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文檔簡介

1、電場(2015北京市海淀區(qū)高三上學(xué)期期末考試)在真空中有兩個固定的點電荷,它們之間的靜電力大小為 F.現(xiàn)保持它們之間的距離不變,而使它們的電荷量都變?yōu)樵瓉淼?倍,則它們之間的靜電力大小為()A. F B. 2F C. F D. 4F解析:距離改變之前:F=趣2 T當(dāng)電荷量都變?yōu)樵瓉淼?2倍時:Fi =kQ組2T聯(lián)立可得:Fi=4F,故ABC錯誤,D正確.答案:D(2015浙江大學(xué)附中高三上學(xué)期期中考試)A B是一條電場線上的兩個點,一帶負(fù)電的微粒僅在電場力作用下以一定初速度從A點沿電場線運動到 B點,其速度-時間圖象如圖所示.則這A B CD解析:由圖象可知,速度在逐漸減小,圖象的斜率在逐漸增

2、大,故此帶負(fù)電的微粒做加速度越來越大的減速直線運動,所受電場力越來越大,受力方向與運動方向相反,故只有A正確.答案:A( 2015湖北省八校高三第一次聯(lián)考 )英國科學(xué)家法拉第最先嘗試用“線”描述磁場和 電場,有利于形象理解不可直接觀察的電場和磁場的強(qiáng)弱分布。如圖所示為一對等量異種點電荷,電量分別為+Q -Q實線為電場線,虛線圓的圓心O在兩電荷連線的中點,a、b、c、d為圓上的點,下列說法正確的是()a、b兩點的電場強(qiáng)度相同b、c兩點的電場強(qiáng)度相同c點的電勢高于d點的電勢d點的電勢等于a點的電勢解析:a、b、c、d在同一個圓上,電場線的疏密表示場強(qiáng)的強(qiáng)弱,故四點場強(qiáng)大小相 等,但是方向不同,故

3、A、B錯誤;沿電場線方向電勢降低,故 c點電勢低于d點電勢,故 C錯誤;a、d兩點對稱,故電勢相等,故 D正確;故選D答案:D(2015湖南省長沙市長郡中學(xué)高三第三次月考)如圖所示,電荷量為 Q、Q的兩個正點電荷分別置于 A點和B點,兩點相距L.在以L為直徑的光滑絕緣半圓環(huán)上,穿著一個 帶電小球+q (視為點電荷),在P點平衡.不計小球的重力, 那么,PA與AB的夾角“與Q、 Q的關(guān)系應(yīng)滿足()3A. tan &=隼 B. tan2 a =- C. tan 3 a = D. tan 2 a =QQQ2解析:對小球進(jìn)行受力分析如圖所示:Qi-3根據(jù)庫侖定律有:F =k一m,尸Lcos arlF&

4、;k,2=Lsin a r2根據(jù)平衡條件,沿切線方向的分力有:FiSin a =F2C0S a 聯(lián)立解得:tar? Q二二,故BCD昔誤,A正確. Q1答案:A(2015福建省福州市高三上學(xué)期期末質(zhì)量檢測)如圖所示,甲、乙兩圖分別有等量 同種的電荷 Ai、Bi和等量異種的電荷 A R.在甲圖電荷 Ai、B的電場中,ai、Q、bi在點電 荷A、B的連線上,ci、O、di在Ai、Bi連線的中垂線上,且 Oai=Obi=Oci=Odi;在乙圖電 荷 A、B2的電場中同樣也存在這些點,它們分別用a2、O2、b2和C2、O2、d2表示,且 TOC o 1-5 h z Qa2=Ob2=Qc2=Qd2.則(

5、) HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 暨一丁節(jié)丁嚏 打丁小丁專 i & b甲乙ai、bi兩點的場強(qiáng)相同,電勢相同c i、di兩點的場強(qiáng)相同,電勢相同a 2、b2兩點的場強(qiáng)相同,電勢相同c 2、d2兩點的場強(qiáng)相同,電勢相同解析:在正等量同種電荷的電場中,電場左右對稱,所以ai、bi兩點的場強(qiáng)大小相同,方向相反,電勢相同.故 A錯誤;在正等量同種電荷的電場中,電場上下對稱,所以ci、di兩點的場強(qiáng)大小相同,方向相反,電勢相同.故 B錯誤;在等量異種種電荷的電場中,電場 左右對稱,所以a2、b2兩點的場強(qiáng)相同,電勢沿電場線的方向降低,所以a2點的電勢高

