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第 4 节 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机
（一）活动目的
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. 选择合适材料，完成制作简易活塞式抽水机。
（二）活动准备
任务一：了解活塞式抽水机的原理。
取一个注射器模拟抽水机，把针头插到装有水的盆中，向上拉动活塞，观察到水从低处升到高处。说出水能升到高处的原因，分析抽水机的原理。
任务二：了解单向阀门的原理。
注射器的活塞往下压时，水就会被压回盆中，怎样才能不断地将水提升到高处呢？观察单向阀门工作时的视频或图片，解释单向阀门是如何控制水流方向的。
（三）我的设计
1. 先设计出简易活塞式抽水机的结构图，并尝试把它画出来。
2. 选择制作简易活塞式抽水机的材料。
3. 准备制作简易活塞式抽水机的工具。
（四）制作过程
1. 制作简易活塞式抽水机。
展示自己的作品，也可以拍成照片进行展示。
2. 简易活塞式抽水机的性能测试。
用自制简易活塞式抽水机进行抽水，了解抽水机的抽水速度和提升水的最大高度。
（五）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。
3. 尝试从设计、选材上提出优化方案，制作一台更好的抽水机。
（一）活动目的
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. 选择合适材料，完成制作简易活塞式抽水机。
（二）活动准备
任务一：了解活塞式抽水机的原理。
取一个注射器模拟抽水机，把针头插到装有水的盆中，向上拉动活塞，观察到水从低处升到高处。说出水能升到高处的原因，分析抽水机的原理。
任务二：了解单向阀门的原理。
注射器的活塞往下压时，水就会被压回盆中，怎样才能不断地将水提升到高处呢？观察单向阀门工作时的视频或图片，解释单向阀门是如何控制水流方向的。
（三）我的设计
1. 先设计出简易活塞式抽水机的结构图，并尝试把它画出来。
2. 选择制作简易活塞式抽水机的材料。
3. 准备制作简易活塞式抽水机的工具。
（四）制作过程
1. 制作简易活塞式抽水机。
展示自己的作品，也可以拍成照片进行展示。
2. 简易活塞式抽水机的性能测试。
用自制简易活塞式抽水机进行抽水，了解抽水机的抽水速度和提升水的最大高度。
（五）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。
3. 尝试从设计、选材上提出优化方案，制作一台更好的抽水机。
答案
解：向上拉动活塞，注射器内部的空气体积增大，压强减小，外界大气压强大于注射器内部的压强，在大气压强的作用下，盆中的水被压入注射器，从而从低处升到高处。 活塞式抽水机的工作原理是利用大气压强，通过活塞的上下运动改变抽水机内部的气压，使外界大气压将低处的水压入抽水机，进而将水提升到高处。
@@水上升时单向阀门打开，允许水流入抽水机内部；水下降时单向阀门关闭，阻止水回流，这样单向阀门就控制水流只能向高处流动，实现持续提升水的目的。
@@（简易活塞式抽水机结构图文字说明： 1. 泵体：一个竖直放置的圆筒，作为抽水机的主体； 2. 活塞：位于圆筒内部，可上下移动，活塞上有一个向上开启的单向阀门； 3. 底部单向阀门：安装在圆筒底部，同样向上开启； 4. 进水管：连接在圆筒底部，另一端放入水中； 5. 出水管：连接在圆筒上部的侧面，用于出水； 6. 拉绳：系在活塞上，用于拉动活塞上下运动）废弃的大注射器针筒、橡胶塞、小塑料片、橡胶膜、软塑料管、强力胶水、细绳剪刀、小刀、热熔胶枪、尺子
