内容正文:
分层作业本·陕西物理
模
块
三
热
学
命题点 6 比热容、热值的理解及相关计算(必考)
[比热容、热值的理解(10 年 7 考)]
1. 煤炭是一种重要的能源. 为判断煤炭品质的优
劣,最科学的方法是检验煤炭的 ( C )
A. 比热容 B. 密度 C. 热值 D. 温度
2. [一题多选][2024 武汉改编]下列事例中,与“水
的比热容较大”这个特性无关
∙∙
的是 ( BE )
A. 汽车发动机用水作冷却剂
B. 人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
C. 海边昼夜温度变化比沙漠中小,适于居住
D. 生物体内水的比例很高,有助于调节生物体
自身的温度
E. 夏天炎热时,在教室洒水来进行物理降温
F. 城市中修建人工湖和湿地公园调节气温
3. [2024 连云港]下列关于燃料的热值说法正确的
是 ( D )
A. 燃料燃烧越充分,其热值越大
B. 燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少
C. 一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的热值将
减小
D. 焦炭的热值是 3. 0×107
J / kg,完全燃烧 1
kg
焦炭能放出 3. 0×107
J 的热量
4. [古代科技]如图,是我国先秦时期的蒸食用具
甗(yǎn),它由青铜材料铸造而成,分为上、下
两部分:下半部分是鬲(gé),样子像鼎、用于煮
水;上半部分是甑(zèng),底部有网眼、可通蒸
汽,内部放置食物. 下列说法中错误
∙∙
的是
( A )
第 4 题图
A. 水的比热容是 4. 2×103
J / (kg·℃ ),表示水
温度升高(降低)1
℃吸收(放出)4. 2×103
J
的热量
B. 用青铜材料铸造,是因为铜的导热性好
C. 停止加热后,鬲慢慢变凉,鬲里所盛水的内
能会慢慢减少
D. 停止加热后,甑比盛有水的鬲凉得更快,是
因为甑所用材料的比热容比水小
比较不同物质吸热的情况[2020. 18(3)]
5. [一题练透一实验]如图 1 所示,甲、乙、丙三图中
的装置完全相同,燃料的质量、烧杯内液体的
质量和初温也相同.
第 5 题图 1
(1)实验时组装如图甲、乙、丙所示的装置时,
正确的安装顺序是 自下而上 (选填“自上
而下”或“自下而上”).
(2)实验中,燃料完全燃烧放出的热量是通过
液体吸热后温度的变化来反映的. 本实验要比
较不同燃料的热值,应选择 甲、乙 两图进
行实验. 若实验过程中,图甲中燃料 1 还未燃
尽时,烧杯内液体 a 就沸腾了,此时小明立即
在图甲烧杯中添加了少量液体 a 继续实验,燃
料 1 燃尽后两烧杯内液体 a 都未沸腾. 这样的
操作 不可行 (选填“可行” 或“不可行”),
理由是
.
图 2 图 3
第 5 题图
(3)比较不同物质吸热升温的特点:
①应选择 甲、丙 两图进行实验;
②在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同,所
以该实验主要用 加热时间的长短 (选填
“温度计示数”或“加热时间的长短”) 来表示
两种液体吸热的多少;
42
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块
三
热
学
③如果质量和初始温度均相同的 a、b 两种液
体,吸热后它们的温度随时间变化的图像如图
2 所示,由图可看出 b 液体的温度升高得较慢,
则 b (选填“a”或“b”)液体的比热容较大.
(4)[仪器生活化] [2020 陕西 18(2)题]为方便探
究 a、b 液体的比热容又设计了如图 3 所示的
实验装置. 将质量和初温都相同的 a、b 两种液
体,分别装入鸳鸯锅左右两侧锅体中(中间隔
挡加装了隔热层),用电磁炉加热. 该装置可以
较好地控制 a、b 两种液体在相同加热时间内
吸收的热量(或吸热) 相同. 加热时,若 a
液体升温较快,则表明 b (选填“a”或“b”)
液体吸热本领较强,比热容较大.
