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    18．如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在导热良好的气缸内．气缸倒立悬挂，活塞位于气缸顶部，活塞距缸底高度h=1.1m，活塞质量m1=1kg、横截面积S=10cm2．现取下气缸，缓慢翻转并把气缸放置在水平地面上，活塞朝上并最终静止．已知室温为t1=27℃，大气压强p0=1.0×105Pa，不计一切摩擦，g=10m/s2．
    （i）求活塞最终静止时距离缸底的高度h1；
    （ii）活塞最终静止后，对气体缓慢加热，同时在活塞上缓慢倒沙子．若最终气体温度t2=127℃，且活塞又静止在气缸顶部，求所倒沙子的质量m2．

    分析 （i）根据压强的计算方法可求得两状态下的压强，再由玻意耳定律可求得活塞最终静止时距离缸底的高度h1；
    （ii）活塞体积不变，则根据查理定律可求得压强，即可求得所倒沙子的质量．

    解答 解：（i）气缸倒立悬挂时，气体压强为：
    p1=p0-$\frac{{m}_{1}g}{S}$=1.0×105Pa-0.1×105Pa=0.9×105Pa
    气缸正放在水平地面上时，气体压强为：
    p2=p0+$\frac{{m}_{1}g}{S}$=1.0×105Pa+0.1×105Pa=1.1×105Pa，
    由玻意耳定律有：p1Sh=p2Sh1，
    代入数据解得：h1=0.9m．                                         
    （Ⅱ）气缸又静止在汽缸顶部时，由查理定律有：
    $\frac{p_1}{{273\;+{t_1}}}=\frac{{{p_2}+\frac{{{m_2}g}}{S}}}{{273\;+{t_2}}}$，
    代入数据解得：m2=1kg                         
    答：（i）活塞最终静止时距离缸底的高度h1为0.9m．
    （ii）所倒沙子的质量m2为1kg．

    点评 本题考查等温及等容变化的应用，要注意掌握求解气体压强的方法，并认真分析已知和未知量，明确实验定律的应用．

    练习册系列答案
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    C．减小抛射角θ，同时增大抛射速度v0D．减小抛射角θ，同时减小抛射速度v0

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