湖南省长沙市师大附中2026届高三上学期第五次月考物理试卷（Word版附解析）

这是一份湖南省长沙市师大附中2026届高三上学期第五次月考物理试卷（Word版附解析），共15页。试卷主要包含了实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
时量：75 分钟 满分：100 分
一、单项选择题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。每小题给出的四个选项中，只有
一个选项是符合题目要求的）
1．量子力学推动了原子分子物理学和光学的发展，下列图示实验中得出了质子是原子核的
组成部分的是
A． B．
C． D．
2．如图，透明柱状均匀介质的横截面是以 为圆心的四分之一圆，其 边
涂有吸光材料，光射到 边会被全部吸收。真空中有两束同种单色光均垂
直 边射入该介质（介质内部的光路未画出）。下列从 边射出的光路图
可能正确的是
A． B． C． D．
3．根据地球静止卫星，科学家提出了“太空天梯”的设想。“太空天梯”的主体结构为一根
巨大的硬质绝缘杆，一端固定在地球赤道，另一端穿过地球静止卫星，且绝缘杆的延长线通
过地心。若三个货物分别固定在“太空天梯”的 、 、 三个位置，三个货物与静止卫星一
起以地球自转角速度绕地球做匀速圆周运动，以地心为参考系，下列说法正确的是
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A．三个货物速度大小关系为
B．如果三个货物在 、 、 三个位置从杆上同时脱落，三个货物都
将做离心运动
C．杆对 处货物的作用力沿 方向向上，杆对 处货物的作用力沿
方向向下
D．若有一个轨道高度与 相同的人造卫星绕地球做匀速圆周运动，
则其环绕地球的角速度小于位于 处货物的角速度
4．如图所示，导体球 与导体球壳 同心，原来都不带电，也不接地，设 、 两点的场
强大小为 和 ，下列说法中正确的是
A．若使 带电，则 ，
B．若使 带电，则 ，
C．若使 、 两球分别带上等量异种电荷，则 ，
D．若使 球带电， 球接地，则 ，
5．质量分别为 、 的两个物块 、 穿在倾斜直杆上，杆与水平面之间夹角 ，
物块 与斜杆之间无摩擦，物块 与斜杆之间的动摩擦因数为 （ 未知）。 、 之间用一
根穿过轻质动滑轮的细线相连，滑轮下方悬挂物块 ，现用手按住物块 不动，调节 的位
置， 、 静止时松开 ， 也能静止，如图所示，此时 之间的绳子与竖直方向的夹角刚
好为 。已知重力加速度为 ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是
A．物块 的质量大小等于
B． 物 块 受 到 的 摩 擦 力 大 小 为
C．用外力使 沿杆向上缓慢移动一小段距离， 始终保持静止，则轻绳中的拉力变大
D．用外力使 沿杆向上缓慢移动一小段距离， 始终保持静止，则 受到的摩擦力变小
6．一波源处于 平面的原点 处，并且垂直 平
面向外和向内振动。在 时，波形如图所示，只有
一个实线圆和一个虚线圆，分别代表波峰和波谷。在
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时，质点 第 1 次处在波峰位置，以垂直 平面向外（即沿波峰方向）为正方
向，则
A． 时，波源已经振动了
B． 时，波传播到的最远点沿负方向振动
C． 时，直线 上共有 3 个点达到波峰
D． 时，波传播到 正方向上最远点的坐标为
7．如图所示，一轻杆的长度为 ，两端连接两个均可视为质点的小球 、 ，小球
的质量为 ，开始时杆竖直放置在光滑水平面上， 左侧 处有一竖直固
定挡板。某时刻装置受微小扰动，轻杆向左侧倒下， 球与挡板碰撞瞬间 球到挡板的水平
距离为 。现让轻杆竖直时受微小扰动后向右侧倒下，两球始终在同一竖直面内，不计
空气阻力，重力加速度为 ，下列说法正确的是
