2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十三章 熱學(xué) 第35講 固體、液體和氣體學(xué)案_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、第第 3535 講講固體、液體和氣固體、液體和氣 體體 考綱要求考情分析命題趨勢(shì) 1.固體的微觀(guān)結(jié)構(gòu)、晶體和 非晶體 2液晶的微觀(guān)結(jié)構(gòu)、液體 的表面張力現(xiàn)象 3氣體實(shí)驗(yàn)定律、理想氣 體 4飽和蒸汽、未飽和蒸汽 和飽和蒸汽壓、相對(duì)濕度 2017全國(guó)卷 ,33(1)(2) 2017全國(guó)卷 ,33(2) 2017全國(guó)卷 ,33(2) 2016全國(guó)卷 ,33(2) 高考對(duì)本部分知識(shí)的考 查主要以選擇題、計(jì)算題的 形式出現(xiàn)試題一般綜合考 查固體液體的性質(zhì)、氣體壓 強(qiáng)的微觀(guān)解釋等,以計(jì)算題 的形式考查氣體實(shí)驗(yàn)定律、 理想氣體狀態(tài)方程 1晶體和非晶體 晶體分 類(lèi) 比較 單晶體多晶體 非晶體 外形 規(guī)則_不規(guī)

2、則_ 不規(guī)則 熔點(diǎn) 確定 不確定 物理性各向_異性_各向_同性_ 質(zhì) 原子排 列 _有規(guī)則_,但多晶體每個(gè)單晶體間的排列無(wú)規(guī) 則 無(wú)規(guī)則 形成與 轉(zhuǎn)化 有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的_晶體_.同一物質(zhì)可能以_晶 體_和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn),有些晶體在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為 _非晶體_ 典型物 質(zhì) 石英、云母、食鹽,硫酸銅 玻璃、蜂蠟、 松香 2 .液體的表面張力 液晶的微觀(guān)結(jié)構(gòu) (1)液體的表面張力 作用:液體的_表面張力_使液面具有收縮到表面積最小的趨勢(shì); 方向:表面張力跟液面_相切_,且跟這部分液面的分界線(xiàn)_垂直_ (2)液晶 液晶分子既保持排列有序而顯示各向_異性_,又可以自由移

3、動(dòng)位置,保持了液體 的_流動(dòng)性_; 液晶分子的位置無(wú)序使它像_液體_,排列有序使它像_晶體_; 液晶分子的排列從某個(gè)方向看比較整齊,而從另外一個(gè)方向看則是_雜亂無(wú)章_ 的 3氣體、氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體 (1)氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 氣體分子間距較_大_,分子力可以_忽略_,因此分子間除碰撞外不受其他力的 作用,故氣體能充滿(mǎn)整個(gè)空間; 分子做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng),速率有大有小,且時(shí)時(shí)變化,大量分子的速率按_“中間多, 兩頭少”_的規(guī)律分布; 溫度升高時(shí),速率小的分子數(shù)_減少_,速率大的分子數(shù)_增多_,分子的平均速 率將_增大_,但速率分布規(guī)律_不變_ (2)氣體的狀態(tài)參量 _壓強(qiáng)_、_體積_、_溫度_ (

4、3)氣體的壓強(qiáng) 產(chǎn)生原因:由于氣體分子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng),大量的分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生持續(xù)而 穩(wěn)定的_壓力_; 大?。簹怏w的壓強(qiáng)在數(shù)值上等于氣體作用在_單位面積_上的壓力公式p ; F S 決定因素 a宏觀(guān)上:決定于氣體的溫度和體積; b微觀(guān)上:決定于分子的平均動(dòng)能和分子數(shù)密度 (4)氣體實(shí)驗(yàn)定律 玻意耳定律查理定律蓋呂薩克定律 內(nèi) 容 一定質(zhì)量的某種氣 體,在溫度不變的情況 下,壓強(qiáng)與體積成反比 一定質(zhì)量的某種氣 體,在體積不變的情況 下,壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度 成正比 一定質(zhì)量的某種氣 體,在壓強(qiáng)不變的情況 下,體積與熱力學(xué)溫度 成正比 表 達(dá) 式 _p1V1p2V2_ ! p1 T1 p2 T2

5、#或 ! p1 p2 T1 T2 # ! V1 T1 V2 T2 #或 ! V1 V2 T1 T2 # (5)理想氣體狀態(tài)方程 理想氣體:在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體; 一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程:!#或!C p1V1 T1 p2V2 T2 pV T #(C為常量) 4飽和汽 未飽和汽和飽和汽壓 相對(duì)濕度 (1)飽和汽與未飽和汽 飽和汽:與液體處于_動(dòng)態(tài)平衡_的蒸汽; 未飽和汽:沒(méi)有達(dá)到_飽和狀態(tài)_的蒸汽 (2)飽和汽壓 定義:飽和汽所具有的_壓強(qiáng)_; 特點(diǎn):飽和汽壓隨溫度而變溫度越高,飽和汽壓_越大_,且飽和汽壓與飽和汽 的體積_無(wú)關(guān)_ (3)濕度 定義:空氣的潮濕程度;