@@1. 取大注射器针筒，拆除针头，作为泵体； 2. 将橡胶塞修剪成与针筒内径匹配的活塞，在橡胶塞中心钻一个小孔，把小塑料片用胶水固定在小孔上方，制作成活塞上的单向阀门，确保阀门只能向上开启； 3. 在针筒底部的开口处，用小塑料片和橡胶膜制作底部单向阀门，同样保证只能向上开启； 4. 将软塑料管分别连接在针筒底部（进水管）和上部侧面（出水管），用胶水固定密封； 5. 把细绳系在活塞上，作为拉绳，完成简易活塞式抽水机的制作。1. 抽水速度：每分钟可抽出约60毫升的水； 2. 最大提升高度：因装置存在轻微漏气，实际测试最大提升高度约为7米。
@@我们小组制作的简易活塞式抽水机运转流畅，抽水过程中没有出现明显的漏水、卡塞现象，由于选用了密封性更好的橡胶塞作为活塞，抽水效率更高，水流更稳定。- 泵体（注射器针筒）：透明材质便于观察内部工作状态，且本身具有较好的气密性，能保证内部气压的变化； 活塞（橡胶塞）：橡胶材质弹性好，能紧密贴合针筒内壁，保证气密性，避免漏气导致气压变化不明显； 单向阀门（小塑料片）：塑料材质轻便、防水，能灵活开启和关闭，实现水流的单向控制； 进、出水管（软塑料管）：耐腐蚀、易弯折，方便调整位置，适配不同的抽水环境； 拉绳（细绳）：轻便且结实，能轻松拉动活塞上下运动。1. 设计优化： 在活塞上增加一圈硅胶密封圈，进一步提升活塞与泵体之间的气密性，减少气压损失； 在出水管末端加装一个可控制的阀门，方便控制出水的启停； 2. 选材优化： 用硅胶塞代替橡胶塞制作活塞，硅胶的耐用性和密封性更好，使用寿命更长； 用不锈钢薄片代替塑料片制作单向阀门，不锈钢强度更高，不易损坏，提升装置的耐用性。
@@水上升时单向阀门打开，允许水流入抽水机内部；水下降时单向阀门关闭，阻止水回流，这样单向阀门就控制水流只能向高处流动，实现持续提升水的目的。
@@（简易活塞式抽水机结构图文字说明： 1. 泵体：一个竖直放置的圆筒，作为抽水机的主体； 2. 活塞：位于圆筒内部，可上下移动，活塞上有一个向上开启的单向阀门； 3. 底部单向阀门：安装在圆筒底部，同样向上开启； 4. 进水管：连接在圆筒底部，另一端放入水中； 5. 出水管：连接在圆筒上部的侧面，用于出水； 6. 拉绳：系在活塞上，用于拉动活塞上下运动）废弃的大注射器针筒、橡胶塞、小塑料片、橡胶膜、软塑料管、强力胶水、细绳剪刀、小刀、热熔胶枪、尺子
@@1. 取大注射器针筒，拆除针头，作为泵体； 2. 将橡胶塞修剪成与针筒内径匹配的活塞，在橡胶塞中心钻一个小孔，把小塑料片用胶水固定在小孔上方，制作成活塞上的单向阀门，确保阀门只能向上开启； 3. 在针筒底部的开口处，用小塑料片和橡胶膜制作底部单向阀门，同样保证只能向上开启； 4. 将软塑料管分别连接在针筒底部（进水管）和上部侧面（出水管），用胶水固定密封； 5. 把细绳系在活塞上，作为拉绳，完成简易活塞式抽水机的制作。1. 抽水速度：每分钟可抽出约60毫升的水； 2. 最大提升高度：因装置存在轻微漏气，实际测试最大提升高度约为7米。
@@我们小组制作的简易活塞式抽水机运转流畅，抽水过程中没有出现明显的漏水、卡塞现象，由于选用了密封性更好的橡胶塞作为活塞，抽水效率更高，水流更稳定。- 泵体（注射器针筒）：透明材质便于观察内部工作状态，且本身具有较好的气密性，能保证内部气压的变化； 活塞（橡胶塞）：橡胶材质弹性好，能紧密贴合针筒内壁，保证气密性，避免漏气导致气压变化不明显； 单向阀门（小塑料片）：塑料材质轻便、防水，能灵活开启和关闭，实现水流的单向控制； 进、出水管（软塑料管）：耐腐蚀、易弯折，方便调整位置，适配不同的抽水环境； 拉绳（细绳）：轻便且结实，能轻松拉动活塞上下运动。1. 设计优化： 在活塞上增加一圈硅胶密封圈，进一步提升活塞与泵体之间的气密性，减少气压损失； 在出水管末端加装一个可控制的阀门，方便控制出水的启停； 2. 选材优化： 用硅胶塞代替橡胶塞制作活塞，硅胶的耐用性和密封性更好，使用寿命更长； 用不锈钢薄片代替塑料片制作单向阀门，不锈钢强度更高，不易损坏，提升装置的耐用性。
