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例2 在设计和制作活塞式抽水机时，下列说法错误的是()
A. 用来制作圆筒的瓶子的内壁必须光滑，不能有凹凸花纹
B. 制作和组装活塞时，既要保证活塞能上下滑动，又要确保活塞与瓶子内部紧密接触
C. 活塞上设计的阀门必须粘塑料片
D. 组装抽水机时，要注意活塞与圆筒、塑料管和出水口之间必须密封好，否则可能无法抽上水来
A. 用来制作圆筒的瓶子的内壁必须光滑，不能有凹凸花纹
B. 制作和组装活塞时，既要保证活塞能上下滑动，又要确保活塞与瓶子内部紧密接触
C. 活塞上设计的阀门必须粘塑料片
D. 组装抽水机时，要注意活塞与圆筒、塑料管和出水口之间必须密封好，否则可能无法抽上水来
答案
D
解析
1
知识点 制作简易活塞式抽水机
1. 如图所示，用注射器抽取药水瓶里面的药液时，先把活塞推到针筒底，然后将针头插入药液中，拉起活塞，药液就会进入针筒，出现这种现象的原因是()
A. 针筒内气压大于大气压
B. 针筒内气压小于大气压
C. 针筒内气压等于大气压
D. 针筒本身有吸取药液的本领
2. 如图所示，当将活塞式抽水机的压杆向下压时，A、B阀门的状态是()
A. A、B阀门均打开
B. A、B阀门均闭合
C. A阀门打开，B阀门关闭
D. A阀门关闭，B阀门打开
3. 活塞式抽水机的工作原理示意图如图所示，下压活塞式抽水机的压杆，此时活塞被向上提起，活塞上面的水迫使阀门A关闭，水从出水管流出；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，下方的水在的作用下，推开阀门B进入圆筒中。
4. 下列各选项涉及的原理与活塞式抽水机相同的是()
A. 茶壶的壶嘴与壶身
B. U形“存水弯”
C. 船闸
D. 用吸管喝饮料
5. 在制作简易活塞式抽水机时，把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门，除此设计外，你还有哪些设计方法？
6. 请计算标准大气压下，活塞式抽水机最多可以从多深的井中抽出水来。水的密度为1.0×10³ kg/m³，g取10 N/kg。
1. 如图所示，用注射器抽取药水瓶里面的药液时，先把活塞推到针筒底，然后将针头插入药液中，拉起活塞，药液就会进入针筒，出现这种现象的原因是()
A. 针筒内气压大于大气压
B. 针筒内气压小于大气压
C. 针筒内气压等于大气压
D. 针筒本身有吸取药液的本领
2. 如图所示，当将活塞式抽水机的压杆向下压时，A、B阀门的状态是()
A. A、B阀门均打开
B. A、B阀门均闭合
C. A阀门打开，B阀门关闭
D. A阀门关闭，B阀门打开
3. 活塞式抽水机的工作原理示意图如图所示，下压活塞式抽水机的压杆，此时活塞被向上提起，活塞上面的水迫使阀门A关闭，水从出水管流出；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，下方的水在的作用下，推开阀门B进入圆筒中。
4. 下列各选项涉及的原理与活塞式抽水机相同的是()
A. 茶壶的壶嘴与壶身
B. U形“存水弯”
C. 船闸
D. 用吸管喝饮料
5. 在制作简易活塞式抽水机时，把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀门，除此设计外，你还有哪些设计方法？
6. 请计算标准大气压下，活塞式抽水机最多可以从多深的井中抽出水来。水的密度为1.0×10³ kg/m³，g取10 N/kg。
答案
B
C
大于
大气压
D
还可以用钢珠、橡皮塞等替代玻璃球制作单向阀门。
解：标准大气压$p_0=1.013×10^5\ \mathrm{Pa}$
根据$p=\rho gh$可得，
$ h=\frac{p_0}{\rho g}=\frac{1.013×10^5\ \mathrm{Pa}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=10.13\ \mathrm{m}$
答：最多可以从10.13m深的井中抽出水来。
C
大于
大气压
D
还可以用钢珠、橡皮塞等替代玻璃球制作单向阀门。
解：标准大气压$p_0=1.013×10^5\ \mathrm{Pa}$
根据$p=\rho gh$可得，
$ h=\frac{p_0}{\rho g}=\frac{1.013×10^5\ \mathrm{Pa}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=10.13\ \mathrm{m}$
答：最多可以从10.13m深的井中抽出水来。
解析
【分析】
1. 抽取药液问题：先将活塞推到针筒底，可排出针筒内的空气，拉起活塞时，针筒内空气减少，内部气压减小，外界大气压大于针筒内气压，在大气压作用下药液被压入针筒，因此需选择针筒内气压小于大气压的选项。
2. 活塞式抽水机下压压杆问题：下压压杆时，活塞向下运动，活塞下方的水受压力作用推开阀门A，同时阀门B在水压作用下关闭，据此判断阀门状态。
3. 第3题：下压压杆使活塞向上提起，活塞上方的水迫使阀门A关闭，此时阀门B下方为大气压，压强大于阀门B上方圆筒内的气压，下方的水在大气压作用下推开阀门B进入圆筒。