6、.故C錯誤;在等量異種電荷的電場中, 電場上下對稱,所以c2、d2兩點的場強(qiáng)相同,電勢相同.故 D正確.答案:D(20i5重慶市七校高三上學(xué)期期末聯(lián)考)如圖所示,絕緣輕桿兩端固定帶電小球和B,輕桿處于水平向右的勻強(qiáng)電場中,不考慮兩球之間的相互作用.初始時輕桿與電場線垂直(如圖中實線位置),將桿向右平移的同時順時針轉(zhuǎn)過90 (如圖中虛線位置),發(fā)現(xiàn)A、 TOC o 1-5 h z B兩球電勢能之和不變.根據(jù)圖中給出的位置關(guān)系,可判斷下列說法中正確的是()及匕- EQ口-!Z-J-2JA球一定帶正電荷, B球一定帶負(fù)電荷A球電勢能一定增加A、B兩球帶電量的絕對值之比 qA: qB=1 : 2D.電

7、場力對A球和B球都不做功解析:電場力對系統(tǒng)做功為零,因此A、B電性一定相反,A可能帶正電,也可能帶負(fù)電,故A錯誤;A的電性不確定,無法判斷其電勢能的變化,故 B錯誤;電場力對 A、B做 功大小相等,方向相反,所以有: EqBX L=EqX2L,因此qA: qB=1 : 2,故C正確;電場力對 A、B都做功,代數(shù)和為零,故 D錯誤.答案:C.(2015浙江省杭州市七校高三上學(xué)期期末聯(lián)考)如圖所示,在暴雨前,有一帶電云團(tuán)(可近似看作帶電絕緣球)正慢慢靠近地面,某野外地面附近有一質(zhì)量較小的帶電體被吸上天空,帶電體在上升過程中,以下說法正確的是(A.帶電體的電勢能一定越來越大B.帶電體所經(jīng)過的不同位置

8、的電勢一定越來越高C.帶電體所經(jīng)過的不同位置的電場強(qiáng)度一定越來越大D.帶電體的加速度一定越來越大解析:帶電體在上升的過程中,電場力做正功,電勢能減小.故A錯誤;由于不知道云層所帶電荷的電性, 所以帶電體上升的過程中,不能判斷出電勢的變化.故B錯誤;因為越靠近場源,場強(qiáng)越大,所以帶電體在上升中所處環(huán)境的電場強(qiáng)度是越來越大.故C正確;根據(jù)電場強(qiáng)度越來越大,則電場力越來越大,合力越來越大,根據(jù)牛頓第二定律知,加速度越來越大.故D正確.答案:CD(2015湖南省長沙市長郡中學(xué)高三第三次月考)假設(shè)空間某一靜電場的電勢變化情況如圖所示,根據(jù)圖中信息可以確定下列說法中正確的()A.空間各點場強(qiáng)的方向均與x軸

9、垂直B.電荷沿x軸從0移到xi的過程中,一定不受電場力的作用C.正電荷沿x軸從x2移到x3的過程中,電場力做正功,電勢能減小D.負(fù)電荷沿x軸從x4移到x5的過程中,電場力做負(fù)功,電勢能增加解析:由圖看出,x軸上各點電勢不全相等,x軸不是一條等勢線,所以空間各點場強(qiáng) 的方向不全與x軸垂直.故A錯誤;x軸從0移到xi,各點電勢相等,任意兩點間電勢差為x軸垂直.故B錯誤;正電荷零,電場力做功為零,但電場力不一定為零,也可能電場力與C錯誤;沿x軸從x2移到x3的過程中,電勢升高,電荷的電勢能增大,電場力做負(fù)功.故負(fù)電荷沿x軸從X4移到X5的過程中,電勢降低,電荷的電勢能增加,電場力做負(fù)功.故正確.答案

