内容正文:
2024—2025学年第一学期九年级物理学科期中调研试卷
注意事项:
1.本试卷满分100分,考试时间100分钟;
2.所有的答案均应书写在答题卷上,按照题号顺序答在相应的位置,超出答题区域书写的答案无效;书写在试题卷上、草稿纸上的答案无效;
3.字体工整,笔迹清楚,保持答题纸卷面清洁。
一、选择题(每小题2分,共24分)。
1. 如图所示,下列四种机械装置,正常使用时不属于省力杠杆的是( )
A. 羊角锤起钉子 B. 扫帚扫地
C. 按压开关 D. 转动门把手
2. 教室内安装有八盏日光灯,由一个开关控制,它们同时亮,同时熄灭.这八盏灯的连接方式是( )
A. 串联 B. 并联 C. 串联或并联 D. 无法判断
3. 如图是酷爱篮球运动的向老师投篮过程的动作分解示意图,第一阶段将球举过头顶,第二阶段球出手,在这个过程中,手对篮球做了功的是( )
A. 第一阶段 B. 第二阶段
C. 两个阶段都做了功 D. 两个阶段都没做功
4. 2024年5月,中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时,燃料燃烧获得的能量使其加速升空,与该过程能量转化形式相同的是( )
A. 热机做功冲程 B. 钻木取火过程 C. 水力发电过程 D. 物体上抛过程
5. 在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A. 只闭合开关S1,L1、L2都能发光 B. 只闭合开关S2,L2能发光
C. 同时闭合开关S1、S2,L1、L2都能发光 D. 同时闭合S1、S2,只有L1能发光
6. 初中各学科之间有着密切的联系,化学、生物学、地理学中也有物理知识的广泛运用。下列描述或说法中错误的是( )
A. 甲图中,在蒸馏水的制备中水的内能是通过热传递的方式增大的
B. 乙图中,向下排空气法收集氢气是利用氢气的热值大的性质
C. 丙图中,肱二头肌在向上牵引桡骨转动的过程中做了功
D. 丁图中,海陆风形成的原因之一是海水的比热容比砂石大
7. 《天工开物》记载了古人炒蒸油料的场景,如图,下列过程与物理知识对应不正确的是( )
A. 加热——木炭燃烧时热值不变 B. 蒸煮——油料含有的热量增加
C. 翻炒——目的使油料受热均匀 D. 飘香——分子在做无规则运动
8. 如图所示,从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示,C、F两处等高,D为球与水平地面的接触点。关于小球下列说法正确的是( )
A. 在C点的动能大于在F点的动能
B. 从C点到F点的过程中,机械能不变
C. 在C点的机械能等于在F点的机械能
D. 在E点的动能为零
9. 一辆汽车沿直线通过两段平直路面,已知后一段路面比前一段路面更粗糙,汽车始终保持匀速。则下列描述汽车行驶过程中发动机的功率P随时间t、克服阻力做功W随运动路程s的变化关系图像中,可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
10. 我国民俗活动丰富多彩,在立夏时节,有的地方会给孩子称体重,冀求孩子健康成长,俗称“立夏秤人”。如图2,小孩和篮子的总质量为10kg,调整秤砣的位置,使杆秤处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重),此时OA=3cm,OB=10cm。下列说法不正确的是( )
A. 该杆秤一定为费力杠杆
B. 该秤砣的质量为3kg
C. 要使该杆秤的量程变大,应该换用质量更大的秤砣
D. 若换称质量较小的孩子,当秤杆水平平衡后,秤砣的悬挂点在B点左边
11. 如图 一所示,用相同的加热器给初温均为 20℃的甲乙两种液体加热,这两种液体的温度和加热时间的图形如图 二,则下列说法正确的是
A. 加热30s,甲液体吸收的热量比乙多
B. 若m甲>m乙,则甲液体的比热容大于乙液体的比热容
C. 若m甲=m乙,则甲液体的比热容大于乙液体的比热容
D. 若m甲<m乙,则甲液体的比热容大于乙液体的比热容
12. 如图所示,竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组,已知每个滑轮重均为 50 N,滑轮组下端挂有物体B,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A 相连,此时物体A 在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,测力计的示数为 550 N;在物体 B 下加挂重为 90 N 的物体C 后, 同时用水平向左的力F 拉动物体 A 使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体 B 上升的速度大小为 5 cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦, g 取 10 N/kg,则下列说法中正确的是( )
A. A 所受摩擦力大小为 275 N B. F 的大小为 530 N
C. F 做功的功率为 42 W D. B 的重力为 750 N
二、填空题(每空1分,共32分)。
13. 我国新能源汽车发展迅猛,受到国内外广大消费者的青睐:给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于基本电路中的__________;冬季空气非常干燥,汽车在长途行驶过程中,车身与空气摩擦带上电荷,汽车上会吸附很多灰尘,是因为带电体具有__________的性质;如图,这是某电动汽车充电站的一排充电桩,这些充电桩是__________(选填“串联”或“并联”)的;用一个充电桩给电动汽车充电时,电动汽车与该充电桩之间是__________(选填“串联”或“并联”)的。
