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高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1遵義市2024~2025學(xué)年度第二學(xué)期學(xué)業(yè)水平監(jiān)測(cè)高二物理注意事項(xiàng):1、考試開(kāi)始前,請(qǐng)用黑色簽字筆將答題卡上的姓名、班級(jí)、考號(hào)填寫清楚,并在相應(yīng)位置粘貼條形碼。2、選擇題答題時(shí),請(qǐng)用2B鉛筆答題,若需改動(dòng),請(qǐng)用橡皮輕輕擦拭干凈后再選涂其他選項(xiàng);非選擇題答題時(shí),請(qǐng)用黑色簽字筆在答題卡相應(yīng)的位置答題,在規(guī)定區(qū)域以外的答題不給分,在試卷上作答無(wú)效。一、選擇題(本題共10小題,共43分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求,每題4分;第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求,每題5分,全部選對(duì)得5分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1.碳-14核電池具有長(zhǎng)壽命、高安全性的特點(diǎn),在低功耗、長(zhǎng)周期供電領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。該電池利用碳-14衰變?yōu)榈?14過(guò)程中釋放的能量發(fā)電,衰變方程為,下列四幅圖能對(duì)應(yīng)該核反應(yīng)方程示意圖的是()A. B.C. D.【答案】A【解析】根據(jù)核反應(yīng)方程由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,可知是電子,核反應(yīng)是碳-14衰變成氮-14并釋放電子,A正確。故選A。2.如圖所示,某貨箱隨水平傳送帶沿虛線MNPQ路徑運(yùn)動(dòng),其速率不變且始終與傳送帶保持相對(duì)靜止。已知MN段是半徑為R的圓弧,PQ段是半徑為2R的圓弧,貨箱可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力。關(guān)于該貨箱在MN段與PQ段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中說(shuō)法正確的是()A.角速度大小之比為1∶1 B.角速度大小之比為1∶2C.摩擦力大小之比為2∶1 D.摩擦力大小之比為1∶1【答案】C【解析】AB.根據(jù)速率不變,MN段半徑,PQ段半徑則,A錯(cuò)誤,B錯(cuò)誤;CD.貨箱做勻速圓周運(yùn)動(dòng),摩擦力提供向心力,則則,C正確,D錯(cuò)誤。故選C。3.某同學(xué)搭建了一個(gè)甲烷分子球棍模型,并將其靜置在光滑水平桌面上,如圖所示。質(zhì)量均為m的四個(gè)相同小球a、b、c、d,通過(guò)輕桿連接在小球O周圍,形成一個(gè)正四面體結(jié)構(gòu)。已知小球O質(zhì)量為M,重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是()A.O球受到的合力為Mg B.O球受到的合力為零C.a球受到桌面的作用力大小為mg D.a球受到桌面的作用力大小為【答案】B【解析】AB.整體靜止在光滑水平桌面,合力為零,O球合力為零,A錯(cuò)誤,B正確;CD.對(duì)整體,總重力,桌面支持力與之平衡,3小球受力對(duì)稱,每個(gè)小球受桌面支持力,由于桌面光滑,a球與桌面無(wú)摩擦,故a球受到桌面的作用力大小等于a球受到桌面的支持力大小,為,CD錯(cuò)誤。故選B。4.某興趣小組根據(jù)某低壓電熱毯工作原理設(shè)計(jì)了如圖所示的模擬電路圖。理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為10∶1,原線圈接在的交流電源上。單刀三擲開(kāi)關(guān)S可控制電路實(shí)現(xiàn)加熱和保溫兩個(gè)功能,撥至“0”電熱毯停止工作。、、是三個(gè)阻值均為的電熱絲,電表均為理想交流電表,二極管為理想二極管。則當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥至2()A.電熱毯是保溫狀態(tài) B.電壓表的示數(shù)為22VC.電流表的示數(shù)為0.1A D.若突然斷路,變壓器的輸入功率將變大【答案】B【解析】A.由電路圖可知,當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥至1時(shí),由于二極管的單向?qū)щ娦?,、、三個(gè)電熱絲只有半個(gè)周期通電,當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥至2時(shí),、、三個(gè)電熱絲整個(gè)周期都通電;則當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥至2,電熱毯是加熱狀態(tài),故A錯(cuò)誤;B.由題意可知原線圈的輸入電壓為則副線圈的輸出電壓為即電壓表的示數(shù)為22V,故B正確;C.副線圈的電流為則原線圈電流為即電流表的示數(shù)為0.2A,故C錯(cuò)誤;D.若突然斷路,由于副線圈電壓不變,則、消耗功率不變,所以副線圈輸出功率減小,根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率,可知變壓器的輸入功率將變小,故D錯(cuò)誤。故選B。5.某帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),僅受電場(chǎng)力作用,經(jīng)M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),其加速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。下列選項(xiàng)中粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡(實(shí)線)與電場(chǎng)的等差等勢(shì)面(虛線)分布,符合該粒子加速度變化特征的是()A. B.C. D.