解析
【解析】
1. 水能升到高处的原因分析：向上拉动活塞时，注射器内部空气体积增大，压强减小，外界大气压强大于注射器内部的压强，在大气压强的作用下，盆中的水被压入注射器，从而从低处升到高处。
2. 活塞式抽水机的原理分析：活塞式抽水机利用大气压强工作，通过活塞的上下运动改变抽水机内部的气压，当活塞上移时内部气压减小，外界大气压将低处的水压入抽水机，进而将水提升到高处。
【答案】
水能升到高处是因为向上拉活塞时注射器内部压强减小，外界大气压将水压入注射器；活塞式抽水机的原理是利用大气压强，通过活塞运动改变内部气压，使外界大气压将低处的水压入并提升到高处。
【知识点】
大气压强的应用
【点评】
本题借助注射器模拟活塞式抽水机，考查大气压强的实际应用，将抽象原理通过直观实验呈现，有助于加深对大气压应用的理解，培养物理与生活实际联系的能力。
【难度系数】
0.6
【解析】
当尝试提升水时，水上升过程中单向阀门打开，使水能够流入抽水机内部；当水出现下降趋势时，单向阀门关闭，阻挡水发生回流，通过这种针对性的开、闭动作，单向阀门实现了对水流方向的控制，让水流只能向高处流动，进而达成持续将水提升到高处的目的。
【答案】
水上升时单向阀门打开，允许水流入抽水机内部；水下降时单向阀门关闭，阻止水回流，这样单向阀门就控制水流只能向高处流动，实现持续提升水的目的。
【知识点】
单向阀门原理
【点评】
本题结合抽水的实际场景，考察对单向阀门工作原理的理解，注重理论联系实际，有助于培养学生观察生活现象、分析机械运作原理的能力。
【难度系数】
0.7
【解析】
1. 简易活塞式抽水机基于大气压强原理设计，其核心结构文字说明如下（可依此绘制结构图）：
泵体：竖直放置的圆筒，作为抽水机主体；
活塞：位于圆筒内部，可上下移动，活塞上设有向上开启的单向阀门；
底部单向阀门：安装在圆筒底部，向上开启；
进水管：连接圆筒底部，另一端放入水中；
出水管：连接圆筒上部侧面，用于出水；
拉绳：系在活塞上，用于拉动活塞上下运动。
2. 根据抽水机的结构特点，选取生活易得的材料进行制作；
3. 根据材料的加工需求，准备对应的手工工具。
【答案】
1. 简易活塞式抽水机结构图文字说明：
泵体：一个竖直放置的圆筒，作为抽水机的主体；
活塞：位于圆筒内部，可上下移动，活塞上有一个向上开启的单向阀门；
底部单向阀门：安装在圆筒底部，同样向上开启；
进水管：连接在圆筒底部，另一端放入水中；
出水管：连接在圆筒上部的侧面，用于出水；
拉绳：系在活塞上，用于拉动活塞上下运动
2. 制作材料：废弃的大注射器针筒、橡胶塞、小塑料片、橡胶膜、软塑料管、强力胶水、细绳
3. 制作工具：剪刀、小刀、热熔胶枪、尺子
【知识点】
大气压强应用、抽水机结构设计
【点评】
本题为实践操作类题目，需结合大气压强原理完成抽水机的结构设计、材料与工具筹备，既考查物理知识的理解，又锻炼动手规划与实践能力。
【难度系数】
0.6
【解析】
一、简易活塞式抽水机制作解析
1. 选用大注射器针筒作为泵体，拆除针头以消除安全隐患，同时为装置提供基础密封空间；
2. 制作活塞单向阀门：将橡胶塞修剪至与针筒内径适配，中心钻孔后在上方固定小塑料片，利用塑料片单向开启的特性，实现活塞上移时阀门开启、下移时关闭，控制水流单向流动；
3. 制作底部单向阀门：在针筒底部开口处用小塑料片和橡胶膜制作，保证仅能向上开启，使外部水可进入泵体且内部水无法回流；
4. 连接进、出水管：将软塑料管分别连接针筒底部（进水管）和上部侧面（出水管），密封处理防止漏气漏水，保障装置气密性；