[比热容、热值的相关计算(10 年 5 考)]
1. [一题多变] [BS 教材素材改编]如图所示是热管
的工作原理图,当热管的热端受热时,吸液芯
里的液体吸收热量变成蒸气,这一过程叫 汽
化 (填物态变化的名称),蒸气在管子里跑到
冷端 放出 (选填“吸收”或“放出”)热量变
成液态,液体通过吸液芯又回到热端. 这一过
程循环进行,不断地将热量从热端带到冷端.
若 50
g 的该液体温度升高了 40
℃ ,则该液体
吸收的热量为 2
400 J. [该液体的比热容为
1. 2×103
J / (kg·℃ )]
第 1 题图
变式训练
(1)[2023 长沙]雷电是大气中一种剧烈的放电
现象,某次雷电释放了 2. 1×109
J 的能量,若这些
能量全部被水吸收,可使质量为 1×104
kg
的水从 0
℃升高到 50
℃ . 为了防雷,高大建筑
物顶端都装有 避雷装置 . [ c水 = 4. 2 ×
103
J / (kg·℃ )]
(2)利用垃圾焚烧发电,节能且环保,某次垃
圾完全燃烧放出的热量为 2. 1×107
J,若在标
准大气压下,这些热量完全被水吸收,能使
60
kg 初温为 20
℃ 的水升高到 100 ℃ .
[c水 = 4. 2×103
J / (kg·℃ )]
2. [一题多变][2024 安徽]一保温杯中装有质量为
200
g,温度为 25
℃的水. 将一个质量为 100
g,
温度为 100
℃的金属块放入杯中,一段时间后
杯内水和金属块的温度稳定在 30
℃ ,假设金
属块放出的热量全部被水吸收,已知水的比热
容为 4. 2×103
J / (kg·℃ ),则该金属块的比热
容为 0. 6×103 J / (kg·℃ ).
变式训练
(1)[2024 湖北改编]质量均为 0. 5
kg 的水和另
一种液体在相同时间内放出的热量相等,它们
温度随时间变化的关系图像如图所示. 已知水
的比热容 c水 = 4. 2×103
J / (kg·℃ ),c水>c液,则
图像中 甲 是水温度随时间变化的图线,
0~ 12
min 水放出了 4. 2×104 J 的热量,另一
种液体的比热容为 2. 1×103 J / (kg·℃).
(2)小明同学测量天然气灶火焰中心温度时,
把一枚 150
g 的金属块放在火焰中心加热足
够长的时间后,立即投入盛有 200
g、20
℃ 水
的绝热容器中,水温最高升到 80
℃ . 若金属块
的比热容c金属 = 0. 5× 103
J / ( kg·℃ ),不计热
量损失,则火焰中心的温度为 752 ℃ .
3. [2024 宿迁改编]氢能是新能源利用的新潮流,
加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”
的重要举措. 某品牌氢能自行车,一次性充满
0. 02
kg 氢气,氢气热值为 1. 4×108
J / kg. 这些
氢气完全燃烧产生的热量是 2. 8×106 J.
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三
热
学
变式训练
[2024 长春改编]2023 年 5 月 28 日,C919 大型
客机进行首次商业载客飞行,飞机的发动机选
用航空煤油作为燃料,假如完全燃烧 50
kg 航
空煤油放出的热量为 2. 3×109
J,则航空煤油
的热值为 4. 6×107 J / kg.
4. [一题多变][2023 陕西 14 题 4 分]在标准大气压
下,使用煤气灶将 2
kg 的水从 20
℃ 加热到
100
℃ ,水吸收的热量是 6. 72×105 J,若不
计热量损失,此过程需要完全燃烧 0. 016
kg 的煤气,这是通过 热传递 的方式增加了
水的内能. 未使用完的煤气的热值 不变
(选填“变大” “变小” 或“不变”). [水的比热
容c水 = 4. 2×103
J / (kg·℃ ),煤气的热值 q煤气 =
4. 2×107
J / kg]
变式训练
我国南海海底蕴藏着大量的“可燃冰”,其作
为新型能源,有着巨大的开发使用潜力. 若 1
g
“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 4. 2×105
J,
则 0. 01
kg 的“可燃冰”完全燃烧放出的热量
为 4. 2×106 J. 若不计热量损失,这些热量可
使 20
kg、40
℃的水在标准大气压下温度升高到
90 ℃. [水的比热容为 4. 2×103
J / (kg·℃)]
[热效率综合计算(10 年 3 考)]
1. [2023 苏州改编]正午,小明对水面获取太阳的
能量情况进行研究,他将装有 400
g 水的盘子
放在室外平台上,经阳光照射 10
min,水温升
高了 2. 5
℃ . 不计水的蒸发[水的比热容是 4. 2
×103
J / (kg·℃ )].