10、:D9、(2015江西省崇義中學(xué)高三 12月月考)在光滑絕緣水平面的P點正上方O點固定個電荷量為+Q的點電荷,在水平面上的 N點,由靜止釋放質(zhì)量為m電荷量為-q的負(fù)檢驗電荷,該檢驗電荷經(jīng)過 P點時速度為v,圖中。=60o,規(guī)定電場中P點的電勢為零。則在+Q形成的電場中()A.N點電勢高于P點電勢mv2B.N點電勢為-mv-2qC.P點電場強(qiáng)度大小是 N點的4倍D.檢驗電荷在N點具有的電勢能為1 2mv 2【解析】據(jù)題意,在+Q形成的電場中,由于 P點距離+Q較近,據(jù)沿電場方向電勢降低,故選項A錯誤;丁1315員電荷從霽點運動到尸點電場力做正功,則有1小=式/-6)=5所期,點電勢力h外=-mv

11、,故選項B正確3點電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為:E =而距離OV是OP的兩面則P點場強(qiáng)是的4信,故選項c正確;檢驗電荷在丁點的中學(xué)陵為i=(-1叉-傷)故迭】頁D錯誤,【答案】BC10. (2015江西省五校高三第一次聯(lián)考)對于真空中電荷量為q的靜止點電荷而言,當(dāng)選取離點電荷無窮遠(yuǎn)處的電勢為零時,離點電荷距離為r處的電勢為()=kq/r (k為靜電力常量),如圖所示,兩電荷量大小均為Q的異種點電荷相距為 d,現(xiàn)將一質(zhì)子(電荷量為 e)從兩電荷連線上的 A點沿以負(fù)電荷為圓心、半徑為R的半圓形軌跡ABC移到C點,在質(zhì)子從A到C的過程中,系統(tǒng)電勢能的變化情況為()A.減少干. 一2kQeRd2 - R2-2

12、kQeR增力口 22d2 R2.減少2kQed2 - R22kQed2 R2A點的電勢為*A = - kQ +A RQk 一d- RkQ(d- 2R);c點的電勢為R(d- R)kQdc 間的電勢差為d+ R R(d- R)U =-U AC A CkQ(d- 2R)-(- R(d - R)kQdR(d- R)=2kQR ,質(zhì)子從A移到C,電場d2- R22kQeR2kQeR力做功為 WAP= eUAP=:?,是正功,所以質(zhì)子的電勢能減少:,故aACAC 2222d - Rd - R正確.【答案】A11、12015湖北省部分重點中學(xué)高三上學(xué)期期中聯(lián)考】如圖所示,一質(zhì)量為m電荷量為q的帶電液滴以速

13、度 v沿與水平面成0角的方向斜向上進(jìn)入勻強(qiáng)電場,在電場中做直線 運動,則液滴向上運動過程中(忽略空氣阻力)正確的是()A.電場力不可能小于 mopes 0B. 液滴的動能一定不變C.液滴的機(jī)械能可能不變化D.液滴的電勢能一定不變【解析】根據(jù)作支線運動的條件.則總場力的最4,二N:陽即包場力不可能小于看薩”外裱潘可能做勾加速或者勻減速線運動,所以凄滴的動能可能要變化工如果電場力的方向垂直干速度r的方向,即液滴做勻減速運動,則電場力做功為零,液滴的機(jī)械能守恒; 當(dāng)電場力做功不為零時,液滴的電勢能一定變化。選項AC正確。答案:AC12. (2015安徽省江南十校高三上學(xué)期期末大聯(lián)考)如圖所示,平行板

14、電容器與電動勢為E的電流電源連接,上極板A接地,一帶負(fù)電油滴固定于電容器中的P點,現(xiàn)將平行板電容器的下極板B豎直向下移動一小段距離,則()蘭EA.帶電油滴所受電場力不變B. P點的電勢將升高C.帶電油滴的電勢能增大D.電容器的電容減小,極板帶電量增大解析:將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離,由于電容器兩板間電壓不變,根據(jù)E2得知板間場強(qiáng)減小,油滴所受的電場力減小,則油滴將向下運動.故 A錯誤;板間 d場強(qiáng)E減小,而P點與上極板間的距離不變,則由公式U=Ed分析可知,P點與上極板間電勢差將減小,而P點的電勢低于上極板的電勢,則知P點的電勢將升高.故 B正確;由帶電油滴原來處于平衡狀態(tài)可