A．小球 的质量为
B． 与挡板碰前瞬间的速度大小为
C． 与挡板碰前瞬间 球重力的功率为
D．从开始运动至 与挡板碰前瞬间 球机械能的减少量为
二、多项选择题（本题共 3 小题，每小题 5 分，共 15 分。在每小题给出的四个选项中，有
多项符合题目要求，全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分）
8．随着我国新能源汽车迅猛发展，充电桩的需求快速增长。如图甲为常见的交流充电桩，
图乙为充电站内为充电桩供电的电路示意图，理想变压器的原线圈电压为 ，最大输出
功率为 ，单个充电桩的充电电压为 、充电电流为 。下列说法正确的
是
A． 该 变 压 器 原 、 副 线 圈 的 匝 数 比
B． 该 变 压 器 原 、 副 线 圈 的 匝 数 比
C．该充电站能最大允许 16 个充电桩同时正常为新能源汽车充电
D．该充电站能最大允许 12 个充电桩同时正常为新能源汽车充电
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9．截至目前，我国航母福建舰已完成五次电磁阻拦系统的海试。电磁阻拦简图如图甲所示，
飞机着舰时，关闭动力系统并通过绝缘阻拦索钩住固定平行导轨上的金属棒 ，飞机减速
滑行 后停下。已知飞机拉动金属棒 时的初速度为 ，除电磁阻力外，其他阻力不计，
导轨间距为 ，导轨电阻不计，导轨左端定值电阻和金属棒 接入电路的电阻均为 ，测得
金属棒 两端的电压 与金属棒 运动位移 的关系如图乙所示，下列说法正确的是
A．匀强磁场的磁感应强度大
小为
B．通过金属棒 截面的总电
量为
C．金属棒 、阻拦索和飞机的总质量为
D．定值电阻 中产生的焦耳热为
10．如图所示，轻质弹簧的上端固定在水平天花板上，下端悬挂一个质量为 ，带电量为
的小物块，最初物块静止。某时刻在空间中平行于纸面向上的方向加一个匀强电场，场
强大小满足关系 （ 为重力加速度），加电场后物块开始运动。当物块的速度
为零时，将匀强电场反向但大小保持不变；当物块的速度再次为零时，又将匀强电场反向但
大小保持不变，如此反复，第五次改变电场强度后保持场强不变。最终物块在竖直方向上做
机械振动。已知整个过程中弹簧始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为 ，且弹性势能满足
关系 （ 为弹簧的形变量），则
A．电场第一次改变方向时，弹簧处于原长状态
B．电场第二次改变方向时，弹簧伸长量为
C．最终物块做机械振动时，动能的最大值为
D．最终物块做机械振动的振幅为
三、实验题（第 11 题 6 分，第 12 题 10 分，共 16 分）
11．（6 分）某实验小组用轻杆、小球和硬纸板等制作一个简易加速度计，如图甲所示。在
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轻杆上端装上转轴，固定于竖直放置的标有角度的纸板上的 点，轻杆下端固定一小球，杆
可在竖直纸面内自由转动。将此装置固定于运动小车上，可粗略测量小车的加速度。主要操
作如下：
（1）若轻杆摆动稳定时与竖直方向的夹角为 ，重力加速度为 ，则小车的加速度
________（用 ，g 表示），该加速度测量仪的刻度________（填“均匀”或“不均匀”）。
（2）为了准确标出刻度，还需要测出当地重力加速度 ，利用重锤连接纸带做自由落体运动，
打点计时器在纸带上打出一系列点，选取一条较理想的纸带，纸带上计数点的间距如图乙所
示 ， 相 邻 两 个 计 数 点 间 的 时 间 间 隔 为 。 根 据 数 据 求 出 当 地 重 力 加 速 度
（保留 3 位有效数字）；
12．（10 分）某同学为了研究欧姆表的改装原理和练习使用欧姆表，设计了如下实验。利用
一个满偏电流为 的电流表改装成倍率可调为“ ”或“ ”的欧姆表，其电路
原理图如图甲所示。
