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2024-2025學(xué)年北京市西城區(qū)北京市第四中學(xué)高三年級(jí)物理試題周測(cè)三考生請(qǐng)注意:1.答題前請(qǐng)將考場(chǎng)、試室號(hào)、座位號(hào)、考生號(hào)、姓名寫在試卷密封線內(nèi),不得在試卷上作任何標(biāo)記。2.第一部分選擇題每小題選出答案后,需將答案寫在試卷指定的括號(hào)內(nèi),第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3.考生必須保證答題卡的整潔??荚嚱Y(jié)束后,請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題:本題共6小題,每小題4分,共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、下列關(guān)于天然放射現(xiàn)象的敘述中正確的是()A.人類揭開原子核的秘密,是從發(fā)現(xiàn)質(zhì)子開始的B.衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)化成一個(gè)中子和一個(gè)電子C.一種放射性元素,當(dāng)對(duì)它施加壓力、提高溫度時(shí),其半衰期不變D.α、β、γ三種射線中,α射線穿透能力最強(qiáng),γ射線電離作用最強(qiáng)2、如圖所示,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比,副線圈接有一負(fù)載電阻和一個(gè)閃光燈,閃光燈兩端的電壓不小于55V時(shí),閃光燈就會(huì)發(fā)光。已知a、b間接有的交流電壓,負(fù)載電阻R=55Ω,則()A.1min內(nèi),閃光燈發(fā)光時(shí)間為30s B.電壓表的示數(shù)為C.電流表的示數(shù)為1A D.閃光燈閃光的頻率為50Hz3、如圖,在真空中的絕緣光滑水平面上,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上分別固定放置電量為+Q、+Q、-Q的點(diǎn)電荷,以圖中頂點(diǎn)為圓心、0.5L為半徑的圓與其腰及底邊中線的交點(diǎn)分別為A、B、C、D。下列說法正確的是()A.A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)等于C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B.B點(diǎn)電勢(shì)等于D點(diǎn)電勢(shì)C.由A點(diǎn)靜止釋放一正點(diǎn)電荷+q,其軌跡可能是直線也可能是曲線D.將正點(diǎn)電荷+q沿圓弧逆時(shí)針從B經(jīng)C移到D,電荷的電勢(shì)能始終不變4、如圖所示,質(zhì)量為4kg的物體在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5的水平面上向右運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過程中受到水平向左、大小為10N的拉力作用,則物體所受摩擦力為(g=10N/kg)A.10N,向右 B.10N,向左C.20N,向右 D.20N,向左5、如圖,絕緣光滑圓環(huán)豎直放置,a、b、c為三個(gè)套在圓環(huán)上可自由滑動(dòng)的空心帶電小球,已知小球c位于圓環(huán)最高點(diǎn),ac連線與豎直方向成60°角,bc連線與豎直方向成30°角,三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是()A.a(chǎn)、b、c小球帶同種電荷 B.a(chǎn)、b小球帶異種電荷,b、c小球帶同種電荷C.a(chǎn)、b小球電量之比為 D.a(chǎn)、b小球電量之比6、2024年我國(guó)或?qū)⒊蔀槿蛭ㄒ粨碛锌臻g站的國(guó)家。若我國(guó)空間站離地面的高度是同步衛(wèi)星離地面高度的,同步衛(wèi)星離地面的高度為地球半徑的6倍。已知地球的半徑為R,地球表面的重力加速度為g,則空間站繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期的表達(dá)式為()A.B.C.D.二、多項(xiàng)選擇題:本題共4小題,每小題5分,共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。7、一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)波形圖如圖中實(shí)線所示,此時(shí)波剛好傳到c點(diǎn),t=0.6s時(shí)波恰好傳到e點(diǎn),波形如圖中虛線所示,a、b、c、d、e是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn),下列說法正確的是________。A.當(dāng)t=0.5s時(shí)質(zhì)點(diǎn)b和質(zhì)點(diǎn)c的位移相等B.該機(jī)械波的傳播速度為5m/sC.