14. 如图所示支点为O,手持弹簧测力计竖直向上拉轻质杠杆,使其处于平衡状态,弹簧测力计的示数是10N,OA=30cm,AB=20cm,则该杠杆属于______(省力/费力)杠杆,物体重______N。
15. 神舟飞船穿越大气层返回地面时,与大气层摩擦,通过______(做功/热传递)的方式将机械能转化为内能,这与图______(甲/乙)汽油机的冲程一致。如果该汽油机飞轮转速是2400r/min,则每分钟燃气对外做功______次。
16. 2023年11月9日,甘肃省消防队举行高楼灭火演习。如图甲所示,电动灭火无人机悬停在空中、如图乙所示,当无人机水平向右猛烈喷射干粉的同时,原本悬停的无人机水平向左飘移,这说明力的作用是__________的。使原本悬停的无人机发生飘移的是__________对无人机施加的力;喷射干粉过程中,灭火无人机的重力势能__________。
17. 如图所示,工人利用动滑轮匀速提升重物,已知物重600N,施加在绳端竖直向上的拉力F为375N,在100s内将物体提升10m,不计绳重与摩擦,此过程中动滑轮的机械效率为______,绳端拉力做功的功率为______W。
18. 如图所示,小华利用斜面拉一重100N的木块到0.3m高处,木块沿斜面向上移动1m,共耗时10s。已知拉力为40N,则小华做的有用功为__________J,拉力的功率为__________W,斜面的机械效率为__________。
19. 某班级课外活动,从一楼登上三楼,看谁的功率大。测算过程中涉及以下物理量:①一楼地面到三楼地面的高度h;②从一楼到达三楼所用的时间t;③上楼同学的重力G;④一楼到三楼楼梯的总长度L。
(1)若小明想测出自己准确的上楼功率,他必须要测的物理量是______(填序号);
(2)请写出小明计算自己上楼时功率的表达式P=______(用题中字母表示);
(3)若要比较谁的功率大,必须要测的物理量是______(填序号)。
20. 如图所示,将摆球从A点静止释放,经过最低点O到达B点,A、B两点等高,摆球到达B点时动能为______J;摆球从A点到O点的过程中,______能转化为动能。整个过程中,摆球的机械能大小______(选填“不变”或“减小”)。
21. 如图所示,在电路中要使灯L1和L2串联,应只闭合开关 ___________;当只闭合开关S1和S3时,可以发光的灯是___________;为了防止电路发生电源短路,不能同时闭合开关 ___________。
22. 如图甲为某种吊车的工作示意图,利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动,伸缩撑杆为圆弧状,伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直.从图甲到图乙所示的仅缩短吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力渐渐______(变小/变大/不变),从图乙到图丙所示的仅匀速放下吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力渐渐______(变小/变大/不变).
23. 如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”,在两个支架上摆放一根直的硬棒,支点为、,A端系一石块,B端装有轮轴,轮轴能绕着硬棒转动,悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上,若空桶质量为10kg,轮轴质量为10kg,空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m,长为1m,长为0.8m,硬棒及绳索质量忽略不计。(g取)
(1)人对辘轳不施加力。桶中未装水,为保证硬棒不会翻转,石块质量最多为______kg;若A点系上质量为40kg的石块,提水时为保证硬棒不翻转,桶中最多可装______kg的水;
(2)若桶内水的质量为40kg,人用时20s将桶匀速提升3m,此时辘轳提水的机械效率为50%,则桶对水做的功为______J,人做功的功率为______W。
三、作图题。
24. 按要求作图。
(1)如图a,一种常见的晾衣夹,使用时O点为支点,A点为动力作用点,F2为弹性钢圈对夹子的阻力,请在图中画出F2的力臂l2和作用在A点的最小动力F1;
(2)如图b,用滑轮组提升重物,画出最省力的绕线方法;
(3)如图c所示电路,两个灯泡并联,请在两个虚线框内分别连入电源和开关。
四、计算题。
25. 小明同学在做水的沸腾实验时,用酒精灯给200g的水加热,并绘制了如图所示的水的温度随时间变化的图象。已知小明在10min内完全燃烧了4g酒精,酒精的热值是4.2×107J/kg,水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。加热10min时,求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)4g酒精完全燃烧放出的热量是多少?
(3)酒精灯烧水的效率是多少?
26. 如图甲所示,电动卷扬机通过滑轮组提升重物,卷扬机有两个挡位可以调节对绳子自由端施加的拉力F的大小;在某一次提升重物过程中其拉力F随时间变化的关系如图乙所示,重物上升高度随时间变化的关系如图丙所示,不计钢丝绳重和摩擦力大小;求:
(1)0~2s拉力F所做的功是多少?
(2)2~4s,提升重物过程中,卷扬机对绳子自由端施加的拉力F的功率是多少?
(3)2~4s,提升重物过程中,滑轮组机械效率为80%,则动滑轮的重力是多少?