【答案】C【解析】粒子僅受電場(chǎng)力,加速度圖像加速度大小隨時(shí)間先增后減,說(shuō)明電場(chǎng)強(qiáng)度E先增后減,等勢(shì)面越密電場(chǎng)強(qiáng)度越大。A.圖A為等量同種電荷等差等勢(shì)面分布,MN為等量同種電荷連線中垂線,從M到N,電場(chǎng)強(qiáng)度E先減后增,故A錯(cuò)誤;B.圖B為等量異種電荷等差等勢(shì)面分布,MN為等量異種電荷連線,從M到N,電場(chǎng)強(qiáng)度E先減后增,B錯(cuò)誤;C.等勢(shì)面先密后疏,電場(chǎng)強(qiáng)度先增后減,加速度先增后減,符合條件,C正確;D.等勢(shì)面均勻分布,電場(chǎng)強(qiáng)度不變,加速度不變,不符合加速度先增后減,D錯(cuò)誤。故選C。6.迄今為止,人類發(fā)射的人造地球衛(wèi)星仍在軌運(yùn)行的約有1萬(wàn)顆,其中有兩顆衛(wèi)星甲和乙,運(yùn)行周期相等。衛(wèi)星甲做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且軌道半徑為r,衛(wèi)星乙沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng),且近地點(diǎn)到地心的距離為0.5r。則衛(wèi)星乙遠(yuǎn)地點(diǎn)到地心的距離為()A. B. C. D.2r【答案】B【解析】根據(jù)開(kāi)普勒第三定律,衛(wèi)星的軌道周期平方與半長(zhǎng)軸立方成正比,由于衛(wèi)星甲和乙的運(yùn)行周期相等,故對(duì)于衛(wèi)星甲,其軌道半徑,即為半長(zhǎng)軸,故乙衛(wèi)星的近地點(diǎn)到地心距離為,而橢圓軌道的半長(zhǎng)軸應(yīng)滿足根據(jù)開(kāi)普勒第三定律,衛(wèi)星乙的半長(zhǎng)軸也為r,即解得B正確。故選B。7.如圖(a)所示,將洛倫茲力演示器放在水平桌面上。勵(lì)磁線圈中通入電流可使玻璃泡內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與勵(lì)磁線圈中的電流成正比,電子槍水平向左發(fā)射速率恒為v的電子束。如圖(b)示,球形玻璃泡的球心為O,半徑為R,電子槍在O點(diǎn)正下方0.75R處,當(dāng)勵(lì)磁線圈中電流為時(shí),電子恰好打在玻璃泡上與圓心等高的A點(diǎn),如圖(b)中“軌跡1”;當(dāng)勵(lì)磁線圈中電流為時(shí),電子以O(shè)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖(b)中“軌跡2”,不計(jì)電子之間的相互作用,則()A.兩種情況下電子的運(yùn)動(dòng)周期相同B.電流為時(shí),電子的軌道半徑為1.1RC.與的大小之比為9∶16D.與的大小之比為18∶25【答案】D【解析】A.根據(jù)題意B=kI,電子運(yùn)動(dòng)的周期兩種情況下勵(lì)磁線圈電流不同,則電子的運(yùn)動(dòng)周期不相同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.電流為時(shí),由幾何關(guān)系可知解得電子的軌道半徑為,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;CD.根據(jù),B=kI可得與的大小之比為,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。故選D。8.某汽車在平直路面上行駛,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以30Hz的頻率工作時(shí),會(huì)引起車體共振而劇烈振動(dòng)。關(guān)于車體,下列說(shuō)法正確的是()A.固有頻率等于30HzB.固有頻率小于30HzC.在該狀態(tài)下的振動(dòng)頻率等于30HzD.在該狀態(tài)下的振動(dòng)頻率小于30Hz【答案】AC【解析】AB.當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生共振時(shí),驅(qū)動(dòng)力的頻率(30Hz)等于系統(tǒng)的固有頻率,故A正確,B錯(cuò)誤;CD.受迫振動(dòng)的頻率由驅(qū)動(dòng)力頻率決定,與是否共振無(wú)關(guān),因此振動(dòng)頻率為30Hz,故C正確,D錯(cuò)誤。故選AC。9.如圖所示,某同學(xué)在不同高處,固定兩根僅長(zhǎng)度不同的銅制圓管M、N,兩管均豎直。在管口正上方同一水平高度,同時(shí)靜止釋放兩個(gè)相同的很小的強(qiáng)磁鐵甲和乙(磁極分別在上下端),兩磁鐵穿過(guò)銅管后恰好同時(shí)落地。不考慮兩磁鐵之間的相互作用及磁鐵在銅管外與銅管的相互作用,不計(jì)空氣阻力。則兩磁鐵()A.剛進(jìn)入銅管時(shí),受到銅管的作用力方向不同B.剛進(jìn)入銅管時(shí),受到銅管的作用力方向相同C.下落的整個(gè)過(guò)程中,M產(chǎn)生的焦耳熱大于N產(chǎn)生的焦耳熱D.下落的整個(gè)過(guò)程中,M產(chǎn)生的焦耳熱小于N產(chǎn)生的焦耳熱【答案】BD【解析】AB.依據(jù)楞次定律,兩磁鐵剛進(jìn)入銅管時(shí),銅管中磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng),阻礙磁鐵運(yùn)動(dòng),作用力方向均向上,A錯(cuò)誤,B正確;CD.兩磁鐵“穿過(guò)銅管后恰好同時(shí)落地”,雖銅管中因電磁阻尼運(yùn)動(dòng)不同,但最終同時(shí)落地,銅制圓管N下端更靠下,磁鐵下落穿過(guò)圓管N時(shí)速度更大,可判斷銅制圓管N更長(zhǎng)。依據(jù)能量守恒,磁鐵下落穿過(guò)圓管N時(shí),產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)更大。故下落的整個(gè)過(guò)程中,M產(chǎn)生的焦耳熱小于N產(chǎn)生的焦耳熱,C錯(cuò)誤,D正確。故選BD。