質(zhì)點(diǎn)c在0~0.6s時(shí)間內(nèi)沿x軸正方向移動(dòng)了3mD.質(zhì)點(diǎn)d在0~0.6s時(shí)間內(nèi)通過的路程為20cmE.質(zhì)點(diǎn)d開始運(yùn)動(dòng)時(shí)方向沿y軸負(fù)方向8、如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一平面直角坐標(biāo)系xOy,存在一個(gè)范圍足夠大的垂直紙面向里的水平磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度沿x軸方向大小相同,沿y軸方向按By=ky(k為大于零的常數(shù))的規(guī)律變化。一光滑絕緣的半徑為R的半圓面位于豎直平面內(nèi),其圓心恰好位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處,將一銅環(huán)從半面左側(cè)最高點(diǎn)a從靜止釋放后,銅環(huán)沿半圓面運(yùn)動(dòng),到達(dá)右側(cè)的b點(diǎn)為最高點(diǎn),a、b高度差為h。下列說法正確的是()A.銅環(huán)在半圓面左側(cè)下滑過程,感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向B.銅環(huán)第一次經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)感應(yīng)電流達(dá)到最大C.銅環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)第二次到達(dá)右側(cè)最高點(diǎn)時(shí)與b點(diǎn)的高度差小于2hD.銅環(huán)沿半圓面運(yùn)動(dòng)過程,銅環(huán)所受安培力的方向總是與銅環(huán)中心的運(yùn)動(dòng)方向相反9、一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷下列過程后,說法正確的是()A.保持體積不變,增大壓強(qiáng),氣體內(nèi)能增大B.降低溫度,減小體積,氣體分子單位時(shí)間內(nèi)碰撞器壁單位面積的次數(shù)可能增大C.保持體積不變,降低溫度,氣體分子單位時(shí)間內(nèi)碰撞器壁單位面積的次數(shù)減小D.壓強(qiáng)減小,降低溫度,氣體分子間的平均距離一定減小E.保持溫度不變,體積增大,氣體一定從外界吸收熱量10、如圖半徑為R的內(nèi)壁光滑圓軌道豎直固定在桌面上,一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的小球靜止在軌道底部A點(diǎn)?,F(xiàn)用小錘沿水平方向快速擊打小球,使小球在極短的時(shí)間內(nèi)獲得一個(gè)水平速度后沿軌道在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小球回到A點(diǎn)時(shí),再次用小錘沿運(yùn)動(dòng)方向擊打小球,通過這兩次擊打,小球才能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)。已知小球在運(yùn)動(dòng)過程中始終未脫離軌道,在第一次擊打過程中小錘對(duì)小球做功W1,第二次擊打過程中小錘對(duì)小球做功W2。若兩次擊打過程中小錘對(duì)小球做功全部用來增加小球的動(dòng)能,則的值可能是()A. B. C.1 D.2三、實(shí)驗(yàn)題:本題共2小題,共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處,不要求寫出演算過程。11.(6分)在“測(cè)定一節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中:(1)第一組同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量,電壓表選擇量程“3V”,實(shí)驗(yàn)后得到了如圖乙的圖像,則電池內(nèi)阻為_______Ω;(2)第二組同學(xué)也利用圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量另一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,初始時(shí)滑片P在最右端,但由于滑動(dòng)變阻器某處發(fā)生斷路,合上開關(guān)后發(fā)現(xiàn)滑片P向左滑動(dòng)的過程中,電流表的示數(shù)先始終為零,滑過一段距離后,電流表的示數(shù)才逐漸增大。該組同學(xué)記錄了多組電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)、滑片P向左滑動(dòng)的距離x。然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分別作出了U-x圖象、I-x圖象,如圖丙所示,則根據(jù)圖像可知,電池的電動(dòng)勢(shì)為______V,內(nèi)阻為_______Ω。