专题16 ”热学中气体封闭液柱模型“系统性答题模板与思维建模（全国通用）2026年高考物理二轮复习讲练测

专题16 “热学中气体封闭液柱模型”系统性答题模板与思维建模 核心思想与原则 一个核心方程：理想气体状态方程 ＝C，PV=nRT, ＝ 对于一定质量的理想气体，这是联系压强、体积、温度的基本关系。 两个基本观点： 力平衡观点：液柱静止或缓慢移动时，受力平衡，由此可建立气体压强与外界压强、液柱压强的关系。 几何关系观点：气柱长度与液柱长度、容器尺寸之间满足几何约束，体积变化通过长度变化体现。 三个关键点： 压强单位：统一单位（常用cmHg或Pa），注意液体压强公式p=ρgh。 液柱产生的压强：与液柱高度成正比，方向取决于液柱的取向（竖直、倾斜）。 状态变化过程：明确是等温、等压、等容还是任意变化，选用对应的定律。 四大典型情景： 单段液柱封闭气体：直管、倾斜管、水平管，气体被一段液柱封闭。 U形管气体：两边液柱高度差反映气体压强。 两段气体被液柱隔开：多个气体部分，需分别列方程。 温度变化引起液柱移动：分析移动方向，常需假设法或临界判断。 标准化答题步骤模板（五步法） 思维升华：气体封闭液柱模型的“三大破题心法” 力平衡是基础：正确分析液柱受力，列出压强方程，注意正负号。这是求解气体压强的关键。 几何关系是桥梁：液柱移动导致气柱长度变化，同时液面高度差也随之改变，必须准确找出这些变化量之间的关系。 状态方程是核心：根据过程特点（等温、等压、等容或一般变化）选用合适的定律，建立方程。 关键提醒： 压强单位要统一，常用cmHg，此时ρgh直接用h数值代入。 液柱移动问题中，假设液柱不动，分析压强变化趋势，可快速判断移动方向。 对于U形管，两边横截面积不同时，液面变化量需用体积相等关系。 第一步：审题建模，明确研究对象 确定气体部分：是哪一部分气体？质量是否守恒？ 确定液柱或活塞：有几段液柱？哪些是自由的？哪些与外界接触？ 画出示意图：标出已知量（如液柱长度、气柱长度、温度、大气压等）和未知量（如压强、体积等）。 第二步：受力分析，求气体压强 对液柱（或活塞）进行受力分析，注意液柱两侧的压强方向。 若液柱静止或缓慢移动（可视为平衡），则合力为零。列出压强平衡方程。 常见情形： 直管竖直放置：气体压强p=p0±ρgh（上正下负，取决于液柱在上方还是下方）。 倾斜管：p=p0±ρgLsinθ（L为液柱长度，θ为倾角）。 U形管：两边液面高度差为Δh，则气体压强p=p0±ρgΔh（开口端低则气体压强大）。 注意：若有多段液柱，需逐段分析，有时需联立多个方程。 第三步：确定几何关系，求体积 气柱体积V=SL，其中S为横截面积（通常均匀，可设为单位面积简化）。 气柱长度L与液柱长度、容器总长等满足几何约束。例如，温度变化时，气柱长度变化，液柱可能移动，但总长度不变（若容器封闭）或液柱长度不变（若液柱质量守恒）。 第四步：应用气体状态方程 若气体质量一定，则＝。 若等温变化：p1V1＝p2V2。 若等容变化：＝。 若等压变化：＝。 代入已知量，得到关于未知量的方程。 第五步：联立求解并检验 联立压强方程、几何关系、状态方程，解出待求量。 检验结果是否合理（如压强为正，体积不为负，温度在物理范围内）。 对于移动方向问题，常用假设法：先假设液柱不动，分析压强差，再判断实际移动方向。 经典模型分类与特征识别（审题建模关键） 模型类型 特征描述 典型问题 单段液柱直管 粗细均匀的直管，一端封闭，液柱在管内，气体被封闭 求气体压强、体积；温度变化时液柱移动距离 倾斜管 管子倾斜，液柱长度与竖直高度需换算 注意几何关系：h=Lsinθ（L为液柱长度） U形管 两端开口或一端封闭，两边液面高度差反映压强 求气体压强、高度差变化、注入液体等 两段气体 被液柱隔开的两个气室，状态相互关联 需对每个气室列状态方程，并通过液柱平衡联立 活塞与液柱结合 气体被活塞和液柱共同封闭，涉及活塞受力 结合活塞的力平衡（可能考虑大气压、弹簧等） 变质量问题 漏气或充气，气体质量变化 需用理想气体状态方程的分态式或克拉珀龙方程 真题体验 1．（2025·湖南·高考真题）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。 (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。 2．（2025·福建·高考真题）某智能洗衣机液位控制原理如图所示。洗衣缸中的水将一定质量的空气封闭在与底部相连的细管中，洗衣机通过压力传感器感知管中空气压强，从而控制水位。假设细管粗细均匀，进排水过程管中空气为理想气体，温度不变。某次排水过程中，管中封闭空气的压强为p1时，空气柱长度为L；当封闭空气的压强为p2时，空气柱长度为 ，排水过程管中空气对外 。（填“做正功”，“做负功”或“不做功”） 3．（2025·广东·高考真题）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。 (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。 4．（2024·山东·高考真题）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=1.0cm2，长度H=100.0cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2=90.0cm2，高度h=20.0cm，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=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2，大气压p0=1.0×105Pa。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； （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。 5．（2024·海南·高考真题）用铝制易拉罐制作温度计，一透明薄吸管里有一段油柱（长度不计）粗细均匀，吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐体积为，薄吸管底面积，罐外吸管总长度为20cm，当温度为27℃时，油柱离罐口10cm，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 巩固训练 6．（2023·湖南·模拟预测）一位同学自制一简易气温计：向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀的透明细吸管，接口用密封胶密封，在吸管内引入一小段染色的液柱（长度可忽略，在吸管上标注温度值）。如果不计大气压的变化，即形成了一个简易气温计。已知罐的容积为，吸管有效长度为，横截面积为，当气温为时，液柱离管口，下列说法正确的是（　　）    A．该“气温计”所能测量的最高气温约为 B．该“气温计”所能测量的最高气温约为 C．该“气温计”刻度一定不均匀 D．如果气压降低了，则测量值将较真实值偏小 7．（2024·天津武清·模拟预测）如图所示，水平液柱封闭了烧瓶中的气体，外界大气压强保持不变。当气体温度变化后，液柱稍稍向右移动，下列关于烧瓶内气体说法正确的是（　　） A．气体分子平均动能减少 B．气体分子的数密度变大 C．单位面积上单位时间内气体分子的撞击器壁的次数变少 D．气体对外做功大于气体从外界吸收的热量 8．（23-24高二下·山东青岛·月考）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T0=300K，水银气压计显示舱内气体压强为1个大气压p0。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p1=0.6p0，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．420K B．360K C．300K D．240K 9．（22-23高二下·重庆沙坪坝·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 10．（2018·上海普陀·二模）用如图所示的装置可以测量液体的密度．