五、解答题(每空1分,共26分)。
27. 小李利用图甲所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”,请你帮助他完成实验。
(1)杠杆静止时的位置如图甲所示,此时杠杆处于______(选填“平衡”或“不平衡”)状态。为了使杠杆静止时处于水平位置,需将杠杆左端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节;
(2)实验中,将钩码挂在杠杆支点两侧,调节杠杆在水平位置平衡,这样操作的目的是便于测量______。将所测数据记录在下表中,小李想能否将表格中“”单位换成J?根据功的定义,你觉得可以换吗?______(选填“可以”或“不可以”);
序号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
2
3
(3)根据实验结果,小李总结出:杠杆哪边重往哪边沉。他所说的“重”实际指的是______比较大;
(4)如图乙所示,F始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢拉至水平位置的过程中,F的大小将______(选填“变大”、“变小”或“先变大后变小”)。若将重物的悬挂点由A点(为第1次)向右移至B点(为第2次),将重物提升相同的高度,第______(选填“1”或“2”)次杠杆的机械效率更高。
28. 如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相等,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择______两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过______来反映的(选填“温度计升高的示数”或“加热时间”)。
(2)若想利用上述装置估测燃料的热值,那么还需要补充的实验仪器是______,小明购买了一盒薯片,取出几片用上述方法测出薯片的热值为,他又观察到包装盒上印有“质量:100g”,他据此算出了整盒薯片能提供的热量为______。这个结果与包装盒上注明的“能量:”不等,原因可能是______。
(3)比较不同物质吸热升温的特点,应选择______两图进行实验。比热容的概念采用比值定义法,物理学中,把物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比,叫做比热容。
(4)如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体,已知b是水,比热容为4.2×103J/(kg·℃)。吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示,则液体a的比热容为_____J/(kg·℃)。
29. “探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图所示:将小车从斜面上高h处由静止释放,运动至水平木板上后与木块碰撞。
(1)此实验是研究______(选填“碰撞前小车”、“碰撞后小车”或“碰撞后木块”)的动能,通过_____来反映动能的大小。
(2)比较场景①和②,可探究动能大小与______的关系,结论可用来解释汽车_____(选填“超速”或“超载”)的危害。
(3)移去木块后,进行场景③和④实验时,小车在水平木板上滑行距离相同,此时小车在水平面上克服摩擦力做的功分别为W1、W2,则W1______W2(选填“>”、“=”或“<”),选用这两个场景______(选填“能”或“不能”)说明小车动能与质量的关系。
30. 汽车采用油压制动刹车从时速100公里到静止可能只需要几秒,消耗的动能最终被释放掉,造成了能源的浪费。为节约能源,现在的混合动力汽车采用再生制动器,它能把汽车刹车制动时消耗的动能部分转化为电能储存在蓄电池中,同时产生汽车所需的制动力,从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。
(1)汽车在行驶过程中,很多部位会发热,如:①发动机外壳发烫;②轮胎发热;③刹车片发热;④水箱中的水变热。其中主要属于通过做功改变内能的是______。
A.①②③④ B.②④ C.②③ D.①③
(2)测试时,汽车在大小为1000N的牵引力作用下,在40s内匀速行驶1000m。此过程中,求汽车行驶的速度以及牵引力的功率( )
(3)如果汽车在制动时产生的刹车阻力恒为,该制动过程中汽车行驶的路程s与时间t的关系如图甲所示,求在内汽车克服刹车阻力所做的功( )
(4)储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动能转化为电能的效率。某次测试储能效率中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下,汽车通过的路程s与对应的速度大小v,计算出动能,画出随s变化的图像如图乙所示;则图中表示开启再生制动器的图线是______;依据图像计算本次测试的储能效率为_______%
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2024—2025学年第一学期九年级物理学科期中调研试卷
注意事项:
1.本试卷满分100分,考试时间100分钟;
2.所有的答案均应书写在答题卷上,按照题号顺序答在相应的位置,超出答题区域书写的答案无效;书写在试题卷上、草稿纸上的答案无效;
3.字体工整,笔迹清楚,保持答题纸卷面清洁。
一、选择题(每小题2分,共24分)。
1. 如图所示,下列四种机械装置,正常使用时不属于省力杠杆的是( )
A. 羊角锤起钉子 B. 扫帚扫地
C. 按压开关 D. 转动门把手
【答案】B
【解析】
【详解】A.羊角锤起钉子过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A不符合题意;
B.扫帚在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B符合题意;
C.开关在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C不符合题意;
D.门把手在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
2. 教室内安装有八盏日光灯,由一个开关控制,它们同时亮,同时熄灭.这八盏灯的连接方式是( )
A. 串联 B. 并联 C. 串联或并联 D. 无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】教室里的灯虽然是同时灭、同时亮,但它们仍然是并联的,这是由于开关放在了干路上了,这些灯都能独立工作,互不影响,一个灯坏了,其余的灯仍能发光,故应选B.
3. 如图是酷爱篮球运动的向老师投篮过程的动作分解示意图,第一阶段将球举过头顶,第二阶段球出手,在这个过程中,手对篮球做了功的是( )
A. 第一阶段 B. 第二阶段
C. 两个阶段都做了功 D. 两个阶段都没做功
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】做功的必要条件是必须要有力作用在物体上,第二是必须在力的方向上移动距离,第一阶段两个都满足,故第一阶段做了功,而第二阶段篮球离开了手,没有了力,仅仅是由于惯性,篮球继续向前运动,故这个阶段没有做功,A符合题意。
