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高考重点考点解读与针对性训练
第十六章 热学
考点131 气体液柱类问题
【考点解读】
液柱类模型一般以液柱为研究对象，分析其受力、列平衡方程求解，要注意：
（1）液体因重力产生的压强为p＝ρgh（其中h 为液体的竖直高度）；
（2）不要漏掉大气压强，同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力；
（3）有时可直接应用连通器原理——连通器内静止的液体，同一液体在同一水平面上各处
压强相等；
（4）当液体为水银时，可灵活应用压强单位 “cmHg”，使计算过程简捷。
【高考真题】
【典例1】．（2025 高考广东卷）（9 分）如图是某铸造原理示意图，往气室注入空气增
加压强，使金属液沿升液管进入已预热的铸型室，待铸型室内金属液冷却凝固后获得铸件
柱状铸型室通过排气孔与大气相通，大气压强
，铸型室底面积
，
高度
，底面与注气前气室内金属液面高度差
，柱状气室底面积
，注气前气室内气体压强为
，金属液的密度
，重力加速度
取
，空气可视为理想气体，不计升液管的体积。
(1)求金属液刚好充满铸型室时，气室内金属液面下降的高度
和气室内气体压强
。
1
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(2)若在注气前关闭排气孔使铸型室密封，且注气过程中铸型室内温度不变，求注气后铸型
室内的金属液高度为
时，气室内气体压强
。
【典例2】．（2025 年高考云南卷）图甲为1593 年伽利略发明的人类历史上第一支温度计，
其原理如图乙所示。硬质玻璃泡a 内封有一定质量的气体（视为理想气体），与a 相连的b
管插在水槽中固定，b 管中液面高度会随环境温度变化而变化。设b 管的体积与a 泡的体积
相比可忽略不计，在标准大气压
下，b 管上的刻度可以直接读出环境温度。则在
下（
）
A．环境温度升高时，b 管中液面升高
B．环境温度降低时，b 管中液面升高
C．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏小
D．水槽中的水少量蒸发后，温度测量值偏大
【典例3】．（2025 年高考湖南卷）（10 分）用热力学方法可测量重力加速度。如图所示，
粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内用液柱封闭了一段长度为
的空气柱。液柱长为
h，密度为
。缓慢旋转细管至水平，封闭空气柱长度为
，大气压强为
。
2
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(1)若整个过程中温度不变，求重力加速度g 的大小；
(2)考虑到实验测量中存在各类误差，需要在不同实验参数下进行多次测量，如不同的液柱
长度、空气柱长度、温度等。某次实验测量数据如下，液柱长
，细管开口向上
竖直放置时空气柱温度
。水平放置时调控空气柱温度，当空气柱温度
时，空气柱长度与竖直放置时相同。已知
。
根据该组实验数据，求重力加速度g 的值。
【典例4】. （2025 年1 月浙江选考） 如图所示，导热良好带有吸管的瓶子，通过瓶塞密
闭T1 = 300 K，体积V1 = 1 × 103 cm3处于状态1 的理想气体，管内水面与瓶内水面高度差h
= 10 cm。将瓶子放进T2 = 303 K 的恒温水中，瓶塞无摩擦地缓慢上升恰好停在瓶口，
（2024·山东高考16 题）图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长
柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1＝1.0 cm2，长度H＝
100.0 cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2＝90.0 cm2、高度h＝20.0 cm，罐底有
一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B 进入，空气由孔A 排出；当内外
液面相平时，长柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储
液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g＝10 m/s2，大
气压p0＝1.0×105 Pa。整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。
（1）求x；
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（2）松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V 的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵
住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。
【典例5】（2024·海南高考7 题）如图为用铝制易拉罐制作的温度计，一透明薄吸管里有
一段油柱（长度不计），吸管与罐连接处密封良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐的
容积为330 cm3，薄吸管横截面积为0.5 cm2，罐外吸管总长度为20 cm，当温度为27
℃（300 K）时，油柱离罐口10 cm，不考虑大气压强变化，下列说法正确的是（ ）
A.若在吸管上标注等差温度值，则刻度左密右疏
B.该装置所测温度不高于31.5 ℃
C.该装置所测温度不低于23.5 ℃
D.其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，则油柱离罐口距离增大
【典例6】.[2023 全国乙]如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长
度均为20cm 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10cm.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1cm.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
cmHg 为压强单位）
【典例7】.[2021 全国乙]如图，一玻璃装置放在水平桌面上，竖直玻璃管
A、B、C 粗细均匀，A、B 两管的上端封闭，C 管上端开口，三管的下端
在同一水平面内且相互连通.A、B 两管的长度分别为l1＝13.5cm，l2＝
32cm.将水银从C 管缓慢注入，直至B、C 两管内水银柱的高度差h＝5cm.
