2021-2022学年云南省丽江市第一高级中学高一月考物理试卷Word版含解析

这是一份2021-2022学年云南省丽江市第一高级中学高一月考物理试卷Word版含解析，共22页。试卷主要包含了【答案】A，【答案】B，【答案】C，【答案】D，【答案】AC，【答案】BD，【答案】AD，【答案】BC等内容，欢迎下载使用。
丽江市第一高级中学2021-2022学年高一月考试卷物理试卷关于万有引力定律的发现及应用，下列说法中正确的是A. 开普勒通过研究第谷的观测数据，发现了行星运行三大定律，使万有引力定律的发现成为可能
B. 牛顿所做的“月地检验”目的是检验太阳行星引力规律同样适用于地月系统
C. 牛顿发现万有引力定律，并运用其测出了地球的质量，因而被誉为“称量地球质量的人”
D. 万有引力定律的发现具有极其伟大的意义，天王星的发现就是其运用的成果中国台北101大厦高508米，楼内装有2部速度创世界之最的观光电梯，电梯由程序自动控制。电梯可将一游客从1楼送到89楼的室内观景台，最高运行速度达，仅需39秒。该游客欲估测一下观景台距地面的高度，他找了一个电子体重计置于电梯内，体重60kg的他站了上去且相对电梯保持静止，电梯启动后，体重计先是显示为，一段时间后恢复为并保持不变，在将到达观景台时段体重计示数则恒为。重力加速度g取，则由此可得观景台的高度约为A. 380m B. 387m C. 445m D. 440m如图所示，一只小船横渡一条河流。小船船头垂直于河岸，自A点出发沿直线抵达河对岸的B点，历时20s，且知AB与河岸的夹角，河水流速大小为，小船相对静水的速度不变。已知，。下列判断中错误的是A. 河流的宽度为60m
B. 小船相对静水速度的大小为
C. 只要调整小船的航向合适，小船可以沿直线抵达正对岸的C点
D. 无论怎样调整小船的航向，小船渡河的位移都不可能小于80m2020年8月1日，北斗全球卫星导航系统建成暨开通仪式在北京人民大会堂举行，宣布北斗系统正式开通。北斗卫星导航系统有“同步卫星”“倾斜轨道同步卫星”和“中轨道卫星”三类，由55颗导航卫星共同组成。其中，a、b、c三颗卫星的轨道如图所示，则下列说法中正确的是A. b、c卫星的运行速率相等，且大于a卫星的运行速率
B. 若c卫星轨道倾角合适，可定位于北京上空，相对地面静止
C. a、b、c三颗卫星都不可能定位于中国上空，相对地面静止
D. a卫星所受地球引力一定大于b、c两颗卫星所受地球引力如图所示，在同一竖直线上距地面高度不同的两点，将a、b两小球沿同一水平方向分别以、的初速度同时抛出，P为两小球运动轨迹的交点。两小球可视为质点，空气阻力不计，则下列判断正确的是A. a、b两小球将于P点相遇
B. 两小球在空中运动的时间、的关系为
C. 两小球初速度、的关系为
D. 两小球落地速度、的大小关系一定为如图1所示，半径为R的圆盘水平放置，在到圆心O距离为d处，放一质量为m可视为质点的物块P。现使圆盘绕过圆心且垂直于盘面的轴转动起来，其角速度与时间t的关系图线如图2所示。在整个过程中物块相对圆盘保持静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则下列说法中正确的是
A. 物块所受摩擦力的大小先增大后不变，而方向始终指向圆心O
B. 内，物块所受摩擦力大小与时间的关系式为
C. 整个过程中摩擦力对物块所做的功为
D. 物块与圆盘间的动摩擦因数一定大于在各种庆典现场，我们往往会看到空中飘浮着的大氢气球。一只氢气球通过一条绳索系着一个重物，重物静置于地面，而氢气球飘浮在空中保持静止，绳索竖直。受水平风力影响，氢气球缓慢偏离原来的位置，绳索与竖直方向的夹角逐渐增大，如图所示。则在这一过程，下列说法中正确的是A. 系氢气球的绳索所受的拉力逐渐增大
B. 地面对重物的支持力逐渐减小
C. 氢气球所受风力逐渐增大
D. 重物所受地面的摩擦力保持不变如图所示，一轻质弹簧竖直固定在水平地面上。现将一直径大于弹簧截面直径的小球自弹簧上端由静止释放，弹簧的形变始终处于弹性限度内，在小球向下运动的过程中，下列判断正确的是A. 小球的机械能守恒
B. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒
C. 小球的机械能先增大后减小
D. 小球的重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大一位学生新入手一艘遥控竞技玩具快艇，查看说明书得知快艇质量为500g，发动机的额定功率为。在某次对快艇的测试中，先操控快艇以的加速度匀加速启动，达到额定功率后快艇增速开始变慢，速度达到后开始匀速运动，15s末关闭发动机，快艇靠惯性滑行直至静止。设整个过程中快艇沿直线前进，且所受阻力视为恒力，则下列判断中正确的是A. 快艇在水中行驶时受到的阻力大小为
B. 快艇做匀加速直线运动的时间为7s
C. 快艇做匀速运动的时间为12s
D. 快艇做匀加速直线运动的位移约为中国火星探测器“天问一号”已于2021年春节期间抵达火星轨道，随后将择机着陆火星对火星进行科学探测。现将探测器抵达火星轨道的过程，简化成如图所示的三个阶段，沿轨道Ⅰ的地火转移轨道，在轨道Ⅱ上运行的火星停泊轨道及沿圆轨道Ⅲ运行的科学探测轨道。已知三条轨道相切于A点，且A、B两点分别为轨道Ⅱ的近火点和远火点，其距离火星地面的高度分别为和，火星探测器在轨道Ⅲ上运行的周期为T，火星的半径为R，引力常量为G，则下列判断正确的是
A. 探测器在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上经过A点时的速度、、的大小关系为
B. 探测器在轨道Ⅱ上运行的周期为
C. 火星表面的重力加速度为
D. 火星的平均密度为某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为的弹簧测力计两个，橡皮条带两个细绳套，刻度尺，图钉若干个。
本实验的原理，分力与合力是建立在______填“改变物体的运动状态”“使物体形变”或”使物体转动”“作用效果”相同基础之上的。
具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是______
A.本实验中所用细线应适当长些
B.实验过程中细线要沿弹簧测力计的轴线方向并与木板平行，读数时视线应正对测力计刻度
C.用两个测力计互成角度拉橡皮条时，拉力必须都要小于只用一个测力计时的拉力
某同学通过一系列操作、得到一份如图所示的实验数据。由数据可以发现该同学在实验中明显存在两处不妥之处，请你指出其中一条______。采用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验装置如图1所示，已知打点计时器所用电源的频率为，当地的重力加速度g取。

