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魯科版高中物理必修二 4.1勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述 同步測(cè)試一、單選題(共10題;共20分)1.如圖是自行車(chē)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖,其中是半徑為r1的大鏈輪,是半徑為r2的小飛輪,是半徑為r3的后輪,假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n(單位:r/s),則自行車(chē)后輪邊緣的線(xiàn)速度為( )a.b.c.d.2.如圖所示的皮帶傳動(dòng)裝置中,m、n分別是兩個(gè)輪邊緣的質(zhì)點(diǎn),兩皮帶輪半徑分別為r和r,且r= r,則( )a.m、n角速度之比為3:2b.m、n線(xiàn)速度大小之比為3:2c.m、n向心加速度之比為1:1d.以上說(shuō)法都不正確3.皮帶傳動(dòng)裝置中,小輪半徑為r,大輪半徑為2ra和b分別是兩個(gè)輪邊緣上的質(zhì)點(diǎn),大輪中另一質(zhì)點(diǎn)p到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離也為r,皮帶不打滑則( )a.a與p的角速度相同b.b與p的線(xiàn)速度相同c.b的向心加速度是a的 d.p的向心加速度是a的 4.如圖所示,在皮帶傳動(dòng)裝置中,從動(dòng)輪b半徑是主動(dòng)輪a半徑的2倍,皮帶與輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng),則下列說(shuō)法中正確是( )a.兩輪邊緣的線(xiàn)速度大小相等b.兩輪的角速度相等c.b輪邊緣的線(xiàn)速度是a輪邊緣線(xiàn)速度的2倍d.b輪的角速度是a輪角速度的2倍5.一質(zhì)點(diǎn)以勻速率在水平面上做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),其軌跡如圖所示從圖中可以看出,質(zhì)點(diǎn)在a、b、c、d四點(diǎn)處加速度最大的點(diǎn)是()a.ab.bc.cd.d6.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,下列哪些量是不變的( ) a.線(xiàn)速度b.角速度c.向心加速度d.向心力7.關(guān)于曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是() a.物體在恒力作用下不可能做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)b.物體在變力作用下一定做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)c.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的角速度時(shí)刻改變d.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的線(xiàn)速度時(shí)刻改變8.如圖所示,o1、o2是皮帶傳動(dòng)的兩輪,o1半徑是o2的2倍,o1上的c點(diǎn)到軸心的距離等于半徑的一半,則( )a.va:vb=1:2b.va:vc=1:2c.a:b=1:2d.a:c=1:29.下列說(shuō)法正確的是() a.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種勻速運(yùn)動(dòng)b.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種勻變速運(yùn)動(dòng)c.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng)d.物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),其合力垂直于速度方向10.甲、乙兩物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其質(zhì)量之比為1:2,轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為l:2,在相等時(shí)間里甲轉(zhuǎn)過(guò)600 , 乙轉(zhuǎn)過(guò)450 , 則它們所受合外力之比為() a.1:4b.2:3c.4:9d.9:16二、多選題(共3題;共9分)11.如圖所示的傳動(dòng)裝置中,b、c兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng),a、b兩輪用皮帶傳動(dòng),三個(gè)輪的半徑關(guān)系是r1:r2:r3=1:3:2若皮帶不打滑,則a、b、c三輪邊緣上a、b、c三點(diǎn)的()a.線(xiàn)速度之比va:vb:vc=3:1:1b.線(xiàn)速度之比va:vb:vc=3:3:2c.角速度之比a:b:c=3:1:1d.角速度之比a:b:c=3:3:212.