故选A。
4. 2024年5月,中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时,燃料燃烧获得的能量使其加速升空,与该过程能量转化形式相同的是( )
A. 热机做功冲程 B. 钻木取火过程 C. 水力发电过程 D. 物体上抛过程
【答案】A
【解析】
【详解】火箭发射时,燃料燃烧获得的能量使其加速升空,该过程为内能转化成机械能。
A.热机做功冲程中内能转化成机械能,故A符合题意;
B.钻木取火过程机械能转化成内能,故B不符合题意;
C.水力发电过程为机械能转化成电能,故C不符合题意;
D.物体上抛过程中克服阻力做功,机械能转化成内能,故D不符合题意。
故选A。
5. 在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A. 只闭合开关S1,L1、L2都能发光 B. 只闭合开关S2,L2能发光
C. 同时闭合开关S1、S2,L1、L2都能发光 D. 同时闭合S1、S2,只有L1能发光
【答案】A
【解析】
【详解】A.只闭合开关S1,L1、L2并联接入电路中,两个灯泡都能发光,故A正确;
B.只闭合开关S2,整个电路是断开的,L2不能发光,故B错误;
CD.同时闭合开关S1、S2,电源的两端被导线直接相连,电源被短路,L1、L2都不能发光,故CD错误。
故选A。
6. 初中各学科之间有着密切的联系,化学、生物学、地理学中也有物理知识的广泛运用。下列描述或说法中错误的是( )
A. 甲图中,在蒸馏水的制备中水的内能是通过热传递的方式增大的
B. 乙图中,向下排空气法收集氢气是利用氢气的热值大的性质
C. 丙图中,肱二头肌在向上牵引桡骨转动的过程中做了功
D. 丁图中,海陆风形成的原因之一是海水的比热容比砂石大
【答案】B
【解析】
【详解】A.在蒸馏水的制备中酒精燃烧产生的热量通过烧瓶传递给水,水的内能是通过热传递的方式增大的,故A正确,不符合题意;
B.向下排空气法收集氢气是利用氢气的密度小的性质,故B错误,符合题意;
C.肱二头肌在向上牵引桡骨转动的过程中,肱二头肌对桡骨施加了作用力,而且桡骨在力的方向上移动了一定的距离,故C正确,不符合题意;
D.海陆风的形成是由于海水的比热容比较大,白天接受太阳辐射能后,表面升温比较慢;陆地沙石比热容相对比较小,升温比较快;导致陆地表面上的空气温度大于海面上的空气温度,陆地表面的空气上升,海面上的空气流向陆地;因此形成了从海面吹向陆地的海风。到了晚上刚好相反,开始降温,由于海水降温慢,海面气温较高,空气上升而形成由陆地吹向海面的陆风。故D正确,不符合题意。
故选B。
7. 《天工开物》记载了古人炒蒸油料的场景,如图,下列过程与物理知识对应不正确的是( )
A. 加热——木炭燃烧时热值不变 B. 蒸煮——油料含有的热量增加
C. 翻炒——目的使油料受热均匀 D. 飘香——分子在做无规则运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.热值只与物质种类有关,与燃料是否完全燃烧、质量、放出的热量无关,故A正确,不符合题意;
B.蒸煮时,油料温度升高,内能增加,热量为过程量,不能说含有热量,故B错误,符合题意;
C.翻炒时能使油料均匀受热,故C正确,不符合题意;
D.飘香是扩散现象,说明分子在做无规则运动,故D正确,不符合题意。
故选B。
8. 如图所示,从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示,C、F两处等高,D为球与水平地面的接触点。关于小球下列说法正确的是( )
A. 在C点的动能大于在F点的动能
B. 从C点到F点的过程中,机械能不变
C. 在C点的机械能等于在F点的机械能
D. 在E点的动能为零
【答案】A
【解析】
【详解】BC.小球在运动过程中与空气摩擦,机械能逐渐减小,且与地面碰撞过程中也会有机械能损失,故在C点的机械能大于在F点的机械能,故BC错误;
A.小球在C点的机械能大于在F点的机械能,高度和质量相同,则重力势能相同,故在C点的动能大于在F点的动能,故A正确;
D.在E点时,小球具有水平方向的速度,故动能不为零,故D错误。
故选A。
9. 一辆汽车沿直线通过两段平直路面,已知后一段路面比前一段路面更粗糙,汽车始终保持匀速。则下列描述汽车行驶过程中发动机的功率P随时间t、克服阻力做功W随运动路程s的变化关系图像中,可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB.因为汽车始终保持匀速,处于平衡状态,所以,由二力平衡条件可知,汽车在前面一段或后面一段路面上的牵引力保持不变,由题意可知,汽车对路面的压力一定,后一段路面比前一段路面更粗糙,因此,汽车在两段路面上阻力的关系为
则汽车在前后两段路面上牵引力的关系为
由
可知,汽车始终保持匀速,在前面一段或后面一段路面上的牵引力保持不变,因此,在前面一段或后面一段路面上的汽车发动机的功率保持不变,由于汽车的速度保持不变,阻力的关系为
所以,前后两段路面上的功率关系为
故A错误,B正确;
CD.由可知,在牵引力F不变时,功与路程成正比,因为阻力的关系为
所以,由数学知识可知,汽车在前一段路面上功与路程的变化比在后一段路面上功与路程的变化要慢,C选项中图像可知,汽车在前一段路面上功与路程的变化比在后一段路面上功与路程的变化关系相同,而D选项中图像可知,汽车在前一段路面上功与路程的变化比在后一段路面上功与路程的变化要快,故CD错误。
故选B。
10. 我国民俗活动丰富多彩,在立夏时节,有的地方会给孩子称体重,冀求孩子健康成长,俗称“立夏秤人”。如图2,小孩和篮子的总质量为10kg,调整秤砣的位置,使杆秤处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重),此时OA=3cm,OB=10cm。下列说法不正确的是( )
A. 该杆秤一定为费力杠杆
B. 该秤砣的质量为3kg
C. 要使该杆秤的量程变大,应该换用质量更大的秤砣
D. 若换称质量较小的孩子,当秤杆水平平衡后,秤砣的悬挂点在B点左边
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于题中没有说明动力和阻力是谁,故A错误,符合题意;
B.作用在杠杆A点的力等于孩子及秤钩和所坐篮子的总重力,根据杠杆平衡条件
可得
解得
故B正确,不符合题意;
C.由杠杆平衡条件
可得
即
所以要使该杆秤的量程变大,应该换用质量更大的秤砣,故C正确,不符合题意;
D.因为OA<OB,根据
可知孩子及秤钩和所坐篮子的总质量大于秤砣的质量,秤砣和篮子等都不变,动力臂不变,根据杠杆平衡条件
可知阻力臂会变小,所以调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在B点左边,故D正确,不符合题意。
故选A。
11. 如图 一所示,用相同的加热器给初温均为 20℃的甲乙两种液体加热,这两种液体的温度和加热时间的图形如图 二,则下列说法正确的是
A. 加热30s,甲液体吸收的热量比乙多
B. 若m甲>m乙,则甲液体的比热容大于乙液体的比热容
C. 若m甲=m乙,则甲液体的比热容大于乙液体的比热容
D. 若m甲<m乙,则甲液体的比热容大于乙液体的比热容
【答案】D
【解析】
【详解】A.加热时间相同,两种液体吸收的热量相同.故A错误;
B.用相同的电加热器,甲乙吸收的热量相同,在到达沸点前,甲乙升高的温度相同,若根据Q=cm∆t可得故B错误;
C若根据Q=cm∆t可得故C错误;
D.若m甲<m乙,根据Q=cm∆t可得,故D正确.