已知外界大气压为p0＝75cmHg.求A、B 两管内水银柱的高度差.
【针对性训练】
1. （山西吕梁市2025 年高三年级第三次模拟考试） 如图所示，一竖直放置的U 形玻璃管，
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横截面积
，其右端开口，左端用光滑活塞和水银封闭一段长为
、温度
的空气柱，右侧水银面比左侧的水银面高20cm。现将封闭气体的温度缓慢降至
，此时封闭空气柱长
。已知降温过程中封闭气体的内能减少了2J，外
界大气压
，水银的密度
，重力加速度
取10m/s²，
求：
（1）封闭空气柱温度为
时的长度
；
（2）降温过程中封闭气体放出的热量
。
2. （江西吉安一中2025 学年度下学期全真模拟考试）济南趵突泉是中国著名的风景名胜，
泉水一年四季恒定在18℃左右。严冬，水面上水气袅袅，像一层薄薄的烟雾，一边是泉池
幽深，波光粼粼，一边是楼阁彩绘，雕梁画栋，构成了一幅奇妙的人间仙境。在水底有很
多小孔冒出微小气泡，可以看到气泡在缓慢上升过程中体积逐渐变大且没有破裂。假设初
始时小气泡（可视为理想气体）体积
，气泡上升过程中内外压强相同。
已知泉水水深
，大气压强
，水的密度
，重力
加速度g 取
。
（1）求气泡到达水面时的体积
；
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（2）已知气泡上升过程中对外界做功
，判断气泡是吸热还是放热，并求出热量
的数值。
3.[2023 吉林梅河口五中校考]如图所示，两侧粗细均匀、横截面积相等的U 形管，左管上
端封闭，右管上端开口.左管中密封气体的长度为L＝10cm，右管中水银柱上表面比左管中
水银柱上表面低H＝4cm.已知大气压强p0＝76cmHg，环境温度为27℃.
（1）先将左管中密封气体缓慢加热，使左右管中水银柱上表面相平，
求此时左管中密封气体的温度；
（2）使左管中气体保持（1）问的温度不变，现从右管端口缓慢注入水
银（与原水银柱之间无气隙），求注入多少长度的水银能使最终稳定后
左管密封的气体恢复到原来的长度.（右管足够长，无水银从管口溢
出）
4 如图是一个简易温度计示意图，左边由固定的玻璃球形容器和内径均匀且标有刻度的竖
直玻璃管组成，右边是上端开口的柱形玻璃容器，左右两边通过软管连接，用水银将一定
质量的空气封闭在左边容器中。已知球形容器的容积为530 cm3，左边玻璃管内部的横截
面积为2 cm2。当环境温度为0 ℃且左右液面平齐时，左管液面正好位于8.0 cm 刻度处。
设大气压强保持不变。
（1）当环境温度升高时，为使左右液面再次平齐，右边柱形容器应向上还是向下移动？
（2）当液面位于30.0 cm 刻度处且左右液面又一次平齐时，对应的环境温度是多少摄氏
度？
5.如图所示，足够长U 形管竖直放置，左右两侧分别用水银封有A、B 两部分气体，气柱
及液柱长度如图中标注所示。已知大气压强为p0＝76 cmHg，L1＝6 cm，h1＝4 cm，h2＝
32 cm，管壁导热良好，环境温度为t1＝－3 ℃且保持不变。
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（1）若从右侧缓慢抽出一部分水银，使下方液柱左右液面相平，则需要从右侧管中抽出多
长的水银？
（2）若仅缓慢加热A 部分气体，使下方液柱左右液面相平，则此时A 部分气体温度为多少？
（结果保留整数）
6 如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为20 cm 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10 cm。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1 cm。
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cmHg 为压强单
位）
7 .如图所示，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管AB 竖直放置，管内用高h
＝25cm 的水银柱封闭了一段长L＝29.4cm 的空气柱.已知外界大气压强为p0＝
75cmHg，封闭气体的温度为T1＝27℃.绝对零度取－273K，g 取10m/s2.则：
（1）封闭气体温度T1 不变，试管以2m/s2 的加速度竖直向上加速，求水银柱
稳定时试管内空气柱长度；
（2）顺时针缓慢转动玻璃管至管口水平，同时使封闭气体的温度缓慢降到T3
＝280K，求此时试管内空气柱的长度L3（保留1 位小数）.