(2013海南)關(guān)于物體所受合外力的方向,下列說(shuō)法正確的是( ) a.物體做速率逐漸增加的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),其所受合外力的方向一定與速度方向相同b.物體做變速率曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),其所受合外力的方向一定改變c.物體做變速率圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),其所受合外力的方向一定指向圓心d.物體做勻速率曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),其所受合外力的方向總是與速度方向垂直13.在如圖所示的皮帶傳動(dòng)裝置中,a是大輪邊緣上的一點(diǎn),b是小輪邊緣上的一點(diǎn)當(dāng)皮帶輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),皮帶與輪間不打滑a、b兩點(diǎn)的線(xiàn)速度和角速度的大小關(guān)系是( )a.vavbb.va=vbc.abd.ab三、填空題(共3題;共7分)14.如圖所示為探究質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度隨半徑變化關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的圖象,其中a為雙曲線(xiàn)的一個(gè)分支該實(shí)驗(yàn)使用了_法,得到a圖線(xiàn)是控制_大小不變,研究向心加速度a與半徑r的關(guān)系得到b圖線(xiàn)是控制_不變,研究向心加速度a與半徑r的關(guān)系15.如圖所示為一皮帶傳動(dòng)裝置,在傳動(dòng)過(guò)程中皮帶不打滑a、b分別是小齒輪和大齒輪邊緣上的點(diǎn),c是大齒輪上某條半徑上的中點(diǎn),已知大齒輪的半徑是小齒輪半徑的2倍若a點(diǎn)的線(xiàn)速度大小為v,則b點(diǎn)的線(xiàn)速度大小為_(kāi),c點(diǎn)的線(xiàn)速度大小為_(kāi)16.如圖所示,某種變速自行車(chē),有六個(gè)飛輪和三個(gè)鏈輪,鏈輪和飛輪的齒數(shù)如下表所示,后輪的直徑為d=666mm 當(dāng)人騎該車(chē),使腳踏板以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),自行車(chē)行進(jìn)的最大速度和最小速度之比為_(kāi);當(dāng)人騎該車(chē)行進(jìn)的速度為v=4m/s時(shí),腳踩踏板作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最小角速度是_rad/s 四、計(jì)算題(共1題;共5分)17.如圖所示,壓路機(jī)大輪的半徑r是小輪半徑r的2倍,壓路機(jī)勻速行進(jìn)時(shí),大輪邊緣上a點(diǎn)的向心加速度是0.12m/s2 , 那么小輪邊緣上的b點(diǎn)向心加速度是多少?大輪上距軸心的距離為的c點(diǎn)的向心加速度是多大?五、實(shí)驗(yàn)探究題(共1題;共5分)18.如圖甲所示為測(cè)量電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的實(shí)驗(yàn)裝置,半徑不大的圓形卡紙固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上,在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)在圓形卡紙的旁邊垂直安裝一個(gè)改裝了的電火花計(jì)時(shí)器(1)請(qǐng)將下列實(shí)驗(yàn)步驟按先后排序:_a 使電火花計(jì)時(shí)器與圓形卡紙保持良好接觸b 接通電火花計(jì)時(shí)器的電源,使它工作起來(lái)c 啟動(dòng)電動(dòng)機(jī),使圓形卡紙轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)d 關(guān)閉電動(dòng)機(jī),拆除電火花計(jì)時(shí)器;研究卡紙上留下的一段痕跡(如圖乙所示),寫(xiě)出角速度的表達(dá)式,代入數(shù)據(jù),得出的測(cè)量值 (2)要得到的測(cè)量值,還缺少一種必要的測(cè)量工具,它是 a.秒表b.毫米刻度尺c.圓規(guī)d.量角器(3)寫(xiě)出角速度的表達(dá)式_,并指出表達(dá)式中各個(gè)物理量的意義:_ 六、綜合題(共2題;共25分)19.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,10s內(nèi)沿半徑是20m的圓周運(yùn)動(dòng)100m,試求物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí): (1)線(xiàn)速度的大?。?(2)角速度的大??; (3)周期的大小 20.在光滑水平桌面中央固定一邊長(zhǎng)為0.3m的小正三棱柱abc俯視如圖所示。長(zhǎng)度為l=1m的細(xì)線(xiàn),一端固定在a點(diǎn),另一端拴住一個(gè)質(zhì)量為m=1kg、不計(jì)大小的小球。