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2024 高考物理二轮复习 80 热点模型
最新高考题模拟题专项训练
模型77 热学+玻璃管液柱模型
最新高考题
1. . （2023高考河北卷）如图，某实验小组为测量一个葫芦的容积，在葫芦开口处竖直插
入一根两端开口、内部横截面积为 的均匀透明长塑料管，密封好接口，用氮气排空
内部气体，并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为 时，气柱长度 为 ；当外界
温度缓慢升高到 时，气柱长度变为 。已知外界大气压恒为 ，水柱
长度不计。
（1）求温度变化过程中氮气对外界做的功；
（2）求葫芦的容积；
（3）试估算被封闭氮气分子的个数（保留 2 位有效数字）。已知 氮气在
状态下的体积约为 ，阿伏伽德罗常数 取 。2.（2）（2023高考全国乙卷）如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为
的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的2倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔
开。水银柱在两管中的长度均为 。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内
的空气柱长度改变 。求B管在上方时，玻璃管内两部分气体的压强。（气体温度保持
不变，以 为压强单位）
3． （2022高考上海）如图所示，两根粗细相同的玻璃管下端用橡皮管相连，左管内封有
一段长 30cm 的气体，右管开口，左管水银面比右管内水银面高 25cm，大气压强为
75cmHg。现移动右侧玻璃管，使两侧玻璃管内水银面相平，此时气体柱的长度为（ ）
A. 20cm B. 25cm
C. 40cm D. 45cm
4．（2022新高考海南卷）足够长的玻璃管水平放置，用长 的水银封闭一段长为
的空气柱，大气压强为 ，环境温度为 ，将玻璃管缓慢逆时针旋转到
竖直，则：①空气柱是吸热还是放热？
②空气柱长度变为多少？
③当气体温度变为 时，空气柱长度又是多少？
最新模拟题
1. （2024安徽名校联盟第一次大联考）如图所示，一端封闭的玻璃管用 的水银柱封
闭一定质量的理想气体，玻璃管水平放置时，气柱长为 。设大气压强为 ，环境
温度保持不变，当玻璃管置于倾角为30°的斜面上且开口端沿斜面向上放置，玻璃管静止
不动时，空气柱的长度是（ ）
A. B. C. D.
2. （2023年7月重庆名校期末） 水银气压计在超失重情况下不能显示准确的气压。若某
次火箭发射中携带了一只水银气压计。发射的火箭舱密封，起飞前舱内温度 ，
水银气压计显示舱内气体压强为1个大气压 。当火箭以加速度a＝g竖直向上起飞时，
舱内水银气压计示数稳定在 ，已知水银气压计的示数与液柱高度成正比，如图所示。可视为起飞时重力加速度恒为g，则起飞时舱内气体的温度是（ ）
A. 250K B. 300K C. 360K D. 400K
3 .(2023重庆江津七校期末联考) 如图是《热气球探险家》海报，科考人员乘坐气囊密闭，
填充氢气的气象探测热气球从地面缓缓升空。已知地表的大气压强为P。上升至某一高度
0
时大气压强为aP 不考虑温度及重力加速度随高度的变化，气囊内氢气压强近似等于外界
0，
大气压强，试求：
（1）热气球在某一高度与地表处气囊内氢气的体积之比k；
（2）若为测量某一高度处的大气压强，科考人员还将粗细均匀、导热良好、左端封闭有一
定质量理想气体的“U”形管带往高空。“ ”形管分别在地面和某一高度处竖直放置时
的相关参数如表所示，在地面上时“U”形管左边水银面要比右边高出h=25cm，求a数值。
（结果保留两位有效数字）
地面 某一高度
大气压强 P=75cmHg aP
0 0
封闭气柱长度 L=30cm L=40cm
1 24. （2023年7月浙江湖州期末）如图所示，一根一端开口的玻璃管内部横截面积
，管内一静止水银柱质量m=0.1kg，封闭着长度 的空气柱，此时外界
的温度 。现把玻璃管浸在温度 的热水中，这个过程中空气柱从热水
中吸收的热量 。实验过程中大气压强为 ，空气柱内气体视为理想
气体。求稳定后：
（1）玻璃管内密闭空气柱长度；
（2）玻璃管内密闭气体压强；
（3）它在这个过程中内能增加量 。
5.（13分）（2023年10月宜荆荆随高三联考）如图所示，U形管左、右管横截面均为正方