(1)该过程水吸收的热量是多少?
第 1 题图
解:(1)水吸收的热量
Q吸 =cmΔt=4. 2×103
J / (kg·℃)×0. 4
kg×2. 5
℃=4. 2×103
J
(2)若照射到盘中水面上太阳能的功率为
25
W,水获取太阳能的效率是多大?
解:(2)由 P=W
t
可得,照射到水面上的太阳能
W=Pt=25
W×10×60
s= 1. 5×104
J
水获取太阳能的效率
η=
Q吸
W
×100%=4. 2
×103
J
1. 5×104
J
×100%=28%
2. [2024 聊城]随着新能源政策的引导及风力发
电、并网等技术的发展,我国风力发电开发走
在了世界前列,装机容量居全球第一. 某地有
一风力发电站,其中一台风力发电机 1
s 内提
供的电能约为 1. 8×104
J,1 年内提供的电能约
为 4. 8×1011
J.
(1)若该风力发电机 1
s 内提供的电能全部转
化为内能,并有 70%被水吸收,可以使 100
g 常
温下 的 水 升 高 多 少 摄 氏 度? [ c水 = 4. 2 ×
103
J / (kg·℃ )]
(2)若该风力发电机 1 年内提供的电能改由火
力发电机来提供,且火力发电机工作时煤炭燃
烧产生的热量约 40%转化为电能,则需要完全
燃烧多少千克煤炭? ( 煤炭的热值 q 约为
3. 0×107
J / kg)
解:(1)根据题意得,一台风力发电机 1
s 内提供的电
能约为 1. 8×104
J,1
s 内所产生的电能全部转化为内
能,并有 70%被水吸收,则水吸收的热量
Q吸 =70%W电 =70%×1. 8×104
J=1. 26×104
J
由 Q吸 =cmΔt 可得
Δt=
Q吸
cm
= 1. 26×10
4
J
4. 2×103
J / (kg·℃)×0. 1
kg
=30
℃
(2)一台风力发电机 1 年内提供的电能约为 4. 8 ×
1011
J,火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约
40%转化为电能
Q火 =
W电
40%
=4. 8×10
11
J
0. 4
=1. 2×1012
J
煤炭质量
m煤炭 =
Q火
q
= 1. 2×10
12
J
3. 0×107
J / kg
=4×104
kg
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模
块
三
热
学
3. [2021 陕西 23 题 9 分]暑假期间,小明和家人自驾去秦始皇兵马俑博物馆参观.
(1)全家人上车后,汽车对水平地面的压强比空载时 大 .
(2)若该车在某段水平路面上匀速行驶 10
min,牵引力做功 4. 8×107
J,此过程中牵引力的功率是
多大?
(3)到达目的地,他们将车停放在露天停车场后进入博物馆参观. 参观完毕准备返回时,打开车门
发现车内温度特别高,无法立刻进入. 回家后小明想探究太阳暴晒对车内空气温度的影响,他回想
起曾经看过的一档科普电视节目做过的实验,实验测得太阳暴晒下,3 ~ 5
min 车内温度就能达到
40~ 50
℃ . 通过回看该节目,他获取了一组有关太阳辐射和小汽车的数据:夏天正午时,某城市
地表上每秒每平方米获得的太阳辐射能量约 500
J,其中能使物体吸热升温的主要是红外辐射,其 ↓ ↓
每平方米获得太阳能辐射功率 P太阳 = 500 J / s 每平方米获得红外辐射功率 P红外 =
能量约占太阳辐射能量的一半,小汽车的有效吸热面积约为 8
m2
,车内空气体积约为 2
m3 ,车内 ↓ ↓
空气吸热效率约为 50%. 汽车有效吸热功率 P车 = η= ×100% = 50%
①小明根据节目所给数据,计算出了理论上一定时间内车内空气升高的温度,并通过查阅资料了
解到车内空气升温受车辆散热、空气流通等诸多因素影响,综合分析得出节目实测结果是可信的. 请
你写出理论上 1
min 车内空气升高温度的计算过程[ρ空气 = 1. 3
kg / m3,c空气 = 1. 0×103
J / ( kg·℃ ),
结果保留一位小数].