6、絕對(duì)濕度:空氣中所含_水蒸氣_的壓強(qiáng): 相對(duì)濕度:在某一溫度下,空氣中水蒸氣的_壓強(qiáng)_與同一溫度下水的飽和汽壓之 比,稱(chēng)為空氣的相對(duì)濕度,即相對(duì)濕度(B)100% 水蒸氣的實(shí)際壓p 1 同溫下水的飽和汽壓pS 1判斷正誤 (1)單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的() (2)單晶體具有固定的熔點(diǎn),而多晶體和非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)() (3)晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化() (4)液晶是液體和晶體的混合物() (5)船浮于水面上不是由于液體的表面張力() (6)水蒸氣達(dá)到飽和時(shí),水蒸氣的壓強(qiáng)不再變化,這時(shí)蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進(jìn)行() (7)一定質(zhì)量的理想氣體在等壓變化時(shí),其體積與攝氏溫度成正比()

7、 2(多選)在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟,用燒熱的針接觸石蠟層背面上一點(diǎn), 石蠟熔化的范圍分別如圖(1)(2)(3)所示,而甲、乙、丙三種固體在熔化過(guò)程中溫度隨加熱 時(shí)間變化的關(guān)系如圖(4)所示下列判斷正確的是(BDBD) A甲、乙為非晶體,丙是晶體 B甲、丙為晶體,乙是非晶體 C甲、丙為非晶體,乙是晶體 D甲為多晶體,乙為非晶體,丙為單晶體 E甲、乙、丙都是非晶體 3(多選)對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體,下列論述中正確的是(ACEACE) A若單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變,當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí),壓強(qiáng)一定變大 B若單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變,當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)加劇時(shí),壓強(qiáng)可能不變 C若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低時(shí)

8、,則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)一定增加 D若氣體的壓強(qiáng)不變而溫度降低時(shí),則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)可能不變 E氣體的壓強(qiáng)由溫度和單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)共同決定 解析單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)不變時(shí),分子熱運(yùn)動(dòng)加劇,單位面積上的碰撞次數(shù)和碰撞 的平均力都變大,因此這時(shí)氣體壓強(qiáng)一定變大故選項(xiàng) A 正確,B 錯(cuò)誤;氣體的壓強(qiáng)不變 而溫度降低時(shí),根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可判定氣體的體積一定減小,氣體的密度增加, 則單位體積內(nèi)分子個(gè)數(shù)一定增加,氣體的壓強(qiáng)跟溫度和氣體單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)有關(guān), 故選項(xiàng) C、E 正確,D 錯(cuò)誤 4(多選)對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體,下列四種狀態(tài)變化中,可能實(shí)現(xiàn)的是(BDBD) A增大壓強(qiáng)時(shí),溫度降低,體

9、積增大 B升高溫度時(shí),壓強(qiáng)增大,體積減小 C降低溫度時(shí),壓強(qiáng)增大,體積不變 D降低溫度時(shí),壓強(qiáng)減小,體積增大 5(多選)關(guān)于飽和汽壓和相對(duì)濕度,下列說(shuō)法中正確的是(BCDBCD) A溫度不同飽和汽的飽和汽壓都相同 B溫度升高時(shí),飽和汽壓增大 C在相對(duì)濕度相同的情況下,夏天比冬天的絕對(duì)濕度大 D飽和汽壓和相對(duì)濕度都與體積無(wú)關(guān) 一固體和液體的性質(zhì) 對(duì)液體性質(zhì)的三點(diǎn)說(shuō)明 (1)液體表面層、附著層的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是導(dǎo)致表面張力、浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象、毛細(xì)現(xiàn) 象等現(xiàn)象的根本原因 (2)同一種液體,對(duì)一些固體是浸潤(rùn)的,對(duì)另一些固體可能不浸潤(rùn) (3)液體沸騰的條件是飽和汽壓和外部壓強(qiáng)相等 例 1(多選)下列說(shuō)法正

10、確的是(BCDBCD) A將一塊晶體敲碎后,得到的小顆粒是非晶體 B固體可以分為晶體和非晶體兩類(lèi),有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì) C由同種元素構(gòu)成的固體,可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體 D在合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w,某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w E在熔化過(guò)程中,晶體要吸收熱量,但溫度保持不變,內(nèi)能也保持不變 解析晶體,無(wú)論體積大小,都是晶體將一塊晶體敲碎后,得到的顆粒仍然是晶體, 選項(xiàng) A 錯(cuò)誤;晶體由于空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的不同,在不同的方向上有不同的光學(xué)性質(zhì),選項(xiàng) B 正確;由同種元素構(gòu)成的固體,例如碳元素,由于原子排列方式不同,可能構(gòu)成石墨,也 可能構(gòu)成金剛石,選

11、項(xiàng) C 正確;在合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)變成非晶體,某些非晶 體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w例如天然水晶是晶體,熔化后再凝固成石英玻璃就是非晶體,選項(xiàng) D 正確;在熔化過(guò)程中,晶體吸收熱量,但是溫度保持不變,只是分子平均動(dòng)能保持不變, 而分子勢(shì)能要增加,內(nèi)能要增加,選項(xiàng) E 錯(cuò)誤 二氣體壓強(qiáng)的計(jì)算 平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法 (1)參考液片法:選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對(duì)象,分析液片兩側(cè)受力 情況,建立平衡方程,消去面積,得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等方程,求得氣體的壓強(qiáng) (2)力平衡法:選與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,得到液柱(或 活塞)的受力平衡方程,求得氣體的壓強(qiáng) (3)等