15、知,油滴帶負(fù)電,P點的電勢升高,則油滴的電勢能將減小.故錯誤;根據(jù)電容的定義式 C*!,電容器與電源保持相連, 則U不變,當(dāng)C減小,則Q也減小.故 UD錯誤.答案:B.13. (2015湖南省衡陽市五校高三上學(xué)期第二次聯(lián)考)在地面附近,存在著一個有界電場,邊界MN各空間分成上下兩個區(qū)域I、II ,在區(qū)域II中有豎直向上的勻強(qiáng)電場,在區(qū)域 TOC o 1-5 h z I中離邊界某一高度由靜止釋放一個質(zhì)量為m的帶電小球A,如圖甲所示,小球運動的v-t圖像如圖乙所示,不計空氣阻力,則下列說法不正確的是()甲乙A.小球受到的重力與電場力之比為3: 5B.在t=5s時,小球經(jīng)過邊界 MNC.在小球向下運

16、動的整個過程中,重力做的功等于電場力做功D.在1 s4s過程中,小球的機(jī)械能先減小后增大解析:小球進(jìn)入電場前做自由落體運動,進(jìn)入電場后受到電場力作用而做減速運動,由圖可以看出,小球經(jīng)過邊界 MN的時刻是t=1s時.故B錯誤;由圖象的斜率等于加速度得小 球進(jìn)入電場前的加速度為:21=匕=上= ,進(jìn)入電場后的加速度大小為:22=士=工=2VL ,t11t2 1.5355一 一由牛頓第一te律得:mg=ma,F-mg=ma得電場力: F=mg+ma=-mv1 = - m,由33得重力mg與電場力F之比為3: 5.故A正確;整個過程中,動能變化量為零,根據(jù)動能 定理,整個過程中重力做的功與電場力做的功

17、大小相等.故C正確;整個過程中,由圖可得,小球在0-2.5s內(nèi)向下運動,在2.5s-5s內(nèi)向上運動,在1s4s過程中,小球的機(jī)械能先減 小后增大,電場力先做負(fù)功后做正功.電勢能先增大,后減?。挥捎谡麄€的過程中動能、重 力勢能和電勢能的總和不變,所以,小球的機(jī)械能先減小后增大.故 D正確.答案:B(2015山東省濰坊市高三上學(xué)期期中考試)如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場中,一帶電金屬塊由靜止開始沿絕緣斜面下滑,已知在金屬塊下滑的過程中動能增加了10J,金屬塊克服摩擦力做功 5J,重力做功20J,則以下判斷正確的是()A.電場力做功5JC.金屬塊的機(jī)械能減少 20J解析:在金屬塊滑下的過程中動能增加

18、了20J,根據(jù)動能定理得:W總=W+W+V=A E解得:W電=-5JB.合力彳功15JD.金屬塊的電勢能增加5J10J,金屬塊克服摩擦力做功5J,重力做功所以電場力做功-5J,金屬塊的電勢能增加5J.故A錯誤D正確;合力做功等于物體動能的變化量,故為 10J,故B錯誤;在金屬塊滑下的過程中重力做功20J,重力勢能減小20J,動能增加了 10J,所以金屬塊的機(jī)械能減少10J,故C錯誤.答案:D.(2015湖南省長沙市長郡中學(xué)高三第三次月考)如圖所示,MPQO;有界的豎直向下的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為 E, ACB為光滑固定的半圓形軌道,圓軌道半徑為R, AB為圓水平直徑的兩個端點,AC為圓弧.一個質(zhì)

19、量為 m電荷量為-q的帶電小球,從 A點正上方高為 H處由靜止釋放,并從 A點沿切線進(jìn)入半圓軌道.不計空氣阻力及一切能量損失,關(guān)于帶電 粒子的運動情況,下列說法正確的是()HA.小球一定能從B點離開軌道B.小球在AC部分不可能做勻速圓周運動C.若小球能從B點離開,上升的高度一定小于 HD.小球到達(dá)C點的速度不可能為零解析:由于題中沒有給出 H與R E的關(guān)系,小球可能從 B點離開軌道,若小球所受的 電場力大于重力,小球就不一定從B點離開軌道,故A錯誤;若重力大小等于電場力,小球在AC部分做勻速圓周運動,故B錯誤;由于小球在AC部分運動時電場力做負(fù)功,所以若小 球能從B點離開,上升的高度一定小于H