10.工程師設(shè)計(jì)了一個(gè)貨物緩沖裝置。如圖(a)所示,傾角的固定光滑斜面與水平地面在C點(diǎn)平滑連接,兩條寬度不計(jì)的緩沖條(貨物每次經(jīng)過(guò)時(shí)損失的機(jī)械能相等)分別嵌入地面上A、B兩處。為檢驗(yàn)裝置緩沖性能,工程師使貨物以一定的初速度從O點(diǎn)水平向右滑出,并記錄了貨物從O點(diǎn)開(kāi)始至動(dòng)能首次減為零的過(guò)程中,動(dòng)能與路程s的關(guān)系圖像,如圖(b)所示。已知,貨物質(zhì)量,重力加速度g取,不計(jì)空氣阻力,貨物可視為質(zhì)點(diǎn),則貨物()A.與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5B.沿斜面上滑的最大距離為2mC.每次經(jīng)過(guò)緩沖條損失的機(jī)械能為5JD.最終停止的位置與O點(diǎn)的距離為1.8m【答案】ACD【解析】A.根據(jù)動(dòng)能定理可知,圖像的斜率等于合外力,在平面時(shí)在斜面上時(shí)因從B點(diǎn)以后的圖像是直線,可知三段圖像應(yīng)該是平行的,由圖可知,可得μ=0.5,選項(xiàng)A正確;B.從B點(diǎn)到到達(dá)斜面最遠(yuǎn)點(diǎn)解得xm=2.2m即物塊沿斜面上滑的最大距離為2.2m,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.由圖可知可得每次經(jīng)過(guò)緩沖條損失的機(jī)械能為?E=5J,選項(xiàng)C正確;D.由上述分析可知,物塊每次經(jīng)過(guò)緩沖條一次動(dòng)能損失5J,在OA、AB、BC段每段損失動(dòng)能也是5J,回到斜面底端時(shí)的動(dòng)能為36J-5×5J=11J,則物塊能越過(guò)B點(diǎn)剩余1J的動(dòng)能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)停止,即最終停止的位置與O點(diǎn)的距離為1.8m,選項(xiàng)D正確。故選ACD。二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,共15分)11.某小組用“插針?lè)ā睖y(cè)量玻璃的折射率:如圖(a)所示,在木板上面鋪一張白紙,把兩面平行的玻璃磚放在紙上,描出玻璃磚的兩個(gè)邊和。在玻璃磚的一側(cè)插兩個(gè)大頭針A、B,確定射入玻璃磚的光線;在玻璃磚的另一側(cè)依次插大頭針C、D,確定從玻璃磚射出的光線。在白紙上描出光線的徑跡,測(cè)量相應(yīng)的角度、,計(jì)算玻璃磚的折射率n?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作,下列描述合理的是______A.實(shí)驗(yàn)中可以直接用手接觸玻璃磚的光學(xué)面B.為減小實(shí)驗(yàn)誤差,大頭針之間的距離要盡可能小C.插大頭針D時(shí),必須使它把前三個(gè)大頭針都擋?。?)該小組測(cè)量了多組數(shù)據(jù),甲、乙兩位同學(xué)分別采用了下表中的處理方法計(jì)算折射率,你認(rèn)為合理的是______。(填“甲”或“乙”)甲項(xiàng)目12345平均值0.260.500.710.870.97
0.170.310.470.590.68
n1.531.611.511.471.431.51乙項(xiàng)目12345平均值0.260.500.710.870.970.660.170.310.470.590.680.44n
1.50(3)該小組實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)該玻璃磚內(nèi)部有一空氣層,且空氣層邊界與玻璃磚外表面均平行,如圖(b)所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)光線通過(guò)了空氣層的中間區(qū)域,則實(shí)驗(yàn)中測(cè)得玻璃的折射率比真實(shí)值______(填“偏大”或“偏小”)【答案】(1)C(2)甲(3)偏小【解析】(1)A.玻璃磚的光學(xué)面不能用手直接接觸,接觸面的污漬會(huì)影響接觸面的平整,進(jìn)而影響折射率的測(cè)定,故A錯(cuò)誤;B.折射光線是通過(guò)隔著玻璃觀察成一條直線確定的,大頭針間的距離太小,引起的角度誤差會(huì)較大,大頭針之間的距離適當(dāng)大些,可以提高精確度,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知,該同學(xué)接下來(lái)要完成的必要步驟有,插上大頭針C,使擋住A、B的像;插上大頭針D,使擋住C和A、B的像,故C正確。故選C。(2)在測(cè)量折射規(guī)律實(shí)驗(yàn)中,通常根據(jù)光的折射定律計(jì)算折射率n。甲同學(xué)的處理方法是針對(duì)每組數(shù)據(jù)分別計(jì)算n,再取n的平均值,這種方法符合“多次測(cè)量取平均以減小誤差”的實(shí)驗(yàn)原則,有利于減小誤差。乙同學(xué)先把數(shù)據(jù)進(jìn)行平均,在計(jì)算折射率n誤差較大,故選甲。(3)如圖所示沒(méi)有空氣層時(shí)光線從E點(diǎn)射出,有空氣層后從F點(diǎn)射出,使得折射角變大,入射角不變,所以折射率變小。12.某同學(xué)為測(cè)量一節(jié)舊干電池的內(nèi)阻,使用的器材有:電阻箱(0~999.9)毫安表(量程0~100mA,內(nèi)阻不計(jì))電流表(量程0~0.6A,內(nèi)阻不計(jì))滑動(dòng)變阻器(0~20)干電池開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干(1)該同學(xué)設(shè)計(jì)的電路圖如圖所示。請(qǐng)?jiān)趫D中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖補(bǔ)充完整。(2)閉合開(kāi)關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片到恰當(dāng)位置,調(diào)節(jié)電阻箱,使?jié)M偏,此時(shí)面板如圖所示,則電阻箱阻值=______。