湖北省十堰市2023-2024學(xué)年高三年級(jí)下冊4月調(diào)研考試(二模)物理試卷(含答案)_第1頁
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文檔簡介

湖北省十堰市2023-2024學(xué)年高三下學(xué)期4月調(diào)研考試(二模)物理

試卷

學(xué)校:___________姓名:班級(jí):考號(hào):

一、單選題

1.鈕($Th)是一種放射性元素,廣泛分布在地殼中。鉉($Th)經(jīng)中子轟擊可得到核

燃料鈾(U),其反應(yīng)方程為第Th+;n-U+2:e,此反應(yīng)能將地球上現(xiàn)有的鈕資源變

成潛在的核燃料,是一種前景十分可觀的能源材料。以Z、N、A分別表示鈾(U)的電

荷數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù),下列判斷正確的是()

A.Z=91,N=142,A=233B.Z=92,N=141,A=233

C.Z=90,N=140,A=230D.Z=90,N=142,A=232

2.如圖甲所示,從M點(diǎn)到地面上的N點(diǎn)有I、II兩條光滑軌道,軌道I為直線,軌

道n為M、N兩點(diǎn)間的最速降線,小物塊從M點(diǎn)由靜止分別沿軌道I、II滑到N點(diǎn)的

速率v與時(shí)間/的關(guān)系圖像如圖乙所示。由圖可知()

A.小物塊沿軌道I做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B.小物塊沿軌道n做勻加速曲線運(yùn)動(dòng)

C.圖乙中兩圖線與橫軸圍成的面積相等

D.小物塊沿兩條軌道下滑的過程中,重力的平均功率相等

3.如圖所示,質(zhì)量為機(jī)的物塊A靜止在固定傾角6=30。的斜面上,現(xiàn)對物塊A施加

一大小為阿的水平力F物塊A仍然處于靜止?fàn)顟B(tài),重力加速度大小為g,則下列說

法正確的是()

A

e

A.物塊A有沿斜面向下滑動(dòng)的趨勢

B.斜面對物塊A的摩擦力大小為gzng

C.斜面對物塊A的支持力大小為"

D.斜面對物塊A的作用力與豎直方向的夾角為45。

4.如圖所示,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5:1,副線圈電路中定值電阻的阻

值為5Q,原線圈與一理想交流電流表串聯(lián)后,接入一電壓有效值不變的正弦交流電

源。當(dāng)電阻箱的阻值為250時(shí),理想電壓表的示數(shù)為5.0V;現(xiàn)將電阻箱的阻值調(diào)為

15。,此時(shí)()

A.原線圈兩端的輸入電壓為120VB.電壓表的示數(shù)為15V

C.電流表的示數(shù)為0.3AD.原線圈的輸入功率為54W

5.坐標(biāo)原點(diǎn)處的波源做簡諧運(yùn)動(dòng),它在均勻介質(zhì)中形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳

播,波源振動(dòng)4s后波剛好傳到x=12m處,波形圖如圖所示。下列說法正確的是()

A.圖中M點(diǎn)正沿y軸負(fù)方向振動(dòng)

B.波在介質(zhì)中的速度大小為4m/s

C.質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置在x=3.0m處

D.波源振動(dòng)前4s,質(zhì)點(diǎn)M通過的路程為45cm

6.如圖甲所示,電阻不計(jì)、間距為0.5m的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,上端連接阻

值為3Q的定值電阻,虛線0。下方存在垂直于導(dǎo)軌平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2T

的勻強(qiáng)磁場?,F(xiàn)將電阻為1。的金屬桿時(shí)從0。上方某處由靜止釋放,金屬桿時(shí)下落

過程中始終水平且與導(dǎo)軌接觸良好,其速度大小v與下落時(shí)間/的關(guān)系圖像如圖乙所

示,取重力加速度大小g=10m/s2。下列說法正確的是()

R

B.金屬桿進(jìn)入磁場后產(chǎn)生的電功率為8W

C.金屬桿進(jìn)入磁場后兩端的電壓為4V

D.金屬桿的質(zhì)量為0.1kg

7.如圖所示,三角形ABC為棱鏡的橫截面,NA=60。,4=75。,一束光線從A3邊

的中點(diǎn)M以45。的入射角射入棱鏡,從N點(diǎn)射出的光線恰好與6C平行。已知

BC=d,光在真空中的傳播速度為c,下列說法正確的是()