12.(12分)某同學(xué)在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中,利用以下器材:兩個(gè)輕彈簧A和B、白紙、方木板、橡皮筋、圖釘、細(xì)線、鉤碼、刻度尺、鉛筆。實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)用刻度尺測(cè)得彈簧A的原長(zhǎng)為6.00cm,彈簧B的原長(zhǎng)為8.00cm;(2)如圖甲,分別將彈簧A、B懸掛起來,在彈簧的下端掛上質(zhì)量為m=100g的鉤碼,鉤碼靜止時(shí),測(cè)得彈簧A長(zhǎng)度為6.98cm,彈簧B長(zhǎng)度為9.96cm。取重力加速度g=9.8m/s2,忽略彈簧自重的影響,兩彈簧的勁度系數(shù)分別為kA=_________N/m,kB=_________N/m;(3)如圖乙,將木板水平固定,再用圖釘把白紙固定在木板上,將橡皮筋一端固定在M點(diǎn),另一端系兩根細(xì)線,彈簧A、B一端分別系在這兩根細(xì)線上,互成一定角度同時(shí)水平拉彈簧A、B,把橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到紙面上某一位置,用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置記為O。測(cè)得此時(shí)彈簧A的長(zhǎng)度為8.10cm,彈簧B的長(zhǎng)度為11..80cm,并在每條細(xì)線的某一位置用鉛筆記下點(diǎn)P1和P2;(4)如圖丙,取下彈簧A,只通過彈簧B水平拉細(xì)線,仍將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn),測(cè)得此時(shí)彈簧B的長(zhǎng)度為13.90cm,并用鉛筆在此時(shí)細(xì)線的某一位置記下點(diǎn)P,此時(shí)彈簧B的彈力大小為F′=________N(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字);(5)根據(jù)步驟(3)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算彈簧A的拉力FA、彈簧B的拉力FB,在圖丁中按照給定的標(biāo)度作出FA、FB的圖示______,根據(jù)平行四邊形定則作出它們的合力F的圖示,測(cè)出F的大小為_________N。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)(6)再在圖丁中按照給定的標(biāo)度作出F′的圖示____,比較F與F′的大小及方向的偏差,均在實(shí)驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi),則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。四、計(jì)算題:本題共2小題,共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處,要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13.(10分)如圖甲所示,水平足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距L=0.3m。導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),其間連接有阻值R=0.8Ω的固定電阻。開始時(shí),導(dǎo)軌上固定著一質(zhì)量m=0.01kg、電阻r=0.4Ω的金屬桿cd,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下?,F(xiàn)用一平行金屬導(dǎo)軌平面的外力F沿水平方向拉金屬桿cd,使之由靜止開始運(yùn)動(dòng)。電壓采集器可將其兩端的電壓U即時(shí)采集并輸入電腦,獲得的電壓U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。求:(1)在t=4s時(shí)通過金屬桿的感應(yīng)電流的大小和方向;(2)4s內(nèi)金屬桿cd位移的大??;(3)4s末拉力F的瞬時(shí)功率。14.(16分)如圖所示,豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌水平間距為L(zhǎng),導(dǎo)軌下端接有阻值為R的電阻。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬細(xì)桿ab與豎直懸掛的絕緣輕質(zhì)彈簧相連,彈簧上端固定。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。現(xiàn)使細(xì)桿從彈簧處于原長(zhǎng)位置由靜止釋放,向下運(yùn)動(dòng)距離為h時(shí)達(dá)到最大速度vm,此時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能為Ep。