（1）请根据图甲中的电路原理图，在答题卡上的图乙中连接实物图，并正确连接红、黑表笔。
使用时进行欧姆调零发现电流表指针指在如图丙所示位置，此时应将滑动变阻器的滑片 P
向________（选填“上”或“下”）移动；
（2）将单刀双掷开关 S 与 2 接通，此时欧姆表的挡位为________（选填“ ”或
“ ”）。先短接表笔，欧姆调零后，两表笔再与一电阻 连接，表针指向表盘中央图丁
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中 的 位 置 处 ， 然 后 用 另 一 电 阻 代 替 ， 结 果 发 现 表 针 指 在 位 置 ， 则
；（保留 3 位有效数字）
（3）该同学进一步探测黑箱问题。黑箱面板上有三个接线柱 1、2 和 3，
黑箱内有一个由三个阻值相同的电阻构成的电路（已知每个电阻的阻值
不等于 ）。用欧姆表测得 1、2 之间的电阻为 ，2、3 之间的电阻
为 ，1、3 之间的电阻为 ，在答题卡图戊所示虚线框中画出黑
箱中的电阻可能的连接方式。
四、解答题（本题共 3 个小题，共 41 分）
13．（10 分）如图甲所示，空气弹簧是在密封的容器中充入压缩空气，利用气体的可压缩性
实现其弹性作用的，广泛应用于商业汽车、巴士、高铁及建筑物基座等的减震装置，具有非
线性、刚度随载荷而变、高频隔振和隔音性能好等优点。空气弹簧的基本结构和原理如图乙
所示，在导热良好的汽缸和可自由滑动的活塞之间密封着一定质量的空气（可视为理想气体），
假设活塞和重物的总质量为 ，活塞的横截面积为 ，汽缸内空气
柱的高度为 ，外界温度保持不变，大气压强恒为 ，重力加速度
，求：
（1）初始状态时，汽缸内部气体的压强 ；
（2）若将活塞和重物的总质量增加 ，则此状态
下稳定后汽缸中空气柱的高度 及此时空气弹簧的等效劲
度系数 分别为多少？
14．（15 分）如图所示，A 为粒子加速器，加速电压为 ；B 为速度选择器， 、 两板间
距离为 ，之间有正交的电场与磁场，磁感应强度为 ； 为偏转分离区域，两区域的分
界面与 极板共面， 区存有垂直纸面向里的匀强磁场、 区存有竖直向上的匀强电场，电
场强度为 ，水平放置一特殊材质的光滑绝缘弹性板，该板与 极板的下边沿齐平。今
有一初速度为零、质量为 、电荷量为 的正粒子，经加速后，该粒子恰能沿两极板的中轴
线通过速度选择器，粒子进入分离区 做匀速圆周运动，并随后垂直于 、 分界面进入 区
域，粒子在 区间发生偏转，并与 板发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰撞后水平速度不
变，竖直分速度反向。（不计粒子的重力、极板厚度以及场的边缘效应）求：
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（1）粒子在速度选择器中运动的速度 和
速度选择器两板间电压 ；
（2）分离 区中的磁感应强度大小 ；
（3）每次碰撞弹性板对带电粒子的冲量大小
和第 次碰撞处到 极板的距离 。
15．（16 分）冬雪季节，大桥斜拉索杆表面
的积雪结冰，有坠落伤人的风险，故在拉索杆顶端预安装了一批除雪环。如图甲，必要时释
放除雪环，可以刮除沿途所有积雪和覆冰。图乙是大桥的部分结构示意图， 是一根拉索
杆（相当于直滑道），其中 段用于悬挂除雪环，装有顶盖，不会积雪。单个除雪环在拉
索杆上受到的滑动摩擦力（定值）和冰雪对其阻力总和 f 随冰雪层厚度 的变化关系如图丙。
当拉索杆无积雪时（ ），从 点释放一个除雪环，经 滑到 点，已知所有除
雪环均可视为从 点释放，单个除雪环质量 ， ， ，倾角
，重力加速度 取 。
（1）求单个除雪环在拉索杆上受到的滑动摩擦力 的大小；
（2）某次， 段覆有厚度均匀的冰雪层，释放一个除雪环后，停在了 点， ，
又释放第二个除雪环，下滑与第一个除雪环发生完全非弹性碰撞后，一起下滑。求此次冰雪