(3)改變滑片位置,調(diào)節(jié)電阻箱,使再次滿偏,記錄電阻箱阻值及對(duì)應(yīng)的示數(shù)。多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:項(xiàng)目1234567813.412.912.312.011.411.110.610.30.180.240.310.350.430.470.520.56根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),該同學(xué)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)如圖所示,請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)紙上繪制關(guān)系圖像(用直線擬合)。(4)若擬合的圖線斜率的絕對(duì)值為k,的滿偏電流為,則該電池的內(nèi)阻r=______(結(jié)果用、k表示)。(5)實(shí)驗(yàn)中,若考慮內(nèi)阻的影響,從設(shè)計(jì)原理上看,該電池內(nèi)阻的測(cè)量值______真實(shí)值(填“大于”或“小于”)?!敬鸢浮浚?)(2)(3)(4)(5)大于【解析】(1)(2)電阻箱讀數(shù)方法是各旋鈕對(duì)應(yīng)數(shù)值乘以倍率后相加。(3)(4)電路中,的滿偏電流為,根據(jù)電路關(guān)系,由閉合電路歐姆定律可得整理與的關(guān)系可得化簡(jiǎn)得(5)不考慮內(nèi)阻時(shí),推導(dǎo)關(guān)系為考慮內(nèi)阻,實(shí)際推導(dǎo)時(shí),原來(lái)的電路關(guān)系中內(nèi)阻會(huì)包含,化簡(jiǎn)得則內(nèi)阻未被扣除,測(cè)量時(shí)把內(nèi)阻也算入了“電池內(nèi)阻”,所以測(cè)量值大于真實(shí)值。三、計(jì)算題(本題共3小題,共42分。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須寫出數(shù)值和單位)13.某登山運(yùn)動(dòng)員在攀登珠穆朗瑪峰的過(guò)程中,裸露在外的手表表盤玻璃因內(nèi)外壓強(qiáng)差過(guò)大而爆裂。已知該手表表盤內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)表內(nèi)氣體熱力學(xué)溫度為時(shí),壓強(qiáng)為。(1)若不考慮表內(nèi)氣體體積變化,爆裂前瞬間表內(nèi)氣體溫度為0.8,求爆裂前瞬間表內(nèi)氣體的壓強(qiáng);(2)為防止表盤爆裂,設(shè)計(jì)師將該手表表盤玻璃換為柔性材料(假設(shè)表內(nèi)氣體未溢出),當(dāng)表內(nèi)氣體溫度為0.8時(shí),體積變?yōu)樵瓉?lái)的1.2倍,求此時(shí)表內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。【答案】(1)(2)【解析】(1)由于整個(gè)過(guò)程為等容變化,根據(jù)查理定律則有解得爆裂前瞬間表內(nèi)氣體的壓強(qiáng)(2)設(shè)表內(nèi)氣壓為p時(shí),氣體的體積為,此時(shí)溫度為,當(dāng)溫度為,體積為,此時(shí)表內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為,此過(guò)程為等溫變化,由玻意耳定律可得結(jié)合上述結(jié)論解得
14.科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中利用電磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。如圖甲所示,兩平行金屬板M、N豎直固定,板間距離為d;水平虛線ab下方、N板右側(cè)區(qū)域有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里;ab上方區(qū)域充滿水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)。質(zhì)量為m、電荷量為的粒子緊靠M板由靜止釋放,經(jīng)板間電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域;粒子速度方向改變30°后從P點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)進(jìn)入ab上方電場(chǎng)中。已知M板的電勢(shì)為,MN板間電勢(shì)隨距M板的距離x變化關(guān)系如圖乙所示,不計(jì)粒子重力及場(chǎng)的邊緣效應(yīng)。求:(1)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大?。唬?)粒子在MN板間的加速度大小與磁場(chǎng)中的加速度大小之比;(3)粒子從通過(guò)P點(diǎn)開(kāi)始,到速度大小為通過(guò)P點(diǎn)一半時(shí)的動(dòng)量變化量。【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)粒子在MN間被加速時(shí)由動(dòng)能定理解得(2)粒子在MN板間加速度大小,解得磁場(chǎng)中的加速度大小可得(3)粒子從通過(guò)P點(diǎn)時(shí)速度大小為v0,方向與虛線ab夾角為30°,此時(shí)垂直虛線ab的速度分量為從通過(guò)P點(diǎn)開(kāi)始到速度大小為通過(guò)P點(diǎn)一半時(shí),即平行虛線ab方向的速度減為零,則此時(shí)粒子的動(dòng)量變化量。15.