20、,故C正確;若小球到達(dá) C點的速度為零,則電場力大于重力,則小球不可能沿半圓軌道運動,所以小球到達(dá)C點的速度不可能為零.故 D正確.答案:CD(2015浙江大學(xué)附中高三上學(xué)期期中考試)電學(xué)中有些儀器經(jīng)常用到下述電子運動的物理原理.某一水平面內(nèi)有一直角坐標(biāo)系xOy, x=0和x=L=10cm的區(qū)間內(nèi)有一沿 x軸負(fù)方向的有理想邊界的勻強(qiáng)電場Ei=1.0 x 104V/m,x=L和x=3L的區(qū)間內(nèi)有一沿 y軸負(fù)方向的有理想邊界的勻強(qiáng)電場 E2=1.0X104V/m, 一電子(為了計算簡單,比荷取=2X10 11C/kg)從直角 坐標(biāo)系xOy的坐標(biāo)原點 O以很小的速度進(jìn)入勻強(qiáng)電場Ei,計算時不計此速度

21、且只考慮xOy解析:(1)設(shè)電子離開x=L的位置為P點,離開x=3L的位置為Q點,則:代入數(shù)據(jù)得:vp=2 X 10 7m/s電子從O點運動到P點:代入數(shù)據(jù)得:11=10 8s電子從P點運動到Q點:12=2=10- 8s昨所以總時間為t=t 1+t2=2X 10 -8s(2)電子運動到 Q點時:yQ=U_Z 十2 2 m 2代入數(shù)據(jù)得:yc=0.1m答案:(1) 2X10 8s (2) 0.1m(2015江蘇省宿遷市高三上學(xué)期期中考試)真空室中有如圖甲所示的裝置,電極K持續(xù)發(fā)出的電子(初速不計)經(jīng)過電場加速后,從小孔O沿水平放置的偏轉(zhuǎn)極板 M N的中心軸線OO射入.M N板長均為L,間距為d,

22、偏轉(zhuǎn)極板右邊緣到熒光屏P (足夠大)的距離為S. M N兩板間的電壓 Umn隨時間t變化的圖線如圖乙所示.調(diào)節(jié)加速電場的電壓,使 得每個電子通過偏轉(zhuǎn)極板 M N間的時間等于圖乙中電壓 Umn的變化周期T.已知電子的質(zhì)量、 電荷量分別為 m e,不計電子重力.甲乙(1)求加速電場的電壓 U;(2)欲使不同時刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場白電子都能打到熒光屏P上,求圖乙中電壓 U的范圍;(3)證明在(2)問條件下電子打在熒光屏上形成亮線的長度與距離S無關(guān).解析:(1)對粒子在加速電場中加速的過程,應(yīng)用動能定理得:eUhivq -。粒子在水平方向上做勻速直線運動,則L=V0T解得電壓Ui= 12eT2(2) t=0

23、時刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的電子,先作類平拋運動,后作勻速直線運動,射出電場時沿垂直于板面方向偏移的距離y最大.L2作用的時間為,偏轉(zhuǎn)位移為 y尸之乂二 0) 21 2 md 2剩下的時間內(nèi),粒子做勻速直線運動, 此時垂直于極板方向的平均速度為勻加速運動時的兩倍,則 y2=2y1要使粒子能射出平行板,則聯(lián)立解得U 2x如3eTz(3)對滿足(2)問條件下任意確定的Uz,不同時刻射出偏轉(zhuǎn)電場的電子沿垂直于極板方向的速度均為Vy= 72md2電子速度偏轉(zhuǎn)角的正切值均為 t set二二三豆一, Tan 2mdv0 2mdL電子射出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角度均相同,即速度方向相同,不同時刻射出偏轉(zhuǎn)電場的電子沿垂直于極