形，左管边长为 ，右管开口且横截面边长为左管的2倍，设右管足够高。初始管
内水银在左管内封闭了一段长为 、温度为 的空气柱，左右两管水银面
高度差为 ，大气压为 。现向右管缓慢补充水银，保持左管内气
体的温度不变，直到左右两边水银面相平。求：（1）补充的水银体积V；
（2）再对封闭气体加热，则其重新回到25cm的长度时，封闭气体温度T为多少？
6.(2023四川南充三模) 如图所示，粗细均匀的U形细管左侧封闭，右侧装有阀门，水平部
分和竖直部分长均为 ，管中盛有一定质量的水银。先开启阀门，U形管静止时
左侧水银柱比右侧高 ，再关闭阀门，使U形管以某一恒定加速度向左加速，液面稳
定后发现两竖直管中液面变为等高。管中气体均视为理想气体，整个过程温度不变，大气
压强 ，重力加速度 ，求
（Ⅰ）静止时左侧气体的压强 ；
（Ⅱ）关闭阀门向左加速时的加速度大小a。
7 .(2023湖南邵阳模拟) 如图所示装置中两玻璃泡的容积均为 ，玻璃管的容积忽略不计，开始时阀门K关闭，将上面玻璃泡抽成真空，下面玻璃泡中有一定质量的理想气
体，外界大气压强为 ，温度为 °C时，玻璃管中水银面高出水银槽
内水银面h=12cm，水银密度（假设不随温度改变）为 ，重力加速度
。
（1）如果外界大气压强保持不变，玻璃管中水银面上升2cm，则环境温度改变了多少摄氏
度；
（2）如果在环境温度急剧升高到t=40°C的过程中，打开阀门，改变外界大气压使玻璃管
中的水银面高度几乎不发生变化，则玻璃泡中气体的压强变为多少？
（3）在（2）过程中吸收了200J热量，则气体的内能增加了多少？
8. （2023辽宁教研联盟二模） 如图所示的粗细均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开
口且足够长；温度为 时，右管内水银面比左管高 ，左管内空气柱长度
，大气压强 。
的
（1）求此时封闭气体 压强大小；
（2）现使左管内空气温度缓慢下降，则当左管内液面上升 时，管内气体热力学温度为多少？
（3）若让整个装置自由下落，且温度保持不变，求下落过程中封闭空气柱的长度。（结果
保留三位有效数字）
9. (2023鄂东南省级示范性高中教育改革联盟5月模拟)如图所示，开口向上粗细均匀、长
为 的玻璃管竖直放置，管内有一段高h=15cm的水银柱，封闭着长 的空气柱，
大气压强 ，管内气体的初始温度 。
（1）若将玻璃管自由释放，不计阻力，不考虑管内空气温度的变化且无水银溢出玻璃管，
求稳定后管内封闭空气柱的长度；
（2）若 ，将玻璃管固定，求温度至少升到多高时，可使管内水银柱全部溢出？
（计算结果保留一位小数）
（3）若 ，将玻璃管固定，求温度至少升到多高时，可使管内水银柱全部溢出？
7.（2023陕西宝鸡三模）（10 分）如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管
内有一段高度为 2.0 cm 的 水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到
管口的距离为 2.0 cm。若将 细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。 已知大气压强为 76 cmHg，环境温度为 296 K。
（i）求细管的长度；
（ii）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平
齐为止， 求此时密封气体的温度。
8．（9分）（2023湖北荆门三校5月联考）一U形玻璃管竖直放置，左端开口且足够长，
右端封闭，玻璃管导热良好。用水银封闭一段空气（可视为理想气体），在右管中，初始
时，管内水银柱及空气柱长度如图所示，环境温度为27 ℃。已知玻璃管的横截面积处处
相同，大气压强 。
（1）若升高环境温度直至两管水银液面相平，求环境的最终温度。
（2）若环境温度为27 ℃不变，在左管内加注水银直至右管水银液面上升0.8 cm，求应向
左管中加注水银的长度。9 (10分)（2024四川绵阳一诊）如图所示，粗细均匀的“T”型玻璃管中装有水银，竖直
管中水银柱长为 10cm，水平管内的水银足够多，A段封闭气柱长为5cm，B段封闭气柱长
为 10cm，大气压强为75cmHg，环境温度为300K。求:
(i)将玻璃管绕水平管缓慢转过90°至“T”型玻璃管水平，稳定时竖直管中水银液面移动的
距离；
(ii)若不转动，要使竖直管中的水银液面移动与(i)问中相同的距离，需将环境温度升到多少。