B.棱鏡對光的折射率為6

C.光在棱鏡中傳播的時(shí)間為國

D.光在棱鏡中傳播的時(shí)間為葉

2c3c

二、多選題

8.某一沿x軸方向的靜電場,電勢9在x軸上的分布情況如圖所示,B、。是x軸上

的兩點(diǎn)。一負(fù)電荷僅在電場力的作用下從3點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),該負(fù)電荷在()

A.0點(diǎn)的速度最大

B.3點(diǎn)受到的電場力小于在C點(diǎn)受到的電場力

C.B點(diǎn)時(shí)的電勢能小于在C點(diǎn)時(shí)的電勢能

D.3點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于在C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能

9.如圖所示,在足夠大的光滑水平地面上,靜置一質(zhì)量為2巾的滑塊,滑塊右側(cè)面的

,光滑圓弧形槽的半徑為尺末端切線水平,圓弧形槽末端離地面的距離為四。質(zhì)量

44

為機(jī)的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從圓弧形槽頂端由靜止釋放,與滑塊分離后做平拋運(yùn)動(dòng),

重力加速度大小為g,下列說法正確的是()

A.滑塊的最大動(dòng)能為皿

3

B.小球離開滑塊時(shí)的動(dòng)能為口皿

12

C.小球落地時(shí)的動(dòng)能為mgR

D.小球落地時(shí)與圓弧形槽末端拋出點(diǎn)的距離為空

4

10.預(yù)計(jì)在2025年1月16日,地球恰好運(yùn)行到火星和太陽之間,且三者幾乎排成一

條直線,此現(xiàn)象被稱為“火星沖日”。如圖所示,火星和地球幾乎在同一平面內(nèi)沿同一

方向繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng),火星與地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為3:2,地球與火星的質(zhì)

量之比約為10:1,地球與火星的半徑之比約為2:1,已知半徑為R的球的體積

V=竽,取#=2.45,根據(jù)以上信息結(jié)合生活常識(shí)可知()

A.火星與地球的平均密度之比約為4:5

B.火星與地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期之比約為27:8

C.火星與地球表面的重力加速度大小之比約為2:5

D.相鄰兩次“火星沖日”的時(shí)間約為801天

三、實(shí)驗(yàn)題

11.在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,采用如圖甲所示的裝置。

⑴該實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的方法是(填“控制變量法”或“等效替代法”)。

(2)在補(bǔ)償小車與長木板之間的阻力后,打出了一條紙帶,每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),量

出A、3、C三點(diǎn)到。點(diǎn)的距離如圖乙所示,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源的頻率為

50Hz,則打3點(diǎn)時(shí)小車的速度大小=m/s,小車的加速度大小

a=m/s20(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(3)改變祛碼的質(zhì)量,重復(fù)實(shí)驗(yàn),得到多組小車的加速度。及對應(yīng)的力傳感器示數(shù)E

根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-歹圖線為如圖丙所示的直線,圖像不過原點(diǎn)的原因是

12.某實(shí)驗(yàn)小組為測量干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路,所用器材

如下:

A.干電池一節(jié);

B.電壓表(量程為0~3V,內(nèi)阻較大);

C.電阻箱(阻值為0-999.90);

D.開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干。

(1)根據(jù)圖甲,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中的實(shí)物圖補(bǔ)充完整。

⑵調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值,閉合開關(guān)。逐次改變電阻箱的電阻,記錄其阻值R、相應(yīng)

的電壓表的示數(shù)。。根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)作出的圖像如圖丙所示,則該干電池的電

RU

動(dòng)勢E=V,內(nèi)阻r=Qo(結(jié)果均保留兩位小數(shù))

(3)由于電壓表的內(nèi)阻不是無窮大的,因此本實(shí)驗(yàn)干電池的內(nèi)阻的測量值,電動(dòng)勢的測

量值_____(填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”)。

四、計(jì)算題

13.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)3的夕-V圖像如圖中的實(shí)線所示,其

中外、%均為已知量,已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的熱力學(xué)溫度為求:

(1)此過程中理想氣體對外做的功W;

(2)此過程中理想氣體的最高熱力學(xué)溫度Max。(請寫出必要的證明過程)

14.如圖所示,在足夠大的水平地面上靜置一木板,可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊以%=3m/s的

速度滑上木板,最終物塊恰好到達(dá)木板的右端,木板沿地面運(yùn)動(dòng)的距離恰好等于木板

的長度,已知物塊的質(zhì)量加=lkg,物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)4=0.2,木板與地面

