用下甩向外圍流進泵殼，于是葉輪中心氣壓外界的大氣壓，水就在這個壓力差的作用下由吸入口流進葉輪，這樣水泵就可以不斷吸水，不斷供水．【答案】灌滿；小于【詳解】離心式水泵起動前，為了排除內部的空氣，先向泵里灌滿水，這樣，葉輪轉動后把水甩出，使葉輪附近的地方出現(xiàn)一塊真空區(qū)域，即該區(qū)域的大氣壓強非常小，而低處的水面上有大氣壓，且葉輪中心氣壓比外界的大氣壓小，所以水在外界大氣壓的作用下被壓入泵中．10.如圖所示，為活塞式水泵的工作原理示意圖，請完成下列填空。甲圖：提起活塞時，閥門關閉，大氣壓迫使水推開閥門，進入圓筒。乙圖：壓下活塞時，閥門B，活塞下面的水推開閥門，涌入活塞上面。丙圖：再提起活塞時，閥門關閉，它上面的水從出水口流出，迫使水推開閥門B，水就進入圓筒?！敬鸢浮看髿鈮篈B關閉AA大氣壓【詳解】活塞式水泵和離心式水泵都是利用大氣壓原理工作的；提起活塞時，閥門A關閉，大氣壓迫使水推開閥門B，進入圓筒；壓下活塞時，閥門B關閉，活塞下面的水推開閥門A，涌入活塞上面；再提起活塞時，閥門A關閉，它上面的水從出水管流出，大氣壓迫使水推開閥門B水就進入圓筒。11．抽水機也叫水泵，如圖是活塞式抽水機工作原理的示意圖。（1）抽水機是利用來工作的；圖中POQ實際上是一個（填“等臂”“省力”或“費力”）杠桿；（2）請計算在一標準大氣壓下，活塞式抽水機最多可把水抽的高度約為多少米；（3）活塞式抽水機在工作前，需向圓筒內灌入幾杯水，簡述一下這樣做的目的?！敬鸢浮看髿鈮菏×?0.3m見詳解【詳解】（1）活塞式抽水機工作時，使其內部氣壓小于外界大氣壓，在外界大氣壓的作用下將水壓入抽水機內，進而實現(xiàn)把水從低處壓到高處的目的，則抽水機是利用大氣壓工作的。圖中POQ是以O點為支點，動力臂大于阻力臂的省力杠桿。（2）由公式p=pgh得，活塞式抽水機最多可把水抽的高度也就是說大氣壓只能支持高約10.3m的水柱。（3）水可以隔絕空氣，向圓筒內灌入幾杯水，可以排出空氣，增加密閉性。12．按壓泵常用于瓶裝的洗手液、洗發(fā)水等，既方便取用，又節(jié)約用量。圖甲是一瓶已啟用的洗手液，按壓泵中已充滿洗手液。圖乙是按壓泵的結構示意圖，其中手柄與活塞連成一個整體，小球A（閥門A處）、小球B（閥門B處）密度比洗手液略大，小球的上下活動引起閥門的開合。取液時，按壓手柄，少量洗手液從出液口溢出；松手后，手柄彈回原位，洗手液又充滿儲液室。請用所學知識解釋上述工作過程。【答案】見解析【詳解】取液前，小球A、B密度比洗手液略大，浮力小于重力，小球沉在閥門口，閥門A、B關閉。取液時，按壓手柄，因為力能使物體變生形變，所以彈簧受到向下壓力而壓縮，活塞往下運動，儲液室內液體壓強增大，小球B不動，閥門B關閉；小球A受到向上的液體壓力增大，當時，小球A向上運動，閥門A打開，儲液室部分液體被擠出，洗手液從出液口溢出。松開手柄，壓力消失，彈簧恢復原狀，手柄彈回原位，活塞受到一個向上的力，因為力改變物體的運動狀態(tài)，所以推動活塞向上運動，儲液室內形成了一個低壓區(qū)，因為所以小球A下沉，閥門A關閉；閥門A關閉，同時洗手液在瓶內氣壓作用下，沖開小球B，閥門B打開，洗手液進入儲液室。13．出土于戰(zhàn)國時期墓葬的竹節(jié)柄銅汲酒器如圖甲所示，是我國目前發(fā)現(xiàn)最早利用大氣壓原理的青銅器，比馬德堡半球實驗早了近兩千年。圖乙是該汲酒器取酒過程的示意圖，長柄上端與球形底部各開一小孔a、b。當汲酒器插入酒缸中時，汲酒器和酒缸就構成了一個，汲酒器中充滿酒水后，用拇指輕輕壓住方孔a并向上提起，汲進之酒毫無滴灑，是由于的作用。松開拇指，酒水在的作用下緩緩流出?！敬鸢浮窟B通器大氣壓重力【詳解】當汲酒器插入酒缸中時，上端開口，下端連通，汲酒器和酒缸就構成了一個連通器；汲酒器中充滿酒水后，用拇指輕輕壓在方孔a并向上提起，由于大氣壓的作用，汲進之酒毫無滴灑；重力方向是豎直向下的，因此松開拇指，酒水在重力的作用下會緩緩流出。14．“無動力”抽水——虹吸抽水在生活中應用非常廣泛“無動力”抽水并不是真正無動力，虹吸抽水時主要是（選填“重力”或“大氣壓力”）充當動力。如圖所示，在甲、乙、丙、丁四個裝置中的玻璃管內灌滿水，一端插入盛滿水的大燒杯內，另一端用手按住管口，放手后，能把水虹吸到空燒杯的是，最后兩杯液面保持相平的是。（均選填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）【答案】大氣壓力丙、丁丁【詳解】設在彎管正中央有一液片M，如下圖所示：液片左側受到的壓強為p左=p大氣壓﹣ρ水gh1①液片右側受到的壓強為p右=p大氣壓﹣ρ水gh2②因h1<h2，由①②知p左>p右故水從魚缸流入圓柱形容器中；當h1=h2，p左=p右時，水停止流動，“無動力”抽水并不是真正無動力，虹吸抽水時主要是大氣壓力充當動力。要想產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象，需要把注滿水的容器放在較高處，另一個沒有盛水的容器放在較低處，故丙、丁能把水虹吸到空燒杯；由于丙中的小燒杯的高度遠遠低于左側小燒杯的高度，所以這兩個小燒杯中的液面不可能相同；而丁中的兩個燒杯的高度相同，最終的水面相平。15．小明家利用離心式水泵將河里的水抽到魚塘中，題圖甲是離心式水泵結構示意圖。離心式水泵的抽水高度稱為揚程，揚程等于吸水揚程和壓水揚程的總和，吸水揚程是水泵能把水從水源抽吸到水泵軸線的垂直高度，壓水揚程是水泵能把水從水泵軸線往上壓到排水管出水口的垂直高度。