如圖所示,間距L=1m的足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌ab、cd固定在絕緣水平桌面上,bd端與固定絕緣光滑斜面底端平滑相接,斜面傾角θ=30°;bd左側(cè)空間內(nèi)充滿豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T;長(zhǎng)度均為1m、電阻均為r=0.5Ω的導(dǎo)體棒甲、乙靜置在導(dǎo)軌上?,F(xiàn)鎖定乙,給甲施加一水平向右的恒力F=4Ν,使其向右運(yùn)動(dòng),甲穩(wěn)定后,當(dāng)甲、乙之間的距離s=9.6m時(shí),撤去力F并解除乙的鎖定,乙運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后沖上斜面,且沿斜面上升的最大高度h=0.45m,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中兩棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。已知甲的質(zhì)量m1=3kg,重力加速度g取10m/s2,不計(jì)其他電阻。求:(1)甲速度最大時(shí)乙的電功率P;(2)乙的質(zhì)量m2;(3)從乙開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到甲、乙首次碰撞前的過(guò)程中,乙產(chǎn)生的焦耳熱Q?!敬鸢浮浚?)8W(2)1kg(3)9J【解析】(1)當(dāng)甲速度最大時(shí),加速度為0,甲所受的安培力與恒力F平衡,即根據(jù)閉合電路的歐姆定律有又有故整理可得故代入數(shù)據(jù)可得此時(shí)回路中的電流為故乙的電功率為(2)乙穩(wěn)定后,甲、乙速度相同,設(shè)速度為v,則乙沖上斜面,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有解得從撤去F到甲、乙共速的過(guò)程中,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,有解得(3)從撤去F到甲、乙共速的過(guò)程中,根據(jù)能量守恒定律,系統(tǒng)減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為焦耳熱,即解得因?yàn)榧?、乙電阻相同,所以從撤去F到甲、乙共速的過(guò)程中乙產(chǎn)生的焦耳熱乙運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后沖上斜面,沿斜面上升到最大高度的過(guò)程中,由牛頓第二定律可得乙沿斜面上升到最大高度的過(guò)程做勻減速直線運(yùn)動(dòng),有則乙沖上斜面時(shí)的速度為聯(lián)立解得,對(duì)乙分析,在解除乙的鎖定到乙運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定的過(guò)程中,由動(dòng)量定理可得又有整理得解得此時(shí)甲乙間的距離為乙沿斜面上升到最大高度,再?gòu)淖畲蟾叨然滦泵鏁r(shí),甲乙之間的距離為乙滑下斜面時(shí)的速度大小與乙沖上斜面時(shí)的速度大小相等,從乙滑下斜面到甲、乙首次碰撞前的過(guò)程中,對(duì)甲由動(dòng)量定理可得對(duì)乙由動(dòng)量定理可得又有解得,故從乙滑下斜面到甲、乙首次碰撞前的過(guò)程中,甲、乙產(chǎn)生的焦耳熱為解得因?yàn)閷?dǎo)體棒甲、乙的電阻相等,故乙產(chǎn)生的焦耳熱為故從乙開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到甲、乙首次碰撞前的過(guò)程中,乙產(chǎn)生的焦耳熱為遵義市2024~2025學(xué)年度第二學(xué)期學(xué)業(yè)水平監(jiān)測(cè)高二物理注意事項(xiàng):1、考試開(kāi)始前,請(qǐng)用黑色簽字筆將答題卡上的姓名、班級(jí)、考號(hào)填寫清楚,并在相應(yīng)位置粘貼條形碼。2、選擇題答題時(shí),請(qǐng)用2B鉛筆答題,若需改動(dòng),請(qǐng)用橡皮輕輕擦拭干凈后再選涂其他選項(xiàng);非選擇題答題時(shí),請(qǐng)用黑色簽字筆在答題卡相應(yīng)的位置答題,在規(guī)定區(qū)域以外的答題不給分,在試卷上作答無(wú)效。一、選擇題(本題共10小題,共43分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求,每題4分;第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求,每題5分,全部選對(duì)得5分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1.碳-14核電池具有長(zhǎng)壽命、高安全性的特點(diǎn),在低功耗、長(zhǎng)周期供電領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。該電池利用碳-14衰變?yōu)榈?14過(guò)程中釋放的能量發(fā)電,衰變方程為,下列四幅圖能對(duì)應(yīng)該核反應(yīng)方程示意圖的是()A. B.C. D.【答案】A【解析】根據(jù)核反應(yīng)方程由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,可知是電子,核反應(yīng)是碳-14衰變成氮-14并釋放電子,A正確。故選A。2.如圖所示,某貨箱隨水平傳送帶沿虛線MNPQ路徑運(yùn)動(dòng),其速率不變且始終與傳送帶保持相對(duì)靜止。已知MN段是半徑為R的圓弧,PQ段是半徑為2R的圓弧,貨箱可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力。關(guān)于該貨箱在MN段與PQ段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中說(shuō)法正確的是()A.角速度大小之比為1∶1 B.角速度大小之比為1∶2C.摩擦力大小之比為2∶1 D.摩擦力大小之比為1∶1【答案】C【解析】AB.根據(jù)速率不變,MN段半徑,PQ段半徑則,A錯(cuò)誤,B錯(cuò)誤;CD.貨箱做勻速圓周運(yùn)動(dòng),摩擦力提供向心力,則則,C正確,D錯(cuò)誤。故選C。3.某同學(xué)搭建了一個(gè)甲烷分子球棍模型,并將其靜置在光滑水平桌面上,如圖所示。質(zhì)量均為m的四個(gè)相同小球a、b、c、d,通過(guò)輕桿連接在小球O周圍,形成一個(gè)正四面體結(jié)構(gòu)。