導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),細(xì)桿與導(dǎo)軌接觸良好,重力加速度為g,求:(1)細(xì)桿達(dá)到最大速度m時(shí),通過R的電流大小I;(2)細(xì)桿達(dá)到最大速度vm時(shí),彈簧的彈力大小F;(3)上述過程中,R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。15.(12分)某種透明材料制成的半球殼,外徑是內(nèi)徑的兩倍,過球心O的截面如圖所示,A是外球面上的點(diǎn),AO是半球殼的對(duì)稱軸。一單色光在圖示截面內(nèi)從A點(diǎn)射入,當(dāng)入射角i=45°時(shí)折射光恰與內(nèi)球面相切于B點(diǎn)。(i)求透明材料對(duì)該光的折射率;(ii)要使從A點(diǎn)入射光的折射光能從內(nèi)球面射出半球殼,求光在A點(diǎn)入射角應(yīng)滿足的條件。
參考答案一、單項(xiàng)選擇題:本題共6小題,每小題4分,共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、C【解析】
A.天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部變化產(chǎn)生的,人類認(rèn)識(shí)原子核的復(fù)雜結(jié)構(gòu)并進(jìn)行研究是從貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開始的,故A錯(cuò)誤;B.衰變的實(shí)質(zhì)方程為,是原子核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,故B錯(cuò)誤;C.原子核的半衰期是由自身的結(jié)構(gòu)決定的,與物理?xiàng)l件(溫度、壓強(qiáng))和化學(xué)狀態(tài)(單質(zhì)、化合物)均無關(guān),則對(duì)原子核施加壓力、提高溫度時(shí),其半衰期不變,故C正確;D.α、β、γ三種射線中,γ射線穿透能力最強(qiáng)(主要看射線具有的能量),α射線電離作用最強(qiáng)(從射線自身的帶電情況衡量),故D錯(cuò)誤。故選C。2、A【解析】
根據(jù)公式可知,副線圈兩端的電壓有效值則電壓表的示數(shù)為55V,通過電阻R的電流由于閃光燈也有電流通過,故電流表的示數(shù)大于1A,根據(jù)正弦交變電流的特點(diǎn)可知,一個(gè)周期內(nèi)閃光燈有兩次閃光,因此閃光燈的頻率為交流電頻率的2倍,即為100Hz,副線圈兩端電壓的最大值為,根據(jù)正弦函數(shù)關(guān)系可知,一個(gè)周期內(nèi)閃光燈兩端的電壓超過55V的時(shí)間有半個(gè)周期,故1min內(nèi)閃光燈發(fā)光時(shí)間為30s;故A正確,BCD錯(cuò)誤。故選A。3、B【解析】
A.由場(chǎng)強(qiáng)疊加可知,A點(diǎn)和C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都不同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.由于底邊上的正負(fù)電荷在BD兩點(diǎn)形成電場(chǎng)的電勢(shì)疊加后的總電勢(shì)均為零,則BD兩點(diǎn)的電勢(shì)就等于頂端電荷在BD兩點(diǎn)的電勢(shì),則B點(diǎn)電勢(shì)等于D點(diǎn)電勢(shì),選項(xiàng)B正確;C.兩個(gè)正電荷形成的電場(chǎng)在兩個(gè)電荷連線的垂直平分線上,即與過-Q的電荷的直線上,可知A點(diǎn)與-Q連線上的電場(chǎng)線是直線,且指向-Q,則由A點(diǎn)靜止釋放一正點(diǎn)電荷+q,其軌跡一定是指向-Q的直線,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.由B的分析可知,BD兩點(diǎn)電勢(shì)相等,但是與C點(diǎn)的電勢(shì)不相等,則將正點(diǎn)電荷+q沿圓弧逆時(shí)針從B經(jīng)C移到D,電荷的電勢(shì)能要發(fā)生變化,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。4、D【解析】
物體相對(duì)地面向右運(yùn)動(dòng),則滑動(dòng)摩擦力的方向向左,大小為:故選D。5、D【解析】
AB.對(duì)a,a受到重力、環(huán)的支持力以及b、c對(duì)a的庫侖力,重力的方向在豎直方向上,環(huán)的支持力以及b對(duì)a的庫侖力均沿圓環(huán)直徑方向,故c對(duì)a的庫侖力為引力,同理可知,c對(duì)b的庫侖力也為引力,所以a與c的電性一定相反,與b的電性一定相同。即:a、b小球帶同種電荷,b、c小球帶異種電荷,故AB錯(cuò)誤;CD.對(duì)c小球受力分析,將力沿水平方向和豎直方向正交分解后可得又解得:故C錯(cuò)誤,D正確。故選D。6、A【解析】
在地球表面,得GM=gR2空間站做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)軌道半徑聯(lián)立解得故BCD錯(cuò)誤,A正確;
