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第九章 压强
课时9.4 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机
2025年课程标准 物理素养
物理观念：知道活塞式抽水机是利用大气压强将水从低处抽到高处的装
1、理解活塞式抽水机的工 置 。
作原理。 科学思维：理解抽水过程中大气压强、液体压强以及活塞、阀门等部件的
2、掌握简易活塞式抽水机 关键作用 。
的制作方法。 科学探究：学会选用常见、易获取的材料进行抽水机的制作 。
科学态度与责任：培养动手能力和实践操作技能，进行改进和创新，培养
创新思维和解决实际问题的能力 。
知识点一、制作简易活塞式抽水机
1、活塞式抽水机的工作原理：如图所示活塞跟筒壁紧密接触同时又可以上下移动，A 、B
是只能向上开启的阀门。使用时，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，气压小于外界的大气压。于是，低处的水受到大气压的作用推开阀门 B进
入圆筒(图甲)；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(图乙)；再提起活基时，活塞 上面的水迫使阀门 A 关闭，水从侧
管流出。与此同时，低处的水又在大气压的作用下推开阀门 B而进入圆筒(图9.4-2丙)。这
样，活塞不停地上下移动，水就从管口连续不断地流出。
2、制作活塞式抽水机
（1）制作材料：一个用来装洗涤液的空瓶子，一根筷子， 一块塑料片，一个玻璃球，一
块橡皮膏，一根塑料管。
（2）开始制作①如图所示，剪下瓶子的瓶底，瓶子上部作为 抽水机的圆筒。把瓶底再略剪一小部分作为
活塞，使瓶 底的外径与瓶子的内径相吻合。
②在瓶子的侧壁上打一个出水口，插上一段塑料管作为出水管如图所示。拔掉瓶盖上的小
帽，把瓶口作为进水口。
③在活塞上打两个孔A 、B，中间的孔A用来固定筷子。用橡皮膏把塑料片的一边黏在活
塞上，使塑料片能盖住孔B，作为一个阀门如图所示。把玻璃球放到瓶子里作为另一个阀
门。
④装上活塞，抽水机就组装好了如图所示。将瓶口朝下浸入水中，上下拉动活塞，抽水机
就会把水抽上来。
如图使用活塞式抽水机时，若提起活塞，阀门A关闭，活塞下面的空气稀薄，
低处的水受到 的作用推开阀门进入圆筒。当压下活塞时，阀门B被水压下而关
闭，水被阻不能向下流动，冲开阀门 进入圆筒的上部。再提起活塞时，活塞上面
的水迫使阀门 关闭，水从侧管流出。问题一：制作简易活塞式抽水机
【角度1】制作简易活塞式抽水机
【典例1】清明假期小杰随爸妈回乡祭祖，在帮奶奶做家务时，一个给鸡自动喂水的装置
引发了他的兴趣。如图甲所示，把一个装满水的瓶子倒放在水盆中，并使瓶口没入水中，
鸡喝水的过程中，盆中水位下降至瓶口露出水面时，瓶中水自动流出补充到盆中，直到
瓶口再次没入水中，水停止流出，如此反复。经过研究他发现当瓶口没入水中时，瓶内
水柱上方的气压 （选填“大于”、“小于”或“等于”）外界大气压，所以瓶中
水不再流出。小杰还发现奶奶家院子里还有一口压井，通过查资料他明白了这口压井是
靠活塞式抽水机来提水的，其某个工作环节如图乙所示，此时活塞向上移动， 阀
门关闭，水在 的作用下冲开 阀门，流入圆筒。小杰发现这两个装置的原理
是相同的，你身边还有应用相同原理的实例吗？请任意举出两个： 、 。
1、活塞式抽水机抽水是通过活塞上移使抽水机内水面上方的气压减小，水在外界大气压的
作用下，被压上来，利用了大气压的作用，标准大气压下最多能将水抽到10m的高度。
【变式1-1】活塞式抽水机工作原理如图所示，提起活塞时，阀门A关闭，管外的水在
作用下，推开阀门B进入圆筒。【变式1-2】阅读下面短文，回答问题．
抽水机也叫水泵，是一种利用大气压强的抽水工具．如图是活塞式抽水机工作原理的
示意图。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（图甲）；
当压下活塞时，阀门B被水压下而关闭，水被阻不能向下流动，于是冲开阀门A进入
圆筒的上部（图乙）；再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门A关闭，水从侧管流出。
与此同时，井里的水又在大气压的作用下推开阀门②而进入圆筒（图丙）。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 （选填“大于”“小于”或“等于”），②处应填