12、壓面法:在連通器中,同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強(qiáng)相等 例 2如圖所示,豎直放置的U形管,左端開(kāi)口,右端封閉,管內(nèi)有a、b兩段水銀柱, 將A、B兩段空氣柱封閉在管內(nèi)已知水銀柱a長(zhǎng) 10 cm,水銀柱b兩個(gè)液面間的高度差為 5 cm,大氣壓強(qiáng)為 75 cmHg,求空氣柱A、B的壓強(qiáng) 解析設(shè)空氣柱A、B產(chǎn)生的壓強(qiáng)分別為pA、pB,管的橫截面積為S,取a水銀柱為研 究對(duì)象并進(jìn)行受力分析如圖甲所示,得pASmagp0S,而paSgh1Smag, 故pASpaSp0S,所以pAp0pa 75 cmHg10 cmHg65 cmHg 取水銀柱b為研究對(duì)象并進(jìn)行受力分析如圖乙所示,同理可得pBSpbS

13、pAS,所以 pBpApb65 cmHg5 cmHg60 cmHg 答案65 cmHg60 cmHg 三氣體實(shí)驗(yàn)定律及狀態(tài)方程的應(yīng)用 氣體實(shí)驗(yàn)定律的比較 定律名稱(chēng)比較項(xiàng) 目 玻意耳定律 (等溫變化) 查理定律 (等容變化) 蓋呂薩克定 律(等壓變化) 數(shù)學(xué) 表達(dá)式 p1V1p2V2或 pVC(常數(shù)) 或 p1 T1 p2 T2 C(常數(shù)) p T 或 V1 T1 V2 T2 C(常數(shù)) V T 同一氣體 的兩條 圖線(xiàn) 例 3如圖,一固定的豎直氣缸由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個(gè)活 塞已知大活塞的質(zhì)量為m12.50 kg,橫截面積為S180.0 cm2;小活塞的質(zhì)量為 m21.50

14、kg,橫截面積為S240.0 cm2;兩活塞用剛性輕桿連接,間距保持為l40.0 cm;汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p1.00105 Pa,溫度為T(mén)303 K初始時(shí)大活塞與大圓筒底 部相距 ,兩活塞間封閉氣體的溫度為T(mén)1495 K現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降,活塞緩慢 l 2 下移忽略?xún)苫钊c汽缸壁之間的摩擦,重力加速度大小g取 10 m/s2.求: (1)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間,缸內(nèi)封閉氣體的溫度; (2)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí),缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng) 思維導(dǎo)引兩氣缸活塞面積不等,如何選擇受力分析的研究對(duì)象?氣缸平衡時(shí)受 到哪幾個(gè)力作用?第一次下降過(guò)程中氣體溫度下降,氣體進(jìn)行了哪種狀態(tài)

15、變化??jī)?nèi)外 氣溫達(dá)到相等過(guò)程中氣體進(jìn)行了哪種狀態(tài)變化? 解析(1)設(shè)初始時(shí)氣體體積為V1,在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí),缸內(nèi)封閉氣體 的體積為V2,溫度為T(mén)2.由題給條件得 V1S2S1, (l l 2) ( l 2) V2S2l. 在活塞緩慢下移的過(guò)程中,用p1表示缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng),由力的平衡條件得 S1(p1p)m1gm2gS2(p1p), 故缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變由蓋呂薩克定律有 , V1 T1 V2 T2 聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得 T2330 K (2)在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí),被封閉氣體的壓強(qiáng)為p1.在此后與汽缸外大氣達(dá) 到熱平衡的過(guò)程中,被封閉氣體的體積不變?cè)O(shè)達(dá)到熱平衡時(shí)被封閉氣體的壓

16、強(qiáng)為p, 由查理定律,有 , p T p1 T2 聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得 p1.01105 Pa 答案(1)330 K(2)1.01105 Pa 1(多選)對(duì)于液體在器壁附近的液面發(fā)生彎曲的現(xiàn)象,如圖所示,對(duì)此有下列幾種解 釋?zhuān)_的是(ACDACD) A表面層內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部疏 B表面層內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部密 C附著層內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部密 D附著層內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部疏 解析液體表面具有收縮的趨勢(shì),即液體表面表現(xiàn)為張力,是液體表面分子間距離大 于液體內(nèi)部分子間的距離,密度較小,且液面分子間表現(xiàn)為引力;故表面層、內(nèi)分子 的分布比液體內(nèi)部疏,故選項(xiàng) A 正確,B 錯(cuò)誤;附著層內(nèi)分子

17、與容器壁間引力大于內(nèi)部 液體分子引力,附著層分子距離小,密度大,故選項(xiàng) C 正確;附著層內(nèi)分子與容器壁間 吸引力小于內(nèi)部液體分子引力,附著層分子距離大,密度小,故選項(xiàng) D 正確 2(2017全國(guó)卷 )(多選)氧氣分子在 0 和 100 溫度下單位速率間隔的分子數(shù) 占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線(xiàn)所示下列說(shuō)法正確的是( ABCABC) A圖中兩條曲線(xiàn)下面積相等 B圖中虛線(xiàn)對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形 C圖中實(shí)線(xiàn)對(duì)應(yīng)于氧氣分子在 100 時(shí)的情形 D圖中曲線(xiàn)給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目 E與 0 時(shí)相比,100 時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在 0400 m/s 區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)