将一个带有阀门的三通U形管倒置在两个装有液体的容器中，用抽气机对U形管向外抽气，再关闭阀门K，已知左边液体的密度为ρ1，左右两边液柱高度分别为h1、h2，下列说法正确的是（　　） A．实验中必须将U形管内抽成真空 B．关闭阀门K后，管内气体压强大于管外大气压 C．右边液体的密度ρ2= D．右边液体的密度ρ2= 11．（24-25高二下·辽宁·期中）利用毛细现象可判断现象中的液体与固体是属于“浸润”或者“不浸润”关系。如图所示，为某次观察毛细现象实验得到的实验情景，管内液面与管外液面的高度差为h，大气压强为p0，液体密度为ρ，当地重力加速度为g，液柱中O点与管外液面在同一个水平面上。关于该实验，下列叙述正确的是（　　） A．O点压强大小为 B．毛细管内径越细毛细现象越明显 C．液体与固体是属于“不浸润”关系 D．管壁处液体表面张力形成向上拉力，使管中液体向上运动 12．（2025·甘肃白银·模拟预测）如图所示，粗细均匀、导热良好的U形管左端开口、右端封闭，管内用水银封闭、两段气体。已知大气压强不变，随着环境温度缓慢升高，两气柱的体积膨胀使下端液面的高度差变小，封闭气柱可视为理想气体，则、两部分气柱的体积、随热力学温度变化的关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 13．（2025·安徽合肥·三模）如图所示，在竖直平面内放置粗细均匀的U型玻璃管内装有水银，左侧管口封闭。左侧管内封闭一定质量的理想气体A，气体A的长度，右侧管内一轻质活塞封闭一定质量的理想气体B，气体B的长度，两侧管内水银液面的高度差，现对轻质活塞施加竖直向下的力F，使活塞缓慢下降直至两侧管内水银液面相平。已知大气压强，玻璃管导热性能良好，环境温度不变，不计活塞与玻璃管的摩擦，活塞不漏气。求： (1)施加力F前，气体A的压强； (2)施加力F后，活塞下降的距离。 14．（2024·陕西安康·模拟预测）如图所示，粗细均匀、上端齐平的U形玻璃管竖直放置，玻璃管的左侧上端封闭，右侧上端与大气相通，管中封闭有一定体积的水银，稳定时，玻璃管左侧封闭的空气柱的长度，右侧的水银液面比左侧的水银液面高。已知外界大气压强，环境温度为300K，U形管内部的横截面积。 （1）若用带导气管的橡皮塞（不计厚度）将玻璃管的右上端密封，并用气泵向其中缓慢充气，求玻璃管两侧液面相平时，从外界向玻璃管中充入的同温度下压强为的气体体积V； （2）若仅使玻璃管左侧空气柱的温度缓慢下降，求玻璃管两侧液面相平时玻璃管左侧空气柱的热力学温度T。 15．（25-26高三上·湖南怀化·开学考试）如图所示，一根粗细均匀的玻璃管下端封闭，开口向上竖直放置，玻璃管总长度L=85cm，内部有h=25cm长的水银柱，将一段空气（视为理想气体）柱密封在下部，初始时玻璃管内封闭气体的长度，热力学温度，外界大气压恒为75cmHg，现对玻璃管缓慢加热，使水银柱向上移动。 (1)当水银面恰好与管口相平时，求封闭气体的热力学温度T； (2)要使玻璃管内的水银全部溢出，求封闭气体的最低热力学温度Tmin。 16．（2025·广东揭阳·三模）某种喷雾器贮液简的总容积为6L，若装入5L的药液后将加水口密封盖盖好，如图所示。拉压一次与贮液筒相连的活塞式打气筒，可以把0.2L压强为1atm的空气打进贮液筒。设打气过程气体温度不变，求： (1)关闭阀门，用打气筒向贮液筒内再打气两次，当液面上方气体温度与外界温度相等时，气体压强为多大？ (2)要使贮液筒中液面上方的空气压强达到4atm，打气筒要拉压多少次？在贮气筒内气体压强达4atm时停止打气，打开喷雾阀门使其喷雾，直至内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？ (3)为了保证打气后，即使打开喷雾阀门不再打气也能把药液喷光，那么至少要拉压多少次打气筒？ 17．（2024·湖南岳阳·二模）如图所示，一足够长、两侧粗细均匀的U型管竖直放置。管内盛有水银，右端开口，左端封闭一定质量的理想气体，封闭气体的长度，右管水银液面比左管水银液面高。大气压强。 （1）求左管内封闭气体的压强； （2）现从右管口逐渐取出水银，直到右管中水银液面下降25cm为止，求此时左管内封闭气体的压强。设整个过程温度不变。 18．