②若汽车不可避免地在太阳暴晒下停放较长时间,请你写出一条缓解车内气温快速上升的措施:
用物体对汽车进行遮挡,车窗留缝,增加气体流动性 .
模型构建
解:(2)此过程中牵引力的功率 P=W
t
=4. 8×10
7
J
10×60
s
= 8×104
W
(3)①车内空气 1
min 吸收的热量
Q空吸 =50%Q车吸 =50%P车 t=50%×
1
2
P红外 t=50%×
1
2
P太阳 t=50%×
1
2
×500
J / s×1×60
s= 6×104
J
由 ρ=m
V
得,车内空气的质量 m空气 =ρ空气 V=1. 3
kg / m3×2
m3 =2. 6
kg
由 c= Q
mΔt
得,1
min 车内空气升高的温度
Δt=
Q空吸
c空气 m空气
= 6×10
4
J
1. 0×103
J / (kg·℃)×2. 6
kg
≈23. 1
℃
72
参考答案与重难题解析·陕西物理
分
层
作
业
本
【二阶·能力提升】
1. 凸 实 变大
【变式训练】BE 2. C
【变式训练】B
3. D
【变式训练】10 远离 小于 10
cm
4. 物镜 放大 凸 照相机 5. 凸 倒立 实
6. 厚 强 前 凹 低 7. 后 远 凸
命题点 4 探究凸透镜成像的规律
1. A B
【思维归纳 1】上 下 上 【思维归纳 2】减少 亮暗
2. B B
【思维归纳 1】(1)远离 变大 (2)①倒立 放大 ②倒立
缩小 【变式训练】10 缩小 照相机
3. CDEF
【思维归纳】(1)①靠近 ②远离 (2)①远视 凸 ②近视
凹
4. (1)使像成在光屏的中央 (2)光屏 (3)增大 (4)仍能
(5)远视 (6)b (7)4
5. (1)10. 0 (2) > (3)B 小丽 博物馆木牍上的字所成的是
正立、放大的像,小丽推测的依据是实验中看到了正立、放大的
像,与博物馆看到的现象一样 (4)右 近视
6. (1)3 (2)B 凹 (3)抽取 (4)更小 近视程度更严重的
同学,其晶状体焦距更小,对光的会聚能力更强,需要使用对光
发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正
模块三 热学
命题点 1 温度及其测量
1. (1)√ (2)✕ (3)√ (4)√ (5)√
2. C 3. D ② 小 -21
4. 热胀冷缩 35~ 42
℃ 0. 1 36. 5 可以
【变式训练】红外线 36. 8
℃ 正常
5. 丙
【拓展训练】先下降后上升 玻璃瓶先受热膨胀,容积变大,液
柱下降;水后受热膨胀,体积变大,液柱上升
命题点 2 物态变化相关判断
1. C 2. C 3.
B 4. A
【变式训练】(1)C (2)B
5. D
【变式训练】B 6. B 7. DE 8. C 9. DH
10. 空气 水 温度 减小
11. B
【变式训练】(1)A (2)C
命题点 3 物态变化相关实验
1.
D 2.
