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2. 请计算在标准大气压下,活塞式抽水机最多可把水抽到的高度约为多少? ($p_{大气压}=1.01×10^{5}\ \mathrm{Pa}$,结果保留一位小数)
答案
解：由公式$ p = \rho gh $得，活塞式抽水机最多可把水抽到的高度
$ h = \frac{p_{\mathrm{大气压}}}{\rho_{\mathrm{水}} g} = \frac{1.01 × 10^5 \, \mathrm{Pa}}{1.0 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 × 9.8 \, \mathrm{N/kg}} \approx 10.3 \, \mathrm{m} $
$ h = \frac{p_{\mathrm{大气压}}}{\rho_{\mathrm{水}} g} = \frac{1.01 × 10^5 \, \mathrm{Pa}}{1.0 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 × 9.8 \, \mathrm{N/kg}} \approx 10.3 \, \mathrm{m} $
解析
【分析】
要解决这个问题，首先需明确活塞式抽水机的工作原理：它依靠大气压抽水，当抽水机内部形成真空时，外界大气压会将水压入抽水机，此时水柱产生的压强等于大气压。接下来，我们可以利用液体压强公式$p = \rho gh$，通过公式变形得到计算高度的表达式$h = \frac{p}{\rho g}$，最后代入已知的大气压、水的密度和重力加速度的数值，即可算出抽水的最大高度。
【解析】
解：活塞式抽水机利用大气压抽水，水柱产生的压强等于大气压，即$p_{水柱}=p_{大气压}$。
由液体压强公式$ p = \rho gh $变形可得抽水高度的计算公式：
$ h = \frac{p_{\mathrm{大气压}}}{\rho_{\mathrm{水}} g} $
将已知数值$p_{大气压}=1.01×10^{5}\ \mathrm{Pa}$，$\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$，$g=9.8\ \mathrm{N/kg}$代入公式：
$ h = \frac{1.01 × 10^5 \, \mathrm{Pa}}{1.0 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 × 9.8 \, \mathrm{N/kg}} \approx 10.3 \, \mathrm{m} $
【答案】
10.3米
【知识点】
大气压的应用、液体压强公式应用
【点评】
本题是大气压与液体压强结合的基础计算题，核心是理解活塞式抽水机的工作原理，明确大气压与水柱压强的等量关系，正确对液体压强公式变形并代入数值计算，计算时需注意单位统一和结果的精度要求。
【难度系数】
0.8
要解决这个问题，首先需明确活塞式抽水机的工作原理：它依靠大气压抽水，当抽水机内部形成真空时，外界大气压会将水压入抽水机，此时水柱产生的压强等于大气压。接下来，我们可以利用液体压强公式$p = \rho gh$，通过公式变形得到计算高度的表达式$h = \frac{p}{\rho g}$，最后代入已知的大气压、水的密度和重力加速度的数值，即可算出抽水的最大高度。
【解析】
解：活塞式抽水机利用大气压抽水，水柱产生的压强等于大气压，即$p_{水柱}=p_{大气压}$。
由液体压强公式$ p = \rho gh $变形可得抽水高度的计算公式：
$ h = \frac{p_{\mathrm{大气压}}}{\rho_{\mathrm{水}} g} $
将已知数值$p_{大气压}=1.01×10^{5}\ \mathrm{Pa}$，$\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$，$g=9.8\ \mathrm{N/kg}$代入公式：