（2025·山东德州·三模）科学小实验“听话的小药瓶”，其原理如图所示，把高的玻璃容器竖直放置，装入一部分某种液体，将一质量的小药瓶倒放入液体中，瓶口有微小锯齿状（内外液体能良好流通），小药瓶底面积，高8cm，初始状态如图所示：小药瓶内液体高度，液体的密度，玻璃容器内液面高度，容器底面积。取，大气压强。不计小药瓶的体积。求： (1)求初始状态下小药瓶内气体压强； (2)现将玻璃容器上端封闭，并往外抽气，求小药瓶即将上浮时，玻璃容器剩余的气体和初始状态下玻璃容器内气体质量之比。（整个过程中温度恒定，小药瓶不倾倒，不漏气） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题16 “热学中气体封闭液柱模型”系统性答题模板与思维建模 核心思想与原则 一个核心方程：理想气体状态方程 ＝C，PV=nRT, ＝ 对于一定质量的理想气体，这是联系压强、体积、温度的基本关系。 两个基本观点： 力平衡观点：液柱静止或缓慢移动时，受力平衡，由此可建立气体压强与外界压强、液柱压强的关系。 几何关系观点：气柱长度与液柱长度、容器尺寸之间满足几何约束，体积变化通过长度变化体现。 三个关键点： 压强单位：统一单位（常用cmHg或Pa），注意液体压强公式p=ρgh。 液柱产生的压强：与液柱高度成正比，方向取决于液柱的取向（竖直、倾斜）。 状态变化过程：明确是等温、等压、等容还是任意变化，选用对应的定律。 四大典型情景： 单段液柱封闭气体：直管、倾斜管、水平管，气体被一段液柱封闭。 U形管气体：两边液柱高度差反映气体压强。 两段气体被液柱隔开：多个气体部分，需分别列方程。 温度变化引起液柱移动：分析移动方向，常需假设法或临界判断。 标准化答题步骤模板（五步法） 思维升华：气体封闭液柱模型的“三大破题心法” 力平衡是基础：正确分析液柱受力，列出压强方程，注意正负号。这是求解气体压强的关键。 几何关系是桥梁：液柱移动导致气柱长度变化，同时液面高度差也随之改变，必须准确找出这些变化量之间的关系。 状态方程是核心：根据过程特点（等温、等压、等容或一般变化）选用合适的定律，建立方程。 关键提醒： 压强单位要统一，常用cmHg，此时ρgh直接用h数值代入。 液柱移动问题中，假设液柱不动，分析压强变化趋势，可快速判断移动方向。 对于U形管，两边横截面积不同时，液面变化量需用体积相等关系。 第一步：审题建模，明确研究对象 确定气体部分：是哪一部分气体？质量是否守恒？ 确定液柱或活塞：有几段液柱？哪些是自由的？哪些与外界接触？ 画出示意图：标出已知量（如液柱长度、气柱长度、温度、大气压等）和未知量（如压强、体积等）。 第二步：受力分析，求气体压强 对液柱（或活塞）进行受力分析，注意液柱两侧的压强方向。 若液柱静止或缓慢移动（可视为平衡），则合力为零。列出压强平衡方程。 常见情形： 直管竖直放置：气体压强p=p0±ρgh（上正下负，取决于液柱在上方还是下方）。 倾斜管：p=p0±ρgLsinθ（L为液柱长度，θ为倾角）。 U形管：两边液面高度差为Δh，则气体压强p=p0±ρgΔh（开口端低则气体压强大）。 注意：若有多段液柱，需逐段分析，有时需联立多个方程。 第三步：确定几何关系，求体积 气柱体积V=SL，其中S为横截面积（通常均匀，可设为单位面积简化）。 气柱长度L与液柱长度、容器总长等满足几何约束。例如，温度变化时，气柱长度变化，液柱可能移动，但总长度不变（若容器封闭）或液柱长度不变（若液柱质量守恒）。 第四步：应用气体状态方程 若气体质量一定，则＝。 若等温变化：p1V1＝p2V2。 若等容变化：＝。 若等压变化：＝。 代入已知量，得到关于未知量的方程。 第五步：联立求解并检验 联立压强方程、几何关系、状态方程，解出待求量。 检验结果是否合理（如压强为正，体积不为负，温度在物理范围内）。 对于移动方向问题，常用假设法：先假设液柱不动，分析压强差，再判断实际移动方向。 