12. 如图所示,竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组,已知每个滑轮重均为 50 N,滑轮组下端挂有物体B,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A 相连,此时物体A 在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,测力计的示数为 550 N;在物体 B 下加挂重为 90 N 的物体C 后, 同时用水平向左的力F 拉动物体 A 使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体 B 上升的速度大小为 5 cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦, g 取 10 N/kg,则下列说法中正确的是( )
A. A 所受摩擦力大小为 275 N B. F 的大小为 530 N
C. F 做功的功率为 42 W D. B 的重力为 750 N
【答案】B
【解析】
【详解】D.由图可知,两条绳子向下拉弹簧测力计,弹簧测力计的示数
F示=2F拉1+G轮
即
550N=2F拉1+50N
则滑轮组绳子末端受到的拉力F拉1=250N。承担物重的绳子有3段,所以绳子末端受到的拉力
即
解之可得GB=700N。
故D错误;
A.因为相互作用力大小相等,所以物体A受到绳子水平向右的拉力为250N,因为A做匀速直线运动,所以A受到摩擦力和绳子的拉力是一对平衡力,所以
f=F拉1=250N
故A错误;
B.在物体B下加挂90N的物体C后,绳子上拉力
因为相互作用力大小相等,所以A受到向右的拉力
F′=F拉2=280N
因为A对桌面的压力不变、接触面的粗糙程度不变,所以A受到的摩擦力不变,还是250N,此时物体A受到向左的拉力F、向右的拉力F′、向右的摩擦力f,物体A做运动直线运动,所以
F=F′+f=280N+250N=530N
故B正确;
C.物体A移动的速度
v=3v物=3×5cm/s=15cm/s=0.15m/s
拉力F的功率为
P=F v=530N×0.15m/s=79.5W
故C错误。
故选B。
二、填空题(每空1分,共32分)。
13. 我国新能源汽车发展迅猛,受到国内外广大消费者的青睐:给汽车蓄电池充电时,蓄电池相当于基本电路中的__________;冬季空气非常干燥,汽车在长途行驶过程中,车身与空气摩擦带上电荷,汽车上会吸附很多灰尘,是因为带电体具有__________的性质;如图,这是某电动汽车充电站的一排充电桩,这些充电桩是__________(选填“串联”或“并联”)的;用一个充电桩给电动汽车充电时,电动汽车与该充电桩之间是__________(选填“串联”或“并联”)的。
【答案】 ①. 用电器 ②. 吸引轻小物体 ③. 并联 ④. 串联
【解析】
【详解】[1]给汽车蓄电池充电时,蓄电池消耗电能,在电路中相当于用电器。
[2]汽车在长途行驶过程中,车身与空气摩擦带上电荷,汽车上会吸附很多灰尘,这是因为带电体具有吸引轻小物体的性质。
[3][4]并联电路各个用电器之间互不影响,图中一排的电动汽车充电桩工作时互不影响,说明它们之间是并联的;用充电桩给电动汽车充电时,充电桩是电源,所以电动汽车必须与充电桩串联。
14. 如图所示支点为O,手持弹簧测力计竖直向上拉轻质杠杆,使其处于平衡状态,弹簧测力计的示数是10N,OA=30cm,AB=20cm,则该杠杆属于______(省力/费力)杠杆,物体重______N。
【答案】 ①. 费力 ②. 6
【解析】
【详解】[1]O为支点,动力臂OA小于阻力臂OB,所以此杠杆为费力杠杆。
[2]由题知
因杠杆处于水平平衡,根据杠杆平衡条件有
则物体重
15. 神舟飞船穿越大气层返回地面时,与大气层摩擦,通过______(做功/热传递)的方式将机械能转化为内能,这与图______(甲/乙)汽油机的冲程一致。如果该汽油机飞轮转速是2400r/min,则每分钟燃气对外做功______次。
【答案】 ①. 做功 ②. 乙 ③. 1200
【解析】
【详解】[1]神舟飞船穿越大气层返回地面时,与大气层摩擦,克服摩擦做功,将机械能转化为内能,飞船的温度升高。
[2]在图甲中的进气门和排气门都关闭,且活塞向下运动,火花塞点火,是做功冲程,将内能转化为机械能。图乙中的进气门和排气门都关闭,且活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能,故与图乙汽油机的冲程一致。
[3]在内燃机的一个工作循环中,曲轴转动2周,活塞往复运动2次,对外做功1次。飞轮转速为2400r/min,所以每分钟可以完成1200个工作循环,做功1200次。
16. 2023年11月9日,甘肃省消防队举行高楼灭火演习。如图甲所示,电动灭火无人机悬停在空中、如图乙所示,当无人机水平向右猛烈喷射干粉的同时,原本悬停的无人机水平向左飘移,这说明力的作用是__________的。使原本悬停的无人机发生飘移的是__________对无人机施加的力;喷射干粉过程中,灭火无人机的重力势能__________。
【答案】 ①. 相互 ②. 干粉 ③. 变小
【解析】
【详解】[1][2]当无人机水平向右猛烈喷射干粉时,无人机给干粉一个向右的作用力,干粉同时会给无人机一个向左的作用力,使无人机向左飘移,这个现象说明物体间力的作用是相互的。
[3]重力势能与物体的质量和高度有关,喷射干粉过程中,灭火无人机的质量变小,高度不变,重力势能变小。
17. 如图所示,工人利用动滑轮匀速提升重物,已知物重600N,施加在绳端竖直向上的拉力F为375N,在100s内将物体提升10m,不计绳重与摩擦,此过程中动滑轮的机械效率为______,绳端拉力做功的功率为______W。
【答案】 ①. 80% ②. 75
【解析】
【详解】[1][2]动滑轮有效绳子段数,有用功为
绳子自由端移动距离为
则绳端拉力做功为
则此过程中动滑轮的机械效率为
绳端拉力做功的功率为
18. 如图所示,小华利用斜面拉一重100N的木块到0.3m高处,木块沿斜面向上移动1m,共耗时10s。已知拉力为40N,则小华做的有用功为__________J,拉力的功率为__________W,斜面的机械效率为__________。
【答案】 ①. 30 ②. 4 ③. 75%
【解析】
【详解】[1]小华做的有用功为
[2]拉力所做的功为
拉力的功率为
[3]斜面的机械效率为
19. 某班级课外活动,从一楼登上三楼,看谁的功率大。测算过程中涉及以下物理量:①一楼地面到三楼地面的高度h;②从一楼到达三楼所用的时间t;③上楼同学的重力G;④一楼到三楼楼梯的总长度L。
(1)若小明想测出自己准确的上楼功率,他必须要测的物理量是______(填序号);