（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，目的是增强活塞与筒壁间的
；
A．气密性 B．摩擦力 C．压强
（3）下列现象与活塞式抽水机工作原理不相同的是 ；
A．吸盘紧紧吸在墙上 B．用吸尘器吸尘
C．用吸管喝牛奶 D．手机保护膜吸附在手机屏幕上
（4）在大气压为 时，该抽水机提升水的最大高度是 m（g取
），在海拔3000m的青藏高原该抽水机提升水的最大高度 （选填
“高于”“低于”或“等于”）在珠海提升的最大高度。【基础强化】
1．我们生活中利用到大气压强的例子无处不在，以下关于大气压，说法错误的是（ ）
A．图甲中，是大气压力将塑料吸盘压在光滑的墙上
B．图乙中，小明在吸饮料时，吸管内气压小于大气压，所以吸管中的饮料会上升
C．图丙中，盆景自动供水装置中，此时塑料瓶中的水不会流出是由于大气压的原因
D．图丁中，活塞式抽水机是利用了大气压来工作的，标准大气压下最多能将水抽到
76cm的高度
2．下列实例中利用大气压工作的是（ ）
A．帕斯卡裂桶实验中用几杯水就能撑裂木桶 B．用活塞式抽水机抽水
C．飞机获得向上的升力 D．利用船闸让船通行
3．下列图中的现象与物理知识或结论对应错误的是（ ）
A．图甲：自行车安装滚珠轴承······以滚动代替滑动方式来减小摩擦
B．图乙：书包的背带通常做得很宽······通过增大受力面积的方法减小压强
C．图丙：活塞式抽水机工作原理·····大气压的利用
D．图丁：瓶底浇冷水，瓶内水重新沸腾······液体的沸点随气压降低而升高
4．下列实例中，不是利用大气压强的是（ ）
A．用吸管喝饮料
B．医生把针筒中的药液推入病人肌肉中
C．活塞式抽水机将水从低处抽到高处
D．把吸盘挂钩按压在墙壁上，可以挂衣服
5．关于下面四幅图的说法正确的是（ ）
A． 如图：拿着自制气压计从一楼走上五楼，观察到管内水柱变低，说明大气压
随高度的增加而减小B． 如图：活塞式抽水机利用大气压工作，标准大气压下，能提升水的最
大高度约为76cm
C． 如图：往B管中吹气，吸管A中水面上的气体压强大于杯内水面
上的气体压强
D． 如图：飞机飞行时，机翼下方气流的速度较小，对机翼下表面的
压强较大
6．济南的泉水来源于南部山区，如下图甲所示，大气降水渗入地下后，顺石灰岩渗漏带向
北流，至城区遇到岩体阻挡，喷涌而出。由此可见眼眼清泉的成因可以用 原理
解释。老济南人曾用活塞式抽水机抽取地下水如下图乙，活塞式抽水机工作时，是利用
把水抽上来的。
7．许多地方使用的液化石油气是利用 的方法，使石油气在常温下液化后装入钢罐中
的．抽水机又叫水泵，它是利用 把水不断从低处抽到高处的．
8．如图所示是水塔的工作原理图，为保障水塔能正常供水，需要用抽水机把水抽至塔顶蓄
水柜，抽水机利用了 的作用将水压到一定高度；水塔通过自来水管给用户
供水利用了 原理。
9．如图所示，小朋友在吸饮料时，吸掉管内部分空气，饮料在 的作用下进入
小朋友口中。生活中的 （选填“抽水机”或“船闸”）也是对此原理的应用。
【能力培优】
10．生活中“抽”字表述的现象，其原因各有不同，用抽水机“抽”水时，水是在
作用下被“抽”上来的，用抽油烟机“抽”油烟时，油烟是由于空气流速越大，压强
越 的缘故被“抽”出去的；用如图所示的喷壶喷洒药液时，先要用设置在喷壶
上的打气筒向内打气，然后打开阀门，药液就会喷出.向壶内打气，目的是使壶内液面
上方空气的压强 （选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压强。
11．请根据活塞式抽水机的示意图，说明其工作原理．
答：活塞跟筒壁紧密接触可以上下滑动，A、B是只能向上开启的阀门．使用时，提
起活塞时，阀门A受到 的作用而关闭，活塞下面的空气变稀薄，气压 （填
“大于”或“小于”）外界大气压，于是，低处的水在大气压的作用下推开阀门
进入圆筒．当压下活塞时，阀门B受水的压力而关闭，水不能向下流，于是就冲开阀
门 进入圆筒的上部．再提起活塞时，活塞上面的水使阀门A关闭，水被活塞提
起，从侧管中流出来．
12．如图所示，是一种常见的活塞式抽水机。图中表示了它的工作原理：当提起活塞时，
阀门B关闭，大气压迫使水推开阀门 进入圆筒；压下活塞时，阀门A关闭，水
不能往下流就推开阀门 进到活塞上方；再提起活塞，阀门A打开，阀门B关闭，
外界的水又进入活塞下部的圆筒内，活塞上部的水则流了出来。（均选填“A”或
“B”）13．请根据活塞式抽水机的示意图，说明它的工作原理．如图所示．甲图中，提起活塞时，
阀门A关闭，管外的水在 的作用下推开阀门 ，进入圆筒．乙图中，压下活