经典模型分类与特征识别（审题建模关键） 模型类型 特征描述 典型问题 单段液柱直管 粗细均匀的直管，一端封闭，液柱在管内，气体被封闭 求气体压强、体积；温度变化时液柱移动距离 倾斜管 管子倾斜，液柱长度与竖直高度需换算 注意几何关系：h=Lsinθ（L为液柱长度） U形管 两端开口或一端封闭，两边液面高度差反映压强 求气体压强、高度差变化、注入液体等 两段气体 被液柱隔开的两个气室，状态相互关联 需对每个气室列状态方程，并通过液柱平衡联立 活塞与液柱结合 气体被活塞和液柱共同封闭，涉及活塞受力 结合活塞的力平衡（可能考虑大气压、弹簧等） 变质量问题 漏气或充气，气体质量变化 需用理想气体状态方程的分态式或克拉珀龙方程 真题体验 1．（2025·湖南·高考真题）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。 (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。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）竖直放置时里面气体的压强为 水平放置时里面气体的压强 由等温过程可得 解得 （2）由定容过程 代入数据可得 2．（2025·福建·高考真题）某智能洗衣机液位控制原理如图所示。洗衣缸中的水将一定质量的空气封闭在与底部相连的细管中，洗衣机通过压力传感器感知管中空气压强，从而控制水位。假设细管粗细均匀，进排水过程管中空气为理想气体，温度不变。某次排水过程中，管中封闭空气的压强为p1时，空气柱长度为L；当封闭空气的压强为p2时，空气柱长度为 ，排水过程管中空气对外 。（填“做正功”，“做负功”或“不做功”） 【答案】 做正功 【详解】[1]设细管的截面积为S，根据玻意耳定律有 可得 [2]根据题意当洗衣机内的水位下降时，空气柱长度变长，故内部气体对外界做正功。 3．（2025·广东·高考真题）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。 (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。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）根据体积关系 可得下方液面下降高度 此时下方气体的压强 代入数据可得 （2）初始时，上方铸型室气体的压强为，体积 当上方铸型室液面高为时体积为 根据玻意耳定律 可得此时上方铸型室液面高为时气体的压强为 同理根据体积关系 可得 此时下方气室内气体压强 代入数据可得 4．（2024·山东·高考真题）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=1.0cm2，长度H=100.0cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2=90.0cm2，高度h=20.0cm，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=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2，大气压p0=1.0×105Pa。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； （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。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程，气体发生等温变化，所以有 又因为 代入数据联立解得 （2）当外界气体进入后，以所有气体为研究对象有 又因为 代入数据联立解得 【点睛】 5．（2024·海南·高考真题）用铝制易拉罐制作温度计，一透明薄吸管里有一段油柱（长度不计）粗细均匀，吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，已知罐体积为，薄吸管底面积，罐外吸管总长度为20cm，当温度为27℃时，油柱离罐口10cm，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 【答案】B 【详解】A．由盖—吕萨克定律得 其中 ，， 代入解得 根据可知 故若在吸管上标注等差温度值，则刻度均匀，故A错误； BC．