8、(12 分) (武汉高中联合体2024--2025 学年下学期期中联考)
如图所示，一端封闭粗细均匀的U 形导热玻璃管竖直放置，封闭端空气柱
的长度L＝50 cm，管两侧水银面的高度差为h＝19 cm，大气压强恒为76
cmHg。
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(1)若初始环境温度为27 ℃，给封闭气体缓慢加热，当管两侧水银面齐平
时，求封闭气体的温度；
(2)若保持环境温度27 ℃不变，缓慢向开口端注入水银，当管两侧水银面
平齐时，求注入水银柱的长度x。
9. (2025 年4 月重庆名校质检)如图所示，粗细均匀的“T”型玻璃细管中装有水银，水平
管中的水银柱长为10cm(以竖直管竖直轴线分左右各5cm)，竖直管中水银柱长也为
10cm，A 段封闭气柱长为5cm，B 段封闭气柱长为15cm，大气压强为75cmHg，环境温度
为300K，求：
(1)若将竖直玻璃管以水平管为轴向前缓慢转过90
∘使其水平，稳定时竖直管中水银液面移
动的距离；(结果保留一位小数)
(2)若不转动，要使竖直管中的水银液面移动5cm，则环境温度应该是多少。
(结果保留整数)
10 如图所示，粗细均匀、一端开口的直角玻璃管竖直放置，管内用两段水银柱封闭着
A、B 两段气体（可看做理想气体），A 气柱长度lA=30cm，竖直管中水银柱和水平管左端
水银柱长度均为l1=25cm，B 气柱长度lB=60cm，水平管右端水银柱长度l2=15cm。现在缓慢
地将玻璃管逆时针转过90°，已知大气压p0=75cmHg，环境温度保持不变，求稳定后A，
B 气柱的长度。
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11. 如图所示，左端封闭、粗细均匀的U 形玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为L=35cm 的
空气柱，两管水银面相平，竖直管内水银柱足够长，已知大气压强为p=75cmHg。（设环境
温度不变）
（1）若将图甲中的阀门S 打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S，左管中水银面下了
H=15cm，求右管水银面下降的高度；
（2）若将装置沿顺时针缓慢翻转180°，使U 形管倒置（水银未溢出）如图乙所示，当管
中水银静止时，求管中封闭空气柱的长度。
12（8 分）．（2025 福建漳州重点高中开学考试）如图甲所示的玻璃管上端开口，管内有
一部分水银密封住密闭气体，上管足够长，上、 下管的横截面分别为 S 1= 3cm2 、 S
2= 6cm 2，封闭气体初始 温度为 27℃，图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体
积变化的图线。
（1）求封闭气体初始状态在管中的长度 L；
（2）若缓慢升高气体温度，升高至多少可将所有水银全部压入细管内。
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13. (2024 山东泰安期末)如图所示，U 形玻璃细管竖直放置，水平细管与U 形细管底部相连
通，各部分细管内径相同。初始时U 形管左管上端封有气柱长度为
的气体B，
右管上端开口与大气相通，左、右两侧水银面高度差为Δh=6cm，C 管水银面距U 形玻璃管
底部距离为
水平细管内用小活塞封有长度为
的气体A。已知外界
大气压强为
温度为27℃。水平细管中的水银柱足够长，水平细管内径对
压强的影响忽略不计，被封气体均可看作理想气体。现采用如下两种方法，使U 形玻璃管
左、右两侧水银面恰好相平。
（1）将活塞缓慢向右压，该过程A、B 气柱的温度均与外界相同且保持不变，求活塞移动
的距离d；
（2）固定活塞，加热A 部分气体，B 部分气体温度保持不变，已知热力学温标与摄氏温标
换算关系
求A 部分气体的温度升高为多少摄氏度（结果保留1 位小数）。
14. （2024 江西南昌高二期末）如图所示，粗细均匀的玻璃管放置在水平面上，右端开口
左端封闭，一段理想气体被水银柱封闭在左端左上方，稳定时理想气体的温度为
，左右液面的高度差为
，理想气体的高度也为
，已知大气
压强为
，求：
（1）若缓慢的升高封闭气体的温度，当左右液面的高度相同时，气体的温度为多少？
（2）若从开口端向管内添加一定量的水银，稳定后左右液面的高度相同，气体的温度仍为
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，则添加的水银柱的高度为多少？
15．（2024 年5 月河北承德联考）有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡
内封有一定质量的气体，与
相连的
管插在水银槽中，管内水银面的高度
即可反映泡
内气体的温度，即环境温度，并可由
管上的刻度直接读出。设
管的体积与
泡的体积
相比可略去不计，认为环境大气压不随温度变化。当地大气压相当于
水银柱产生的
压强，当环境温度为27℃时，
管内水银面的高度为
。若不考虑水银槽内液面的变
化，玻璃泡内气体可看成理想气体，玻璃泡
下端到水银槽内液面的高度为
，则以
下说法正确的是（ ）
A．
管上所刻的温度数值上高下低B．该测温装置的温度刻度不均匀
C．
时
管内水银面的高度为
D ．该测温装置能够测得的最低温度为
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