18、占總分 子數(shù)的百分比較大 解析根據(jù)氣體分子單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變 化曲線(xiàn)的意義可知,題圖中兩條曲線(xiàn)下面積相等,選項(xiàng) A 正確;題圖中虛線(xiàn)占百分比較大 的分子速率較小,所以對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形,選項(xiàng) B 正確;題圖中實(shí)線(xiàn)占 百分比較大的分子速率較大,分子平均動(dòng)能較大,根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,可知 實(shí)線(xiàn)對(duì)應(yīng)于氧氣分子在 100 時(shí)的情形,選項(xiàng) C 正確;根據(jù)分子速率分布圖可知,題圖中 曲線(xiàn)給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目占總分子數(shù)的百分比,不能得出任意速率區(qū)間的 氧分子數(shù)目,選項(xiàng) D 錯(cuò)誤;由分子速率分布圖可知,與 0 時(shí)相比,100 時(shí)氧氣分子

19、速 率出現(xiàn)在 0400 m/s 區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較小,選項(xiàng) E 錯(cuò)誤 3下列關(guān)于液體表面現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是(C C) A把縫衣針小心地放在水面上,縫衣針可以把水面壓彎而不沉沒(méi),是因?yàn)榭p衣針的重 力小,又受到液體的浮力的緣故 B處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中,一大滴水銀會(huì)成球狀,是因?yàn)橐后w內(nèi)分子間有相互吸 引力 C玻璃管裂口放在火上燒熔,它的尖端就變圓,是因?yàn)槿刍牟Aг诒砻鎻埩Φ淖饔?下,表面要收縮到最小的緣故 D漂浮在熱菜湯表面上的油滴,從上面觀(guān)察是圓形的,是因?yàn)橛偷我后w呈各向同性的 緣故 解析把縫衣針輕放在水面上,它會(huì)浮在水面上,這是由于水表面存在表面張力的緣 故,選項(xiàng) A 錯(cuò)

20、誤;水銀成球狀,是由于液體表面張力的緣故,選項(xiàng) B 錯(cuò)誤;菜湯表面上的 油滴是圓形的,也是液體表面存在張力的緣故,故選項(xiàng) D 錯(cuò)誤 4如圖所示,光滑水平面上放有一質(zhì)量為M的氣缸,氣缸內(nèi)放有一質(zhì)量為m的可在氣 缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)的活塞,活塞面積為S.現(xiàn)用水平恒力F向右推氣缸,最后氣缸和活塞達(dá)到 相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)p!p0#.(已知外界大氣壓 mF SMm 為p0) 解析選取氣缸和活塞整體為研究對(duì)象相對(duì)靜止時(shí)有F(Mm)a, 再選活塞為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律有 pSp0Sma,解得pp0 mF SMm 5(2017江蘇高考)(多選)定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過(guò)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C,

21、 其VT圖象如圖所示下列說(shuō)法正確的有_BC_ AAB的過(guò)程中,氣體對(duì)外界做功 BAB的過(guò)程中,氣體放出熱量 CBC的過(guò)程中,氣體壓強(qiáng)不變 DABC的過(guò)程中,氣體內(nèi)能增加 解析由題圖可知,從A到B氣體的體積減小,外界對(duì)氣體做功,選項(xiàng) A 錯(cuò)誤;從A 到B,氣體做等溫變化,則氣體的內(nèi)能不變,根據(jù)熱力學(xué)第一定律 UWQ,可知此過(guò)程 氣體放出熱量,選項(xiàng) B 正確;由理想氣體狀態(tài)方程pVnRT,VT可知,從B到C氣體 nR p 發(fā)生的是等壓變化,氣體的溫度在降低,內(nèi)能在減小,選項(xiàng) C 正確,D 錯(cuò)誤 6(2017湖南長(zhǎng)沙模擬)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)D,其有關(guān)數(shù)據(jù)如圖 甲所示,若狀態(tài)D的壓強(qiáng)是

22、 2104 Pa (1)求狀態(tài)A的壓強(qiáng) (2)請(qǐng)?jiān)谝覉D中畫(huà)出該狀態(tài)變化過(guò)程的pT圖象,并分別標(biāo)出A、B、C、D各個(gè)狀態(tài), 不要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程 解析從VT圖上讀出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的體積和溫度,由理想氣體狀態(tài)方程即可求出各點(diǎn)對(duì)應(yīng) 的壓強(qiáng) (1)據(jù)理想氣體狀態(tài)方程 ,則pA4104 Pa pAVA TA pDVD TD pDVDTA VATD (2)pT圖象及A、B、C、D各個(gè)狀態(tài)如圖所示 答案(1)4104 Pa(2)見(jiàn)解析 例 1(10 分)汽缸截面積為S,質(zhì)量為m的梯形活塞上面是水平的,下面與右側(cè)豎直 方向的夾角為,如圖所示,當(dāng)活塞上放質(zhì)量為M的重物時(shí)處于靜止設(shè)外部大氣壓為 p0,若活塞與缸壁之間無(wú)摩擦

23、求汽缸中氣體的壓強(qiáng) 答題送檢來(lái)自閱卷名師報(bào)告 錯(cuò) 誤 致錯(cuò)原因 扣 分 (1 ) 分析缸內(nèi)氣體對(duì)活塞的作用力時(shí),錯(cuò)將S作受力面積處理 (2 ) 對(duì)活塞和重物組成的系統(tǒng)進(jìn)行受力分析時(shí),漏掉重物的重力 Mg 1 0 規(guī)范答題 解析對(duì)活塞和重物組成的系統(tǒng),由平衡條件有p氣S, mMgp0S sin 又因?yàn)镾, S sin 所以p氣p0 mMgp0S S mMg S 答案p0 mMg S 1(2018湖北黃石模擬)在光滑水平面上有一個(gè)內(nèi)外壁都光滑的汽缸,汽缸質(zhì)量為 M,汽缸內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞,已知Mm.活塞密封一部分理想氣體現(xiàn)對(duì)汽缸施一水平 向左的拉力F時(shí),如圖甲,汽缸的加速度為a1,封閉氣體的壓強(qiáng)