当时，该装置所测的温度最高，代入解得 故该装置所测温度不高于，当时，该装置所测的温度最低，代入解得 故该装置所测温度不低于，故B正确，C错误； D．其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，由盖—吕萨克定律可知，油柱离罐口距离不变，故D错误。 故选B。 巩固训练 6．（2023·湖南·模拟预测）一位同学自制一简易气温计：向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀的透明细吸管，接口用密封胶密封，在吸管内引入一小段染色的液柱（长度可忽略，在吸管上标注温度值）。如果不计大气压的变化，即形成了一个简易气温计。已知罐的容积为，吸管有效长度为，横截面积为，当气温为时，液柱离管口，下列说法正确的是（　　）    A．该“气温计”所能测量的最高气温约为 B．该“气温计”所能测量的最高气温约为 C．该“气温计”刻度一定不均匀 D．如果气压降低了，则测量值将较真实值偏小 【答案】A 【详解】AB．设该“气温计”所能测量的最高气温为，根据盖—吕萨克定律可得 其中 联立解得 则有 故A正确，B错误； C．根据盖—吕萨克定律可得 则有 又 联立可得 即温度的变化量与距离的变化量成正比，则该“气温计”刻度分布均匀，故C错误； D．根据题意可知，罐内气体温度越高，体积越大，染色液柱越靠近吸管的右端；如果气压降低了，则染色液柱稳定时的位置比真实值对应的位置偏右，测量值将较真实值偏大，故D错误。 故选A。 7．（2024·天津武清·模拟预测）如图所示，水平液柱封闭了烧瓶中的气体，外界大气压强保持不变。当气体温度变化后，液柱稍稍向右移动，下列关于烧瓶内气体说法正确的是（　　） A．气体分子平均动能减少 B．气体分子的数密度变大 C．单位面积上单位时间内气体分子的撞击器壁的次数变少 D．气体对外做功大于气体从外界吸收的热量 【答案】C 【详解】AB．水平液柱向右移动，说明气体温度升高，体积变大，则气体分子平均动能增加，气体分子的数密度变小，选项AB错误； C．气体压强不变，气体分子平均速率变大，对器壁的平均碰撞力变大，则单位面积上单位时间内气体分子的撞击器壁的次数变少，选项C正确； D．气体温度升高，内能增加，则根据热力学第一定律，则气体对外做功小于气体从外界吸收的热量，选项D错误。 故选C。 8．（23-24高二下·山东青岛·月考）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T0=300K，水银气压计显示舱内气体压强为1个大气压p0。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p1=0.6p0，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．420K B．360K C．300K D．240K 【答案】B 【详解】设当火箭以加速度的加速度竖直向上起飞时，此时仓内气体压强为p2，此时水银柱的质量为，水银管的横截面积为，对气压计内的水银柱，根据牛顿第二定律有 解得 设此时水银气压计内液柱高度为h，有 又 解得 所以 又因为，以仓内气体为研究对象，根据气体等容变化有 解得 。 故选B。 9．（22-23高二下·重庆沙坪坝·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 【答案】C 【详解】设当火箭以加速度a＝g的加速度竖直向上起飞时，仓内气体压强为，对气压计内的水银柱，根据牛顿第二定律有 解得 设此时水银气压计内液柱高度为h，有 又 解得 所以 以仓内气体为研究对象，有 ， ， 根据理想气体状态方程，气体等容变化有 解得 故选C。 10．（2018·上海普陀·二模）用如图所示的装置可以测量液体的密度．将一个带有阀门的三通U形管倒置在两个装有液体的容器中，用抽气机对U形管向外抽气，再关闭阀门K，已知左边液体的密度为ρ1，左右两边液柱高度分别为h1、h2，下列说法正确的是（　　） A．实验中必须将U形管内抽成真空 B．关闭阀门K后，管内气体压强大于管外大气压 C．右边液体的密度ρ2= D．右边液体的密度ρ2= 【答案】C 【详解】A．