4. 原理匹配问题：活塞式抽水机利用大气压工作，需从选项中找出同样利用大气压的实例，连通器原理的实例需排除。
5. 单向阀门设计问题：单向阀门需实现液体单向通过，只要能在压力作用下完成导通和关闭的物体，都可替代玻璃球。
6. 抽水深度计算：标准大气压下，大气压等于水产生的压强，利用液体压强公式$p=\rho gh$变形可计算出最大抽水深度。
【解析】
1. 抽取药液时，推活塞到针筒底排出内部空气，拉起活塞后针筒内气压小于外界大气压，大气压将药液压入针筒，故选B。
2. 下压活塞式抽水机压杆时，活塞向下运动，活塞下方的水推开阀门A，阀门B在水压作用下关闭，故选C。
3. 下压压杆，活塞被向上提起，阀门A关闭，此时阀门B下方的压强大于上方压强，下方的水在大气压的作用下推开阀门B进入圆筒，故依次填“大于”“大气压”。
4. 活塞式抽水机利用大气压工作：
A.茶壶的壶嘴与壶身利用连通器原理；
B.U形“存水弯”利用连通器原理；
C.船闸利用连通器原理；
D.用吸管喝饮料利用大气压，与抽水机原理相同，故选D。
5. 可使用钢珠、橡皮塞等替代玻璃球制作单向阀门，它们能在液体压力作用下实现单向导通和关闭。
6. 解：已知标准大气压$p_0=1.013×10^5\ \mathrm{Pa}$，水的密度$\rho=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$。
根据液体压强公式$p=\rho gh$，变形得最大抽水深度：
$ h=\frac{p_0}{\rho g}=\frac{1.013×10^5\ \mathrm{Pa}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=10.13\ \mathrm{m}$
答：标准大气压下，活塞式抽水机最多可以从10.13m深的井中抽出水来。
【答案】
1. B
2. C
3. 大于；大气压
4. D
5. 还可以用钢珠、橡皮塞等替代玻璃球制作单向阀门。
6. 10.13m
【知识点】
1. 大气压的应用
2. 活塞式抽水机原理
3. 液体压强公式应用
【点评】
本题围绕活塞式抽水机和大气压的应用展开，涵盖了大气压的实际利用、抽水机工作过程分析、原理匹配及定量计算，帮助学生理解大气压在生活中的具体应用，掌握活塞式抽水机的工作机制，强化对大气压和液体压强公式的综合运用能力。
【难度系数】
0.7
1. 抽取药液问题：先将活塞推到针筒底，可排出针筒内的空气，拉起活塞时，针筒内空气减少，内部气压减小，外界大气压大于针筒内气压，在大气压作用下药液被压入针筒，因此需选择针筒内气压小于大气压的选项。
2. 活塞式抽水机下压压杆问题：下压压杆时，活塞向下运动，活塞下方的水受压力作用推开阀门A，同时阀门B在水压作用下关闭，据此判断阀门状态。
3. 第3题：下压压杆使活塞向上提起，活塞上方的水迫使阀门A关闭，此时阀门B下方为大气压，压强大于阀门B上方圆筒内的气压，下方的水在大气压作用下推开阀门B进入圆筒。
4. 原理匹配问题：活塞式抽水机利用大气压工作，需从选项中找出同样利用大气压的实例，连通器原理的实例需排除。
5. 单向阀门设计问题：单向阀门需实现液体单向通过，只要能在压力作用下完成导通和关闭的物体，都可替代玻璃球。
6. 抽水深度计算：标准大气压下，大气压等于水产生的压强，利用液体压强公式$p=\rho gh$变形可计算出最大抽水深度。
【解析】
1. 抽取药液时，推活塞到针筒底排出内部空气，拉起活塞后针筒内气压小于外界大气压，大气压将药液压入针筒，故选B。
2. 下压活塞式抽水机压杆时，活塞向下运动，活塞下方的水推开阀门A，阀门B在水压作用下关闭，故选C。
3. 下压压杆，活塞被向上提起，阀门A关闭，此时阀门B下方的压强大于上方压强，下方的水在大气压的作用下推开阀门B进入圆筒，故依次填“大于”“大气压”。
4. 活塞式抽水机利用大气压工作：
A.茶壶的壶嘴与壶身利用连通器原理；
B.U形“存水弯”利用连通器原理；
C.船闸利用连通器原理；
D.用吸管喝饮料利用大气压，与抽水机原理相同，故选D。
5. 可使用钢珠、橡皮塞等替代玻璃球制作单向阀门，它们能在液体压力作用下实现单向导通和关闭。
6. 解：已知标准大气压$p_0=1.013×10^5\ \mathrm{Pa}$，水的密度$\rho=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$。
根据液体压强公式$p=\rho gh$，变形得最大抽水深度：
$ h=\frac{p_0}{\rho g}=\frac{1.013×10^5\ \mathrm{Pa}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=10.13\ \mathrm{m}$
答：标准大气压下，活塞式抽水机最多可以从10.13m深的井中抽出水来。
【答案】
1. B
2. C
3. 大于；大气压
4. D
5. 还可以用钢珠、橡皮塞等替代玻璃球制作单向阀门。
6. 10.13m
【知识点】
1. 大气压的应用
2. 活塞式抽水机原理
3. 液体压强公式应用
【点评】
本题围绕活塞式抽水机和大气压的应用展开，涵盖了大气压的实际利用、抽水机工作过程分析、原理匹配及定量计算，帮助学生理解大气压在生活中的具体应用，掌握活塞式抽水机的工作机制，强化对大气压和液体压强公式的综合运用能力。
【难度系数】
0.7