层厚度及两环同时到达 点时的速度大小；
（3）某雪天， 段冰雪层厚度 与时间 的关系为 （ ），为了确保安
全，在冰雪层厚度达到 前，必须实施除雪。为有效除雪，且节省用环，请设计释环周
期和每次释环的数量。
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湖南师大附中 2026 届高三月考试卷（五）
物理答案及解析
一、单项选择题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。每小题给出的四个选项中，只有
一个选项是符合题目要求的）
1．【答案】B
【解析】
该图为卢瑟福的α粒子散射实验，得出了原子核式结构模型的结论，故 A 错误；该图为卢瑟
福用高速α粒子轰击氮原子核的过程示意图，证明了质子是原子核的组成部分，故 B 正确；
该图为光电效应实验，爱因斯坦为解释实验现象提出了光子的概念，故 C 错误；该图为汤
姆孙的气体放电管的示意图，汤姆孙通过该实验确定了阴极射线是带负电的粒子流，并求出
了这种粒子的比荷，故 D 错误。故选 B。
2．【答案】A
【解析】
若两束光线都能从 面上射出，因上面的光线在 面的入射角较大，
则折射角也较大，则不可能是 CD 图；因上方的光线在 面的入射角
较大，则上方光线在 面上可能发生全反射，而下方光线可能没有发
生全反射，则此时光路为 A 图，不可能出现 B 图的光路。故选 A。
3．【答案】C
【解析】
根据 可得三个货物速度大小关系 ，故 A 错误；根据题意可知静
止卫星所受的万有引力恰好提供静止卫星做圆周运动所需的向心力，即 ，
对于 、 货物，从杆上脱落后，万有引力大于所需的向心力，则做近心运动，对于货物 ，
从杆上脱落后，万有引力小于所需的向心力，则做离心运动，故 B 错误；结合 B 选项分析
可知杆对 处货物的作用力沿 方向向上，杆对 处货物的作用力沿 方向向下，故 C 正
确；根据 ，可得 ，可知轨道高度与 相同的人造卫星角速度大于
静止卫星的角速度，则其环绕地球的角速度大于位于 处货物的角速度，故 D 错误。故选 C。
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4．【答案】C
【解析】
如果 带电，则会感应 内部带异种电荷，外部电性与 相同，那么 ， ，故 A
错误；如果 带电，由于同种电荷的排斥，电荷只分布在外表面， ，即 ，
，B 错误；如果 、 带等量异种电荷， 与 的静电感应使 外表面恰好无电荷量，
则 ， ，故 C 正确；如使 球带电， 球接地，是接地屏蔽， ，
，D 错误．
5．【答案】D
【解析】
对 、 、滑轮受力分析如图，设绳子拉力为 ，
对 沿 斜 面 方 向 列 平 衡 方 程 可 得
，故 ，对滑轮受
力 分 析 可 得 ， 解 得
，故 ，A 错误；对于
物 块 有
，显然 ，B 错误；用外力使 沿杆向上缓慢移动一小
段距离，则 、 绳夹角变小，绳子中的拉力减小， 与斜面夹角增大，故 沿斜面
方向分力减小， 受到的摩擦力减小，C 错误，D 正确。故选 D。
6．【答案】C
【解析】
依 题 意 ， 时 ， 波 峰 传 播 的 距 离 为
， 则
波 速 为 ， 根 据
，又 ，联立，
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解得 ，由 时的波形图，可知该时刻波前恰好传播到 ，根据“上
下坡”法可知该点沿正方向振动，则波源已经振动的时间为 ，故 A 错误；
B 正确； 时，最远的波峰形成圆的半径为 ，相邻波峰的距离为一个波
长即 ，该时刻波形如图所示，由图可知，直线 上共有 3 个点达到波峰，故 C
正确；根据 B 选项分析，可知 时，波传播到的最远点坐标为 ，根
据 ，可知 时，波传播到 正方向上最远点的坐标为
，故 D 错误。故选 C。
7．【答案】B
【解析】