本实验所用电火花计时器的工作电源为______，重物及夹子的质量m是______填“需要”或“不需要”测出的。
关于该实验的下述操作中，正确的是______。
A.实验所选重物，只需考虑其重量足够大即可
B.在组装实验器材时，电火花计时器的两个限位孔一定要与纸带处于同一竖直线上
C.实验时应先开启电源，再释放纸带
D.实验时在得到一条纸带后，一定要先处理数据确认实验成功之后，再关闭电源、整理实验器材
在经过一系列实验操作后得到如图2所示的一条清晰的纸带，其中，，。则由纸带可知：
①在误差允许范围内，若等式______成立，就可以验证机械能守恒用题目中给出物理量的符号表示。
②百分误差是衡量实验精确度的重要标准，其定义为“百分误差”。本实验将重物重力势能的变化量作为“实际值”，将重物动能变化量作为“测量值”，则该实验的百分误差为______保留到个位。中学阶段学生实验的要求，由此可以判断本次实验是______的填“成功”或“失败”。如图所示，质量的小车在水平向右的恒力F的作用下沿光滑水平面匀加速运动，而车上由细线系着的小球则相对小车保持静止。已知小球质量，细线与竖直方向的夹角，重力加速度g取，空气阻力不计，，。求细线所受拉力T及恒力F的大小。







 图1是某教具“离心轨道”，它可以形象地演示“过山车”的运行原理，其演示过程可简化成图2所示的“小滑块轨道”模型。已知图中轨道光滑且处于竖直平面内，其中圆弧轨道的半径，B、C两点分别为圆弧轨道的最低点和最高点，现将一质量可视为质点的小滑块，自轨道AB段上距B点的高度为h的位置由静止释放。重力加速度g取。