塞时，阀门B关闭，同时圆筒中活塞下方的水推开阀门 涌到活塞上方．丙图中，
再次提起活塞时，圆筒中活塞上方的水从出水管流出．如此往复，就能把水抽上来了．
14．按压式瓶盖
在日常生活中，装有洗手液或洗发液的瓶子，其瓶盖都是按压式的，如图所示。按压
式瓶盖的工作原理是什么呢？液体是怎么被“吸”上来的？
洗手液瓶中有个按压式吸液结构，它由导液管、进液阀门、弹簧、活塞、出液阀门、
出液管、储液筒等组成，如图所示，其中进液阀门和出液阀门是塑料小球，进液阀门
位于弹簧下端，出液阀门位于活塞上端。
使用的时候，通过手向下按压，活塞向下移动，弹簧被压缩使得进液阀门关闭，出液
阀门打开，储液筒里的液体从出液管流出瓶外；当手松开时，弹簧恢复原来的自然状
态，使得活塞向上移动，出液阀门关闭，进液阀门打开，液体从导液管通过进液阀门
进入到储液筒。这样活塞在圆筒中上下往复运动，不断地把液体“吸”出瓶外。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)按压式瓶盖的工作原理和 的工作原理相同。
A．活塞式抽水机 B．船闸 C．微小压强计 D．电热开水器的水位计
(2)洗手液能被“吸”上来是利用了 。(3)向下按压后松手时，液体从导液管通过进液阀门进入到储液筒，是因为瓶中气压
储液筒中气压。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
15．阅读短文，回答下列问题
大气压的发现
2000多年以前，人们对“空气是否有质量”和“真空是否存在”的问题认识不清。古
希腊学者亚里士多德提出了“自然厌恶真空”的理论，认为抽水机能把水抽上来，是
因为活塞上升后，水要立即填满活塞原来占据的空间，以阻止真空的形成。后来人们
发现，当水井的水位低于10米后，抽水机就无法把水抽上来。“自然厌恶真空”的理
论受到了挑战。
伽利略是第一个提出“真空力”的人。伽利略根据气体的热胀冷缩，制作了世界上第
一只气温计，如图所示。后来伽利略发现，水柱的高低除了受温度的影响，还随天气
的变化而变化。他推测：空气是有质量的，可能是天气变化引起了空气质量的变化；
真空有力量，抽水机是靠“真空力”把水压上去的，“真空力”所支持的水的高度是
有限度的。
托里拆利总结了伽利略的理论和实验，设计了著名的托里拆利实验，证实了空气有质
量和真空存在的说法，测出了大气压的数值。
帕斯卡根据托里拆利的理论，猜想大气压既然是由于大气重力产生的，那么，越往高
处大气越稀薄，大气压也应当越小。他请朋友在1000米的多姆山山顶和山脚下同时做
托里拆利实验，验证了他的猜想是正确的。
1654年，奥托·冯·格里克听说许多人还不相信大气压强的存在，在马德堡市中心广场
上向市民展示了马德堡半球实验，随着“啪”的一声巨响，铜球分成两半，格里克举
着两个重重的半球高声宣告：“相信了吧！大气压是有的，大气压强是大得惊人
的！”
大气压发现的历史告诉我们：做任何事情都不能因循守旧，要敢于质疑，树立实践是
检验真理唯一标准的观念，坚持真理，求实创新。
(1)图1是世界上第一支伽利略气体温度计，它是根据气体的 性质制成的；若发
现液面由B下降到A位置，可能是球内气体温度 （选填“升高”或“降低”）
引起的，也可能是外界大气压 （选填“升高”或“降低”）引起的；如图2所
示甲、乙两位同学分别用吸管从玻璃瓶中吸饮料，则 （选填“甲”或“乙”）
同学能把饮料吸到嘴里。(2)小明同学用一个薄壁玻璃瓶、带色的水、两端开口的细玻璃管、橡皮塞自制了如图
所示的气压计，并从管子上端吹入少量气体，使瓶内气压 （选填“大于”“小
于”或“等于”）大气压，水沿玻璃管上升到瓶口以上。为了探究大气压与高度的关
系，小明同学用双手捧着自制的气压计从我校教学大楼的五楼跑到一楼，发现细玻璃
管中的水面上升，于是他得出了“高度越低，大气压越小”的结论。小明的结论
（选填“可靠”或“不可靠”），此过程中水面上升的主要原因是 。
(3)关于大气压强的发现，下列说法错误的是（ ）
A．马德堡半球实验是在托里拆利实验之后完成的
B．帕斯卡进行了大气压随高度变化的猜想
C．马德堡半球实验证明了大气压强的存在
D．托里拆利用“真空力”解释抽水机抽水的原理
(4)如图是托里拆利实验装置和自制的气压计，下列说法正确的（ ）
A．当两者都从山顶拿到山脚时，托里拆利实验的玻璃管内水银液面下降，而自制气
压计玻璃管内液面上升
B．自制气压计使用时，受温度的影响较大
C．自制气压计的玻璃管越粗，液面高度变化越明显
D．托里拆利实验玻璃管内如果有少量空气，气压测量值会偏大