(2)请写出小明计算自己上楼时功率的表达式P=______(用题中字母表示);
(3)若要比较谁的功率大,必须要测的物理量是______(填序号)。
【答案】 ①. ①②③ ②. ③. ②③
【解析】
【详解】(1)[1]根据公式
可知,若小明想测出自己准确的上楼功率,他必须要测的物理量是①②③。
(2)[2]小明上楼时功率的表达式为
(3)[3]由于同学们爬楼的高度相同,若要比较谁的功率大,只需要测出 :②从一楼到达三楼所用的时间t;③上楼同学的重力G即可。
20. 如图所示,将摆球从A点静止释放,经过最低点O到达B点,A、B两点等高,摆球到达B点时动能为______J;摆球从A点到O点的过程中,______能转化为动能。整个过程中,摆球的机械能大小______(选填“不变”或“减小”)。
【答案】 ①. 0 ②. 重力势 ③. 不变
【解析】
【详解】[1]小球在A点时静止,动能为零,从A点由静止释放,能达到与A点等高的B点,说明没有能量损失,即机械能守恒。由于B点与A点等高,重力势能相等,所以B点动能与A点相同也为0。
[2]摆球从A点运动到O点的过程中,摆球的质量不变,高度减小,重力势能逐渐减小,速度变大,动能逐渐变大。此过程中,重力势能转化为动能。
[3]如图所示,摆球由A点静止释放,经过最低点O到达B点,A、B两点等高。说明摆球在运动过程中没有能量损失,整个过程中,动能和势能相互转化,机械能守恒,因此摆球的机械能不变。
21. 如图所示,在电路中要使灯L1和L2串联,应只闭合开关 ___________;当只闭合开关S1和S3时,可以发光的灯是___________;为了防止电路发生电源短路,不能同时闭合开关 ___________。
【答案】 ①. S3 ②. L1 ③. S2、S3
【解析】
【详解】[1]要使电灯L1和L2串联,电流从电源正极流出需要经过L1,然后经过灯泡L2、S3,再流回电源负极,因此应闭合开关S3。
[2]当同时闭合开关 S1和 S3,电流从电源正极流出需要经过灯泡L1,经过开关S1回负极,只有灯泡L1可以工作,灯泡L2被短路。
[3]当闭合开关S2、S3时,电流不经过用电器直接从电源的正极流入电源负极,从而形成电源短路,故不能同时闭合开关S2、S3。
22. 如图甲为某种吊车的工作示意图,利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动,伸缩撑杆为圆弧状,伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直.从图甲到图乙所示的仅缩短吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力渐渐______(变小/变大/不变),从图乙到图丙所示的仅匀速放下吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力渐渐______(变小/变大/不变).
【答案】 ①. 变小 ②. 变大
【解析】
【详解】[1]从图甲到图乙所示的仅缩短吊臂的过程中,动力臂不变,阻力臂变小,阻力不变,根据杠杆平衡条件知道,动力减小。
[2]从图乙到图丙所示的仅匀速放下吊臂的过程中,吊臂顺时针转动,阻力(物重)不变,阻力臂变大;它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,则动力臂不变;根据杠杆平衡条件知道,动力变大。
23. 如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”,在两个支架上摆放一根直的硬棒,支点为、,A端系一石块,B端装有轮轴,轮轴能绕着硬棒转动,悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上,若空桶质量为10kg,轮轴质量为10kg,空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m,长为1m,长为0.8m,硬棒及绳索质量忽略不计。(g取)
(1)人对辘轳不施加力。桶中未装水,为保证硬棒不会翻转,石块质量最多为______kg;若A点系上质量为40kg的石块,提水时为保证硬棒不翻转,桶中最多可装______kg的水;
(2)若桶内水的质量为40kg,人用时20s将桶匀速提升3m,此时辘轳提水的机械效率为50%,则桶对水做的功为______J,人做功的功率为______W。
【答案】 ①. 60 ②. 60 ③. 1200 ④. 120
【解析】
【详解】(1)[1]桶中未装水,为保证硬棒不会翻转,支点为O1,由杠杆平衡条件得到
[2]若A点系上质量为40kg的石块,提水时为保证硬棒不翻转,支点为O2,由杠杆平衡条件得到
桶中最多可装水
m水=m桶水-m桶=70kg-10kg=60kg
(2)[3]桶对水做的功为
[4]总功
人做功的功率
三、作图题。
24. 按要求作图。
(1)如图a,一种常见的晾衣夹,使用时O点为支点,A点为动力作用点,F2为弹性钢圈对夹子的阻力,请在图中画出F2的力臂l2和作用在A点的最小动力F1;
(2)如图b,用滑轮组提升重物,画出最省力的绕线方法;
(3)如图c所示电路,两个灯泡并联,请在两个虚线框内分别连入电源和开关。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
过支点O作动力F2的垂线,可得阻力臂L2;由杠杆平衡条件知道,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OA作为动力臂L1最长;动力的方向应该向下,过点A垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图,如下图
【小问2详解】
从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有三段绳子承担物重,这就是最省力的绕法,如下图
【小问3详解】
由图知道,把图中的开关和与其串联的电灯看作一个整体后,另一个电灯和下面的虚线框跟它并列连接,所以下面的虚线框为开关,上面的虚线框为电源,如下图
四、计算题。
25. 小明同学在做水的沸腾实验时,用酒精灯给200g的水加热,并绘制了如图所示的水的温度随时间变化的图象。已知小明在10min内完全燃烧了4g酒精,酒精的热值是4.2×107J/kg,水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。加热10min时,求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)4g酒精完全燃烧放出的热量是多少?