欲使小滑块顺利通过C点，h的最小值多大？
在实际操作时发现，若将小滑块自问所得高度由静止释放，小滑块总无法通过C点，而是会中途脱轨，这是为什么？若调整释放高度，当时，小滑块恰能通过C点完成圆周运动，则小滑块自释放到C点的过程中克服阻力所做的功多大？






 一名宇航员登陆某星球，对其进行探测。宇航员来到位于赤道的一平整的斜坡前，将一小球自斜坡底端正上方的O点以初速度水平抛出，如图所示。小球垂直击中了斜坡上的P点，P点距水平地面的高度为h。求：
该星球赤道地面处的重力加速度；
若该星球的半径为R，自转周期为T，引力常量为G，则该天体的质量多大。


 如图1所示，带底座的光滑细杆竖直放置，在细杆上套有一轻质弹簧，弹簧下端与底座连接。现将一中间带孔质量为m的物块穿过细杆放在弹簧上，当物块保持静止时弹簧的压缩量为。若将物共自距弹簧自由端某一高度处由静止释放。忽略空气阻力，重力加速度为。
求弹簧的劲度系数k，并在图2中画出该弹簧弹力F的大小与弹簧压缩量弹性限度内的关系图线，进而求该弹簧在压缩过程中克服弹力所做的功W与压缩量x的关系。
若某次操作，发现弹簧的最大压缩量为，则物块释放时到弹簧上端的距离？
若将物块自弹簧的自由端由静止释放，则物块下落过程中的最大速度为多大？
 








答案1.【答案】A
 【解析】解：A、开普勒通过研究第谷的观测数据，发现了行星运行三大定律，使万有引力定律的发现成为可能。故A正确；
B、牛顿所做的月地检验目的是检验重力与地球对月球的引力是同种性质的力。故B错误；
C、牛顿发现万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验测出万有引力常量后，运用万有引力测出了地球的质量因而被营为“称量地球质量的人”。故C错误；
D 万有引力定律的发现具有极其伟大的意义，海王星和冥王星的发现就是其运用的成果。故D错误。
故选：A。
物理学史的知识需要准确记忆：开普勒通过研究第谷的观测数据，发现了行星运行三大定律，使万有引力定律的发现成为可能；牛顿所做的月地检验目的是检验重力与地球对月球的引力是同种性质的力；牛顿发现万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验测出万有引力常量后，运用万有引力测出了地球的质量因而被营为“称量地球质量的人”；万有引力定律的发现具有极其伟大的意义，海王星和冥王星的发现就是其运用的成果。
本题考查物理学史的知识，要求学生准确记忆。属基础题目。
 2.【答案】B
 【解析】解：设电梯加速阶段加速度大小为，加速时间为，减速阶段加速度大小为，减速时间为，匀速时间为，由牛顿第二定律可得