初始時(shí)刻,把細(xì)線(xiàn)拉直在ca的延長(zhǎng)線(xiàn)上,并給小球以v0=1m/s且垂直于細(xì)線(xiàn)方向的水平速度,由于棱柱的存在,細(xì)線(xiàn)逐漸纏繞在棱柱上。已知細(xì)線(xiàn)所能承受的最大張力為8n , 求:(1)小球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至繩斷時(shí)的位移。 (2)繩斷裂前小球運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。 答案解析部分一、單選題1.【答案】d 【解析】【解答】解:轉(zhuǎn)速為單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù),因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)一圈,對(duì)圓心轉(zhuǎn)的角度為2,所以=2n,因?yàn)橐獪y(cè)量自行車(chē)車(chē)輪iii邊緣上的線(xiàn)速度的大小,根據(jù)題意知:輪i和輪ii邊緣上的線(xiàn)速度的大小相等,據(jù)v=r可知:r11=r22 , 已知1=2n,則輪ii的角速度2= 1 因?yàn)檩唅i和輪iii共軸,所以轉(zhuǎn)動(dòng)的相等即3=2 , 根據(jù)v=r可知,v=r33= ;所以選項(xiàng)d正確故選:d【分析】大齒輪和小齒輪靠鏈條傳動(dòng),線(xiàn)速度相等,根據(jù)半徑關(guān)系可以求出小齒輪的角速度后輪與小齒輪具有相同的角速度,若要求出自行車(chē)的速度,需要知道后輪的半徑,抓住角速度相等,求出自行車(chē)的速度2.【答案】a 【解析】【解答】解:兩輪用皮帶相連,故邊緣處的線(xiàn)速度相等;則由v=r可知,角速度之比為半徑的反比;故角速度之比為3:2;向心加速度a= ;也與半徑成反比;故向心加速度之比為:3:2;故a正確;故選:a【分析】用皮帶相連的兩轉(zhuǎn)動(dòng)物體,邊緣處線(xiàn)速度相等;再根據(jù)角速度和線(xiàn)速度的關(guān)系以及向心加速度的公式可確定角速度和向心加速度的比值3.【答案】c 【解析】【解答】解:a、a、b兩點(diǎn)線(xiàn)速度相等,b、p兩點(diǎn)角速度相等,a、b的半徑不等,則a、b的角速度不等,則a、p的角速度不同故a錯(cuò)誤b、b、p的角速度相等,半徑不等,根據(jù)v=r,b、p的線(xiàn)速度不同故b錯(cuò)誤c、a、b的線(xiàn)速度相等,根據(jù) 知,a的向心加速度時(shí)b的2倍故c正確d、p、b角速度相等,根據(jù)a=r2知b的向心加速度時(shí)p的2倍,a的向心加速度時(shí)b的2倍則p的向心加速度時(shí)a的 故d錯(cuò)誤故選:c【分析】靠傳送帶傳動(dòng)輪子邊緣上的點(diǎn)線(xiàn)速度相等,共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn),角速度相等根據(jù) 得出向心加速度的關(guān)系4.【答案】a 【解析】【解答】解:ac、兩輪子邊緣上的點(diǎn),靠傳送帶傳動(dòng),線(xiàn)速度大小相等,故a正確,c錯(cuò)誤;bd、根據(jù) 知,兩輪的角速度不等, ,b輪的角速度是a輪的 ,故b錯(cuò)誤,d錯(cuò)誤;故選:a【分析】?jī)奢喿舆吘壣系狞c(diǎn),靠傳送帶傳動(dòng),線(xiàn)速度大小相等,結(jié)合v=r得出角速度大小關(guān)系5.【答案】c 【解析】【解答】由圖知c處曲率半徑最小,質(zhì)點(diǎn)的速率不變,由公式a= , 知c點(diǎn)的加速度最大,故選:c【分析】質(zhì)點(diǎn)做勻速度運(yùn)動(dòng),可借助向心加速度公式a= , 分析加速度的大小6.【答案】b 【解析】【解答】解:在描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量中,線(xiàn)速度、向心加速度、向心力這幾個(gè)物理量都是矢量,雖然其大小不變但是方向在變,因此這些物理量是變化的;所以保持不變的量是角速度,所以b正確故選b【分析】對(duì)于物理量的理解要明確是如何定義的決定因素有哪些,是標(biāo)量還是矢量,如本題中明確描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的各個(gè)物理量特點(diǎn)是解本題的關(guān)鍵,尤其是注意標(biāo)量和矢量的區(qū)別7.