5. 安装拉绳：将细绳系在活塞上，通过拉动细绳带动活塞上下运动，完成装置组装。
二、性能测试解析
1. 抽水速度：通过实际抽水计时统计，测量得出单位时间内抽出的水量，得到每分钟约60毫升的抽水速度；
2. 最大提升高度：因自制装置存在轻微漏气，无法达到大气压强理论抽水高度，实际测试最大提升高度约为7米，装置气密性是影响该性能的关键因素。
【答案】
一、简易活塞式抽水机制作步骤
1. 取大注射器针筒，拆除针头，作为泵体；
2. 将橡胶塞修剪成与针筒内径匹配的活塞，在橡胶塞中心钻一个小孔，把小塑料片用胶水固定在小孔上方，制作成活塞上的单向阀门，确保阀门只能向上开启；
3. 在针筒底部的开口处，用小塑料片和橡胶膜制作底部单向阀门，同样保证只能向上开启；
4. 将软塑料管分别连接在针筒底部（进水管）和上部侧面（出水管），用胶水固定密封；
5. 把细绳系在活塞上，作为拉绳，完成简易活塞式抽水机的制作。
二、性能测试结果
1. 抽水速度：每分钟可抽出约60毫升的水；
2. 最大提升高度：因装置存在轻微漏气，实际测试最大提升高度约为7米。
【知识点】
大气压强的应用、单向阀门工作原理、简易机械制作
【点评】
该实践活动通过自制活塞式抽水机，能帮助学生直观理解大气压强的实际应用原理，同时提升动手实践能力；性能测试环节可让学生明确装置气密性对抽水机性能的影响，深化对物理原理与实际装置关联的认知。
【难度系数】
0.4
【解析】
1. 抽水机运转测试：我们小组制作的简易活塞式抽水机运转流畅，抽水过程无明显漏水、卡塞现象，因选用密封性更好的橡胶塞作为活塞，抽水效率更高，水流更稳定。
2. 部件作用与选材思路：
泵体（注射器针筒）：透明材质便于观察内部工作状态，且气密性佳，可保证内部气压正常变化；
活塞（橡胶塞）：橡胶弹性好，能紧密贴合针筒内壁，保障气密性，避免漏气导致气压变化不显著；
单向阀门（小塑料片）：塑料轻便防水，可灵活启闭，实现水流单向控制；
进、出水管（软塑料管）：耐腐蚀、易弯折，便于调整位置，适配不同抽水场景；
拉绳（细绳）：轻便结实，可轻松拉动活塞完成上下运动。
3. 优化方案：
设计优化：在活塞上增设一圈硅胶密封圈，提升活塞与泵体的气密性，减少气压损失；在出水管末端加装可控阀门，方便控制出水启停；
选材优化：用硅胶塞替代橡胶塞制作活塞，硅胶耐用性与密封性更优，使用寿命更长；用不锈钢薄片替换塑料片制作单向阀门，不锈钢强度更高，不易损坏，提升装置耐用性。
【答案】
一、抽水机运转情况：我们小组制作的简易活塞式抽水机运转流畅，抽水过程中没有出现明显的漏水、卡塞现象，由于选用了密封性更好的橡胶塞作为活塞，抽水效率更高，水流更稳定。
二、各部件作用及选材想法：
1. 泵体（注射器针筒）：透明材质便于观察内部工作状态，且本身具有较好的气密性，能保证内部气压的变化；
2. 活塞（橡胶塞）：橡胶材质弹性好，能紧密贴合针筒内壁，保证气密性，避免漏气导致气压变化不明显；
3. 单向阀门（小塑料片）：塑料材质轻便、防水，能灵活开启和关闭，实现水流的单向控制；
4. 进、出水管（软塑料管）：耐腐蚀、易弯折，方便调整位置，适配不同的抽水环境；
5. 拉绳（细绳）：轻便且结实，能轻松拉动活塞上下运动。
三、优化方案：
1. 设计优化：在活塞上增加一圈硅胶密封圈，进一步提升活塞与泵体之间的气密性，减少气压损失；在出水管末端加装一个可控制的阀门，方便控制出水的启停；
2. 选材优化：用硅胶塞代替橡胶塞制作活塞，硅胶的耐用性和密封性更好，使用寿命更长；用不锈钢薄片代替塑料片制作单向阀门，不锈钢强度更高，不易损坏，提升装置的耐用性。
【知识点】
活塞式抽水机原理，材料特性应用，工程设计优化
【点评】