$ h = \frac{1.01 × 10^5 \, \mathrm{Pa}}{1.0 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 × 9.8 \, \mathrm{N/kg}} \approx 10.3 \, \mathrm{m} $
【答案】
10.3米
【知识点】
大气压的应用、液体压强公式应用
【点评】
本题是大气压与液体压强结合的基础计算题，核心是理解活塞式抽水机的工作原理，明确大气压与水柱压强的等量关系，正确对液体压强公式变形并代入数值计算，计算时需注意单位统一和结果的精度要求。
【难度系数】
0.8
1.【多选题】如图9-4-6是某同学正在利用电动取水器(本质上是一个小型抽水机)从水桶中取水时的情景。已知此时桶中水受到的重力为80 N,水面到桶底的距离为30 cm,桶底面积为$300\ \mathrm{cm}^{2}$,水中A点距桶底12 cm。已知$\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$,若$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$,下列说法正确的是()
A.取水器是利用自身的吸力将水从桶中吸出来的
B.桶底受到水的压力为90 N
C.A点受到水的压强为$1.8×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
D.水桶和水杯二者构成了连通器
A.取水器是利用自身的吸力将水从桶中吸出来的
B.桶底受到水的压力为90 N
C.A点受到水的压强为$1.8×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
D.水桶和水杯二者构成了连通器
答案
BC
解析
【分析】
要解决这道题，我们需要逐个分析每个选项，结合相关物理知识判断对错：
1. 对于选项A，需明确抽水机的工作原理是利用大气压，而非自身吸力；
2. 选项B，要先根据液体压强公式计算桶底受到的水的压强，再利用压强公式的变形计算压力；
3. 选项C，先确定A点的深度（深度是从水面到该点的垂直距离），再用液体压强公式计算压强；
4. 选项D，根据连通器的定义（上端开口、底部相连通的容器）判断水桶和水杯是否构成连通器。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：电动取水器（抽水机）的工作原理是利用大气压将水从桶中压出来，并非自身的吸力，A错误。
选项B：水面到桶底的距离$h=30\ \mathrm{cm}=0.3\ \mathrm{m}$，根据液体压强公式$p=\rho gh$，桶底受到水的压强：
$p=\rho_{水}gh=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.3\ \mathrm{m}=3×10^{3}\ \mathrm{Pa}$；
桶底面积$S=300\ \mathrm{cm}^{2}=0.03\ \mathrm{m}^{2}$，根据$p=\frac{F}{S}$，桶底受到水的压力：
$F=pS=3×10^{3}\ \mathrm{Pa}×0.03\ \mathrm{m}^{2}=90\ \mathrm{N}$，B正确。
选项C：A点距桶底12cm，则A点的深度$h_A=30\ \mathrm{cm}-12\ \mathrm{cm}=18\ \mathrm{cm}=0.18\ \mathrm{m}$，A点受到水的压强：
$p_A=\rho_{水}gh_A=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.18\ \mathrm{m}=1.8×10^{3}\ \mathrm{Pa}$，C正确。
选项D：连通器的定义是“上端开口、底部相连通的容器”，水桶和水杯没有底部相连通，且取水器是抽水机，因此二者不构成连通器，D错误。
综上，正确选项为BC。
【答案】
BC
【知识点】
大气压的应用、液体压强计算、连通器的定义
【点评】
本题综合考查了大气压的应用、液体压强与压力的计算、连通器的判断，解题的关键是准确理解相关物理概念和公式，注意深度的定义（从液面到研究点的垂直距离）以及单位的统一。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，我们需要逐个分析每个选项，结合相关物理知识判断对错：