已知小球O質(zhì)量為M,重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是()A.O球受到的合力為Mg B.O球受到的合力為零C.a球受到桌面的作用力大小為mg D.a球受到桌面的作用力大小為【答案】B【解析】AB.整體靜止在光滑水平桌面,合力為零,O球合力為零,A錯(cuò)誤,B正確;CD.對(duì)整體,總重力,桌面支持力與之平衡,3小球受力對(duì)稱,每個(gè)小球受桌面支持力,由于桌面光滑,a球與桌面無(wú)摩擦,故a球受到桌面的作用力大小等于a球受到桌面的支持力大小,為,CD錯(cuò)誤。故選B。4.某興趣小組根據(jù)某低壓電熱毯工作原理設(shè)計(jì)了如圖所示的模擬電路圖。理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為10∶1,原線圈接在的交流電源上。單刀三擲開(kāi)關(guān)S可控制電路實(shí)現(xiàn)加熱和保溫兩個(gè)功能,撥至“0”電熱毯停止工作。、、是三個(gè)阻值均為的電熱絲,電表均為理想交流電表,二極管為理想二極管。則當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥至2()A.電熱毯是保溫狀態(tài) B.電壓表的示數(shù)為22VC.電流表的示數(shù)為0.1A D.若突然斷路,變壓器的輸入功率將變大【答案】B【解析】A.由電路圖可知,當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥至1時(shí),由于二極管的單向?qū)щ娦裕?、、三個(gè)電熱絲只有半個(gè)周期通電,當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥至2時(shí),、、三個(gè)電熱絲整個(gè)周期都通電;則當(dāng)開(kāi)關(guān)S撥至2,電熱毯是加熱狀態(tài),故A錯(cuò)誤;B.由題意可知原線圈的輸入電壓為則副線圈的輸出電壓為即電壓表的示數(shù)為22V,故B正確;C.副線圈的電流為則原線圈電流為即電流表的示數(shù)為0.2A,故C錯(cuò)誤;D.若突然斷路,由于副線圈電壓不變,則、消耗功率不變,所以副線圈輸出功率減小,根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率,可知變壓器的輸入功率將變小,故D錯(cuò)誤。故選B。5.某帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),僅受電場(chǎng)力作用,經(jīng)M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),其加速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。下列選項(xiàng)中粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡(實(shí)線)與電場(chǎng)的等差等勢(shì)面(虛線)分布,符合該粒子加速度變化特征的是()A. B.C. D.【答案】C【解析】粒子僅受電場(chǎng)力,加速度圖像加速度大小隨時(shí)間先增后減,說(shuō)明電場(chǎng)強(qiáng)度E先增后減,等勢(shì)面越密電場(chǎng)強(qiáng)度越大。A.圖A為等量同種電荷等差等勢(shì)面分布,MN為等量同種電荷連線中垂線,從M到N,電場(chǎng)強(qiáng)度E先減后增,故A錯(cuò)誤;B.圖B為等量異種電荷等差等勢(shì)面分布,MN為等量異種電荷連線,從M到N,電場(chǎng)強(qiáng)度E先減后增,B錯(cuò)誤;C.等勢(shì)面先密后疏,電場(chǎng)強(qiáng)度先增后減,加速度先增后減,符合條件,C正確;D.等勢(shì)面均勻分布,電場(chǎng)強(qiáng)度不變,加速度不變,不符合加速度先增后減,D錯(cuò)誤。故選C。6.迄今為止,人類發(fā)射的人造地球衛(wèi)星仍在軌運(yùn)行的約有1萬(wàn)顆,其中有兩顆衛(wèi)星甲和乙,運(yùn)行周期相等。衛(wèi)星甲做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且軌道半徑為r,衛(wèi)星乙沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng),且近地點(diǎn)到地心的距離為0.5r。則衛(wèi)星乙遠(yuǎn)地點(diǎn)到地心的距離為()A. B. C. D.2r【答案】B【解析】根據(jù)開(kāi)普勒第三定律,衛(wèi)星的軌道周期平方與半長(zhǎng)軸立方成正比,由于衛(wèi)星甲和乙的運(yùn)行周期相等,故對(duì)于衛(wèi)星甲,其軌道半徑,即為半長(zhǎng)軸,故乙衛(wèi)星的近地點(diǎn)到地心距離為,而橢圓軌道的半長(zhǎng)軸應(yīng)滿足根據(jù)開(kāi)普勒第三定律,衛(wèi)星乙的半長(zhǎng)軸也為r,即解得B正確。故選B。7.如圖(a)所示,將洛倫茲力演示器放在水平桌面上。勵(lì)磁線圈中通入電流可使玻璃泡內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與勵(lì)磁線圈中的電流成正比,電子槍水平向左發(fā)射速率恒為v的電子束。如圖(b)示,球形玻璃泡的球心為O,半徑為R,電子槍在O點(diǎn)正下方0.75R處,當(dāng)勵(lì)磁線圈中電流為時(shí),電子恰好打在玻璃泡上與圓心等高的A點(diǎn),如圖(b)中“軌跡1”;當(dāng)勵(lì)磁線圈中電流為時(shí),電子以O(shè)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖(b)中“軌跡2”,不計(jì)電子之間的相互作用,則()A.兩種情況下電子的運(yùn)動(dòng)周期相同B.電流為時(shí),電子的軌道半徑為1.1RC.與的大小之比為9∶16D.與的大小之比為18∶25【答案】D【解析】A.根據(jù)題意B=kI,電子運(yùn)動(dòng)的周期兩種情況下勵(lì)磁線圈電流不同,則電子的運(yùn)動(dòng)周期不相同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.