（1）水泵啟動時，葉輪帶動水泵里的水高速旋轉，水被壓入排水管，葉輪附近水的壓強（選填“增大”或“減小”），河里的水在的作用下進入水泵；（2）如圖乙所示，離心式水泵應放在位置（選填“A”或“B”）；【答案】減小大氣壓A【詳解】（1）葉輪高速運動，帶動水流高速運動，根據(jù)流體流速大壓強小的特點，葉輪附近水的壓強減?。浑x心式水泵是利用大氣壓原理工作，使河水在大氣壓的作用下進入水泵。（2）大氣壓最高撐起10m的水柱，故吸水揚程最大為10m；離心式水泵應放在其吸水揚程最大值以內，A處高度為4m，B處高度為11.8m，A在吸水揚程范圍內，B超出吸水揚程范圍，故離心式水泵應放在位置A。16．（2023·江蘇徐州·中考真題）如圖所示，將壓水泵插入水桶中，從上端向下按壓，水就會從出水口流出。按壓的作用是使桶內氣壓（）

A．大于大氣壓 B．等于大氣壓C．小于大氣壓 D．變?yōu)榱恪敬鸢浮緼【詳解】將壓水泵插入水桶中，從上端向下按壓，桶內空氣變多，氣壓變大，當桶內水面上方的氣體壓強大于大氣壓時，水就會在桶內氣壓的作用下從出水口流出。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。17．（2022·遼寧營口·中考真題）下列不是利用連通器原理工作的是（）A．茶壺 B．船閘 C．抽水機 D．地漏【答案】C【詳解】A．茶壺的壺蓋上有小孔，壺嘴上端有口，壺身和壺嘴底部相連通，是連通器，故A符合題意；B．船閘的上游閥門打開時，上游和閘室構連通器，下游閥門打開時，下游和閘室構成通器，故B符合題意；C．抽水機是利用大氣壓來工作的，不是利連通器原理工作的，故C不符合題意；D．地漏是利連通器原理工作的，故D符合題意。故選C。18．（2023·內蒙古通遼·中考真題）如圖甲是裝有自動供水裝置的盆景，在的作用下可使盆景盤中水位保持一定的高度，圖乙是創(chuàng)意氣壓計，A為玻璃管且上端與大氣相通，B為密閉的厚空心玻璃球，A與B下部相通，該氣壓計（選填“屬于”或“不屬于”）連通器。

【答案】大氣壓不屬于【詳解】由圖甲可知，外界大氣壓作用在水面上，會使得瓶中的水保持一定的高度，不會全部流出。由圖乙可知，B玻璃球上端封閉，故不構成連通器。19．（2023·江蘇蘇州·中考真題）如圖，一根水平放置、兩端開口的透明亞克力管，下部的抽氣孔與抽氣機相連。將一個略小于管內徑的紙團置于管中，打開抽氣機，在的作用下，兩塑料片分別緊緊“吸附”在管子兩端。當管內氣壓較低時關閉抽氣機