2024年高考物理真题和模拟题分类汇编专题18力学光学热学实验含解析_第1页
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高考资源网(ks5u),您身边的高考专家PAGE欢迎广阔老师踊跃来稿,稿酬丰厚。ks5uPAGE22高考资源网(ks5u),您身边的高考专家欢迎广阔老师踊跃来稿,稿酬丰厚。ks5u专题18力学、光学、热学试验1.(2024·浙江卷)图示是“用双缝干涉测量光的波长”试验的装置。试验中:①视察到较模糊的干涉条纹,要使条纹变得清楚,值得尝试的是___________。(单选)A.旋转测量头B.增大单缝与双缝间的距离C.调整拨杆使单缝与双缝平行②要增大视察到的条纹间距,正确的做法是___________(单选)A.减小单缝与光源间的距离B.减小单缝与双缝间的距离C.增大透镜与单缝间的距离D.增大双缝与测量头间的距离

答案:(1).C(2).D解析:①[1]若粗调后看不到清楚的干涉条纹,看到的是模糊不清的条纹,则最可能的缘由是单缝与双缝不平行;要使条纹变得清楚,值得尝试的是调整拨杆使单缝与双缝平行。故选C。②[2]依据可知要增大条纹间距可以增大双缝到光屏的距离l,减小双缝的间距d;故选D。2.(2024·浙江卷)在“验证机械能守恒定律”试验中,小王用如图1所示的装置,让重物从静止起先下落,打出一条清楚的纸带,其中的一部分如图2所示。O点是打下的第一个点,A、B、C和D为另外4个连续打下的点。①为了减小试验误差,对体积和形态相同的重物,试验时选择密度大的理由是___________。②已知沟通电频率为,重物质量为,当地重力加速度,则从O点到C点,重物的重力势能变更量的肯定值___________J、C点的动能___________J(计算结果均保留3位有效数字)。比较与的大小,出现这一结果的缘由可能是___________。A.工作电压偏高B.存在空气阻力和摩擦力C.接通电源前释放了纸带答案:(1).阻力与重力之比更小(或其它合理说明)(2).0.547(3).0.588(4).C解析:①[1]在验证机械能守恒试验时阻力越小越好,因此密度大的阻力与重力之比更小②[2]由图中可知OC之间的距离为,因此机械能的削减量为[3]匀变速运动时间中点的速度等于这段时间的平均速度,因此因此动能的增加量为[4]工作电压偏高不会影响试验的误差,存在摩擦力会使重力势能的削减量大于动能的增加量,只有提前释放了纸带,纸带的初速度不为零,下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的削减量。3.(2024·全国乙卷)某同学利用图(a)所示装置探讨平抛运动的规律。试验时该同学运用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格的边长为。该同学在试验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。完成下列填空:(结果均保留2位有效数字)(1)小球运动到图(b)中位置A时,其速度的水平重量大小为___________,竖直重量大小为___________;(2)依据图(b)中数据可得,当地重力加速度的大小为___________。答案:(1).1.0(2).2.0(3).9.7解析:(1)[1]因小球水平方向做匀速直线运动,因此速度为[2]竖直方向做自由落体运动,因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得(2)[3]由竖直方向的自由落体运动可得代入数据可得4.(2024·全国甲卷)为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数,一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上,形成一倾角为的斜面(已知sin=0.34,cos=0.94),小铜块可在斜面上加速下滑,如图所示。该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程,然后解析视频记录的图像,获得5个连续相等时间间隔(每个时间间隔∆T=0.20s)内小铜块沿斜面下滑的距离si(i=1,2,3,4,5),如下表所示。s1s2s3s4s55.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm由表中数据可得,小铜块沿斜面下滑的加速度大小为___________m/s2,小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为___________。(结果均保留2位有效数字,重力加速度大小取9.80m/s2)答案:(1).0.43(2).0.32解析:[1]依据逐差法有代入数据可得小铜块沿斜面下滑的加速度大小[2]对小铜块受力分析依据牛顿其次定律有代入数据解得5.(2024·湖南卷)某试验小组利用图(a)所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系。主要试验步骤如下:

(1)用游标卡尺测量垫块厚度,示数如图(b)所示,___________;(2)接通气泵,将滑块轻放在气垫导轨上,调整导轨至水平;(3)在右支点下放一垫块,变更气垫导轨的倾斜角度;(4)在气垫导轨合适位置释放滑块,记录垫块个数和滑块对应的加速度;(5)在右支点下增加垫块个数(垫块完全相同),重复步骤(4),记录数据如下表:1234560.0870.1800.2600.4250.519依据表中数据在图(c)上描点,绘制图线___________。

假如表中缺少的第4组数据是正确的,其应当是___________(保留三位有效数字)。答案:(1).1.02(2).(3).0.342解析:(1)[1]垫块的厚度为h=1cm+2×0.1mm=1.02cm(5)[2]绘制图线如图;

[3]依据可知a与n成正比关系,则依据图像可知,斜率解得a=0.342m/s26.(2024·河北卷)某同学利用图1中的试验装置探究机械能变更量与力做功的关系,所用器材有:一端带滑轮的长木板、轻细绳、的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块(质量为,其上可放钩码)、刻度尺,当地重力加速度为,试验操作步骤如下:①安装器材,调整两个光电门距离为,轻细绳下端悬挂4个钩码,如图1所示;②接通电源,释放滑块,分别记录遮光条通过两个光电门的时间,并计算出滑块通过两个光电门的速度;③保持最下端悬挂4个钩码不变,在滑块上依次增加一个钩码,记录滑块上所载钩码的质量,重复上述步骤;④完成5次测量后,计算出每次试验中滑块及所载钩码的总质量M、系统(包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码)总动能的增加量及系统总机械能的削减量,结果如下表所示:0.2000.2500.3000.3500.4000.5820.4900.3920.2940.1950.3930.4900.6860.785回答下列问题:(1)试验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的削减量为______J(保留三位有效数字);(2)步骤④中的数据所缺数据为______;(3)若M为横轴,为纵轴,选择合适的标度,在图2中绘出图像______;若系统总机械能的削减量等于克服摩擦力做功,则物块与木板之间的摩擦因数为______(保留两位有效数字)答案:(1).0.980(2).0.588(3).(4).0.40(0.38~0.42)解析:(1)[1]四个钩码重力势能的削减量为(2)[2]对滑块和钩码构成的系统,由能量守恒定律可知其中系统削减的重力势能为系统增加的动能为系统削减的机械能为,则代入数据可得表格中削减的机械能为(3)[3]依据表格数据描点得的图像为[4]依据做功关系可知则图像的斜率为解得动摩擦因数为(0.38~0.42)7.(2024春·浙江卷)(1)用如图所示装置进行“探究功与速度变更的关系”试验。装有砝码的盘用绕过滑轮的细线牵引小车,盘和砝码的重力可当作牵引力。小车运动的位移和速度可以由打点纸带测出,以小车为探讨对象,变更砝码质量,便可探究牵引力所做的功与小车速度变更的关系。①关于这个试验,下列说法正确的是______;A.须要补偿小车受到阻力的影响B.该试验装置可以“验证机械能守恒定律”C.须要通过调整定滑轮使细线与长木板平行D.须要满意盘和砝码总质量远小于小车的质量②如图2所示是两条纸带,试验时打出的应是第__________条(填写“I”或“II”)纸带;③依据试验数据,在坐标纸上画出的W-v2图象是一条过原点的直线,据此图象______(填“能”或“不能”)求出小车的质量。(2)小明同学在做“测定玻璃的折射率”试验时,发觉只有3枚大头针,他把大头针A、B、C插在如图所示位置,并测出了玻璃的折射率。请在答题纸相应方框中画出光路图,标出入射角i和折射角r,并写出折射率n的计算式。____________【答案】(1).ACD(2).Ⅱ(3).能(4).(5).【解析】(1)[1]A.题中须要将盘和砝码的重力可当作牵引力,所以首先须要补偿小车受到阻力的影响,即抬高长木板右端,小车在不接盘和砝码的状况下,轻推小车,使小车做匀速直线运动,说明小车重力沿斜面的分力与小车所受阻力等大反向,A正确;D.然后挂上盘与砝码,依据牛顿其次定律对小车,依据牛顿其次定律两式相比解得绳子拉力当满意盘和砝码的总质量远小于小车的质量,即,盘和砝码的重力可当作牵引力,D正确;B.试验过程中摩擦阻力无法消退,本试验装置无法验证“机械能守恒定律”故B错误。C.细线与长木板平行须要平行,保证绳子的拉力与小车运动方向一样,这样盘和砝码的重力可完全当作牵引力,C正确。故选ACD。[2]小车做匀加速直线运动,位移渐渐增大,所以试验打出的纸带是第II条。[3]依据动能定理可知,图像的斜率为,据能求出小车的质量。(2)[4]光路图如图所示[5]依据折射定律可知。8.(2024·广东卷)某爱好小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数,缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透亮有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹簧固定在有机玻璃管底端。试验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数,数据如表所示。试验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采纳逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。n1234568.0410.0312.0514.0716.1118.09(1)利用计算弹簧的压缩量:,,______cm,压缩量的平均值______cm;(2)上述是管中增加______个钢球时产生的弹簧平均压缩量;(3)忽视摩擦,重力加速度g取,该弹簧的劲度系数为______N/m。(结果保留3位有效数字)答案:(1).6.04(2).6.05(3).3(4).48.6解析:(1)[1]依据压缩量的变更量为[2]压缩量的平均值为(2)[3]因三个是相差3个钢球的压缩量之差,则所求平均值为管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量;(3)[4]依据钢球的平衡条件有解得9.(2024·四川泸州三模)科学探究活动通常包括以下环节∶提出问题、形成猜想和假设、设计试验与制订方案、获得和处理信息、基于证据得出结论并作出说明,以及沟通、评估、反思等。某物理学习小组在进行《探讨影响滑动摩擦力的因素》的探究试验时,提出“滑动摩擦力可能与接触面间的压力有关”。(1)这属于科学探究活动的______环节;(2)他们用如图甲所示的试验装置来探究滑动摩擦力与正压力的关系,测得木块1的重力为1N,木板2在拉力作用下向右运动,木块1相对于地面静止,读出此时弹簧测力计的示数F1。变更放在木块1上面的砝码,重复上述操作,得到一组Fn与相应的砝码重力G的数据如下表。其中F6的值从图乙中弹簧测力计的示数读出,则表中F6=______N,依据表中的数据在如图丙所示的坐标纸中作出滑动摩擦力f与正压力FN的关系图线;______砝码重力G/N0.501.001.502.002.503.00正压力FN/N1.502.002.503.003.50400弹簧测力计读数F/N0.440.620.750.891.06F6(3)由作出的图线你得到的科学结论是:______。【答案】(1).形成猜想和假设(2).1.20(1.19或1.21也得分)(3).在误差允许范围内,滑动摩擦力的大小与正压力成正比(4).