由题意可知
根据速度-时间公式有


设观景台的高度为x，则
整理可得
故ACD错误，B正确。
故选：B。
根据题意求出加速阶段和减速阶段的加速度大小，利用速度-时间公式结合已知量求出观景台的高度。
在分析物体的超重现象和失重现象时，要注意区分物体的视重和实重。
 3.【答案】C
 【解析】答：A、如图1所示：，河宽，故A正确；
B、小船垂直河岸做匀速直线运动：，故B正确；
C、因为，所以无论怎样调整小船航向，小船也不可能沿直线抵达正对岸的C点，故C错误；
D、如图2所示：当船头与合速度垂直时，小船位移最短，，最小位移：，故D正确。
故选：C。
A、小船参与沿水流和垂直河岸两个方向的匀速直线运动，时间相等，先求沿水流方向位移，再求河宽；B、按垂直河岸方向计算小船在静水中速度；C、比较与 的大小，判定小船是否沿直线抵达正对岸的C点；D、比较与 的大小，设定渡河方案求出小船渡河的最短位移。
小船渡河问题要分清两个分运动和合运动，渡河最短时间和渡河最短位移是两个不同问题，不能同时满足，要会根据两个分速度的大小关系设定不同的渡河方案求解最短位移。
 4.【答案】C
 【解析】解：A、根据图象可知三颗卫星的轨道半径之间的关系为：。
由万有引力提供向心力有：，解得：，可知b、c卫星的运行速率相等，且小于a卫星的运行速率，故A错误；
B、北京不在赤道上，同步卫星不可能定点于北京的正上方；而c卫星为倾斜轨道同步卫星，只是周期和地球自转周期相同，相对于地球是运动的，不可定位于北京上空，故B错误；
C、中国的任何一个地方都不在赤道上，a、b、c三颗卫星都不可能定位于中国上空，相对地面静止，故C正确；
D、根据万有引力定律可得：，由于卫星的质量大小关系不知道，无法确定卫星受到地球的万有引力大小，故D错误。
故选：C。
根据图象可知三颗卫星的轨道半径之间的关系为：，由万有引力提供向心力得到线速度与轨道半径的关系分析A选项；
中国的任何一个地方都不在赤道上，三颗卫星都不可能定位于中国上空，相对地面静止；
根据万有引力定律分析卫星受到地球的万有引力大小。
本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析。
 5.【答案】B
 【解析】解析：A、因a、b球同时抛出，高度决定时间，故两小球不可能同时到达p点，不可能在p点相遇，故A错误；
B、由，得，因，所以，故正确；
C、由图知：，由知，，故C错误；
D、a球落地速度大小：，b球落地速度大小：，因为：，和，无法比较和的大小，故D错误。
故选：B。
平抛运动高度决定时间，水平位移由水平初速度和高度共同决定，落地速度大小由水平初速度和高度共同决定。
平抛运动的处理方法是分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动化曲为直，分别按各自规律处理即可。
 6.【答案】D
 【解析】解：在角速度增大的过程中，物块受到切向摩擦力分量和径向摩擦力分量，其合力不是指向园心，角速度不变后，只受到径向摩擦力，方向指向圆心。故A错误；
B.在切线方向，有
在半径方向，有
所以其摩擦力为

故B错误；
C.根据动能定理，整个过程中摩擦力对物块所做的功为
故C错误；
D.物块直相对静止，所以有
解得

故D正确。
故选：D。
在角速度增大的过程中，摩擦力的方向不指向圆心；物体在切线与半径方向分别受到摩擦力，再合成可知摩擦力大小；根据动能定理，可解得整个过程中摩擦力对物块所做的功；物块直相对静止，所以有。
本题考查向心力的应用，解题注意在角速度增大的过程中，物块受到切向摩擦力分量和径向摩擦力分量，其合力不是指向园心。
 7.【答案】AC
 【解析】解：AC、以氢气球为研究对象，对其受力分析如图1
设绳索与竖直方向的夹角为，根据共点力的平衡条件有
水平方向
竖直方向
由题意可知，氢气球受到的浮力不变，氢气球的重力G不变，绳索与竖直方向的夹角逐渐增大，绳索对氢气球的拉力F增大，水平风力增大，故AC正确；
BD、对重物受力分析如图2
根据共点力的平衡条件有
水平方向 
竖直方向 
由题意可知，重物重力不变，绳索与竖直方向的夹角逐渐增大，不变，故地面对重物的摩擦力增大，地面对重物的支持力不变，故BD错误。
故选：AC。
AC、以氢气球为研究对象，根据共点力的平衡条件结合题意分析绳索的拉力和水平风力的变化；
BD、以重物为研究对象，根据共点力的平衡条件结合题意分析地面对重物的摩擦力和地面对重物的支持力的变化。
在处理共点力的平衡问题时，利用正交分解法，则根据共点力的平衡条件可以更为简便。
 8.【答案】BD
 【解析】解：AC、小球与弹簧接触前只有重力做功，小球机械能守恒；小球与弹簧接触后向下运动过程，除重力做功外，弹簧的弹力对小球做负功，小球机械能减小，小球的机械能不守恒；小球向下运动的过程中机械能先不变后减小，故AC错误；
B、整个运动过程只有重力与弹簧的弹力做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故B正确；
D、小球与弹簧接触前做自由落体运动，小球与弹簧接触后一段时间内弹簧的弹力小于重力，小球所受合力竖直向下，小球做加速运动，弹簧弹力与重力相等后继续向下运动过程，弹力大于重力，小球所受合力竖直向上，小球做减速运动直到速度减为零，小球下落过程小球的动能先增大后减小，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，即小球动能、小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变，由于小球的动能先增大后减小，由机械能守恒定律可知，小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大，故D正确。
故选：BD。
只有重力或弹力做功系统机械能守恒，分析清楚小球的运动过程，然后应用机械能守恒定律分析答题。
根据题意分析清楚小球的运动过程与受力情况是解题的前提与关键，应用机械能守恒定律即可解题。
 9.【答案】AD
 【解析】解：快艇匀速行驶时，有