間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃2=。。5,取重力加速度大小g=10m/s2,求:

n——>vo

⑴木板的長度L;

(2)木板的質(zhì)量M。

15.如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系的第三象限內(nèi)存在沿V軸正方向、電場強(qiáng)度大

小為E的勻強(qiáng)電場,圖中有一半徑為R的絕緣剛性圓環(huán),圓環(huán)經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)。(。點(diǎn)

開有小孔),圓環(huán)圓心在直線y=x上,環(huán)內(nèi)存在垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場。電場

中的粒子發(fā)射源P能沿x軸正方向發(fā)射質(zhì)量為機(jī)、帶電荷量為小速度為"。的帶正電

粒子,粒子恰好從。點(diǎn)以速度0%進(jìn)入磁場,粒子與圓環(huán)碰撞時(shí)無能量損失且電荷量

不變,不計(jì)粒子受到的重力。

(1)求發(fā)射源尸的坐標(biāo);

(2)若粒子第一次與圓環(huán)碰撞的位置為。點(diǎn),且弧長。。是整個(gè)絕緣圓環(huán)周長的工,求

6

勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小BQ,

⑶調(diào)整圓環(huán)內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以控制粒子與絕緣圓環(huán)的碰撞次數(shù),若粒

子能繞圓環(huán)一周恰好從。點(diǎn)離開磁場,求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小滿足的條件;

(4)求粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間/n。

參考答案

1.答案:B

解析:根據(jù)電荷數(shù)守恒,U的電荷數(shù)為Z=90+0+2=92

根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒,U的質(zhì)量數(shù)為A=232+1=233

U的中子數(shù)為N=A—Z=141,故選B。

2.答案:A

解析:A.對I軌道分析可知,沿軌道I下滑時(shí)合力一定,做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。故A正

確;

B.對n軌道分析可知,沿軌道H下滑時(shí)合力大小方向都在變化,做變加速曲線運(yùn)動(dòng)。

故B錯(cuò)誤;

C.圖乙速率時(shí)間圖像中面積表示路程,兩軌跡路程不同,面積不等。故C錯(cuò)誤;

D.小物塊沿兩軌道下滑過程中重力做功相等,但時(shí)間不同,所以重力的平均功率不

等。故D錯(cuò)誤。

故選Ao

3.答案:D

解析:AB.沿斜面方向,重力的分力為mgsin8=1■根g

力R沿斜面方向的分力為Reos。=孝根?>^rng

由此可知,斜面對物塊的摩擦力大小為/=#mg-gmg=,爭相g

方向沿斜面向下,即物塊A有沿斜面向上滑動(dòng)的趨勢,故AB錯(cuò)誤;

C.斜面對物塊A的支持力大小為N=mgcos,+Esin0=上乎mg故C錯(cuò)誤;

D.斜面對物塊A的作用力與mg和R的合力等大反向,即應(yīng)與豎直方向的夾角為45°,

故D正確。故選D。

4.答案:C

解析:A.當(dāng)電阻箱的阻值為250時(shí),根據(jù)閉合電路的歐姆定律,副線圈兩端的電壓為

U,=U+"R=5V+3X25V=30V

45

根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系如=殳

U2〃2

解得原線圈兩端的輸入電壓為U]=150V,故A錯(cuò)誤;

B.將電阻箱的阻值調(diào)為15。,副線圈的電流為A=—k=L5A

R0+R

電壓表的示數(shù)為。'=/2&=L5x5V=7.5V,故B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)理想變壓器原副線圈電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系卜=七

,2%

解得電流表的示數(shù)為,=0.3A,故C正確;

D.原線圈的輸入功率為P=U/=45W,故D錯(cuò)誤。故選C。

5.答案:D

解析:A.波沿x軸正方向傳播,根據(jù)“同側(cè)法”可知,圖中M點(diǎn)正沿y軸正方向振動(dòng),

故A錯(cuò)誤;

v=—=—m/s=3m/s,故B錯(cuò)誤;

At4

A

CM點(diǎn)正沿y軸正方向振動(dòng),則質(zhì)點(diǎn)M的位移為y=-=Asin150°

150010

所以4=故C錯(cuò)誤;