(3)酒精灯烧水的效率是多少?
【答案】(1)2.94×104J
(2)1.68×105J
(3)17.5%
【解析】
【小问1详解】
由图可知,加热10min时,水的温度从20℃升高到55℃,水的质量为200g,合0.2kg,则水吸收的热量
【小问2详解】
4g酒精完全燃烧放出的热量
【小问3详解】
酒精灯烧水的效率
26. 如图甲所示,电动卷扬机通过滑轮组提升重物,卷扬机有两个挡位可以调节对绳子自由端施加的拉力F的大小;在某一次提升重物过程中其拉力F随时间变化的关系如图乙所示,重物上升高度随时间变化的关系如图丙所示,不计钢丝绳重和摩擦力大小;求:
(1)0~2s拉力F所做的功是多少?
(2)2~4s,提升重物过程中,卷扬机对绳子自由端施加的拉力F的功率是多少?
(3)2~4s,提升重物过程中,滑轮组机械效率为80%,则动滑轮的重力是多少?
【答案】(1)2400J
(2)2000W (3)100N
【解析】
【小问1详解】
由图乙知道,0~2s的拉力F1 为300N;由图丙知,0~2s物体升高的高度h1=4m;由图甲知道,n=2,拉力端移动距离
0~2s拉力F做的功
【小问2详解】
由图乙知道,2~4s的拉力F′=250N;由图丙知道,2~4s物体升高的高度
拉力端移动距离
2~4s卷扬机所做的功为
拉力F的功率
【小问3详解】
由知道,拉力做的有用功
拉力做的额外功
不计钢丝绳重和摩擦力大小,拉力做的额外功等于提升动滑轮的功,由W额=G动h知道。动滑轮的重力
五、解答题(每空1分,共26分)。
27. 小李利用图甲所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”,请你帮助他完成实验。
(1)杠杆静止时的位置如图甲所示,此时杠杆处于______(选填“平衡”或“不平衡”)状态。为了使杠杆静止时处于水平位置,需将杠杆左端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节;
(2)实验中,将钩码挂在杠杆支点两侧,调节杠杆在水平位置平衡,这样操作的目的是便于测量______。将所测数据记录在下表中,小李想能否将表格中“”单位换成J?根据功的定义,你觉得可以换吗?______(选填“可以”或“不可以”);
序号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
2
3
(3)根据实验结果,小李总结出:杠杆哪边重往哪边沉。他所说的“重”实际指的是______比较大;
(4)如图乙所示,F始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢拉至水平位置的过程中,F的大小将______(选填“变大”、“变小”或“先变大后变小”)。若将重物的悬挂点由A点(为第1次)向右移至B点(为第2次),将重物提升相同的高度,第______(选填“1”或“2”)次杠杆的机械效率更高。
【答案】 ①. 平衡 ②. 左 ③. 力臂 ④. 不可以 ⑤. 力与力臂的乘积大 ⑥. 变大 ⑦. 2
【解析】
【详解】(1)[1]如图,杠杆静止,所以杠杆是处于平衡状态。
[2]杠杆的左端上翘,左端的平衡螺母或右端的平衡螺母都向左端移动,才能使杠杆在水平位置平衡。
(2)[3]为了消除杠杆自重对平衡的影响,便于测量力臂,杠杆需要在水平位置平衡。
[4]功等于力与物体在力的方向上通过距离的乘积,功的单位是焦耳(J),杠杆平衡条件中力与力臂垂直,所以力与力臂的乘积,不是功,所以,不能把表格中单位单位换成J。
(3)[5]通过多次实验,总结得出杠杆平衡的条件
所以,对于杠杆“哪边重往哪边沉”这句话的理解,这里的“重”实际指的是指力与力臂的乘积大。
(4)[6]由题意可知,当重物被提升的过程中,根据数学知识可知,动力臂与阻力不变,且阻力臂变大,由杠杆平衡条件可知,拉力变大。
[7]杠杆的机械效率为
杠杆提升物体时,对物体做有用功,克服杠杆重做额外功,并且
设杠杆重心升高的距离为h,所以
不变,不变,不变,物体从A点到B点,物体还升高相同的高度,有用功不变;杠杆上的角度减小,杠杆升高的距离h变小,克服杠杆重力所做的额外功变小;则
变小,所以,也变小;根据
可知,总功变小,有用功不变,所以η变大,即第2次杠杆的机械效率高。
28. 如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相等,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择______两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过______来反映的(选填“温度计升高的示数”或“加热时间”)。
(2)若想利用上述装置估测燃料的热值,那么还需要补充的实验仪器是______,小明购买了一盒薯片,取出几片用上述方法测出薯片的热值为,他又观察到包装盒上印有“质量:100g”,他据此算出了整盒薯片能提供的热量为______。这个结果与包装盒上注明的“能量:”不等,原因可能是______。
(3)比较不同物质吸热升温的特点,应选择______两图进行实验。比热容的概念采用比值定义法,物理学中,把物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比,叫做比热容。
(4)如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体,已知b是水,比热容为4.2×103J/(kg·℃)。吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示,则液体a的比热容为_____J/(kg·℃)。