24、板方向的側(cè)移距離可能不同,側(cè)移距離的最大值與最小值之差 尸一(L)2, Ay與U2有關(guān).因電子射出時速度方向相同,所以在 md 2屏上形成亮線的長度等于 y可知,屏上形成亮線的長度與 P到極板M N右邊緣的距離S 無關(guān).22答案:(1)屈r(2) U2(4嗎(3)見解析.2eT23=T218、(2015湖北省百所重點中學(xué)高三聯(lián)考)如圖,絕緣的水平面上,相隔 2L的AB兩點 固定有兩個電量均為Q的正點電荷,a, O, b是AB連線上的三點,且O為中點,Oa=Ob=L/2. 一質(zhì)量為 m電量為 句的點電荷以初速度 v0從a點出發(fā)沿AB連線向B運動,在運動過程中電荷受到大小恒定的阻力作用,當(dāng)它第一次

25、運動到O點時速度為2v0,繼續(xù)運動到b點時速度剛好為零,然后返回,最后恰停在O點.已知靜電力恒量為 k.求:AB二a O b 二(1) a點的場強(qiáng)大小.(2)阻力的大小.(3) aO兩點間的電勢差.(4)電荷在電場中運動的總路程.解得:Ea =32kQ9L2Ea 二 kQ 2 -kQa (f(3L/解析:由庫侖定律及場強(qiáng)的定義式可得:(2)從a到b點過程中,根據(jù)對稱性,U=Ub TOC o 1-5 h z ,一,,一.12根據(jù)動能定理:fL=0 mv0212斛得:fmv02L(3)從a到。點過程中,根據(jù)動能定理L 1212qUao 一 f 2 -2m(2v0) - 2 mvo解得:U ao7m

26、v24q(4)最后停在。點,整個過程由動能定理得qUao12-fS = 0mv02解得:S =9L2答案:12 /、(2) mv0 (3) 2L7mv:4q(4)2l(12分)(2014?安徽省江淮十校聯(lián)考)如圖所示,一帶正電的長細(xì)直棒水平放置,帶電 細(xì)直棒在其周圍產(chǎn)生方向向外輻射狀的電場,場強(qiáng)大小與直棒的距離成反比。在直棒上方有一長為a的絕緣細(xì)線連接了兩個質(zhì)量均為m的小球A、B, A、B所帶電荷量分別為+q和+4q,A球距直棒的距離為 a,兩個球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計兩小球之間的靜電力作用,剪斷細(xì) 線,若A球下落的最大速度為 vm,求A球下落到速度最大過程中,電場力對A球做的功。解析:(12

27、分)設(shè)場強(qiáng)二主對口B整體:口一十4g a得小也骰E分13*7當(dāng)氐下落速度崩七時:對人下落過程:溶g(q尸)+用二二幽 ,2得用.活1,一些-(4分)2 ,用3(14分)(2014?上海十三校)如圖所示,在粗糙水平面內(nèi)存在著2n個有理想邊界的勻強(qiáng)電場區(qū),水平向右的電場和豎直向上的電場相互間隔,每一電場區(qū)域場強(qiáng)的大小均為E,且E= mg電場寬度均為d,水平面粗糙摩擦系數(shù)為科,一個質(zhì)量為 m帶正電的、電荷量q為q的物體(看作質(zhì)點),從第一個向右的電場區(qū)域的邊緣由靜止進(jìn)入電場,則物體從開始 運動到離開第2n個電場區(qū)域的過程中,求:(1)電場力對物體所做的總功 ?摩擦力對物體所做的總功?(2)物體在第2

28、n個電場(豎直向上的)區(qū)域中所經(jīng)歷的時間?(3)物體在所有水平向右的電場區(qū)域中所經(jīng)歷的總時間?解析.(14分)(1) (4 分)電場力對物體所做的總功% = Eqd(或% 二聶mgd )321 (2 分)摩嚓力對物體所做的總功32.2 (2分)(2) (5 分)32,3(2分)物體在第2門個電場中,電場力豎直向上等于豎直向下的重力,所以物冰勻速運動勻速運劭325(2分)(5分)若將物體在水平向右的加速電場中的運動連起來 物體的運動可以看作初速為。的勻加速直線運動,32.6 (1 分)方法一,右四一一2 sn32.7 (2 分)方法二:2ndg。-632.8 (2分)tJdvnd1.-.2n(1 - -)gd32.7(2分)2nd3

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