D.由圖可知,波源振動(dòng)前4s,質(zhì)點(diǎn)M通過的路程為s=4A+5cm=45cm

故D正確。故選D。

6.答案:D

解析:A.金屬桿進(jìn)入磁場后切割磁感線,由右手定則可知,金屬桿時(shí)中的感應(yīng)電流由

。到0,金屬桿相當(dāng)于電源,因此6端的電勢較高,A錯(cuò)誤;

B.金屬桿進(jìn)入磁場后,由圖乙可知,金屬桿在/=0.4s時(shí),開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)

金屬桿重力大小等于安培力,則有

BLv22X0.52X4

F^=BIL=Bx------xL=--------------N=1N

女R+r3+1

由能量守恒可知,產(chǎn)生的電功率為「=/丫=1*4亞=4亞,B錯(cuò)誤;

C.由電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律可得,金屬桿進(jìn)入磁場后兩端的電壓為

BLv2x0.5x4

U=IR=xR=x3V=3VC錯(cuò)誤;

R+r3+1

D.由圖乙可知,金屬桿做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),由平衡條件可知,金屬桿重力大小等于安

培力,則有加g=q

F1

解得加=4=一kg=0.1kg,D正確。故選D。

gio

7.答案:D

解析:AB.如圖所示

設(shè)光在N點(diǎn)的折射角為外由幾何關(guān)系得NNOM=120。

因?yàn)镹點(diǎn)射出的光線恰好與3C平行,則折射角7=45。

根據(jù)光路可逆原理,有NOMN=NONM

所以NOMN=30。

由折射定律有棱鏡對光的折射率“=電變=&,故AB錯(cuò)誤;

sin300

CD.設(shè)光在棱鏡中傳播的速度為v,根據(jù)折射定律有“=£

V

由正弦定理有上一=ML

sin600sin45°

又由幾何關(guān)系|MN|=;|AB|

光在棱鏡中傳播的時(shí)間/=幽

V

解得”也,故c錯(cuò)誤,D正確。故選D。

3c

8.答案:AC

解析:B.根據(jù)E=效可知夕-》圖像的切線斜率表示電場強(qiáng)度,則3點(diǎn)的場強(qiáng)大于C

Ax

點(diǎn)場強(qiáng),負(fù)電荷在3點(diǎn)受到的電場力大于在C點(diǎn)受到的電場力,故B錯(cuò)誤;

CD.根據(jù)綜=4。由圖像可知3點(diǎn)的電勢大于C點(diǎn)的電勢,由于電荷帶負(fù)電,則負(fù)電荷

在3點(diǎn)時(shí)的電勢能小于在C點(diǎn)時(shí)的電勢能,由于只有電場力做功,所以動(dòng)能和電勢能

之和保持不變,則負(fù)電荷3點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于在C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能,故C正確,D錯(cuò)誤;

A.根據(jù)丸=4。由于。點(diǎn)的電勢最高,則負(fù)電荷在。點(diǎn)時(shí)的電勢能最??;由于動(dòng)能和

電勢能之和保持不變,則負(fù)電荷在。點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大,負(fù)電荷在。點(diǎn)的速度最大,故

A正確。故選AC。

9.答案:AD

解析:A.滑塊、小球組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,則當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)至圓弧形槽末端

時(shí),滑塊的動(dòng)能最大,根據(jù)動(dòng)量守恒以及機(jī)械能守恒可得也匕-2根嶺=0

mgR=;mvf+g-2mvl

解得%=2檔,%厝

滑塊的最大動(dòng)能為4=、2"元=2變,故A正確;

23

B.小球離開滑塊時(shí)的動(dòng)能為Ekl=1mvf=2?,故B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)動(dòng)能定理后卜加寸

小球落地時(shí)的動(dòng)能為Ek=^mgR,故C錯(cuò)誤;

D.小球與滑塊分離后做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向有£=gg/

小球落地時(shí)與圓弧形槽末端拋出點(diǎn)的水平距離為x=(匕+匕》

小球落地時(shí)與圓弧形槽末端拋出點(diǎn)的距離為§=/2+。)2=竽,故D正確。故選

ADo

10.答案:ACD

解析:A.根據(jù)6警=機(jī)蘇廠

r

密度「專’”殍

302r3

聯(lián)立得夕=

MGR?