【答案】d 【解析】解答:【解答】a、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件是物體的速度方向與合力方向不共線(xiàn),平拋運(yùn)動(dòng)合力恒定,做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故a錯(cuò)誤;b、變力可能是方向不變,大小變化,如果合力與速度一直共線(xiàn),但合力大小變化,物體做變加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故b錯(cuò)誤;c、勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的角速度不變,故c錯(cuò)誤;d、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度方向不斷改變,線(xiàn)速度時(shí)刻改變,故d正確;故選:d分析:曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件是物體的速度方向與合力方向不共線(xiàn);曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合力可以是變力,也可以是恒力,如平拋運(yùn)動(dòng)合力恒定,勻速圓周運(yùn)動(dòng)合力是變力,勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的角速度不變,線(xiàn)速度是矢量,方向時(shí)刻改變8.【答案】c 【解析】【解答】解:a、ab兩點(diǎn)屬于傳送帶傳送所以它們的線(xiàn)速度相等;故a錯(cuò)誤;b、ac屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng),具有相等的角速度,由v=r,可知a與c的線(xiàn)速度關(guān)系:va:vc=ra:rc=2:1,故b錯(cuò)誤;c、ab兩點(diǎn)的線(xiàn)速度相等,a的半徑是b的半徑的2倍,根據(jù)v=r,知a:b=1:2故c正確;d、ac屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng),具有相等的角速度故d錯(cuò)誤;故選:c【分析】靠傳送帶傳動(dòng)輪子邊緣上的點(diǎn)具有相同的線(xiàn)速度,共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)具有相同的角速度根據(jù)v=r判斷線(xiàn)速度與角速度的關(guān)系9.【答案】c 【解析】解答:【解答】a、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線(xiàn)方向,時(shí)刻發(fā)生變化,加速度方向始終指向圓心,始終變化,所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng),故ab錯(cuò)誤,c正確;d、只有勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力提供向心力,方向與速度方向垂直,非勻速圓周運(yùn)動(dòng)合外力不與速度方向垂直,故d錯(cuò)誤故選:c分析:物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),這里的勻速是指速度大小不變,由于圓周運(yùn)動(dòng)方向時(shí)刻在變化勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力提供向心力,方向與速度方向垂直10.【答案】c 【解析】【分析】在相同的時(shí)間內(nèi)甲轉(zhuǎn)過(guò)600 , 乙轉(zhuǎn)過(guò)450 , 所以可得根據(jù)公式可得,故選c?!军c(diǎn)評(píng)】基礎(chǔ)題,關(guān)鍵是知道公式。二、多選題11.【答案】b,c 【解析】【解答】a、點(diǎn)a、b靠傳送帶傳動(dòng),則線(xiàn)速度相等,即va=vb , b、c的角速度相等,即b=c , 根據(jù)v=r,知vb:vc=r3:r2=3:2所以va:vb:vc=3:3:2故a錯(cuò)誤,b正確;c、根據(jù)v=r知,a:b=r2:r1=3:1,則a:b:c=3:1:1故c正確,d錯(cuò)誤故選:bc【分析】a、b靠傳送帶傳動(dòng),線(xiàn)速度大小相等,b、c共軸轉(zhuǎn)動(dòng),角速度相等,結(jié)合線(xiàn)速度與角速度的關(guān)系即可求出12.【答案】a,d 【解析】【解答】解:a、合力的方向與加速度方向相同,與速度的方向和位移的方向無(wú)直接關(guān)系,當(dāng)物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度方向與速度方向相同;當(dāng)物體做減速運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度的方向與速度的方向相反,故a正確,b、物體做變速率曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),其所受合外力的方向不一定改變,比如:平拋運(yùn)動(dòng),故b錯(cuò)誤c、物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),其所受合外力的方向一定指向圓心,若非勻速圓周運(yùn)動(dòng),則合外力一定不指向圓心,故c錯(cuò)誤d、物體做勻速率曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),速度的大小不變,所以其所受合外力始終指向圓心,則其的方向總是與速度方向垂直,故d正確,故選:ad【分析】勻加速運(yùn)動(dòng)中,加速度方向與速度方向相同;勻減速運(yùn)動(dòng)中,速度方向可正可負(fù),但二者方向必相反;加速度的正負(fù)與速度正方向的選取有關(guān)13.