1. 对于选项A，需明确抽水机的工作原理是利用大气压，而非自身吸力；
2. 选项B，要先根据液体压强公式计算桶底受到的水的压强，再利用压强公式的变形计算压力；
3. 选项C，先确定A点的深度（深度是从水面到该点的垂直距离），再用液体压强公式计算压强；
4. 选项D，根据连通器的定义（上端开口、底部相连通的容器）判断水桶和水杯是否构成连通器。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：电动取水器（抽水机）的工作原理是利用大气压将水从桶中压出来，并非自身的吸力，A错误。
选项B：水面到桶底的距离$h=30\ \mathrm{cm}=0.3\ \mathrm{m}$，根据液体压强公式$p=\rho gh$，桶底受到水的压强：
$p=\rho_{水}gh=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.3\ \mathrm{m}=3×10^{3}\ \mathrm{Pa}$；
桶底面积$S=300\ \mathrm{cm}^{2}=0.03\ \mathrm{m}^{2}$，根据$p=\frac{F}{S}$，桶底受到水的压力：
$F=pS=3×10^{3}\ \mathrm{Pa}×0.03\ \mathrm{m}^{2}=90\ \mathrm{N}$，B正确。
选项C：A点距桶底12cm，则A点的深度$h_A=30\ \mathrm{cm}-12\ \mathrm{cm}=18\ \mathrm{cm}=0.18\ \mathrm{m}$，A点受到水的压强：
$p_A=\rho_{水}gh_A=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.18\ \mathrm{m}=1.8×10^{3}\ \mathrm{Pa}$，C正确。
选项D：连通器的定义是“上端开口、底部相连通的容器”，水桶和水杯没有底部相连通，且取水器是抽水机，因此二者不构成连通器，D错误。
综上，正确选项为BC。
【答案】
BC
【知识点】
大气压的应用、液体压强计算、连通器的定义
【点评】
本题综合考查了大气压的应用、液体压强与压力的计算、连通器的判断，解题的关键是准确理解相关物理概念和公式，注意深度的定义（从液面到研究点的垂直距离）以及单位的统一。
【难度系数】
0.6
2.【教材改编】如图9-4-7所示为某活塞式抽水机工作的示意图,其中POQ是手柄,能绕着O点转动,P点通过连杆与活塞相连,A、B是单向阀门,只能向上开启,请回答下面的问题:
(1)如图9-4-7甲所示,圆筒中的活塞向上运动,阀门(选填“A”或“B”)打开,水在(选填“大气压”或“水压”)作用下经过阀门流入圆筒。
(2)如图9-4-7乙所示,活塞向下运动时,阀门B在(选填“大气压”或“水压”)作用下关闭,而阀门A打开,圆筒中的水不断上升到活塞上方。
(3)如图9-4-7丙所示,圆筒上方的水从出水管口流出;某地居民在安装此抽水机时,下端水管已插入水中,但无论怎样移动活塞,水管口都没有水流出,可能原因是(写一条即可)。
(4)安装后首次使用(或长时间不用)的活塞式抽水机工作前,往往需要向圆筒内灌入几杯水,这样做的目的是什么?
(1)如图9-4-7甲所示,圆筒中的活塞向上运动,阀门(选填“A”或“B”)打开,水在(选填“大气压”或“水压”)作用下经过阀门流入圆筒。
(2)如图9-4-7乙所示,活塞向下运动时,阀门B在(选填“大气压”或“水压”)作用下关闭,而阀门A打开,圆筒中的水不断上升到活塞上方。
(3)如图9-4-7丙所示,圆筒上方的水从出水管口流出;某地居民在安装此抽水机时,下端水管已插入水中,但无论怎样移动活塞,水管口都没有水流出,可能原因是(写一条即可)。
(4)安装后首次使用(或长时间不用)的活塞式抽水机工作前,往往需要向圆筒内灌入几杯水,这样做的目的是什么?
答案
（1）B
大气压
（2）水压
（3）水管与
抽水机接头处漏气
（4）活塞式抽水机在工作前，需向圆筒内灌入几杯水，这样做的目的是排出活塞下方的空气，增加密闭性。
大气压
（2）水压