代入數(shù)據(jù)可知,火星與地球的平均密度之比約為4:5,故A正確;

Mm=苧,

B.根據(jù)G

代入數(shù)據(jù)可知,火星與地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期之比約為3代:20,故B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)6^^=叫,GM

g=

代入數(shù)據(jù)可知,火星與地球表面的重力加速度大小之比約為2:5,故C正確;

D.根據(jù)火星與地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期之比約為以

7tt2V2

已知地球的公轉(zhuǎn)周期為狐=1年

則火星的公轉(zhuǎn)周期為以=1.8年

設(shè)經(jīng)過時(shí)間才出現(xiàn)下一次“火星沖日”,則有'》=2兀

T火狐

解得f=2.25年,即約801天。故D正確。故選ACD。

11.答案:(1)控制變量法(2)0.19;0.40(3)補(bǔ)償阻力不足或未平衡摩擦力

解析:(1)在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,由于涉及的變量較多,因此先確

定其中一個(gè)量不變,探究加速度與第二個(gè)量的變化關(guān)系,再確定第二個(gè)量不變,探究

加速度與第一個(gè)量的變化關(guān)系,因此該實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的方法是控制變量法。

(2)紙帶上每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),電源的頻率為50Hz,可知紙帶上每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)

點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=5x1=5義工s=0.1s

f50

由在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,某段時(shí)間內(nèi)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速

度,可得打3點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為

Axx7.11-3.31

v=—=^A-C=------------xlO2m/s=0.19m/s

RAtIT2x0.1

由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論Ax=aT2,可得小車的加速度大小

o7=(7」l-S.OlHSQ—MioFs:MOm/s?

T20.12

(3)由a-歹圖線可知,開始當(dāng)力R不等于零時(shí),加速度。仍是零,只有力R達(dá)到一定

值時(shí),加速度。不是零,因此圖像不過原點(diǎn)的原因是:補(bǔ)償阻力不足或未平衡摩擦

力。

12.答案:(1)

(2)1.56;0.40

(3)偏??;偏小

解析:(1)根據(jù)電路圖,連接實(shí)物圖如圖所示

(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U+Ir

其中/=?

R

整理得上1=8Fx-L1—91

RrUr

E

則圖線丙的斜率為左=與=025

r0.64

縱截距為6=-2.54

r

聯(lián)立,解得E=Q=p卜L56V,r=|||=0.40Q

(3)由于電壓表的內(nèi)阻不是無窮大的,根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U+Ir

整理得工=£義工_(2+上)

RrUr&

則圖線丙的斜率為左=二E

r

圖線的縱截距為6=-(4+°-)

r氏

解得r=-?—―,E=kr=—^―

b+—b+—

R、R、

所以,本實(shí)驗(yàn)干電池的內(nèi)阻的測量值偏小,電動(dòng)勢的測量值偏小。

13.答案:(1)卬=4為%(2)「聯(lián)=手

解析:(1)題中圖像與橫軸圍成的面積表示理想氣體對外做的功,即

W=+x2p。%

解得W=44%

(2)題圖中直線對應(yīng)的方程為夕=-V+4

設(shè)理想氣體的熱力學(xué)溫度為人壓強(qiáng)為p時(shí),體積為V,有°V=-V2+4V

有理想氣體狀態(tài)方程,=C知,當(dāng)pV數(shù)值最大時(shí),理想氣體的熱力學(xué)溫度最高,即

當(dāng)丫=2匕時(shí),理想氣體的熱力學(xué)溫度最高,此時(shí)壓強(qiáng)

2=(-2+4)0=2為

又有乙匕=2Pb'2%

TA~Tmax

將以=30、匕=%代入上式得7_=手

14.答案:(1)1.5m(2)1kg

解析:1)設(shè)物塊在木板上滑動(dòng)時(shí)的加速度大小為%,它們相對靜止一起減速時(shí)的加速

度大小為〃2,圖中兩部分的陰影面積相等,有從mg=呵

/z2(m+=(m+M)<72

設(shè)兩者共同速度為V共,有色愛=竽,(3;尢彳砧2

得%=Is,u共=Im/s

所以Is后兩者的速度大小均為Im/s,由題意知木板的長度L=Lx3%xlm=1.5m

2

(2)由圖知,兩者共速前,木板的加速度大小四=L0m/s2

有以1mg—上(M+g=M%

解得舷=1kg

15.答案:

((*誓]在學(xué)⑶5=史嗎(〃=3,4,5,...)(4).鏟

IqE2qE)qRqR^2%

n

解析:(1)設(shè)P點(diǎn)的坐標(biāo)為(x,y),帶電粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為3則有

-qEy——,2

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