24、為P1,體積為V1;若用同 樣大小的力F水平向左推活塞,如圖乙,汽缸的加速度為a2,封閉氣體的壓強(qiáng)為P2,體積 為V2,設(shè)密封氣體的質(zhì)量和溫度均不變,則(A A) Aa1a2,p1V2 Ba1p2,V1V2 Ca1a2,p1p2,V1a2,p1p2,V1V2 解析對(duì)汽缸與活塞組成的整體,據(jù)牛頓第二定律可知a1a2.對(duì)甲圖,以活塞為研究 對(duì)象,有p0Sp1Sma1;對(duì)乙圖,以汽缸為研究對(duì)象,有p2Sp0SMa2;由以上兩式可知 p1p2.根據(jù)玻意耳定律可知p1V1p2V2,則V1V2.選項(xiàng) A 正確 2如圖所示,有一圓筒形汽缸靜置在地上,汽缸圓筒的質(zhì)量為M,活塞及手柄的質(zhì)量 為m,活塞截面積為S

25、.現(xiàn)用手握住活塞手柄緩慢地豎直向上提,求汽缸剛離地時(shí)缸內(nèi)封閉 氣體的壓強(qiáng)(當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)為p0,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,活塞與汽缸壁的摩擦不計(jì), 活塞未脫離汽缸) 解析設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為p,以汽缸為研究對(duì)象,對(duì)汽缸受力分析如圖所示 根據(jù)平衡條件得pSMgp0S, 所以pp0 Mg S 答案p0 Mg S 3(2017江蘇蘇州模擬)如圖所示,兩端開(kāi)口的氣缸水平固定,A、B是兩個(gè)厚度不 計(jì)的活塞,可在氣缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng),面積分別為S120 cm2,S210 cm2,它們之間用一 根細(xì)桿連接,B通過(guò)水平細(xì)繩繞過(guò)光滑的定滑輪與質(zhì)量為M2 kg 的重物C連接,靜止時(shí) 氣缸中的氣體溫度T1600 K,氣缸兩部

26、分的氣柱長(zhǎng)均為L(zhǎng),已知大氣壓強(qiáng)p01105 Pa,取g10 m/s2,缸內(nèi)氣體可看作理想氣體求: (1)活塞靜止時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng); (2)若降低氣缸內(nèi)氣體的溫度,當(dāng)活塞A緩慢向右移動(dòng) 時(shí),氣缸內(nèi)氣體的溫度 L 2 解析(1)設(shè)靜止時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1,活塞受力平衡p1S1p0S2p0S1p1S2Mg, 代入數(shù)據(jù)解得p11.2105 Pa (2)由活塞受力平衡可知缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)沒(méi)有變化,設(shè)開(kāi)始溫度為T(mén)1變化后溫度為T(mén)2, 由蓋呂薩克定律得, S1LS2L T1 S1L 2S2 3L 2 T2 代入數(shù)據(jù)解得T2500 K 答案(1)1.2105 Pa(2)500 K 4如圖所示,兩汽缸A、B粗細(xì)

27、均勻、等高且內(nèi)壁光滑,其下部由體積可忽略的細(xì)管 連通;A的直徑是B的 2 倍,A上端封閉,B上端與大氣連通;兩汽缸除A頂部導(dǎo)熱外,其 余部分均絕熱,兩汽缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a、b,活塞下方充有氮?dú)?,活?a上方充有氧氣當(dāng)大氣壓為p0、外界和汽缸內(nèi)氣體溫度均為 7 ,平衡時(shí)活塞a離汽缸 頂?shù)木嚯x是汽缸高度的 ,活塞b在汽缸正中間 1 4 (1)現(xiàn)通過(guò)電阻絲緩慢加熱氮?dú)?,?dāng)活塞b恰好升至頂部時(shí),求氮?dú)獾臏囟龋?(2)繼續(xù)緩慢加熱,使活塞a上升,當(dāng)活塞a上升的距離是汽缸高度的時(shí),求氧氣的 1 16 壓強(qiáng) 解析(1)活塞b升至頂部的過(guò)程中,活塞a不動(dòng),活塞a、b下方的氮?dú)饨?jīng)歷等壓變 化,設(shè)

28、汽缸A的容積為V0,氮?dú)獬鯌B(tài)的體積為V1,溫度為T(mén)1,末態(tài)體積為V2,溫度為T(mén)2, 按題意,汽缸B的容積為,由題給數(shù)據(jù)及蓋呂薩克定律有 V0 4 V1V0 V0, 3 4 1 2 V0 4 7 8 V2V0V0, 3 4 V0 4 , V1 T1 V2 T2 由式及所給的教據(jù)可得T2320 K (2)活塞b升至頂部后,由于繼續(xù)緩慢加熱、活塞a開(kāi)始向上移動(dòng),直至活塞上升的距 離是汽缸高度的,此時(shí)活塞a上方的氧氣經(jīng)歷等溫變化,設(shè)氧氣初態(tài)的體積為V1,壓 1 16 強(qiáng)為p1,末態(tài)體積為V2,壓強(qiáng)為p2,由所給數(shù)據(jù)及玻意耳定律得 V1V0,p1p0,V2V0, 1 4 3 16 p1V1p2V2, 由