晶体 低
3. b a、c 质量不同
4. (1)吸收 (2)0 (3)固 需要 不变 晶体
(4)增大 降低
5. (1)自下而上 (2)吸热 保持不变 (3)甲 (4)98 低于
(5)时间 质量 (6)石棉网的温度高于杯内水的温度 (7)B
命题点 4 从粒子到宇宙
1. 质子 中子
【变式训练】(1)D (2)B A A
2. A
【变式训练】C 3. BFH 4. A 5. A 6. D
7. 间隙 分子在永不停息地做无规则运动
8. 变大 引力
【变式训练】分子间引力
9. 扩散 温度 大于 10. A 11. B 12. C 13. D
命题点 5 内能及其改变
1. D
【变式训练】D
2. 做功 增大 压缩 3. 做功 升高 隔热
4. D 5. C 6.
D
命题点 6 比热容、热值的理解及相关计算
【一阶·基础训练】
1. C 2. BE 3. D 4. A
5. (1)自下而上 (2)甲、乙 不可行 没有控制甲、乙两实验中
液体 a 的质量相同 (3)①甲、丙 ②加热时间的长短 ③b
(4)吸收的热量(或吸热) b
【二阶·能力提升】
1. 汽化 放出 2
400
【变式训练】(1)1×104 避雷装置 (2)100
2. 0. 6×103 【解析】由题意知,水吸收的热量为 Q吸 = c水 m水( t-
t水),金属块放出的热量 Q放 = c金 m金( t金 -t),假设金属块放出的
热量全部被水吸收,则 Q吸 =Q放,即 c水 m水( t-t水 ) = c金 m金( t金 -
t),代入数据得 4. 2×103
J / (kg·℃ ) ×0. 2
kg×(30
℃ -25
℃ )=
c金 ×0. 1
kg×(100
℃ -30
℃ ),解得 c金 = 0. 6×103
J / (kg·℃ ).
【变式训练】(1)甲 4. 2×104 2. 1×103 (2)752 【解析】水
的质量 m水 = 200
g = 0. 2
kg,水温最高升到 80
℃ ,水吸收的热
量 Q吸 = c水 m水( t-t0 )= 4. 2×103
J / ( kg·℃ ) ×0. 2
kg×(80
℃ -
20
℃ )= 5. 04×104
J. 不计热量损失,金属块放出的热量 Q放 =
Q吸 = 5. 04×104
J. 达到热平衡后,金属块的温度与水的温度相
同,金属块的质量 m金属 = 150
g = 0. 15
kg. 金属块的初温 t0 ′ =
Q放
c金属 m金属
+t=
5. 04×104
J
0. 5×103
J / (kg·℃ ) ×0. 15
kg
+80
℃ = 752
℃ . 金
属块放在火焰中心加热足够长的时间后,金属块的温度与火
焰中心的温度相同,所以火焰中心的温度为 752
℃ .
3. 2. 8×106
【变式训练】4. 6×107
4. 6. 72×105 0. 016 热传递 不变
【变式训练】4. 2×106 90
【三阶·思维拔高】
1. 解:(1)水吸收的热量
Q吸 = cmΔt= 4. 2×103
J / (kg·℃ ) ×0. 4
kg×2. 5
℃ = 4. 2×103 J
(2)由 P=
W
t
可得,照射到水面上的太阳能
W=Pt= 25
W×10×60
s = 1. 5×104
J
水获取太阳能的效率
η=
Q吸
W
×100% =
4. 2×103
J
1. 5×104
J
×100% = 28%
2. 解:(1)根据题意得,一台风力发电机 1
s 内提供的电能约为1. 8
×104
J,1
s 内所产生的电能全部转化为内能,并有 70%被水吸
收,则水吸收的热量
Q吸 = 70%W电 = 70%×1. 8×104
J = 1. 26×104
J
由 Q吸 = cmΔt 可得
Δt=
Q吸
cm
= 1. 26
×104 J
4. 2×103
J / (kg·℃ ) ×0. 1
kg
= 30
℃
(2)一台风力发电机 1 年内提供的电能约为 4. 8×1011
J,火力发
电机工作时煤炭燃烧产生的热量约 40%转化为电能
Q火 =
W电
40%
= 4. 8
×1011
J
0. 4
= 1. 2×1012
J
煤炭质量
m煤炭 =
Q火
q
= 1. 2
×1012
J
3. 0×107
J / kg
= 4×104
kg
3.