用抽气机对U形管向外抽气后关闭阀门K，管内气体压强（）小于管外大气压（），在大气压作用下液体进入两管中，待液体静止两管中压强平衡： ， ， 只要管内压强小于管外大气压，就会有液体进入两管中，没必要将U形管内抽成真空，故A错误； B．关闭阀门K后，管内气体压强小于管外大气压，故B错误； CD．由，可得： ， 故C正确，D错误。 故选C。 11．（24-25高二下·辽宁·期中）利用毛细现象可判断现象中的液体与固体是属于“浸润”或者“不浸润”关系。如图所示，为某次观察毛细现象实验得到的实验情景，管内液面与管外液面的高度差为h，大气压强为p0，液体密度为ρ，当地重力加速度为g，液柱中O点与管外液面在同一个水平面上。关于该实验，下列叙述正确的是（　　） A．O点压强大小为 B．毛细管内径越细毛细现象越明显 C．液体与固体是属于“不浸润”关系 D．管壁处液体表面张力形成向上拉力，使管中液体向上运动 【答案】BD 【详解】A．根据同一液面压强相等可知，O点压强大小为，故A错误； B．毛细现象是指液体在细管中上升或下降的现象，其显著程度与管径有关。管径越小，毛细现象越明显，故B正确； C．从图中可以看出，管内的液面高于管外的液面，这是浸润现象的典型表现，故C错误； D．当液体浸润固体时，附着层内部分子间距小，使附着层有扩张的趋势，而表面层中的表面张力使表面层有收缩趋势，对液体产生向上的拉力，使管中液体向上运动，故D正确。 故选BD。 12．（2025·甘肃白银·模拟预测）如图所示，粗细均匀、导热良好的U形管左端开口、右端封闭，管内用水银封闭、两段气体。已知大气压强不变，随着环境温度缓慢升高，两气柱的体积膨胀使下端液面的高度差变小，封闭气柱可视为理想气体，则、两部分气柱的体积、随热力学温度变化的关系图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BC 【详解】AB．根据理想气体状态方程 变形得 可知，图像上某点与原点连线的斜率能够间接表示气体压强的倒数，由题意可知，大气压强不变，气体做等压变化，则气体的体积与热力学温度成正比，图像是一条过原点的倾斜直线，故A错误，B正确； CD．因为气体的压强保持不变，而、两气柱下端液面高度差变小，根据 可知，气柱压强变大，图像上某点与原点连线的斜率减小，又由于气柱的体积膨胀，即体积增大，故C正确，D错误。 故选BC。 13．（2025·安徽合肥·三模）如图所示，在竖直平面内放置粗细均匀的U型玻璃管内装有水银，左侧管口封闭。左侧管内封闭一定质量的理想气体A，气体A的长度，右侧管内一轻质活塞封闭一定质量的理想气体B，气体B的长度，两侧管内水银液面的高度差，现对轻质活塞施加竖直向下的力F，使活塞缓慢下降直至两侧管内水银液面相平。已知大气压强，玻璃管导热性能良好，环境温度不变，不计活塞与玻璃管的摩擦，活塞不漏气。求： (1)施加力F前，气体A的压强； (2)施加力F后，活塞下降的距离。 【答案】(1)80cmHg (2)3.5cm 【详解】（1）对轻活塞受力分析可知，施加F前，气体B的压强 根据两侧管内水银液面的高低，可得 （2）当两侧液面相平时，左侧管内液面升高 右侧管内液面降低 此时气体A的长度 对气体A，根据玻意耳定律有 解得 两侧是水银液面相平，有 对气体B，根据玻意尔定律有 解得气体B的长度 故活塞下降的距离为 14．（2024·陕西安康·模拟预测）如图所示，粗细均匀、上端齐平的U形玻璃管竖直放置，玻璃管的左侧上端封闭，右侧上端与大气相通，管中封闭有一定体积的水银，稳定时，玻璃管左侧封闭的空气柱的长度，右侧的水银液面比左侧的水银液面高。已知外界大气压强，环境温度为300K，U形管内部的横截面积。 （1）若用带导气管的橡皮塞（不计厚度）将玻璃管的右上端密封，并用气泵向其中缓慢充气，求玻璃管两侧液面相平时，从外界向玻璃管中充入的同温度下压强为的气体体积V； （2）若仅使玻璃管左侧空气柱的温度缓慢下降，求玻璃管两侧液面相平时玻璃管左侧空气柱的热力学温度T。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）设玻璃管两侧的液面相平时，玻璃管右侧气体的压强为p，以玻璃管右侧原有气体和充入的气体为研究对象，充气前后，由玻意耳定律有 对玻璃管左侧封闭的气体，初态压强 变化前后，由玻意耳定律可得 联立解得 （2）设稳定后玻璃管左侧空气柱的热力学温度为T，对玻璃管左端的气体，由理想气体状态方程可得 代入数据解得 15．