（3）水管与
抽水机接头处漏气
（4）活塞式抽水机在工作前，需向圆筒内灌入几杯水，这样做的目的是排出活塞下方的空气，增加密闭性。
解析
【分析】
我们可以结合活塞式抽水机的工作原理，利用大气压和单向阀门的特点来逐步分析：
1. 对于第(1)问，当活塞向上运动时，圆筒内的空间变大，内部气压减小，外界大气压大于内部气压，单向阀门B会被大气压推开，阀门A由于上方的水和气压作用关闭，水在大气压作用下进入圆筒。
2. 第(2)问，活塞向下运动时，圆筒内空间变小，内部水压增大，单向阀门B在水压作用下关闭，而阀门A在水压作用下打开，水进入活塞上方。
3. 第(3)问，若无论怎么移动活塞都没水流出，说明无法形成有效的气压差，可能是装置漏气，比如水管与抽水机接头处漏气，导致外界大气压无法将水压入抽水机；也可能是抽水机安装高度超过了大气压能支持的水柱高度。
4. 第(4)问，首次使用或长时间不用时，活塞下方有空气，灌入几杯水可以排出这些空气，让活塞下方形成密闭空间，这样活塞运动时能形成足够的气压差，保证大气压能将水抽上来。
【解析】
(1) 图甲中，活塞向上运动，圆筒内气压减小，外界大气压将阀门B推开，阀门A关闭，水在大气压作用下经阀门B流入圆筒，故填B、大气压。
(2) 图乙中，活塞向下运动，圆筒内水压增大，阀门B在水压作用下关闭，阀门A打开，水上升到活塞上方，故填水压。
(3) 若水管口无水流出，可能是水管与抽水机接头处漏气（或抽水机安装高度超过大气压能支持的水柱高度等），导致无法形成有效气压差，大气压不能将水压入抽水机。
(4) 向圆筒内灌入几杯水，目的是排出活塞下方的空气，增强装置的密闭性，使活塞运动时能形成足够的气压差，从而利用大气压将水抽上来。
【答案】
(1) B；大气压
(2) 水压
(3) 水管与抽水机接头处漏气（合理即可）
(4) 排出活塞下方的空气，增加密闭性，使活塞运动时能形成足够的气压差，从而利用大气压抽水。
【知识点】
大气压的应用；单向阀门原理；抽水机工作原理
【点评】
本题紧密结合活塞式抽水机的实际工作场景，考查大气压的应用，需要学生理解抽水机工作过程中气压的变化以及单向阀门的作用，同时联系实际分析故障原因，注重知识的实际应用。
【难度系数】
0.6
我们可以结合活塞式抽水机的工作原理，利用大气压和单向阀门的特点来逐步分析：
1. 对于第(1)问，当活塞向上运动时，圆筒内的空间变大，内部气压减小，外界大气压大于内部气压，单向阀门B会被大气压推开，阀门A由于上方的水和气压作用关闭，水在大气压作用下进入圆筒。
2. 第(2)问，活塞向下运动时，圆筒内空间变小，内部水压增大，单向阀门B在水压作用下关闭，而阀门A在水压作用下打开，水进入活塞上方。
3. 第(3)问，若无论怎么移动活塞都没水流出，说明无法形成有效的气压差，可能是装置漏气，比如水管与抽水机接头处漏气，导致外界大气压无法将水压入抽水机；也可能是抽水机安装高度超过了大气压能支持的水柱高度。
4. 第(4)问，首次使用或长时间不用时，活塞下方有空气，灌入几杯水可以排出这些空气，让活塞下方形成密闭空间，这样活塞运动时能形成足够的气压差，保证大气压能将水抽上来。
【解析】
(1) 图甲中，活塞向上运动，圆筒内气压减小，外界大气压将阀门B推开，阀门A关闭，水在大气压作用下经阀门B流入圆筒，故填B、大气压。
(2) 图乙中，活塞向下运动，圆筒内水压增大，阀门B在水压作用下关闭，阀门A打开，水上升到活塞上方，故填水压。
(3) 若水管口无水流出，可能是水管与抽水机接头处漏气（或抽水机安装高度超过大气压能支持的水柱高度等），导致无法形成有效气压差，大气压不能将水压入抽水机。
(4) 向圆筒内灌入几杯水，目的是排出活塞下方的空气，增强装置的密闭性，使活塞运动时能形成足够的气压差，从而利用大气压将水抽上来。
【答案】
(1) B；大气压
(2) 水压
(3) 水管与抽水机接头处漏气（合理即可）
(4) 排出活塞下方的空气，增加密闭性，使活塞运动时能形成足够的气压差，从而利用大气压抽水。
【知识点】
大气压的应用；单向阀门原理；抽水机工作原理
【点评】
本题紧密结合活塞式抽水机的实际工作场景，考查大气压的应用，需要学生理解抽水机工作过程中气压的变化以及单向阀门的作用，同时联系实际分析故障原因，注重知识的实际应用。
【难度系数】
0.6