29、式可得p2p0 4 3 答案(1)320 K(2)p0 4 3 1(多選)下列說(shuō)法正確的是!BCEBCE#.(選填正確答案標(biāo)號(hào)) A懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉分子的熱運(yùn)動(dòng) B空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果 C彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn) D高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低,這是高原地區(qū)溫度較低的緣故 E干濕泡濕度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度,這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā) 吸熱的結(jié)果 解析懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了水分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),選項(xiàng) A 錯(cuò)誤;空 中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果,選項(xiàng) B 正確;彩色液晶顯示器利用了液晶 的光學(xué)性質(zhì)具有

30、各向異性的特點(diǎn),選項(xiàng) C 正確;高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低,是由于高原地區(qū) 氣壓低,故水的沸點(diǎn)也較低,選項(xiàng) D 錯(cuò)誤;干濕泡溫度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示 的溫度,是由于濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸收熱量,從而溫度會(huì)降低的緣故,選項(xiàng) E 正確 2圖為一定質(zhì)量理想氣體的壓強(qiáng)p與體積V的關(guān)系圖象,它由狀態(tài)A經(jīng)等容過(guò)程到狀 態(tài)B,再經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)C.設(shè)A、B、C狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度分別為T(mén)A、TB、TC,則下列關(guān)系 式中正確的是!C C#.(填選項(xiàng)前的字母) ATATB,TBTB,TBTC CTATB,TBTC 解析由題中圖象可知,氣體由A到B過(guò)程為等容變化,由查理定律得 ,pApB,故TATB;由B到C過(guò)程為

31、等壓變化,由蓋呂薩克定律得 pA TA pB TB ,VBVC,故TBTC.選項(xiàng) C 正確 VB TB VC TC 3一氧氣瓶的容積為 0.08 m3,開(kāi)始時(shí)瓶中氧氣的壓強(qiáng)為 20 個(gè)大氣壓某實(shí)驗(yàn)室每 天消耗 1 個(gè)大氣壓的氧氣 0.36 m3.當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到 2 個(gè)大氣壓時(shí),需重新充 氣若氧氣的溫度保持不變,求這瓶氧氣重新充氣前可供該實(shí)驗(yàn)室使用多少天 解析設(shè)氧氣開(kāi)始時(shí)的壓強(qiáng)為p1,體積為V1,壓強(qiáng)變?yōu)閜2(2 個(gè)大氣壓)時(shí),體積為 V2,根據(jù)玻意耳定律得 p1V1p2V2, 重新充氣前,用去的氧氣在p2壓強(qiáng)下的體積為V3V2V1, 設(shè)用去的氧氣在p0(1 個(gè)大氣壓)壓強(qiáng)下的體積為V0

32、,則有p2V3p0V0. 設(shè)實(shí)驗(yàn)室每天用去的氧氣在p0壓強(qiáng)下的體積為 V,則氧氣可用的天數(shù)為N, V0 V 聯(lián)立式,并代人數(shù)據(jù)得N4(天) 答案4 天 4如圖所示,一粗細(xì)均勻的 U 形管豎直放置,A側(cè)上端封閉,B側(cè)上端與大氣相通, 下端開(kāi)口處開(kāi)關(guān) K 關(guān)閉;A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為l10.0 cm,B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)3.0 cm.現(xiàn)將開(kāi)關(guān) K 打開(kāi),從 U 形管中放出部分水銀,當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h110.0 cm 時(shí) 將開(kāi)關(guān) K 關(guān)閉已知大氣壓強(qiáng)p075.0 cmHg (1)求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度; (2)此后再向B側(cè)注入水銀,使A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度,求注入的水銀在管 內(nèi)

33、的長(zhǎng)度 解析(1)以 cmHg 為壓強(qiáng)單位設(shè)A側(cè)空氣柱長(zhǎng)度l10.0 cm 時(shí)的壓強(qiáng)為p;當(dāng)兩側(cè) 水銀面的高度差為h110.0 cm 時(shí),設(shè)空氣柱的長(zhǎng)度為l1,壓強(qiáng)為p1.由玻意耳定律得 plp1l1, 由力學(xué)平衡條件得pp0h, 打開(kāi)開(kāi)關(guān)K放出水銀的過(guò)程中,B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0,而A側(cè)水銀面處的壓 強(qiáng)隨空氣柱長(zhǎng)度的增加逐漸減小,直到B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止由力學(xué)平衡條 件有 p1p0h1, 聯(lián)立式,并代入題給數(shù)據(jù)得 l112.0 cm. (2)當(dāng)A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度時(shí),設(shè)A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為l2,壓強(qiáng)為p2.由 玻意耳定律得plp2l2, 由力學(xué)平衡條件有p2p0,

34、聯(lián)立式,并代入題給數(shù)據(jù)得 l210.4 cm. 設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度為 h, 依題意得 h2(l1l2)h1, 聯(lián)立式,并代入題給數(shù)據(jù)得 h13.2 cm 答案(1)12.0 cm(2)13.2 cm 5(2017全國(guó)卷)一熱氣球體積為V,內(nèi)部充有溫度為T(mén)a的熱空氣,氣球外冷空氣 的溫度為T(mén)b.已知空氣在 1 個(gè)大氣壓、溫度T0時(shí)的密度為0,該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都 為 1 個(gè)大氣壓,重力加速度大小為g (1)求該熱氣球所受浮力的大??; (2)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力; (3)設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0,求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量 解析(1)設(shè) 1 個(gè)大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度為T(mén)0