故A正确；
B.快艇匀加速运动时，根据牛顿第二定律得

匀加速的最大速度为

匀加速的时间为
代入数据解得
故B错误；
C.快艇匀加速的时间是，还要做一段变加速运动，故，所以匀速的时间要小于，故C错误；
D.快艇做匀加速直线运动的位移约为

联立代入数据解得
故D正确。
故选：AD。
当汽车的牵引力与阻力相等时，速度最大，根据额定功率和最大速度求出阻力的大小；由牛顿第二定律求的加速时的牵引力；根据牛顿第二定律求出牵引力的大小，根据求出匀加速运动的末速度，通过速度时间公式求出汽车功率达到额定值的时间。
解决本题的关键掌握机车的启动方式，知道机车在整个过程中的运动规律，知道当牵引力与阻力相等时，速度最大。
 10.【答案】BC
 【解析】解：A、从轨道Ⅰ变轨道到轨道Ⅱ需要在A点点火减速、从轨道Ⅱ变轨道到轨道Ⅲ需要在A点点火减速，所以探测器在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上经过A点时的速度、、的大小关系为，故A错误；
B、探测器在轨道Ⅱ上运行的半长轴为：，探测器在轨道Ⅲ上运行的轨道半径为：，
根据开普勒第三定律，可知，解得探测器在轨道Ⅱ上运行的周期为，故B正确；
C、在轨道Ⅲ上，根据万有引力提供向心力可得：，解得火星的质量为：
在火星表面，根据万有引力和重力的关系可得：
联立解得火星表面的重力加速度为，故C正确；
D、火星的体积为：，则火星的平均密度为，解得：，故D错误。
故选：BC。
根据变轨原理分析线速度的大小；
根据开普勒第三定律求解探测器在轨道Ⅱ上运行的周期；
在轨道Ⅲ上，根据万有引力提供向心力求解火星的质量，在火星表面，根据万有引力和重力的关系求解火星表面的重力加速度；
根据密度的计算公式求解火星的平均密度。
解决天体卫星运动问题的基本思路：在地面附近万有引力近似等于物体的重力，，整理得；天体运动都可近似地看成匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供，即，根据相应的向心力表达式进行分析。
 11.【答案】作用效果  AB 标度选择不合理，值太大
 【解析】解：本实验的原理，分力与合力是建立在使橡皮筋的形变作用效果相同的基础上。
本实验中所用细线应适当长些，方便记录力的方向。故A正确；
B.实验过程中细线要沿弹簧测力计的轴线方向并与木板平行读数时视线应正对测力计刻度。故B正确；
C.用两个测力计互成角度拉橡皮条时，只要保证与一个弹簧测力计的作用效果相同即可。故C错误。
故选
标度选择不合理，值太大。
故答案为：作用效果；；标度选择不合理，值太大
做探究共点力合成的规律实验：我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，由此结合实验过程中需要注意的事项依次分析即可。
在“验证力的平行四边形定则”实验中，我们要知道分力和合力的效果是等同的，这要求同学们对于基础知识要熟练掌握并能正确应用，加强对基础实验理解，同时要理解会给实验带来误差的因素。
 12.【答案】220V的交流电源  不需要    4 成功
 【解析】解：电火花计时器使用的电源是220V的交流电源；因为重力势能和动能中均有重物及夹子的质量m，故m不需要测出；
、为了减少空气阻力的影响，应选择质量大、体积小的物体，故A错误；
B、为了避免纸带与打点计时器间有过大的摩擦力，在组装实验器材时，电火花计时器的两个限位孔一定要与纸带处于同一竖直线上，故B正确；
C、为了提高纸带的利用率，实验时应先开启电源，再释放纸带，故C正确；
D、实验时为保护计时器，在得到一条纸带后，应立即关闭电源，若纸带打点不合要求，应重做实验，故D错误。
故选：BC。
①若机械能守恒，则有
整理可得
②重力势能的变化量为
动能的变化量为
代入数据可得
该实验的百分误差为
故该实验是成功的。
故答案为：的交流电源，不需要；；①，②，成功。
根据电火花计时器的工作电源和实验的原理来解决；
根据实验原理和实验误差的处理来判断操作是否正确；
①根据实验原理得出机械能守恒的等式；
②结合题意，代入数据，得出百分误差大小，并判断实验是否成功。
在验证机械能守恒定律实验中，物体的质量不需要测出，在处理该类问题时要注意。
 13.【答案】解：对小球受力分析如图所示，
小球随小车一起做匀加速运动，小球的加速度为a，根据牛顿第二定律有
水平方向 
竖直方向 
以小车和小球整体为研究对象，根据牛顿第二定律有