轻杆倒下的过程，两球组成的系统水平方向动量守
恒 ， 根 据 动 量 守 恒 有 ， 题 意 可 知
， 联 立 解 得
，故 A 错误；轻杆受微小扰动后
向右侧倒下， 与挡板碰撞前瞬间， 向左的位移大
小为 ，因为 ，此时 向右
运动的水平位移大小为 ，设此时轻杆与水平方向的夹角为 ，几何关系有
， 与 挡 板 碰 撞 前 的 过 程 ， 系 统 机 械 能 守 恒 ， 有
，两球沿杆方向的速度相等，如图，有
，又系统水平方向动量守恒，则有 ，联立解
得 ，故 B 正确；根据以上分析， 球与挡板碰撞前瞬间
重力的功率 ，故 C 错误；运动过程中 球机械能的减少量等于
球机械能的增加量，有 ，故 D 错误。故选 B。
二、多项选择题（本题共 3 小题，每小题 5 分，共 15 分。在每小题给出的四个选项中，有
多项符合题目要求，全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分）
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8．【答案】AC
【解析】
由 变 压 器 原 、 副 线 圈 两 端 电 压 与 线 圈 匝 数 的 关 系 ， 可 得
，故 A 正确，B 错误；根据 ，解得 ，
该充电站能最大允许 16 个充电桩同时正常为新能源汽车充电，故 C 正确，D 错误。故选 AC。
9．【答案】BC
【解析】
绝缘阻拦索钩住金属棒 的一瞬间，感应电动势 ，则有 ，解
得 ，A 错误；通过金属棒 截面的总电量为 ，B 正确；在金
属 棒 的 速 度 变 为 的 过 程 中 ， 根 据 动 量 定 理 可 得 ， 即
， ，则有 ，结合图像有 ，解得
，C 正确；根据能量守恒，定值电阻 中产生的焦耳热 ，D 错
误。故选 BC。
10．【答案】AD
【解析】
初始静止时弹簧伸长量 ，加向上电场后物块向上运动到物块的速度为零时，设此过
程中物块上升 ，由动能定理有 ，解得
，此时弹簧形变量为零，弹簧处于原长状态，A 正确；弹簧处于原长状态时电场第
一 次 改 变 方 向 ， 当 物 块 的 速 度 再 次 为 零 时 ， 设 弹 簧 伸 长 量 为 ， 由 动 能 定 理 有
，解得 ，电场第二次改变方向，加向上电场后物
块 向 上 运 动 到 物 块 的 速 度 为 零 时 ， 设 此 过 程 中 物 块 上 升 ， 由 动 能 定 理 有
，解得 ，B 错误；第五次改变电
场强度后，电场强度方向向下保持不变，物块做机械振动时，物块运动到平衡位置时动能最
大，物块在平衡位置时弹簧伸长量为 ，由受力分析弹簧伸长量 ，
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物 块 从 最 低 点 运 动 到 平 衡 位 置 过 程 中 ， 由 动 能 定 理 得
， 解 得
，C 错误；根据 A、B 项计算结果可知第一次加电场后，物块做机械振动
的振幅为 ，第一次改变电场方向后，物块做机械振动的振幅为 ，第二次
改变电场方向后，物块做机械振动的振幅为 ，由此可知每改变一次电场方向物块
做机械振动的振幅增加 ，那么第五次改变电场强度后物块做机械振动的振幅为 ，D
正确。故选 AD。
三、实验题（第 11 题 6 分，第 12 题 10 分，共 16 分）
11．【答案】（1） ；；不均匀；（2）9.75
【解析】
（1）若轻杆摆动稳定时与竖直方向的夹角为 ，以小球为对象，小球受重力和轻杆的拉力，
根据牛顿第二定律，可得 ，可得 ，则小车加速度为 ，由此
可知加速度不随角度均匀变化。
（ 2） 根 据 逐 差 法 可 得 当 地 重 力 加 速 度 为 ， 代 入 数 据 解 得
12．【答案】（1）详见解析；上；（2） ；37.5；（3）详见解析
【解析】
（1）由多用电表红黑表笔的特点，红黑表笔的电流“红入