35、時(shí)的體積為V0,密度為 0, m V0 在溫度為T(mén)時(shí)的體積為VT,密度為(T), m VT 由蓋呂薩克定律得, V0 T0 VT T 聯(lián)立式得(T)0, T0 T 氣體所受到的浮力為F(Tb)gV, 聯(lián)立式得FVg0, T0 Tb (2)氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為G(Ta)Vg, 聯(lián)立式得GVg0. T0 Ta (3)設(shè)該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m,由力的平衡條件得 mgFGm0g, 聯(lián)立式得mV0T0m0 ( 1 Tb 1 Ta) 答案(1)Vg0(2)Vg0(3)V0T0m0 T0 Tb T0 Ta ( 1 Tb 1 Ta) 6(2017全國(guó)卷)一種測(cè)量稀薄氣體壓強(qiáng)的儀器如圖甲所示,玻璃泡M

36、的上端和 下端分別連通兩豎直玻璃細(xì)管K1和K2.K1長(zhǎng)為l,頂端封閉,K2上端與待測(cè)氣體連通;M下 端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器R連通開(kāi)始測(cè)量時(shí),M與K2相通;逐漸提升R,直到K2 中水銀面與K1頂端等高,此時(shí)水銀已進(jìn)入K1,且K1中水銀面比頂端低h,如圖乙所示設(shè) 測(cè)量過(guò)程中溫度、與K2相通的待測(cè)氣體的壓強(qiáng)均保持不變已知K1和K2的內(nèi)徑均為d,M 的容積為V0,水銀的密度為,重力加速度大小為g.求: (1)待測(cè)氣體的壓強(qiáng); (2)該儀器能夠測(cè)量的最大壓強(qiáng) 解析(1)水銀面上升至M的下端使玻璃泡中氣體恰好被封住,設(shè)此時(shí)被封閉的氣體的 體積為V,壓強(qiáng)等于待測(cè)氣體的壓強(qiáng)p.提升R,直到K2中水銀面與

37、K1頂端等高時(shí),K1中水 銀面比頂端低h;設(shè)此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為p1,體積為V1,則VV0 d2l, 1 4 V1 d2h, 1 4 由力學(xué)平衡條件得p1pgh, 整個(gè)過(guò)程為等溫過(guò)程,由玻意耳定律得pVp1V1, 聯(lián)立式得p. gh2d2 4V0d 2 lh (2)由題意知hl, 聯(lián)立式有p, gl2d2 4V0 該儀器能夠測(cè)量的最大壓強(qiáng)為pmax gl2d2 4V0 答案(1)(2) gh2d2 4V0d 2 lh gl2d2 4V0 課時(shí)達(dá)標(biāo)課時(shí)達(dá)標(biāo)第第 3535 講講 解密考綱知道晶體、非晶體的區(qū)別;理解表面張力,會(huì)解釋有關(guān)現(xiàn)象;掌握氣體的 三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律,會(huì)用三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律分析氣體狀態(tài)變化

38、問(wèn)題 1(多選)對(duì)于一定量的稀薄氣體,下列說(shuō)法正確的是(BDBD) A壓強(qiáng)變大時(shí),分子熱運(yùn)動(dòng)必然變得劇烈 B保持壓強(qiáng)不變時(shí),分子熱運(yùn)動(dòng)可能變得劇烈 C壓強(qiáng)變大時(shí),分子間的平均距離必然變小 D壓強(qiáng)變小時(shí),分子間的平均距離可能變小 解析壓強(qiáng)變大,溫度不一定升高,分子熱運(yùn)動(dòng)不一定變得劇烈,選項(xiàng) A 錯(cuò)誤;壓強(qiáng) 不變,溫度也有可能升高,分子熱運(yùn)動(dòng)可能變得劇烈,選項(xiàng) B 正確;壓強(qiáng)變大,體積不一 定減小,分子間的距離不一定變小,選項(xiàng) C 錯(cuò)誤;壓強(qiáng)變小,體積可能減小,分子間的距 離可能變小,選項(xiàng) D 正確 2(多選)下列現(xiàn)象中,能說(shuō)明液體存在表面張力的有(ABAB) A水黽可以停在水面上B葉面上的露珠呈

39、球形 C滴入水中的紅墨水很快散開(kāi)D懸浮在水中的花粉做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) 解析水黽可以停在水面上和葉面上的露珠呈球形都說(shuō)明液體表面層的分子比液體內(nèi) 部稀疏,液體表面分子表現(xiàn)引力,即表面張力,故選項(xiàng) A、B 正確;滴入水中的紅墨水很快 散開(kāi)是擴(kuò)散現(xiàn)象,懸浮在水中的花粉做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng),都反映的是液體分子的無(wú) 規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng) C、D 錯(cuò)誤 3如圖所示,U 形氣缸固定在水平地面上,用重力不計(jì)的活塞封閉著一定質(zhì)量的氣體, 已知?dú)飧撞宦?,活塞移?dòng)過(guò)程無(wú)摩擦初始時(shí),外界大氣壓強(qiáng)為p0,活塞緊壓小擋 板現(xiàn)緩慢升高缸內(nèi)氣體的溫度,則圖中能反映氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p隨熱力學(xué)溫度T變化 的圖象是(B B) 解析緩慢