本题为实践探究类题目，通过抽水机的制作、测试、部件分析及优化设计，考查学生的动手实践能力、材料认知与应用能力，以及工程创新思维，有助于提升学生的实践操作与问题解决能力。
【难度系数】
0.4
1. 水能升到高处的原因分析：向上拉动活塞时，注射器内部空气体积增大，压强减小，外界大气压强大于注射器内部的压强，在大气压强的作用下，盆中的水被压入注射器，从而从低处升到高处。
2. 活塞式抽水机的原理分析：活塞式抽水机利用大气压强工作，通过活塞的上下运动改变抽水机内部的气压，当活塞上移时内部气压减小，外界大气压将低处的水压入抽水机，进而将水提升到高处。
【答案】
水能升到高处是因为向上拉活塞时注射器内部压强减小，外界大气压将水压入注射器；活塞式抽水机的原理是利用大气压强，通过活塞运动改变内部气压，使外界大气压将低处的水压入并提升到高处。
【知识点】
大气压强的应用
【点评】
本题借助注射器模拟活塞式抽水机，考查大气压强的实际应用，将抽象原理通过直观实验呈现，有助于加深对大气压应用的理解，培养物理与生活实际联系的能力。
【难度系数】
0.6
【解析】
当尝试提升水时，水上升过程中单向阀门打开，使水能够流入抽水机内部；当水出现下降趋势时，单向阀门关闭，阻挡水发生回流，通过这种针对性的开、闭动作，单向阀门实现了对水流方向的控制，让水流只能向高处流动，进而达成持续将水提升到高处的目的。
【答案】
水上升时单向阀门打开，允许水流入抽水机内部；水下降时单向阀门关闭，阻止水回流，这样单向阀门就控制水流只能向高处流动，实现持续提升水的目的。
【知识点】
单向阀门原理
【点评】
本题结合抽水的实际场景，考察对单向阀门工作原理的理解，注重理论联系实际，有助于培养学生观察生活现象、分析机械运作原理的能力。
【难度系数】
0.7
【解析】
1. 简易活塞式抽水机基于大气压强原理设计，其核心结构文字说明如下（可依此绘制结构图）：
泵体：竖直放置的圆筒，作为抽水机主体；
活塞：位于圆筒内部，可上下移动，活塞上设有向上开启的单向阀门；
底部单向阀门：安装在圆筒底部，向上开启；
进水管：连接圆筒底部，另一端放入水中；
出水管：连接圆筒上部侧面，用于出水；
拉绳：系在活塞上，用于拉动活塞上下运动。
2. 根据抽水机的结构特点，选取生活易得的材料进行制作；
3. 根据材料的加工需求，准备对应的手工工具。
【答案】
1. 简易活塞式抽水机结构图文字说明：
泵体：一个竖直放置的圆筒，作为抽水机的主体；
活塞：位于圆筒内部，可上下移动，活塞上有一个向上开启的单向阀门；
底部单向阀门：安装在圆筒底部，同样向上开启；
进水管：连接在圆筒底部，另一端放入水中；
出水管：连接在圆筒上部的侧面，用于出水；
拉绳：系在活塞上，用于拉动活塞上下运动
2. 制作材料：废弃的大注射器针筒、橡胶塞、小塑料片、橡胶膜、软塑料管、强力胶水、细绳
3. 制作工具：剪刀、小刀、热熔胶枪、尺子
【知识点】
大气压强应用、抽水机结构设计
【点评】
本题为实践操作类题目，需结合大气压强原理完成抽水机的结构设计、材料与工具筹备，既考查物理知识的理解，又锻炼动手规划与实践能力。
【难度系数】
0.6
【解析】
一、简易活塞式抽水机制作解析
1. 选用大注射器针筒作为泵体，拆除针头以消除安全隐患，同时为装置提供基础密封空间；
2. 制作活塞单向阀门：将橡胶塞修剪至与针筒内径适配，中心钻孔后在上方固定小塑料片，利用塑料片单向开启的特性，实现活塞上移时阀门开启、下移时关闭，控制水流单向流动；
3. 制作底部单向阀门：在针筒底部开口处用小塑料片和橡胶膜制作，保证仅能向上开启，使外部水可进入泵体且内部水无法回流；
4. 连接进、出水管：将软塑料管分别连接针筒底部（进水管）和上部侧面（出水管），密封处理防止漏气漏水，保障装置气密性；
5. 安装拉绳：将细绳系在活塞上，通过拉动细绳带动活塞上下运动，完成装置组装。
二、性能测试解析