黑出”， 点接红表笔， 点接黑表笔，按照电路图连接实物
图如图。电表调零时,红黑表笔短接，电流表应达到最大值，
需要调节滑动变阻器滑片，使电流表指针满偏，当电流表电
流 增 大 时 ， 由 欧 姆 定 律 可 得 ， 电 流 表 两 端 电 压
增大， 不变时，电流表两端电压 增大，
由并联电路特点知， 、 两端的总电压也等于 ，通过 、 的电流 ，
增大时， 也增大，电路中总电流 ，电路总电流增大，由闭合电路电压特点
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可得，滑动变阻器和电源内阻的总电压 ，滑动变阻器和电源内阻的总电压 减小，
又有欧姆定律可得滑动变阻器和电源内阻的总电阻 ，由以上可知滑动变阻器和
电源内阻的总电阻减小，滑动变阻器电阻减小，滑动变阻器滑片向上移动。
（2）单刀双掷开关 S 与 2 接通，可知电表满偏时，干路电流小，则该挡位欧姆表内阻大，则
为 挡位。由欧姆表电路的特点及闭合电路的欧姆定律得，当红黑表笔短接时
，当电流表处于 、 两位置时 ， ，将
、 、 带入以上三式解得 ，由欧姆表读数
可知 ，所以 。
（3）由题意可得 1、3 之间的电阻可为 1、2 和 2、3 之间电阻的串联值，
所以 1、2 之间接两个 电阻并联，2、3 之间接一个 电阻。
四、解答题（本题共 3 个小题，共 41 分）
13．【答案】（1） ；（2） ，
【解析】
（1）对活塞和重物受力分析，由平衡条件可知 ，解得
（2）总质量增大后，对活塞和重物受力分析，由平衡条件可知 ，
解得 ，根据玻意耳定律可得 ，解得 ，空气弹簧
的等效劲度系数为
14．【答案】（1） ， ；（2） ；（3） ，
【解析】
（1）粒子在 中被加速，由动能定理可得 ，解得 ；粒子在速度选
择器中做匀速直线运动，根据平衡条件可得 ，解得
（2）由几何知识可知，粒子在 中的轨迹半径为 ，粒子在 中做匀速圆周运动，洛
伦兹力提供向心力，可得 ，解得
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（3）设粒子第一次达到 上时的速度大小为 ，粒子在电场中运动过程中，根据动能定理
可得 ，粒子第一次达到 上在沿电场线方向的速度大小为
，联立解得 ，碰撞后水平速度不变，竖直分速度反向，取向下为
正方向，根据动量定理可知，弹性板对带电粒子的冲量大小 ；粒子
第一次达到 上经过的时间为 ，其中 ，粒子第一次达到 上到 极板的距
离 ，第一次以后，每次达到 上经过的时间为 ，水平位移为 ，所以第 次
碰撞处到 极板的距离为 ，代入数据解得
15．【答案】（1） ；（2） ； ；（3）每隔 时，同时释放 2 个
环
【解析】
（1）无积雪时， ，只有滑动摩擦力作为阻力，除雪环匀加速下滑，设加速度为 ，有
，由牛顿第二定律，得 ，解得
（ 2） 第 一 个 除 雪 环 下 滑 过 程 中 冰 雪 阻 力 为 ， 由 动 能 定 理 ， 得
，解得 ，由图丙可知，冰雪层厚度
。 第 二 个 环 从 滑 到 点 的 过 程 ， 由 动 能 定 理 ， 得
，两环碰撞过程动量守恒，有 ，碰后，两环
一起下滑，由动能定理，得 ，解
得
（3）由图丙可知， ， （ 的
单位 N， 的单位 cm），由于环的碰撞中，存在机械能损失，会降低除雪效率，所以应避免
环 的 碰 撞 ， 设 由 静 止 同 时 释 放 个 环 ， 恰 好 到 底 端 时 速 度 为 0， 由 动 能 定 理 ， 得
。当 时， ，
， ； 当 时 ， ， ，
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；；当 时， ， ；故取 时，
同时释放 3 个环， 。综上，当 时， 最大，故应每隔 时，同时释放 2
个环。
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