（25-26高三上·湖南怀化·开学考试）如图所示，一根粗细均匀的玻璃管下端封闭，开口向上竖直放置，玻璃管总长度L=85cm，内部有h=25cm长的水银柱，将一段空气（视为理想气体）柱密封在下部，初始时玻璃管内封闭气体的长度，热力学温度，外界大气压恒为75cmHg，现对玻璃管缓慢加热，使水银柱向上移动。 (1)当水银面恰好与管口相平时，求封闭气体的热力学温度T； (2)要使玻璃管内的水银全部溢出，求封闭气体的最低热力学温度Tmin。 【答案】(1)360K (2)384K 【详解】（1）封闭气体经历等压变化过程，根据理想气体状态方程，有 则，解得 （2）初始时，空气柱温度为，压强，体积；当水银开始溢出时，设剩余的水银柱长度为x，空气柱的压强为，体积，温度为，由大气压和剩余水银柱产生的压强 若要使玻璃管内的水银全部溢出，要求 根据理想气体状态方程，有 联立得，当时，右侧式子有最大值384K 所以若恒成立，温度最小值 16．（2025·广东揭阳·三模）某种喷雾器贮液简的总容积为6L，若装入5L的药液后将加水口密封盖盖好，如图所示。拉压一次与贮液筒相连的活塞式打气筒，可以把0.2L压强为1atm的空气打进贮液筒。设打气过程气体温度不变，求： (1)关闭阀门，用打气筒向贮液筒内再打气两次，当液面上方气体温度与外界温度相等时，气体压强为多大？ (2)要使贮液筒中液面上方的空气压强达到4atm，打气筒要拉压多少次？在贮气筒内气体压强达4atm时停止打气，打开喷雾阀门使其喷雾，直至内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？ (3)为了保证打气后，即使打开喷雾阀门不再打气也能把药液喷光，那么至少要拉压多少次打气筒？ 【答案】(1)1.4atm (2)15，2L (3)25 【详解】（1）把打气后药液面上方的气体作为研究对象，则V1=1.4L，p1=latm，V2=1L，由玻意耳定律得 解得 （2）设打了n次，则，，， 由玻意耳定律得 解得n=15次 则 得贮气筒内还剩V5=6L-4L=2L （3）设打了k次，则 解得k=25次 17．（2024·湖南岳阳·二模）如图所示，一足够长、两侧粗细均匀的U型管竖直放置。管内盛有水银，右端开口，左端封闭一定质量的理想气体，封闭气体的长度，右管水银液面比左管水银液面高。大气压强。 （1）求左管内封闭气体的压强； （2）现从右管口逐渐取出水银，直到右管中水银液面下降25cm为止，求此时左管内封闭气体的压强。设整个过程温度不变。 【答案】（1）100cmHg；（2）80cmHg 【详解】（1）以封闭气体为研究对象，设初始时气体的压强为，有 （2）设最终左侧封闭气体的液面下降高度为，管的横截面积为S，初始时气体的体积为 最终阶段气体的体积为 最终阶段气体的压强为 由于该过程气体的温度不变，即发生等温变化，有 解得 18．（2025·山东德州·三模）科学小实验“听话的小药瓶”，其原理如图所示，把高的玻璃容器竖直放置，装入一部分某种液体，将一质量的小药瓶倒放入液体中，瓶口有微小锯齿状（内外液体能良好流通），小药瓶底面积，高8cm，初始状态如图所示：小药瓶内液体高度，液体的密度，玻璃容器内液面高度，容器底面积。取，大气压强。不计小药瓶的体积。求： (1)求初始状态下小药瓶内气体压强； (2)现将玻璃容器上端封闭，并往外抽气，求小药瓶即将上浮时，玻璃容器剩余的气体和初始状态下玻璃容器内气体质量之比。（整个过程中温度恒定，小药瓶不倾倒，不漏气） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对小瓶受力分析，根据平衡条件可得 代入数据解得 （2）小药瓶上浮的临界 即 其中 根据玻意耳定律可得 解得 此时小药瓶液面下降，玻璃容器内液面上升 则玻璃容器气体压强 解得 同理则有 解得 故剩余气体与原气体质量之比 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $