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文档简介
…………○…………内…………○…○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年新世纪版必修2物理上册月考试卷含答案考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、河宽160米,船在静水中的航速是5m/s,水流速度为3m/s,则()A.若小船以最短时间渡河,渡河时间为35sB.若小船以最短时间渡河,渡河时间为40sC.小船渡河的最短位移为160mD.小船渡河的最短位移为400m2、“嫦娥二号”卫星已成功发射,如图所示,这次发射后卫星直接进入近地面附近、远地点高度约38万公里的地月转移椭圆轨道,地球的球心位于该椭圆的一个焦点上,A、B两点分别是卫星运行轨道上的近地点和远地点。若卫星所受的阻力忽略不计;则()
A.运动到A点时其速率可能大于11.2km/sB.运动到B点时的速率大于运动到A点时的速率C.若要卫星在A点所在的高度做匀速圆周运动,需在A点加速D.若要卫星在B点所在的高度做匀速圆周运动,需在B点加速3、设北斗导航系统的地球同步卫星质量为m,周期为已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G。下列说法正确的是()A.地球的质量为B.卫星距地面的高度C.卫星运行时的速度大于第一宇宙速度D.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度4、质量为1kg的物体在一平面内做曲线运动,相互垂直的x、y方向上的速度图象分别如下图所示。下列说法正确的是()
A.质点的初速度为5m/sB.质点所受的合外力为3NC.2s末质点速度大小为7m/sD.2s末质点速度大小为与y方向成53°角5、我国将于2022年举办冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一、如图所示,运动员从滑道的A处由静止开始到达最低点的过程中()
A.重力做正功,摩擦力做负功,合力做负功B.重力做正功,摩擦力做负功,合力做正功C.重力做负功,支持力做正功,合力做正功D.重力做负功,支持力做负功,合力做功为零6、A、B两个质点分别做匀速圆周运动,在相等时间内通过的弧长之比SA:SB=4:3,转过的圆心角之比θA:θB=3:2.则下列说法中正确的是()A.它们的线速度之比vA:vB=3:4B.它们的角速度之比ωA:ωB=2:3C.它们的周期之比TA:TB=3:2D.它们的向心加速度之比aA:aB=2:17、设地球的半径为R,地球表面重力加速度为g,月球绕地球公转周期为T,玉兔号月球车所拍摄的月面照片从月球以电磁波形式发送到北京航天飞行控制中心所用时间约为(真空中的光速为c,月地距离远大于地球半径)A.B.C.D.评卷人得分二、多选题(共8题,共16分)8、如图甲所示,轻杆一端固定在O点,另一端固定一小球,现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为F,小球在最高点的速度大小为v,其F-v2图像如乙图所示。则()
A.小球的质量为B.当地的重力加速度大小为C.v2=c时,杆对小球的弹力方向向上D.v2=2b时,小球受到的弹力与重力大小相等9、关于平抛运动,下列说法正确的是()A.物体落地时的水平位移与初速度无关B.初速度越大,物体在空中运动的时间越长C.平抛运动是匀变速曲线运动D.物体落地时的水平位移与抛出点的高度有关10、把质量为m的石块从距地面h高处以θ角斜向上方抛出,如图所示,石块的初速度为影响石块落地速度的大小的是(不考虑空气阻力)()
A.石块的质量mB.石块初速度v0的大小C.石块初速度的仰角θD.石块抛出时的高度h11、如图所示,一个半径和质量不计的定滑轮O固定在天花板上,物块B和A通过轻弹簧栓接在一起,竖直放置在水平地面上保持静止后,再用不可伸长的轻绳绕过滑轮连接物块A和C,物块C穿在竖直固定的细杆上,OA竖直,OC间距l=3m且水平,此时A、C间轻绳刚好拉直而无作用力。已知物块A、B、C质量均力2kg。不计一切阻力和摩擦,g取10m/s2。现将物块C由静止释放,下滑h=4m时物块B刚好被提起;下列说法正确的是。
A.弹簧的劲度系数为20N/mB.此过程中绳子对物块A做的功为60JC.此时物块A速度的大小为D.绳子对物块C做功的大小等于物块A动能的增加量12、如图所示,分别用恒力F1、F2先后将质量为m的物体由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至顶端,两次所用时间相同,第一次力F1沿斜面向上,第二次力F2沿水平方向.则两个过程().
A.物体动能变化量相同B.物体机械能变化量相同C.F1做的功与F2做的功相同D.F1做功的功率比F2做功的功率大13、质量为100kg的赛车在平直赛道上,第一阶段以恒定加速度加速,达到最大功率后,第二阶段以恒定功率加速,第三阶段匀速行驶。设全程受到的阻力不变,其加速度a和速度的倒数的关系如图所示,则()
A.第一阶段达到的最大速度为100m/sB.赛车受到的最大牵引力为400NC.赛车的最大输出功率为40kWD.赛车在第一阶段行驶了80s14、如图,小球套在光滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连.现将小球从M点由静止释放,它在下降的过程中经过了N点.已知在M、N两点处,弹簧对小球的弹力大小相等,且在小球从M点运动到N点的过程中说法正确的是()
A.弹力对小球先做正功后做负功B.有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C.弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零D.弹簧恢复原长时,重力对小球做功的功率最大15、如图甲所示,在倾角为37°的粗糙且足够长的斜面底端,一质量为m=2kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定,滑块与弹簧不拴连。t=0时刻解除锁定,计算机通过传感器描绘出滑块的v-t图像如图乙所示,其中Ob段为曲线,bc段为直线,取g=10sin37°=0.6,cos37°=0.8,则下列说法正确的是()
A.速度最大时,滑块与弹簧脱离B.滑块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5C.滑块在0.1s~0.2s时间内沿斜面向下运动D.滑块与弹簧脱离前,滑块的机械能先增大后减小评卷人得分三、填空题(共9题,共18分)16、汽车发动机的功率为150kW,若其总质量为5t,在水平路面上行驶时,所受阻力恒定为5.0×103N;求:
(1)汽车保持额定功率从静止启动后能达到的最大速度是_______m/s;
(2)若汽车保持0.5m/s2的加速度做匀加速启动,这一过程能持续时间为______s。17、地球质量大约是月球质量的81倍,一飞行器在地球和月球之间,当地球对它的引力和月球对它的引力相等时,这飞行器距地心距离与距月心距离之比为_____。18、滑板运动是深受青少年喜爱的运动,如图所示,某滑板运动员恰好从B点进入半径为2.0m的圆弧轨道,该圆弧轨道在C点与水平轨道相接,运动员滑到C点时的速度大小为10m/s。求他到达C点前的加速度___________。到达C点后瞬间的加速度___________(不计各种阻力)
19、一个质量为的小球从倾角的光滑斜面上由静止释放,经过一段时间沿着斜面运动了10m,则这个过程中小球重力势能的变化量等于________,重力做功的平均功率等于________()20、中国航天员首次进行太空授课,通过趣味实验展示了物体在完全失重状态下的一些物理现象。其中一个实验如图所示,将支架固定在桌面上,细绳一端系于支架上的O点,另一端拴着一颗钢质小球。现将细绳拉直但未绷紧,小球被拉至图中a点或b点并进行以下操作,在a点轻轻放手,小球将________(填写“竖直下落”或“静止不动”);在b点沿垂直于绳子的方向轻推小球,小球将________(填写“做匀速圆周运动”或“沿圆弧做往复摆动”)。
21、线速度与角速度的关系。
(1)在圆周运动中,线速度的大小等于______与______的乘积。
(2)公式:v=______。22、在离地球约14光年的某红矮星周围有两颗星a、b,它们绕红矮星公转的周期分别是轨道可视为圆,如图所示,已知万有引力常量为G,则a、b公转半径之比为___________。根据上述信息___________(选填“能”“不能”)求出红矮星的质量。
23、一物块置于光滑的水平面上,受方向相反的水平力F1,F2作用从静止开始运动,两力随位移x变化的规律如图,则位移x=______m时物块的动能最大,最大动能为_____J.24、如图所示,用的拉力沿竖直方向匀速拉起重为的物体,物体上升所用时间为此过程中拉力的功率为__________动滑轮的机械效率为___________。在这个过程中,重物的机械能将___________(选填“变大”;“不变”、“变小”)。
评卷人得分四、作图题(共4题,共36分)25、如图所示,在一内壁光滑环状管道位于竖直面内,其管道口径很小,环半径为R(比管道的口径大得多)。一小球直径略小于管道口径,可视为质点。此时小球滑到达管道的顶端,速度大小为重力加速度为g。请作出小球的受力示意图。
26、图甲为抛出的石子在空中运动的部分轨迹,图乙是水平面上一小钢球在磁铁作用下的部分运动轨迹.请画出物体在A、B、C、D四点的受力方向和速度方向.(不计空气阻力)
27、一个物体在光滑水平面上运动,其速度方向如图中的v所示。从A点开始,它受到向前但偏右(观察者沿着物体前进的方向看,下同)的合力。到达B点时,这个合力的方向突然变得与前进方向相同。达到C点时,合力的方向又突然改为向前但偏左。物体最终到达D点。请你大致画出物体由A至D的运动轨迹,并标出B点、C点和D点。
28、在图的实验中,假设从某时刻()开始,红蜡块在玻璃管内每1s上升的距离都是10与此同时,玻璃管向右沿水平方向匀加速平移,每1s内的位移依次是4122028在图所示的坐标系中,y表示蜡块在竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,时蜡块位于坐标原点。请在图中标出t等于1s;2s、3s、4s时蜡块的位置;并用平滑曲线描绘蜡块的轨迹。
评卷人得分五、实验题(共3题,共6分)29、现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨低端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A,B两点的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图;
(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为__________。动能的增加量可表示为_________。若在运动过程中机械能守恒,与s的关系式为__________
(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:。12345s(m)0.6000.8001.0001.2001.400t(ms)8.227.176.445.855.43(×104s-2)1.481.952.412.923.39
以s为横坐标,为纵坐标,在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点;根据5个数据点作直线________,求得该直线的斜率k=__________×104m-1·s-2(保留3位有效数字)。
由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出直线的斜率ko,将k和ko进行比较,若其差值在试验允许的范围内,则可认为此试验验证了机械能守恒定律。30、某学习小组用如图所示的实验装置探究“动能定理”。他们在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放。
(1)下列实验要求中不必要的一项是________(请填写选项前对应的字母)。
A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量。
B.应使A位置与光电门间的距离适当大些。
C.应将气垫导轨调至水平。
D.应使细线与气垫导轨平行。
(2)实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变,改变钩码质量m,测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t;通过描点作出线性图像,研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系,处理数据时应作出的图像是______(请填写选项前对应的字母)。
A.做出“图像”B.做出“图像”
C.做出“图像”D.做出“图像”A.B.C.E.E.31、为了“探究动能改变与合外力做功”的关系;某同学设计了如下实验方案:
(1)第一步他把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连;然后跨过定滑轮,重锤夹后连一纸带,穿过打点计时器,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板匀速运动,如图甲所示。
(2)第二步保持长木板的倾角不变;将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,然后接通电源释放滑块,使之从静止开始加速运动,打出纸带,如图乙所示。
打出的纸带如图丙:
试回答下列问题:
①已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点的时间间隔为T,根据纸带求速度,当打点计时器打A点时滑块速度vA=___________,打点计时器打B点时滑块速度vB=___________。
②已知重锤质量m,当地的重加速度g,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块的___________(写出物理名称及符号),合外力对滑块做功的表达式W合=___________。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、C【分析】【详解】
AB.当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短,最短时间
故AB错误;
CD.由于船在静水中速度大于水流速度,则两者的合速度垂直河岸,可以正对到达,船的位移才最小,是160m,故C正确,D错误.2、D【分析】【分析】
【详解】
A.11.2km/s为第二宇宙速度,如果运动到A点时其速率大于11.2km/s;将会摆脱地球的引力,A错误;
B.根据开普勒第二定律知,卫星在椭圆轨道近地点A的速率大于在远地点B的速率;B错误;
CD.因为由低轨道转至高轨道需要加速,由高轨道转至低轨道需要减速,所以,若要卫星在A点所在的高度做匀速圆周运动,需在A点减速,让其做近心运动,若要卫星在B点所在的高度做匀速圆周运动,需在B点加速;让其做离心运动,故C错误,D正确。
故选D。3、D【分析】【分析】
【详解】
AB.同步卫星由引力作为向心力可得
可解得地球质量为
可解得卫星距离地面的高度为
AB错误;
C.根据
可得
当r=R时卫星的运行速度为第一宇宙速度
轨道半径越大;线速度越小,故卫星的运行速度小于第一宇宙速度,C错误;
D.在地球表面质量为m0的物体受到的引力等于重力
解得
根据
可得
可知卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度;D正确。
故选D。4、D【分析】【详解】
A.由图可知轴方向初速度为4m/s,轴方向初速度为0;则质点的初速度大小为4m/s,故A错误;
B.质点在轴方向加速度为零,只有轴方向有加速度,由图象的斜率读出质点的加速度
根据牛顿第二定律可得质点所受的合外力为
故B错误;
C.2s末时根据图像可知
则质点的速度为
故C错误;
D.设2s末质点速度大小为与方向为则有
解得
故D正确;
故选D。5、B【分析】【分析】
【详解】
运动员从滑道的A处由静止开始到达最低点的过程中重力做正功;支持力时刻与速度方向垂直,故不做功,摩擦力做负功,根据动能定理可知,动能增加,则合力做正功,故B正确,ACD错误。
故选B。6、D【分析】【详解】
A.根据因为SA:SB=4:3且时间相等,则它们的线速度之比vA:vB=4:3;选项A错误;
B.根据因为θA:θB=3:2且时间相等,则它们的角速度之比ωA:ωB=3:2;选项B错误;
C.根据则它们的周期之比TA:TB=2:3;选项C错误;
D.根据a=ωv,可知它们的向心加速度之比aA:aB=2:1;选项D正确;
故选D。7、D【分析】【分析】
【详解】
研究月球绕地球的运动,根据万有引力定律和向心力公式,有
物体在地球表面上时,由重力等于地球的万有引力得
联立解得
再由
则有从月球以电磁波形式发送到北京航天飞行控制中心所用时间约
ABC错误;D正确。
故选D。二、多选题(共8题,共16分)8、A:D【分析】【详解】
AB.在最高点,若
则
若
由图知
则有
解得
B错误A正确;
C.由图可知:当
杆对小球弹力方向向上,当
杆对小球弹力方向向下,所以,当
杆对小球弹力方向向下;C错误;
D.若
则
解得
即小球受到的弹力与重力大小相等;D正确。
故选AD。9、C:D【分析】【分析】
【详解】
AD.水平位移x=vt=v
可知;水平位移与初速度和抛出点的高度都有关,A错误;D正确;
B.物体在空中运动的时间t=
可知;物体在空中运动的时间和抛出点的高度有关,B错误;
C.平抛运动只受重力,是加速度为g的匀加速曲线运动;C正确。
故选CD。10、B:D【分析】【详解】
在整个过程中,只有重力做功,小球的机械能守恒,由机械能守恒得
解得
由此可知石块落地速度v只与高度h和初速度有关,与质量和初速度的仰角θ无关。
故选BD。11、A:C【分析】【详解】
A.初始时弹簧处于压缩状态;弹力等于A的重力。B刚好被提起时,弹簧处于伸长状态,弹簧的弹力等于B的重力。由几何关系得,弹簧共伸长了2m。物块B刚好被提起时弹簧的的形变量为:
解得弹簧的劲度系数为:
故A正确。
BC.物块C沿杆下滑的速度分解在沿绳子的方向和垂直的方向;当物块B刚好被提起时:
B的速度为零;弹簧由压缩变为伸长,形变量不变,储存的弹性势能始末两个状态相等,由整个系统动能定理得:
解得:
所以C正确。
对于A物体;由动能定理得:
解得:
故B错误。
D.对C由动能定理得:
解得绳子对C做的功为:
物块A动能的增加量:
所以绳子对物块C做功的大小不等于物块A动能的增加量。故D错误。12、A:B【分析】【分析】
两物体均做匀加速直线运动;在相等的时间内沿斜面上升的位移相等,但斜面对物体的摩擦力不同,所以推力做功不同.
【详解】
A项:由公式可知,所以两物体到达顶端的速率相等,所以动能的变化量相同,故A正确;
B项:由A项分析可知;物体的动能增量相同,又由于处于相同的高度,所以两物体机械能增量相同,故B正确;
C项:由图示分析可知;第二个物体所受斜面的摩擦力较大,对每一个物体而言,除重力以外的合力对物体做功等于机械能的增量,由于两体的机械能增量相同,所以F2做功较多,故C错误;
D项:由公式可知,由于时间相同,所以F1做功的功率比F2做功的功率小;故D错误.
【点睛】
由物体的运动特征判断出物体机械能的增量关系,结合本题功能关系:除重力以外的合力对物体做功等于机械能的增量,不难看出结果.13、C:D【分析】【详解】
AD.由数学知识可知,图像中当
时,加速度为
且之后的图像加速度一直恒定,则可知右侧水平直线的图像对应第一阶段,且第一阶段以恒定加速度加速,末速度为
赛车在第一阶段行驶时间为
故A错误;D正确;
BC.第一阶段:设赛车牵引力为F,所受阻力为f,对赛车受力分析
功率为
第二阶段:以恒定功率加速,则
结合图像斜率、截距可得
解得
阻力恒定不变,所以当加速度最大时,牵引力最大,又因为赛车先做匀加速运动,后做加速度逐渐减小的加速运动,因此赛车受到的最大牵引力
故B错误;C正确。
故选CD。14、B:C【分析】【详解】
因为所以ON大于OM,而又知道在M、N两点处,弹簧对小球的弹力大小相等,所以在M点弹簧处于压缩状态,在N点弹簧处于拉伸状态,小球向下运动的过程中弹簧的长度先减小后增大,则弹簧的弹性势能先增大,后减小,再增大,所以弹力对小球先做负功再做正功,最后再做负功,故A错误;由M到N有一状态弹力为0且此时弹力与杆不垂直,加速度为g;当弹簧与杆垂直时小球加速度为g.则有两处(即有两个时刻)加速度为g,故B正确;弹簧长度最短时,也就是弹力垂直杆方向时,此时弹力与小球速度方向垂直,故弹力对小球做功为零,故C正确;由于重力恒定,根据可知当速度最大时;重力最小球做功的功率最大,也就是重力和弹力的合力为零时,此时不是弹簧恢复原长,故D错误.
故选BC。15、B:D【分析】【详解】
A.在滑块与弹簧脱离之前;开始弹簧的弹力大于重力沿斜面方向的分力和摩擦力之和,向上做加速运动,当加速度为零时速度最大,之后弹簧的弹力小于重力沿斜面方向的分力和摩擦力之和,向上做减速运动,当弹簧回到原长,滑块与弹簧脱离,故A错误;
B.在v-t图象中,斜率表示加速度,则滑块在0.1s~0.2s内的加速度为
根据牛顿第二定律有
解得μ=0.5;故B正确;
C.由图可知;滑块在0.1s~0.2s时间内速度方向仍为正方向,即仍沿斜面向上运动,故C错误;
D.滑块与弹簧脱离前;弹簧的弹力做正功,摩擦力做负功,弹力大于摩擦力时机械能增加,弹力小于摩擦力时机械能减小,故D正确。
故选BD。三、填空题(共9题,共18分)16、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1]最大速度时;牵引力与阻力相等,因此。
(2)[2]若加速度为0.5m/s2;根据牛顿第二定律。
匀加速的最大速度为v;则。
解得。
因此持续的时间为。
【解析】304017、略
【分析】【详解】
设月球质量为M,地球质量就为81M.飞行器距地心距离为r1,飞行器距月心距离为r2.由于地球对它的引力和月球对它的引力相等,根据万有引力定律得:解得:.【解析】9:118、略
【分析】【分析】
【详解】
[1][2]运动员经圆弧滑到C点时做圆周运动,由公式
得
方向竖直向上,运动员滑到C点后进入水平轨道做匀速直线运动,加速度为0。【解析】019、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]重力做功为
重力做正功,重力势能减少,变化量为
[2]小球沿斜面做匀加速直线运动,加速度
根据
解得
重力做功的平均功率为【解析】①.②.25W20、略
【分析】【详解】
[1]由于小球处于完全失重状态,故在a点轻轻放手时;小球将静止不动。
[2]在b点沿垂直于绳子的方向轻推小球时,小球获得了垂直于绳子方向的初速度,小球在绳子拉力提供向心力的作用下做匀速圆周运动。【解析】①.静止不动②.做匀速圆周运动21、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】①.角速度的大小②.半径③.ωr22、略
【分析】【详解】
[1]根据开普勒第三定律
可得
[2]围绕红矮星运动的星球的公转半径未知,根据题中信息无法求出红矮星的质量。【解析】不能23、略
【分析】【分析】
【详解】
对物体进行受力分析,水平方向受F1和F2的作用,F1和F2方向相反且F1逐渐减小F2逐渐增大,物体做加速度越来越小的加速运动,当加速度减为0时,速度最大,动能最大.由图知x=2m时两力相等,此过程中两力的功可由图像面积求得分别为W1=15J,W2=-5J,由动能定理知最大动能为10J.【解析】2m10J24、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]利用动滑轮将重物提到高处,绳子自由端通过距离s=2h=0.1×2m=0.2m
此过程中拉力做的总功W总=Fs=12N×0.2m=2.4J
此过程中拉力的功率为
[2]拉力做有用功W有=Gh=20N×0.1m=2J
动滑轮的机械效率为
[3]重物匀速上升,质量不变、速度不变,动能不变;质量不变、高度增加,重力势能增加,总的机械能变大。【解析】0.683.3℅变大四、作
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