電流為時(shí),由幾何關(guān)系可知解得電子的軌道半徑為,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;CD.根據(jù),B=kI可得與的大小之比為,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。故選D。8.某汽車在平直路面上行駛,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以30Hz的頻率工作時(shí),會(huì)引起車體共振而劇烈振動(dòng)。關(guān)于車體,下列說(shuō)法正確的是()A.固有頻率等于30HzB.固有頻率小于30HzC.在該狀態(tài)下的振動(dòng)頻率等于30HzD.在該狀態(tài)下的振動(dòng)頻率小于30Hz【答案】AC【解析】AB.當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生共振時(shí),驅(qū)動(dòng)力的頻率(30Hz)等于系統(tǒng)的固有頻率,故A正確,B錯(cuò)誤;CD.受迫振動(dòng)的頻率由驅(qū)動(dòng)力頻率決定,與是否共振無(wú)關(guān),因此振動(dòng)頻率為30Hz,故C正確,D錯(cuò)誤。故選AC。9.如圖所示,某同學(xué)在不同高處,固定兩根僅長(zhǎng)度不同的銅制圓管M、N,兩管均豎直。在管口正上方同一水平高度,同時(shí)靜止釋放兩個(gè)相同的很小的強(qiáng)磁鐵甲和乙(磁極分別在上下端),兩磁鐵穿過(guò)銅管后恰好同時(shí)落地。不考慮兩磁鐵之間的相互作用及磁鐵在銅管外與銅管的相互作用,不計(jì)空氣阻力。則兩磁鐵()A.剛進(jìn)入銅管時(shí),受到銅管的作用力方向不同B.剛進(jìn)入銅管時(shí),受到銅管的作用力方向相同C.下落的整個(gè)過(guò)程中,M產(chǎn)生的焦耳熱大于N產(chǎn)生的焦耳熱D.下落的整個(gè)過(guò)程中,M產(chǎn)生的焦耳熱小于N產(chǎn)生的焦耳熱【答案】BD【解析】AB.依據(jù)楞次定律,兩磁鐵剛進(jìn)入銅管時(shí),銅管中磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng),阻礙磁鐵運(yùn)動(dòng),作用力方向均向上,A錯(cuò)誤,B正確;CD.兩磁鐵“穿過(guò)銅管后恰好同時(shí)落地”,雖銅管中因電磁阻尼運(yùn)動(dòng)不同,但最終同時(shí)落地,銅制圓管N下端更靠下,磁鐵下落穿過(guò)圓管N時(shí)速度更大,可判斷銅制圓管N更長(zhǎng)。依據(jù)能量守恒,磁鐵下落穿過(guò)圓管N時(shí),產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)更大。故下落的整個(gè)過(guò)程中,M產(chǎn)生的焦耳熱小于N產(chǎn)生的焦耳熱,C錯(cuò)誤,D正確。故選BD。10.工程師設(shè)計(jì)了一個(gè)貨物緩沖裝置。如圖(a)所示,傾角的固定光滑斜面與水平地面在C點(diǎn)平滑連接,兩條寬度不計(jì)的緩沖條(貨物每次經(jīng)過(guò)時(shí)損失的機(jī)械能相等)分別嵌入地面上A、B兩處。為檢驗(yàn)裝置緩沖性能,工程師使貨物以一定的初速度從O點(diǎn)水平向右滑出,并記錄了貨物從O點(diǎn)開(kāi)始至動(dòng)能首次減為零的過(guò)程中,動(dòng)能與路程s的關(guān)系圖像,如圖(b)所示。已知,貨物質(zhì)量,重力加速度g取,不計(jì)空氣阻力,貨物可視為質(zhì)點(diǎn),則貨物()A.與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5B.沿斜面上滑的最大距離為2mC.每次經(jīng)過(guò)緩沖條損失的機(jī)械能為5JD.最終停止的位置與O點(diǎn)的距離為1.8m【答案】ACD【解析】A.根據(jù)動(dòng)能定理可知,圖像的斜率等于合外力,在平面時(shí)在斜面上時(shí)因從B點(diǎn)以后的圖像是直線,可知三段圖像應(yīng)該是平行的,由圖可知,可得μ=0.5,選項(xiàng)A正確;B.從B點(diǎn)到到達(dá)斜面最遠(yuǎn)點(diǎn)解得xm=2.2m即物塊沿斜面上滑的最大距離為2.2m,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.由圖可知可得每次經(jīng)過(guò)緩沖條損失的機(jī)械能為?E=5J,選項(xiàng)C正確;D.由上述分析可知,物塊每次經(jīng)過(guò)緩沖條一次動(dòng)能損失5J,在OA、AB、BC段每段損失動(dòng)能也是5J,回到斜面底端時(shí)的動(dòng)能為36J-5×5J=11J,則物塊能越過(guò)B點(diǎn)剩余1J的動(dòng)能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)停止,即最終停止的位置與O點(diǎn)的距離為1.8m,選項(xiàng)D正確。故選ACD。二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,共15分)11.某小組用“插針?lè)ā睖y(cè)量玻璃的折射率:如圖(a)所示,在木板上面鋪一張白紙,把兩面平行的玻璃磚放在紙上,描出玻璃磚的兩個(gè)邊和。在玻璃磚的一側(cè)插兩個(gè)大頭針A、B,確定射入玻璃磚的光線;在玻璃磚的另一側(cè)依次插大頭針C、D,確定從玻璃磚射出的光線。在白紙上描出光線的徑跡,測(cè)量相應(yīng)的角度、,計(jì)算玻璃磚的折射率n?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作,下列描述合理的是______A.實(shí)驗(yàn)中可以直接用手接觸玻璃磚的光學(xué)面B.為減小實(shí)驗(yàn)誤差,大頭針之間的距離要盡可能小C.插大頭針D時(shí),必須使它把前三個(gè)大頭針都擋?。?)該小組測(cè)量了多組數(shù)據(jù),甲、乙兩位同學(xué)分別采用了下表中的處理方法計(jì)算折射率,你認(rèn)為合理的是______。(填“甲”或“乙”)甲項(xiàng)目12345平均值0.260.500.710.870.97