【答案】b,d 【解析】【解答】解:a、皮帶在傳動(dòng)時(shí),皮帶與輪之間不打滑,則大輪上的a點(diǎn)與小輪上的b點(diǎn)均與皮帶間保持相對(duì)靜止,有va=vb;故a錯(cuò)誤,b正確;c、由有v=r,得到:va=ra,vb=rb,故ab; 故c錯(cuò)誤,d正確故選:bd【分析】一個(gè)皮帶傳動(dòng)裝置,在傳動(dòng)時(shí),若皮帶與輪之間不打滑,則大輪上的a點(diǎn)與小輪上的b點(diǎn)均與皮帶間保持相對(duì)靜止,速度是大小相等的;再根據(jù)線(xiàn)速度與角速度公式v=r分析判斷三、填空題14.【答案】控制變量;線(xiàn)速度;角速度 【解析】【解答】在研究?jī)蓚€(gè)物理量之間關(guān)系時(shí),要控制其他的量保持不變,這是物理上常用的方法,叫控制變量法a為雙曲線(xiàn)的一個(gè)分支,知a的向心加速度與半徑成反比,根據(jù)根據(jù)a=知,a的線(xiàn)速度不變b為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(xiàn),知b的向心加速度與半徑成正比,根據(jù)a=r2知,b的角速度不變故答案為:控制變量;線(xiàn)速度;角速度【分析】根據(jù)a=知,線(xiàn)速度不變時(shí),向心加速度與r成反比;角速度不變時(shí),向心加速度與r成正比15.【答案】v;【解析】【解答】解:靠傳送帶傳到輪子邊緣上的點(diǎn)線(xiàn)速度大小相等,若a點(diǎn)的線(xiàn)速度大小為v,則b點(diǎn)的線(xiàn)速度大小也為v;共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn),角速度相等,故b、c角速度相等,根據(jù)v=r,b、c的線(xiàn)速度之比為2:1,故c的線(xiàn)速度為 ;故答案為:v, 【分析】靠傳送帶傳到輪子邊緣上的點(diǎn)線(xiàn)速度大小相等,共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn),角速度相等,結(jié)合線(xiàn)速度和角速度的關(guān)系進(jìn)行比較16.【答案】4;3 【解析】【解答】腳踏板以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),當(dāng)鏈輪的齒數(shù)最多,飛輪的齒數(shù)最少,自行車(chē)的行進(jìn)速度最大;當(dāng)鏈輪的齒數(shù)最少,飛輪的齒數(shù)最多,自行車(chē)的行駛速度最小鏈輪和飛輪的輪半徑與齒數(shù)成正比,因?yàn)槭且揽客粋€(gè)鏈條傳動(dòng),所以鏈輪與飛輪的輪緣線(xiàn)速度是一樣的,所以鏈r鏈=飛r飛 , 亦即鏈n鏈=飛n飛 當(dāng)n鏈=48,n飛=12時(shí),自行車(chē)速度最大,此時(shí)飛=4鏈 , 當(dāng)n鏈=28 , n飛=28時(shí),自行車(chē)速度最小,此時(shí)飛=鏈 , 而自行車(chē)的速度v , 所以自行車(chē)的最大速度和最小速度之比為4當(dāng)自行車(chē)行駛速度一定時(shí),即后輪的角速度一定,飛輪的角速度一定,根據(jù)鏈n鏈=飛n飛 腳踏板和鏈輪有相同的角速度,知要使腳踩踏板作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度最小,則n鏈最多,n飛最少,即n鏈=48,n飛=12飛=后= ,所以腳=鏈= =3.0rad/s 故本題答案為:4,3.0【分析】在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,腳踏板和鏈輪因?yàn)楣草S,有相同的角速度,鏈輪的邊緣和飛輪的邊緣通過(guò)鏈條連接,有相同的線(xiàn)速度大小,飛輪和后輪共軸,有相同的角速度腳踏板以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),當(dāng)鏈輪的齒數(shù)最多,飛輪的齒數(shù)最少,自行車(chē)的行進(jìn)速度最大;當(dāng)鏈輪的齒數(shù)最少,飛輪的齒數(shù)最多,自行車(chē)的行駛速度最小四、計(jì)算題17.【答案】解:大輪邊緣上a點(diǎn)的線(xiàn)速度大小與小輪邊緣上b點(diǎn)的線(xiàn)速度大小相等由aa= 和ab=得:ab= aa=20.12cm/s2=0.24cm/s2c點(diǎn)和a點(diǎn)同在大軸上,角速度相同,由aa=2r和ac=2 得:ac= 0.12cm/s2=0 06cm/s2 答:b點(diǎn)的向心加速度是0.24cm/s2 , c點(diǎn)的向心加速度大小是0.06cm/s2 【解析】【分析】根據(jù)同軸傳動(dòng)角速度相等,同緣傳動(dòng)邊緣點(diǎn)線(xiàn)速度大小相等,結(jié)合a= 與a=2r , 即可求解五、實(shí)驗(yàn)探究題18.

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