【解析】(1)[1]这属于科学探究活动的形成猜想和假设环节;(2)[2]由图可知F6=1.20N[3]滑动摩擦力f与正压力FN的关系图线如图;(3)[4]由作出图线得到的科学结论是:在误差允许范围内,滑动摩擦力的大小与正压力成正比。10.(2024·北京海淀一模)现用如图11所示双缝干涉试验装置来测量光的波长。(1)在组装仪器时单缝和双缝应当相互________放置。(选填“垂直”或“平行”);(2)已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,并将该亮纹定为第1条亮纹,此时测量头上游标卡尺的读数为1.16mm;接着再同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,此时测量头上游标卡尺的示数如图12所示,则读数为________mm。已知双缝间距,测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.800m,所测光的波长________nm。(保留3位有效数字);(3)为减小误差,该试验并未干脆测量相邻亮条纹间的距离,而是先测量n个条纹的间距再求出。下列试验采纳了类似方法的有________。A.《探究两个互成角度的力的合成规律》的试验中合力的测量B.《探究弹簧弹力与形变量的关系》的试验中弹簧的形变量的测量C.《用单摆测重力加速度》的试验中单摆的周期的测量D.《用油膜法估测油酸分子的大小》的试验中1滴油酸酒精溶液体积的测量【答案】(8分)(1)平行(2分);(2)15.02(2分);693(2分);(3)CD(2分,漏选得1分)。【解析】(1)在组装仪器时,单缝与双缝应当相互平行放置;(2)读数为15mm+1×0.02mm=15.02mm;依据△x=可知,光的波长λ=m=6.93×10-6m=693nm;(3)测△x时采纳的是积累法来减小误差的,而选项A用的是等效法,B用的是间接法,CD都是用的积累法测量的,故选项CD正确。11.(2024·北京海淀一模)如图13所示,用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即探讨两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。(1)为完成此试验,以下供应的测量工具中,本试验必需运用的是________。(选填选项前的字母)A.刻度尺B.天平C.打点计时器D.秒表(2)关于本试验,下列说法中正确的是________。(选填选项前的字母)A.同一组试验中,入射小球必需从同一位置由静止释放B.入射小球的质量必需小于被碰小球的质量C.轨道倾斜部分必需光滑D.轨道末端必需水平(3)图13中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,试验时先让入射小球多次从斜轨上位置S由静止释放,通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P,测出平抛射程OP。然后,把被碰小球静置于轨道的水平部分末端,仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放,与被碰小球相碰,并多次重复该操作,两小球平均落地点位置分别为M、N。试验中还须要测量的有________。(选填选项前的字母)A.入射小球和被碰小球的质量B.入射小球起先的释放高度hC.小球抛出点距地面的高度HD.两球相碰后的平抛射程OM、ON(4)在某次试验中,记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上,在试验误差允许范围内,若满意关系式________________________________,则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。【用(3)中测量的量表示】(5)某同学在上述试验中更换了两个小球的材质,且入射小球和被碰小球的质量关系为,其它条件不变。两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如图14所示。他将米尺的零刻线与O点对齐,测量出O点到三处平均落地点的距离分别为OA、OB、OC。该同学通过测量和计算发觉,两小球在碰撞前后动量是守恒的。①由此可以推断出图14中B处是________;A.未放被碰小球,入射小球的落地点B.入射小球碰撞后的落地点C.被碰小球碰撞后的落地点②若进一步探讨该碰撞是否为弹性碰撞,还须要推断关系式________________________是否成立。【用(5)中的物理量表示】【答案】(1)AB(2分,漏选得1分);(2)AD(2分,漏选得1分);(3)AD(2分,漏选得1分);(4)m1OP=m1OM+m2ON(2分);(5)①C(1分);②m1·OC2=m1·OA2+m2·OB2(1分,其他正确形式同样给分);【解析】(1)本试验必需运用的是刻度尺,用来测距离,还须要用天平,用来测量小球的质量;(2)关于本试验,同一组试验中,入射小球必需从同一位置由静止释放,以保证每次小球抛出时的速度大小相等,选项A正确;入射小球的质量要大于被碰小球的质量,以保证小球碰后不反弹,选项B错误;斜槽倾斜轨道不肯定必需光滑,只要每次阻力相同,小球水平抛出时的速度相同就可以的,选项C错误;但是轨道末端必需是水平的,选项D正确;(3)试验中还须要测量的是小球的质量,故选项A正确,测量小球碰后的水平射程,选项D正确,而两个高度不用测量,选项BC错误;(4)碰前的动量为:m1OP,碰后的动量之和是:m1OM+m2ON;故二者相等即可;(5)①因为两小球的质量关系是m1=2m2,再由OA=17.5cm,OB=25cm,OC=30cm可知,存在下列等式:2×OC=2×OA+OB,故转化为等式就是:m1OC=m1OA+m2OB,故C是入射小球末碰时的落点,A是入射小球碰后的落点,B是被碰小球的落点,选项C正确;②若为弹性碰撞,则机械能守恒,故须要满意m1·OC2=m1·OA2+m2·OB2才可以;也可以是:m1OC2=m1OA2+m2OB2;因为m1=2m2,故等式也可以是2OC2=2OA2+OB2。12.(2024·河北唐山一模)在探究物体质量肯定时加速度与力的关系试验中,小明同学做了如图甲所示的试验改进,在调整桌面水平后,添加了用力传感器来测细线中的拉力。(1)关于该试验的操作,下列说法正确的是________。A.必需用天平测出砂和砂桶的质量B.肯定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量C.应当先释放小车,再接通电源D.须要变更砂和砂桶的总质量,打出多条纸带(2)试验得到如图乙所示的纸带,已知打点计时器运用的沟通电源的频率为50Hz,相邻两计数点之间还有四个点未画出,由图中的数据可知,小车运动的加速度大小是________m/s2。(计算结果保留三位有效数字)(3)由试验得到小车加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示。则小车与轨道的滑动摩擦力Ff=________N。【答案】(1).D(2).2.40(3).1.0【解析】(1)[1]AB.对小车的拉力是通过力传感器得到的,故无需测量沙和沙桶的质量,也不须要满意沙和沙桶的总质量远小于小车的质量,故AB错误;C.运用打点计时器,应先接通电源,在释放小车,故C错误;D.探究物体质量肯定时加速度与力的关系,要变更沙和沙桶的总质量,打出多条纸带,故D正确。故选D(2)[2]打点计时器运用的沟通电源的频率为50Hz,相邻两计数点之间还有四个点未画出,可知相邻两计数点之间的时间间隔为依据可得(3)[3]依据牛顿其次定律可知解得Ff=1.0N。13.(2024·云南曲靖一模)利用如图所示的装置可以探究滑动摩擦力f与正压力FN之间的关系,请回答下列问题:①适当添加钩码,使其能够带动小车向右运动;②多次在木块上添加砝码以变更压力,尽可能多测几组数据,试验中应当测量和记录的数据是:_________、_________;③假如用图像法处理试验数据,以摩擦力f为横轴,正压力FN为纵轴,照试验步骤正确,得到的应是一条________(选填“直线”或“折线”或“曲线”),图像的哪一数值表示是动摩擦因数:_________;④正确的试验结论是:_________。【答案】(1).测量木块和砝码的总重力(2).记录弹簧秤的示数(3).直线(4).直线斜率的倒数(5).动摩擦力f与正压力FN成正比【解析】【详解】[1][2]利用如图所示的装置探究滑动摩擦力f与正压力FN之间的关系,就须要测量出滑动摩擦力f与正压力FN的大小,依据木块平衡得到滑动摩擦力等于弹簧的拉力,正压力等于木块、砝码的总重力,所以试验中应当测量木块和砝码的总重力,记录弹簧秤的示数。