40、升高缸內(nèi)氣體的溫度,當(dāng)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)pp0時(shí),氣體的體積不變,由查 理定律知pp1,故缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T呈線(xiàn)性關(guān)系;當(dāng)氣缸內(nèi)氣體的壓 T T1 強(qiáng)pp0時(shí)發(fā)生等壓變化正確的圖象為圖 B 4(2017湖北黃石模擬)(多選)下列說(shuō)法正確的是(ACDACD) A把一枚針輕放在水面上,它會(huì)浮在水面這是由于水表面存在表面張力的緣故 B水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干凈的玻璃板上卻不能這是因?yàn)橛椭?使水的表面張力增大的緣故 C在圍繞地球飛行的宇宙飛船中,自由飄浮的水滴呈球形這是表面張力作用的結(jié)果 D在毛細(xì)現(xiàn)象中,毛細(xì)管中的液面有的升高,有的降低,這與液體的種類(lèi)和毛細(xì)管的 材質(zhì)有關(guān) E當(dāng)

41、兩薄玻璃板間夾有一層水膜時(shí),在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開(kāi)這是 由于水膜具有表面張力的緣故 解析水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,這是不浸潤(rùn)的結(jié)果,而干凈的玻璃板上 不能形成水珠,這是浸潤(rùn)的結(jié)果,選項(xiàng) B 錯(cuò)誤玻璃板很難被拉開(kāi)是由于分子引力的作用, 選項(xiàng) E 錯(cuò)誤 5(2017浙江寧波模擬)(多選)一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所示的 ab、bc、cd、da四個(gè)過(guò)程,其中bc的延長(zhǎng)線(xiàn)通過(guò)原點(diǎn),cd垂直于ab且與水平軸平行,da 與bc平行,則氣體體積在 (ABAB) Aab過(guò)程中不斷增加Bbc過(guò)程中保持不變 Ccd過(guò)程中不斷增加Dda過(guò)程中保持不變 解析因?yàn)閎c的延長(zhǎng)線(xiàn)通過(guò)原點(diǎn),所以b

42、c是等容線(xiàn),即氣體體積在bc過(guò)程中保持不 變,選項(xiàng) B 正確;ab是等溫線(xiàn),壓強(qiáng)減小則體積增大,選項(xiàng) A 正確;cd是等壓線(xiàn),溫度降 低則體積減小,選項(xiàng) C 錯(cuò)誤;連接aO交cd于e,如圖,則ae是等容線(xiàn),即VaVe,因?yàn)?VdVe,所以VdVa,所以da過(guò)程中體積不是保持不變,選項(xiàng) D 錯(cuò)誤 6利用如圖裝置可測(cè)量大氣壓強(qiáng)和容器的容積步驟如下: 將倒 U 形玻璃管A的一端通過(guò)橡膠軟管與直玻璃管B連接,并注入適量的水,另一 端插入橡皮塞,然后塞住燒瓶口,并在A上標(biāo)注此時(shí)水面的位置K;再將一針筒活塞置于 10 mL 位置的針筒插入燒瓶,使活塞緩慢推移至 0 刻度的位置;上下移動(dòng)B,保持A中的水 面

43、位于K處,測(cè)得此時(shí)水面的高度差為 17.1 cm 拔出橡皮塞,將針筒活塞置于 0 mL 位置,使燒瓶與大氣相通后再次塞住瓶口;然后 將活塞抽拔至 10 mL 位置,上下移動(dòng)B,使A中的水面仍位于K處,測(cè)得此時(shí)玻璃管中水 面的高度差為 16.8 cm.(玻璃管A內(nèi)氣體體積忽略不計(jì),水1.0103 kg/m3,取g10 m/s2) (1)若用V0表示燒瓶容積,p0表示大氣壓強(qiáng),V表示針筒內(nèi)氣體的體積,p1、p2 表示上述步驟中燒瓶?jī)?nèi)、外氣體壓強(qiáng)差大小,則步驟中,氣體滿(mǎn)足的方程分別為! !_p0(V0V)(p0p1)V0_、!_p0V0(p0p2)(V0V)_ (2)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得燒瓶容積V0!_56

44、0_mL,大氣壓強(qiáng)p0!_95_760_Pa (3)倒 U 形玻璃管A內(nèi)氣體的存在(A A) A僅對(duì)容積的測(cè)量結(jié)果有影響B(tài)僅對(duì)壓強(qiáng)的測(cè)量結(jié)果有影響 C對(duì)二者的測(cè)量結(jié)果均有影響D對(duì)二者的測(cè)量結(jié)果均無(wú)影響 解析(1)由題意,氣體發(fā)生等溫變化,步驟中氣體初態(tài)的壓強(qiáng)和體積分別為 p0、(V0V),末態(tài)的壓強(qiáng)和體積分別為(p0p1)與V0,則氣體滿(mǎn)足的方程為 p0(V0V)(p0p1)V0;步驟中氣體初態(tài)的壓強(qiáng)和體積分別為p0、V0,末態(tài)的壓強(qiáng) 和體積分別為(p0p2)、(V0V),則氣體滿(mǎn)足的方程為p0V0(p0p2)(V0V) (2)將(1)中的方程代入數(shù)據(jù)解得 V0560 mL,p095 760 Pa (3)(2)中得到的體積V0應(yīng)該為容器的體積與玻璃管A內(nèi)氣體的體積之和,對(duì)大氣壓強(qiáng) 的測(cè)量不產(chǎn)

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