1. 抽水速度：通过实际抽水计时统计，测量得出单位时间内抽出的水量，得到每分钟约60毫升的抽水速度；
2. 最大提升高度：因自制装置存在轻微漏气，无法达到大气压强理论抽水高度，实际测试最大提升高度约为7米，装置气密性是影响该性能的关键因素。
【答案】
一、简易活塞式抽水机制作步骤
1. 取大注射器针筒，拆除针头，作为泵体；
2. 将橡胶塞修剪成与针筒内径匹配的活塞，在橡胶塞中心钻一个小孔，把小塑料片用胶水固定在小孔上方，制作成活塞上的单向阀门，确保阀门只能向上开启；
3. 在针筒底部的开口处，用小塑料片和橡胶膜制作底部单向阀门，同样保证只能向上开启；
4. 将软塑料管分别连接在针筒底部（进水管）和上部侧面（出水管），用胶水固定密封；
5. 把细绳系在活塞上，作为拉绳，完成简易活塞式抽水机的制作。
二、性能测试结果
1. 抽水速度：每分钟可抽出约60毫升的水；
2. 最大提升高度：因装置存在轻微漏气，实际测试最大提升高度约为7米。
【知识点】
大气压强的应用、单向阀门工作原理、简易机械制作
【点评】
该实践活动通过自制活塞式抽水机，能帮助学生直观理解大气压强的实际应用原理，同时提升动手实践能力；性能测试环节可让学生明确装置气密性对抽水机性能的影响，深化对物理原理与实际装置关联的认知。
【难度系数】
0.4
【解析】
1. 抽水机运转测试：我们小组制作的简易活塞式抽水机运转流畅，抽水过程无明显漏水、卡塞现象，因选用密封性更好的橡胶塞作为活塞，抽水效率更高，水流更稳定。
2. 部件作用与选材思路：
泵体（注射器针筒）：透明材质便于观察内部工作状态，且气密性佳，可保证内部气压正常变化；
活塞（橡胶塞）：橡胶弹性好，能紧密贴合针筒内壁，保障气密性，避免漏气导致气压变化不显著；
单向阀门（小塑料片）：塑料轻便防水，可灵活启闭，实现水流单向控制；
进、出水管（软塑料管）：耐腐蚀、易弯折，便于调整位置，适配不同抽水场景；
拉绳（细绳）：轻便结实，可轻松拉动活塞完成上下运动。
3. 优化方案：
设计优化：在活塞上增设一圈硅胶密封圈，提升活塞与泵体的气密性，减少气压损失；在出水管末端加装可控阀门，方便控制出水启停；
选材优化：用硅胶塞替代橡胶塞制作活塞，硅胶耐用性与密封性更优，使用寿命更长；用不锈钢薄片替换塑料片制作单向阀门，不锈钢强度更高，不易损坏，提升装置耐用性。
【答案】
一、抽水机运转情况：我们小组制作的简易活塞式抽水机运转流畅，抽水过程中没有出现明显的漏水、卡塞现象，由于选用了密封性更好的橡胶塞作为活塞，抽水效率更高，水流更稳定。
二、各部件作用及选材想法：
1. 泵体（注射器针筒）：透明材质便于观察内部工作状态，且本身具有较好的气密性，能保证内部气压的变化；
2. 活塞（橡胶塞）：橡胶材质弹性好，能紧密贴合针筒内壁，保证气密性，避免漏气导致气压变化不明显；
3. 单向阀门（小塑料片）：塑料材质轻便、防水，能灵活开启和关闭，实现水流的单向控制；
4. 进、出水管（软塑料管）：耐腐蚀、易弯折，方便调整位置，适配不同的抽水环境；
5. 拉绳（细绳）：轻便且结实，能轻松拉动活塞上下运动。
三、优化方案：
1. 设计优化：在活塞上增加一圈硅胶密封圈，进一步提升活塞与泵体之间的气密性，减少气压损失；在出水管末端加装一个可控制的阀门，方便控制出水的启停；
2. 选材优化：用硅胶塞代替橡胶塞制作活塞，硅胶的耐用性和密封性更好，使用寿命更长；用不锈钢薄片代替塑料片制作单向阀门，不锈钢强度更高，不易损坏，提升装置的耐用性。
【知识点】
活塞式抽水机原理，材料特性应用，工程设计优化
【点评】
本题为实践探究类题目，通过抽水机的制作、测试、部件分析及优化设计，考查学生的动手实践能力、材料认知与应用能力，以及工程创新思维，有助于提升学生的实践操作与问题解决能力。
【难度系数】
0.4
