9. 下图所示为活塞式抽水机工作原理。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

(1)文中①处应填
(2)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,改变了活塞与筒壁间的
A. 气密性
B. 摩擦力
C. 压强
(3)在大气压为 $ 1×10^5 \mathrm{ Pa} $ 时,该抽水机提升水的最大高度是
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(如图甲所示);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(如图乙所示);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②B
而进入圆筒(如图丙所示)。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
小于
(选填“大于”“小于”或“等于”),②处应填B
(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,改变了活塞与筒壁间的
A
(填序号)。A. 气密性
B. 摩擦力
C. 压强
(3)在大气压为 $ 1×10^5 \mathrm{ Pa} $ 时,该抽水机提升水的最大高度是
10
$ \mathrm{m} $。该抽水机在海拔 $ 3000 \mathrm{ m} $ 的青藏高原提升水的最大高度低于
(选填“高于”“低于”或“等于”)在武汉提升水的最大高度。答案
9. (1) 小于 B (2) A (3) 10 低于
解析
【分析】
要解决这道题,我们可以分三个小问题逐一分析:
1. 对于第(1)问,首先回忆活塞式抽水机的工作原理:当提起活塞时,活塞下方空气稀薄,内部气压会小于外界大气压,这样外界大气压才能将低处的水推开阀门B进入圆筒;当再次提起活塞时,活塞上方的水会压着阀门A使其关闭,此时低处的水又会在大气压作用下推开阀门B进入圆筒,据此判断①和②的内容。
2. 第(2)问,先往圆筒倒水,是因为活塞和筒壁之间可能存在缝隙,倒水后水会填充缝隙,增强活塞与筒壁间的气密性,这样才能保证大气压正常发挥作用,从而判断选项。
3. 第(3)问,根据液体压强公式$p=\rho gh$,可以推导出提升水的最大高度$h=\frac{p}{\rho g}$,代入大气压数值计算即可;而海拔越高,大气压越低,再结合公式可知气压越小,能提升的水的高度越低,据此判断青藏高原和武汉的情况。
【解析】
(1) 当提起活塞时,圆筒内的空气变得稀薄,内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下,低处的水推开阀门B进入圆筒;当再次提起活塞时,活塞上方的水迫使阀门A关闭,同时低处的水在大气压的作用下推开阀门B进入圆筒,所以①填“小于”,②填“B”。
(2) 往抽水机圆筒里倒一点水,水会填充活塞与筒壁之间的缝隙,改变了活塞与筒壁间的气密性,保证大气压能有效推动水进入圆筒,故选A。
(3) 根据液体压强公式$p=\rho gh$,可得提升水的最大高度:
$h=\frac{p}{\rho_{水}g}=\frac{1×10^5\mathrm{Pa}}{1×10^3\mathrm{kg/m^3}×10\mathrm{N/kg}}=10\mathrm{m}$;
青藏高原海拔3000m,海拔越高大气压越低,根据$h=\frac{p}{\rho_{水}g}$可知,大气压越小,能提升水的最大高度越小,所以在青藏高原提升水的最大高度低于在武汉提升水的最大高度。
【答案】
(1) 小于;B
(2) A
(3) 10;低于
【知识点】
大气压的应用;液体压强公式;气压与海拔关系
【点评】
本题结合活塞式抽水机的工作原理,考查大气压的应用、液体压强公式的计算以及气压与海拔的关系,将物理知识与生活实际装置结合,需要学生理解装置的工作过程并灵活运用相关物理公式。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,我们可以分三个小问题逐一分析:
1. 对于第(1)问,首先回忆活塞式抽水机的工作原理:当提起活塞时,活塞下方空气稀薄,内部气压会小于外界大气压,这样外界大气压才能将低处的水推开阀门B进入圆筒;当再次提起活塞时,活塞上方的水会压着阀门A使其关闭,此时低处的水又会在大气压作用下推开阀门B进入圆筒,据此判断①和②的内容。
2. 第(2)问,先往圆筒倒水,是因为活塞和筒壁之间可能存在缝隙,倒水后水会填充缝隙,增强活塞与筒壁间的气密性,这样才能保证大气压正常发挥作用,从而判断选项。
3. 第(3)问,根据液体压强公式$p=\rho gh$,可以推导出提升水的最大高度$h=\frac{p}{\rho g}$,代入大气压数值计算即可;而海拔越高,大气压越低,再结合公式可知气压越小,能提升的水的高度越低,据此判断青藏高原和武汉的情况。
【解析】
(1) 当提起活塞时,圆筒内的空气变得稀薄,内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下,低处的水推开阀门B进入圆筒;当再次提起活塞时,活塞上方的水迫使阀门A关闭,同时低处的水在大气压的作用下推开阀门B进入圆筒,所以①填“小于”,②填“B”。
(2) 往抽水机圆筒里倒一点水,水会填充活塞与筒壁之间的缝隙,改变了活塞与筒壁间的气密性,保证大气压能有效推动水进入圆筒,故选A。
(3) 根据液体压强公式$p=\rho gh$,可得提升水的最大高度:
$h=\frac{p}{\rho_{水}g}=\frac{1×10^5\mathrm{Pa}}{1×10^3\mathrm{kg/m^3}×10\mathrm{N/kg}}=10\mathrm{m}$;
青藏高原海拔3000m,海拔越高大气压越低,根据$h=\frac{p}{\rho_{水}g}$可知,大气压越小,能提升水的最大高度越小,所以在青藏高原提升水的最大高度低于在武汉提升水的最大高度。
【答案】
(1) 小于;B
(2) A
(3) 10;低于
【知识点】
大气压的应用;液体压强公式;气压与海拔关系
【点评】
本题结合活塞式抽水机的工作原理,考查大气压的应用、液体压强公式的计算以及气压与海拔的关系,将物理知识与生活实际装置结合,需要学生理解装置的工作过程并灵活运用相关物理公式。
【难度系数】
0.6
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