故選A。二、多項(xiàng)選擇題:本題共4小題,每小題5分,共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。7、ABD【解析】
AB.根據(jù)題意知,該波的傳播速度為周期為t=0時(shí)刻c質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)0.4s后b質(zhì)點(diǎn)到達(dá)負(fù)向最大位移處,c質(zhì)點(diǎn)到達(dá)平衡位置向下運(yùn)動(dòng),之后再經(jīng)過0.1s,也就是,b向上運(yùn)動(dòng)8的位移與c質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)的位移大小相等,故t=0.5s時(shí)質(zhì)點(diǎn)b和c的位移相等,故AB正確。C.質(zhì)點(diǎn)c只在y軸方向上振動(dòng),并不沿x軸正方向移動(dòng)。故C錯(cuò)誤。D.質(zhì)點(diǎn)d在0~0.6s內(nèi)振動(dòng)了0.4s,即半個(gè)周期,所以質(zhì)點(diǎn)d在0~0.6s時(shí)間內(nèi)通過的路程是2倍的振幅,為20cm。故D正確。E.根據(jù)波形平移法知,質(zhì)點(diǎn)d開始運(yùn)動(dòng)時(shí)方向沿y軸正方向,故E錯(cuò)誤。故選ABD。8、AC【解析】
A.銅環(huán)在半圓面左側(cè)下滑過程,磁通量增加,根據(jù)楞次定律可得感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向,A正確;B.銅環(huán)第一次經(jīng)過最低點(diǎn)瞬間,磁通量的變化量為0,感應(yīng)電流為零,B錯(cuò)誤;C.銅環(huán)沿半圓面運(yùn)動(dòng),到達(dá)右側(cè)的b點(diǎn)后開始沿圓弧向左運(yùn)動(dòng),但在向左運(yùn)動(dòng)的過程中克服安培力做的功較小,損失的機(jī)械能小于mgh,所以銅環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)第二次到達(dá)右側(cè)最高點(diǎn)時(shí)與b點(diǎn)的高度差小于2h,C正確;D.銅環(huán)沿半圓面向下運(yùn)動(dòng)過程中,銅環(huán)所受安培力的方向是豎直向上的,沿半圓面向上運(yùn)動(dòng)過程中,銅環(huán)所受安培力的方向是豎直向下的,D錯(cuò)誤。故選AC。9、ABC【解析】
A.保持體積不變,增大壓強(qiáng),則溫度升高,氣體內(nèi)能增大,選項(xiàng)A正確;B.降低溫度,減小體積,則氣體的壓強(qiáng)可能變大,因氣體分子數(shù)密度變大,分子平均速率減小,則氣體分子單位時(shí)間內(nèi)碰撞器壁單位面積的平均沖力減小,則碰撞次數(shù)可能增大,選項(xiàng)B正確;C.保持體積不變,氣體分子數(shù)密度不變,降低溫度,則氣體分子單位時(shí)間內(nèi)碰撞器壁單位面積的碰撞次數(shù)一定減小,選項(xiàng)C正確;D.壓強(qiáng)減小,降低溫度,氣體的體積不一定減小,氣體分子間的平均距離不一定減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;E.
真空等溫膨脹
,不一定吸熱,選項(xiàng)E錯(cuò)誤。故選ABC。10、AB【解析】
第一次擊打后球最多到達(dá)與球心O等高位置,根據(jù)功能關(guān)系,有W1≤mgR①兩次擊打后可以到軌道最高點(diǎn),根據(jù)功能關(guān)系,有W1+W2-2mgR=②在最高點(diǎn),有mg+FN=≥mg③聯(lián)立①②③解得W1≤mgRW2≥mgR故故AB正確,CD錯(cuò)誤。故選AB。三、實(shí)驗(yàn)題:本題共2小題,共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處,不要求寫出演算過程。11、1.51.51【解析】
(1)[1].由圖乙圖像可知,電源內(nèi)阻(2)[2][3].由圖示圖像可知,時(shí),,;當(dāng)時(shí),,,則由U=E-Ir可得1.20=E-0.3r1.35=E-0.15r解得:r=1ΩE=1.5V12、100502.95作FA、FB的圖示(FA=2.10N、FB=1.90N)2.80~2.95【解析】
(2)[1][2].根據(jù)胡克定律,兩彈簧的勁度系數(shù)分別為,;(4)[3].彈簧B的彈力大小為(5)[4][5].由胡克定律可得:畫出兩個(gè)力的合力如圖,由圖可知合力F≈2.90N;(6)[6].做出力圖如圖;四、計(jì)算題:本題共2小題,共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處,要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、(1)0.75A
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