【答案】 ①. 甲乙 ②. 温度计升高的示数 ③. 天平 ④. 1.4×105 ⑤. 热传递过程有热量的损失 ⑥. 甲丙 ⑦. 2.1×103
【解析】
【详解】(1)[1][2]比较不同燃料的热值,应控制加热液体相同而燃料不同,由图示可知,应选择甲、乙两图进行实验,通过温度计升高的示数来反映燃料完全燃烧放出的热量。
(2)[3]利用上述装置估测燃料的热值,要控制质量相等,需要用天平来测量。
[4][5]整盒薯片能提供的热量为
Q放=mq=0.1kg×1.4×107J/kg=1.4×106J=1400kJ<2100kJ
用试验中测得的薯片的热值计算出整盒薯片能提供的热量小于包装盒上注明的能量,原因可能是实验中存在热量的损失,或实验时薯片没有完全燃烧。
(3)[6]比较不同物质吸热升温的特点:应控制燃料相同而吸热物质不同,选择甲丙两图进行实验。
(4)[7]由图丁可知,两种液体由20℃升高到相同的末温度80℃时,a液体用时10min,b液体用时20min;在相同的时间内,两种液体所吸收的热量是相同的,所以当两种液体升高的温度相同时,b吸收的热量是a吸收的热量的2倍,两种液体的质量相等,由Q=cmΔt可知,a的比热容是b的比热容的一半,即
ca=×4.2×103J/(kg·℃)=2.1×103J/(kg·℃)
29. “探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图所示:将小车从斜面上高h处由静止释放,运动至水平木板上后与木块碰撞。
(1)此实验是研究______(选填“碰撞前小车”、“碰撞后小车”或“碰撞后木块”)的动能,通过_____来反映动能的大小。
(2)比较场景①和②,可探究动能大小与______的关系,结论可用来解释汽车_____(选填“超速”或“超载”)的危害。
(3)移去木块后,进行场景③和④实验时,小车在水平木板上滑行距离相同,此时小车在水平面上克服摩擦力做的功分别为W1、W2,则W1______W2(选填“>”、“=”或“<”),选用这两个场景______(选填“能”或“不能”)说明小车动能与质量的关系。
【答案】 ①. 碰撞前小车 ②. 木块被推出的距离 ③. 速度 ④. 超速 ⑤. < ⑥. 能
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1][2]实验中,利用木块被推出的距离来比较碰撞前小车的动能大小。
(2)[3][4]小车在下滑过程中,将重力势能转化为动能,小车的位置越高,其重力势能越大,转化成的动能越多,小车的速度越大;比较场景①和②,小车质量相同但滑下的高度不同,可探究动能大小与速度的关系,结论可用来解释汽车超速的危害。
(3)[5][6]移去木块后,进行场景③和④实验时,小车在水平木板上滑行距离相同,场景④中压力更大,接触面粗糙度相同,场景④所受摩擦力更大,根据可知小车在水平面上克服摩擦力做的功分别为W1、W2,则W1<W2;由于小车滑下的高度相同,动能转化为克服摩擦力做功,所以选用这两个场景能说明小车动能与质量的关系。
30. 汽车采用油压制动刹车从时速100公里到静止可能只需要几秒,消耗的动能最终被释放掉,造成了能源的浪费。为节约能源,现在的混合动力汽车采用再生制动器,它能把汽车刹车制动时消耗的动能部分转化为电能储存在蓄电池中,同时产生汽车所需的制动力,从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。
(1)汽车在行驶过程中,很多部位会发热,如:①发动机外壳发烫;②轮胎发热;③刹车片发热;④水箱中的水变热。其中主要属于通过做功改变内能的是______。
A.①②③④ B.②④ C.②③ D.①③
(2)测试时,汽车在大小为1000N的牵引力作用下,在40s内匀速行驶1000m。此过程中,求汽车行驶的速度以及牵引力的功率( )
(3)如果汽车在制动时产生的刹车阻力恒为,该制动过程中汽车行驶的路程s与时间t的关系如图甲所示,求在内汽车克服刹车阻力所做的功( )
(4)储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动能转化为电能的效率。某次测试储能效率中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下,汽车通过的路程s与对应的速度大小v,计算出动能,画出随s变化的图像如图乙所示;则图中表示开启再生制动器的图线是______;依据图像计算本次测试的储能效率为_______%
【答案】 ①. C ②. ③. ④. ② ⑤. 40%
【解析】
【详解】(1)①发动机外壳发烫是因为发动机内部放出的热量传递给外壳,外壳内能增大,温度升高,属于热传递改变物体的内能;
②轮胎发热,是因为轮胎克服摩擦做功,轮胎内能增大,温度升高,属于做功改变物体的内能;
③刹车片发热,是因为刹车片克服摩擦做功,刹车片内能增大,温度升高,属于做功改变物体的内能;
④水箱中的水变热,是发动机放出的热量传递给水,水的内能增大,温度升高,属于热传递改变物体的内能。
综上所述,通过做功改变内能的是②③ ,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)在40s内匀速行驶1000m,则汽车行驶的速度
牵引力为1000N,牵引力的功率
(3)由图可知,经过的路程为10m,刹车阻力恒为,故汽车克服刹车阻力所做的功
(4)关闭发动机,关闭再生制动器,汽车克服摩擦做功,动能全部转化为内能;开启再生制动器,有部分动能转化为电能,克服摩擦做功的能量减少,摩擦力大小不变,所以汽车运动的距离减小,所以表示开启再生制动器的是曲线②。
从图像可以看出,关闭发动机后行驶的距离
开启再生制动器后行驶的距离
所以转化为机械能的效率为
故储能效率为
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