联立各式，代入数据可得
根据牛顿第三定律可知细线所受拉力为5N。
答：细线所受拉力为5N，恒力的大小为18N。
 【解析】先对小球受力分析，根据牛顿第二定律求出小球的加速度和细线的拉力，再以小车和小球整体为研究对象求出恒力大小。
在受力分析时，若求物体间相互作用力，需要用隔离法，若求整体加速度，则选用整体法。
 14.【答案】解：要使小滑块顺利通过C点，则在C点有
从A到C根据动能定理有
代入数据解得
由于轨道有摩擦力且空气阻力的影响使得机械能减小，则到达C点的速度过小，造成脱轨；
根据动能定理可知：
代入数据解得
答：欲使小滑块顺利通过C点，h的最小值为
在实际操作时发现，由于轨道有摩擦力且空气阻力的影响使得机械能减小，则到达C点的速度过小，造成脱轨，若调整释放高度，当时，小滑块恰能通过C点完成圆周运动，则小滑块自释放到C点的过程中克服阻力所做的功为。
 【解析】要使小滑块顺利通过C点，则在C点重力提供向心力，根据动能定理求得h的最小值；
由于轨道有摩擦力且空气阻力的影响使得机械能减小，则到达C点的速度过小，造成脱轨，根据动能定理求得摩擦力做功大小。
本题考查动能定理，在应用动能定理的过程中关键是分清运动过程，注意做功的正负。
 15.【答案】解：设斜面的倾角为，如图所示，根据几何关系有：
根据运动的合成与分解，有：
其中，
联立解得该星球赤道地面处的重力加速度
在赤道上，物体所受的万有引力等于重力与向心力之和，有
解得天体的质量
答：该星球赤道地面处的重力加速度为；
若该星球的半径为R，自转周期为T，引力常量为G，则该天体的质量为。
 【解析】在P点根据运动的合成与分解得到竖直方向的速度和平抛初速度的关系，再根据几何关系进行解答；
考虑星球自转时，在赤道处物体所受的万有引力等于重力与向心力之和。
本题主要是考查万有引力定律及其应用、平抛运动等知识，解答本题的关键是能够根据万有引力定律、平抛运动的规律等进行分析。
 16.【答案】解：由质量为m的物块穿过细杆放在弹簧上当物块保持静止时，弹簧的压缩量为可得

则

弹簧弹力F的大小与弹簧压缩量弹性限度内的关系如下图所示

图中的面积为弹簧的弹力做功：
由机械能守恒得

即

解得

在物块下降过程中，当加速度为0时，有最大速度，此时弹簧的压缩量为，由动能定理得

解得

答：弹簧的劲度系数为，关系图见解析，该弹簧在压缩过程中克服弹力所做的功W与压缩量x的关系为。
若某次操作，发现弹簧的最大压缩量为，则物块释放时到弹簧上端的距离为。
若将物块自弹簧的自由端由静止释放，则物块下落过程中的最大速度为。
 【解析】根据胡克定律求出F与x的关系，再作图象，根据图象与x轴所围的面积求弹力做功；
弹簧压缩过程中，系统机械能守恒，根据机械能守恒定律求得距离；
当圆环所受的合力为零时速度最大，由平衡条件求出弹簧的压缩量，再由系统的机械能守恒求最大速度。
本题考查了弹簧问题、动能定理、共点力的平衡等，要能够利用图象的面积求解弹簧弹力做功并结合牛顿定律来求待求物理量，知道合力为零时速度最大。