0.170.310.470.590.68
n1.531.611.511.471.431.51乙項(xiàng)目12345平均值0.260.500.710.870.970.660.170.310.470.590.680.44n
1.50(3)該小組實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)該玻璃磚內(nèi)部有一空氣層,且空氣層邊界與玻璃磚外表面均平行,如圖(b)所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)光線通過(guò)了空氣層的中間區(qū)域,則實(shí)驗(yàn)中測(cè)得玻璃的折射率比真實(shí)值______(填“偏大”或“偏小”)【答案】(1)C(2)甲(3)偏小【解析】(1)A.玻璃磚的光學(xué)面不能用手直接接觸,接觸面的污漬會(huì)影響接觸面的平整,進(jìn)而影響折射率的測(cè)定,故A錯(cuò)誤;B.折射光線是通過(guò)隔著玻璃觀察成一條直線確定的,大頭針間的距離太小,引起的角度誤差會(huì)較大,大頭針之間的距離適當(dāng)大些,可以提高精確度,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知,該同學(xué)接下來(lái)要完成的必要步驟有,插上大頭針C,使擋住A、B的像;插上大頭針D,使擋住C和A、B的像,故C正確。故選C。(2)在測(cè)量折射規(guī)律實(shí)驗(yàn)中,通常根據(jù)光的折射定律計(jì)算折射率n。甲同學(xué)的處理方法是針對(duì)每組數(shù)據(jù)分別計(jì)算n,再取n的平均值,這種方法符合“多次測(cè)量取平均以減小誤差”的實(shí)驗(yàn)原則,有利于減小誤差。乙同學(xué)先把數(shù)據(jù)進(jìn)行平均,在計(jì)算折射率n誤差較大,故選甲。(3)如圖所示沒(méi)有空氣層時(shí)光線從E點(diǎn)射出,有空氣層后從F點(diǎn)射出,使得折射角變大,入射角不變,所以折射率變小。12.某同學(xué)為測(cè)量一節(jié)舊干電池的內(nèi)阻,使用的器材有:電阻箱(0~999.9)毫安表(量程0~100mA,內(nèi)阻不計(jì))電流表(量程0~0.6A,內(nèi)阻不計(jì))滑動(dòng)變阻器(0~20)干電池開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干(1)該同學(xué)設(shè)計(jì)的電路圖如圖所示。請(qǐng)?jiān)趫D中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖補(bǔ)充完整。(2)閉合開(kāi)關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片到恰當(dāng)位置,調(diào)節(jié)電阻箱,使?jié)M偏,此時(shí)面板如圖所示,則電阻箱阻值=______。(3)改變滑片位置,調(diào)節(jié)電阻箱,使再次滿偏,記錄電阻箱阻值及對(duì)應(yīng)的示數(shù)。多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:項(xiàng)目1234567813.412.912.312.011.411.110.610.30.180.240.310.350.430.470.520.56根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),該同學(xué)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)如圖所示,請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)紙上繪制關(guān)系圖像(用直線擬合)。(4)若擬合的圖線斜率的絕對(duì)值為k,的滿偏電流為,則該電池的內(nèi)阻r=______(結(jié)果用、k表示)。(5)實(shí)驗(yàn)中,若考慮內(nèi)阻的影響,從設(shè)計(jì)原理上看,該電池內(nèi)阻的測(cè)量值______真實(shí)值(填“大于”或“小于”)?!敬鸢浮浚?)(2)(3)(4)(5)大于【解析】(1)(2)電阻箱讀數(shù)方法是各旋鈕對(duì)應(yīng)數(shù)值乘以倍率后相加。(3)(4)電路中,的滿偏電流為,根據(jù)電路關(guān)系,由閉合電路歐姆定律可得整理與的關(guān)系可得化簡(jiǎn)得(5)不考慮內(nèi)阻時(shí),推導(dǎo)關(guān)系為考慮內(nèi)阻,實(shí)際推導(dǎo)時(shí),原來(lái)的電路關(guān)系中內(nèi)阻會(huì)包含,化簡(jiǎn)得則內(nèi)阻未被扣除,測(cè)量時(shí)把內(nèi)阻也算入了“電池內(nèi)阻”,所以測(cè)量值大于真實(shí)值。三、計(jì)算題(本題共3小題,共42分。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須寫出數(shù)值和單位)13.某登山運(yùn)動(dòng)員在攀登珠穆朗瑪峰的過(guò)程中,裸露在外的手表表盤玻璃因內(nèi)外壓強(qiáng)差過(guò)大而爆裂。已知該手表表盤內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)表內(nèi)氣體熱力學(xué)溫度為時(shí),壓強(qiáng)為。(1)若不考慮表內(nèi)氣體體積變化,爆裂前瞬間表內(nèi)氣體溫度為0.8,求爆裂前瞬間表內(nèi)氣體的壓強(qiáng);(2)為防止表盤爆裂,設(shè)計(jì)師將該手表表盤玻璃換為柔性材料(假設(shè)表內(nèi)氣體未溢出),當(dāng)表內(nèi)氣體溫度為0.8時(shí),體積變?yōu)樵瓉?lái)的1.2倍,求此時(shí)表內(nèi)氣體的壓強(qiáng)?!敬鸢浮浚?)(2)【解析】(1)由于整個(gè)過(guò)程為等容變化,根據(jù)查理定律則有解得爆裂前瞬間表內(nèi)氣體的壓強(qiáng)(2)設(shè)表
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