J / (m2 ·s) 250
J / (m2 ·s) 2
000
J / s
Q空吸
Q车吸
【模型构建】
1
2
50% 有效吸热面积×地表每秒每平方米
红外辐射的能量
解:(1)大
(2)此过程中牵引力的功率
P=
W
t
= 4. 8
×107
J
10×60
s
= 8×104
W
3
参考答案与重难题解析·陕西物理
分
层
作
业
本
(3)①车内空气 1
min 吸收的热量
Q空吸 = 50%Q车吸 = 50%P车 St= 50%×
1
2
P红外 St = 50%×
1
2
P太阳 St =
50%×
1
2
×500
J / (m2 ·s) ×8
m2 ×1×60
s = 6×104
J
由 ρ=
m
V
得,车内空气的质量
m空气 = ρ空气 V= 1. 3
kg / m3 ×2
m3 = 2. 6
kg
由 c=
Q
mΔt
得,1
min 车内空气升高的温度
Δt=
Q
c空气 m空气
= 6
×104
J
1. 0×103
J / (kg·℃ ) ×2. 6
kg
≈23. 1
℃
②用物体对汽车进行遮挡,车窗留缝,增加气体流动性
命题点 7 热机
1. D 2. A
3. 内 机械 做功
【变式训练】做功 做功 减小
4. 热传递 内能 5. 6 40 6. 1. 08×107 0. 59 600
命题点 8 能源与可持续发展
1. C 2. A 3. C 4. 核外电子 不可再生 聚
5. 裂变 二次 机械 电磁感应 6. A 7. C
8. (1)✕ (2)√ (3) √ (4) √ (5) ✕ (6) √ (7) √
(8)✕
模块四 力 学
大单元 1 机械运动
力
力与运动
命题点 1 运动的相对性
1. A 2. 歼 20 战斗机 地面 3. 运动 地面
4. 静止 运动
【变式训练】C 5. 白鹭倒影 运动 运动
命题点 2 长度、时间及其测量
1. (1)√ (2)✕ (3)✕ (4)√ (5)mm (6)cm
(7)微米(或 μm)
2. B 3. A 4. (1)✕ (2)√ (3)√ (4)46 (5)5
5. B 6. A 3. 20 应当多次测量求平均值 5
mm
7. 1. 20 2. 5 1 8. 4
42 282 15
min 0. 1
s 391
s
命题点 3 速度及其相关计算
【一阶·基础训练】
1. B 2. 雨燕 3. (1)0. 1 1×104 (2)120 7
200 (3)20 18
4. (1)1. 1 (2)5 (3)6. 5 (4)km / h
【二阶·能力提升】
1. 运动 2. 14
【变式训练】(1)运动 160 (2)最大速度 1
000
2. 运动 11. 45 3. 匀速 30 变速 37. 5 =
4. 221 72. 96 南 5. 40
6. (1)时间 路程 (2)静止 匀速直线 (3) 10 5. 33 大
(4)= =
7. (1)时间 速度 (2)匀速直线 逐渐减小,直至为零 (3) 2
4 (4)4 4 面积
8. 8 路程 路程
9. (1)v=
s
t
(2)右 滑动 (3)0. 2 小 加速 (4)否
(5)运动状态
10. (1)b 相同 (2)①如答图所示 ②C (3)时间 先变大后
不变 0. 75 【拓展设问】没有控制质量相等
第 10 题答图
命题点 4 力
弹力
重力
1. C 2. C 作用点 方向 3. ABCH
【变式训练】(1)力的作用是相互的 运动状态 (2)相互
运动状态 喷出的气体
4. B 5. AG
【拓展训练】D
6. 0. 2 3. 6 0~ 5 7. 0. 1
N 1. 5 8. A
9. 木板倾角 剪断细绳 OA,观察小球 A 下落方向
【变式训练】铅垂所受重力的方向总是竖直向下
10. 2. 4×105
【变式训练】0. 6
11. 有 7. 2
【方法指导】(2)①物体的重心上 ②总是竖直向下 垂直
12. 如答图所示 13. 如答图所示
第 12 题答图 第 13 题答图
14. 如答图所示 15. 如答图所示
第 14 题答图 第 15 题答图
16. 如答图所示 17. 如答图所示
第 16 题答图 第 17 题答图
18. 如答图所示 19. 如答图所示
第 18 题答图 第 19 题答图
20. 如答图所示 21. 如答图所示
第 20 题答图 第 21 题答图
命题点 5 摩擦力
1. ABE 2. B
【变式训练】D 3. AF
4. 橡胶 增大 运动状态
5. 如答图所示 6. 如答图所示
第 5 题答图 第 6 题答图
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