[3][4]依据可知所以假如用图像法处理试验数据,以摩擦力f为横轴,正压力FN为纵轴,照试验步骤正确,得到的应是一条直线,该直线的斜率,故该直线斜率的倒数表示木块与小车间的动摩擦因数。[5]图像是直线,图像是正比例函数,由此可知,动摩擦力f与正压力FN成正比。14.(2024·江苏常州一模)某同学用图甲所示装置,测量系统运动过程中所受阻力的大小。已知m=460g、M=520g的两物体用细线连接,跨过光滑轻质小滑轮。在m下端接上纸带,接通打点计时器电源,让M从高处由静止起先下落,如图乙为试验打出的一条纸带,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),g取9.8m/s2,请测量并求出运动过程中系统受到的阻力大小(结果保留两位有效数字)。【分析】利用纸带计数点0~6,逐差法求解加速度,结合牛顿其次定律求解阻力大小【解答】解:设0到3的距离为x1,x1=2.75cm设3到6的距离为x2,x2=7.25cm得=50cm/s2=0.50m/s2依据牛顿其次定律,(M﹣m)g﹣f=(M+m)a得f=(M+m)g﹣(M+m)a代入数据,解得:f=9.8×10﹣2N.答:运动过程中系统受到的阻力大小为9.8×10﹣2N.【点评】本题考查学生对匀变速直线运动试验数据处理,并结合牛顿其次定律处理问题,留意最终结果保留两位有效数字15.(2024·河北石家庄一模)如图所示是某同学验证“做圆周运动的物体所受向心力大小与线速度关系”的试验装置。已知重力加速度为g。主要试验步骤如下:(1)用天平测出小钢球的质量m;(2)用游标卡尺测出小钢球直径d;(3)轻质细线一端与小钢球相连,另一端固定在拉力传感器上。小钢球静止时刚好位于光电门中心,用米尺量出线长L;(4)将小钢球拉到适当的高度处释放。测出小钢球通过光电门的时间t,小钢球经过光电门时的速度大小为_____。则此时小钢球向心力表达式F向=_____;(5)读出力传感器示数的最大值Fm。则向心力还可表示为F′向_____。对比F向和F′向的大小,可得出结论。【答案】(1).(2).(3).Fm-mg【解析】【详解】(4)[1][2]钢球的直径为d,钢球通过光电门时间为t,依据极短时间内的平均速度表示瞬时速度可知,钢球经过光电门的线速度为此时小钢球向心力表达式(5)[3]读出力传感器示数的最大值Fm。则向心力还可表示为F′向=Fm-mg对比F向和F′向的大小,可得出结论。16.(2024·河北石家庄一模)某同学利用重捶的自由落体运动验证机械能守恒定律。试验中:(1)试验室供应了铁架台、重锤、夹子、纸带等器材,为完成此试验,除了所给的器材,从图中还必需选取的试验器材是_____。(填字母代号)。(2)下列方法有助于减小试验设差的是_____。(填字母代号)。A.在重锤的正下方地面铺橡胶垫B.必需从纸带上第一个点起先计算验证机械能是否守恒C.重复多次试验,重锤必需从同一位置起先下落D.重锤的密度尽量大一些(2)试验中,质量为0.20kg的重锤拖着纸带自由下落,在纸带上打出一系列的点,O为打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,相邻两点之间还有一个点未画出,如图所示。已知打点计时着所用沟通电的频率为50Hz,当地的重力加速度为9.80m/s2。从起点O到打下B点的过程中重锤的重力势能削减量∆Ep=_____J;此过程中重物动能的增加量∆Ek=_____J依据数据,该同学验证了机械能守恒定律。(计算结果均保留3位有效数字)【答案】(1).AD(2).D(3).1.25(4).1.24【解析】(1)[1]从图中还必需选取的试验器材是电火花打点计时器和刻度尺,故选AD;(2)[2]A.在重锤的正下方地面铺橡胶垫只是减小重锤与地面的碰撞,不能减小误差,选项A错误;B.不肯定必需从纸带上第一个点起先计算验证机械能是否守恒,选项B错误;C.重复多次试验,重锤可从不同位置起先下落,选项C错误;D.重锤的密度尽量大一些,可减小下落过程中阻力的影响,选项D正确。故选D。(3)[3]从起点O到打下B点的过程中重锤的重力势能削减量[4]打下B点时的速度此过

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