初中物理实验专题组卷.docx
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初中物理实验专题组卷
初中物理实验专题组卷20161216
一:
连电路的顺序:
串联电路:
先从电源正极(或负极)开始,按电路图的顺序逐个顺次把开关,用电器等电路元件串接起来,直到电源负极为止。
最后将电压表并在被测电路两端。
并联电路:
从电源正极(或负极)出发,沿电流方向找到分支点,即电流分叉点和汇合点,把每一条支路连好,最后将电压表并在被测电路两端。
二:
实验前必须注意的事项:
1.连接电路时,开关应处于断开状态,
2.闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片处在最大阻值位置.
3.闭合开关时采用试触法
三:
主要实验:
实验采取的方法:
控制变量法
(1).影响电阻大小的因素
(2).研究电流和电压,电阻的关系
(3).伏安法测电灯泡的电阻
(4).伏安法测电灯泡的功率
(5).电流的热效应实验(焦耳定律)
(注意:
多题合一性,数据处理方法)
四:
实际功率的计算
(1)计算出电阻后,根据P实=________计算。
(2)利用比值计算:
=(
)2推出P实=________。
(3)利用电能表计算:
P=
kW(t单位h)。
五:
伏安法测量小灯泡的电阻
【实验原理】R=
【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器。
【实验电路】
【实验步骤】
①按电路图连接实物。
②检查无误后闭合开关,使小灯泡发光,记录电压表和电流表的示数,代入公式R=
算出小灯泡的电阻。
③移动滑动变阻器滑片P的位置,多测几组电压和电流值,根据R=
,计算出每次的电阻值,并求出电阻的平均值。
【实验表格】
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
平均值R/Ω
1
2
3
【注意事项】
①接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大;
②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程;
③滑动变阻器的作用:
改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路。
六:
伏安法测小灯泡的功率
【实验原理】
【实验器材】电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。
【实验电路图】
【实验步骤】
①按电路图连接实物。
②检查无误后,闭合开关。
移动滑片,使小灯泡在额定电压下发光,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI计算出小灯泡的额定功率。
③调节滑动变阻断器,使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。
④调节滑动变阻断器,使小灯泡两端的电压小于额定电压,观察小灯泡的亮度,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI计算出小灯泡此时的实际功率。
【实验表格】
次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
发光情况
1
2
3
【注意事项】
①接通电源前应将开关处于断开状态,将滑动变阻器的阻值调到最大;
②连好电路后要通过试触的方法选择电压表和电流表的量程;
③滑动变阻器的作用:
改变电阻两端的电压和通过的电流;保护电路;
④不需要计算电功率的平均值。
一.解答题(共12小题)
1.小华做测量电阻的实验,电源电压为6V,滑动变阻器标有“20Ω1A”字样.
(1)在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整.
(2)闭合开关前应将滑动变阻的滑片移动 端.
(3)闭合开关后,电压表示数如图乙所示.为准确测量这一电压,接下来小华应进行的操作是 .
(4)实验中,滑片置于某位置时,电压表示数突然变为0,而电流表示数不变,产生这一现象的原因是 .
(5)如表五组数据中有一组数据不是本实验中测得的,它是第 (填写表格中表示序号的数字)组,你判断的依据是 .
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.19
0.30
0.40
0.51
2.通过《电阻的测量》一节后面的“想想做做”,我们知道小灯泡的电阻会随着小灯泡两端电压的变化而不同,如图甲所示是通过小灯泡L和电阻R的电流随它们两端电压变化的图象,将它们按如图乙所示接入电路中,闭合开关S时,小灯泡的实际功率为P1=1W,求:
(1)电源电压U;
(2)再闭合开关S1后电流表的读数I2;
(3)再闭合开关S1后电路消耗的总功率P.
3.如图甲所示,额定功率为3.6W的小灯泡(灯泡电阻不变)与滑动变阻器串联在电路中,电源电压恒定,当滑片P滑至A端时,小灯泡恰好正常发光.滑动变阻器滑片P从A端移到B端的过程中,小灯泡两端电压U与滑动变阻器接入电路电阻R的关系如图乙所示,求:
(1)电源电压.
(2)小灯泡的电阻;
(3)当滑片P滑至B端时,小灯泡消耗的实际功率.
4.小华利用电能表和手表估测规格为“220V1100W”电水壶的实际功率,电能表表盘如图所示.
(1)这种电水壶正常工作时,内部电热丝的电阻是多大?
(2)在此电水壶中加水,将其接入电路并工作,输出电能表的指示灯在3min内闪烁80次,则:
①电路在3min内消耗的电能是多大?
②电路的实际电功率是多大?
(3)①上一问算出的电路实际电功率 电水壶额定功率(选填“大于”、“等于”或“小于”)
②造成此大小关系的原因是:
.
5.图甲是某电吹风的工作原理图.电吹风工作时,可以分别吹出热风和凉风.为了防止温度过高,用一个PTC电阻R0与电阻为100Ω的电热丝R串联,R0的阻值随温度的变化如图乙所示.
(1)当开关S指向1位置时,电吹风吹 风;
(2)该电吹风吹热风时,其温度基本恒定在200℃左右,当它的温度继续升高时,R0的电阻将 ,电热丝的发热功率将 ;(两空均选填“增大”、“不变”或“减小”)
(3)该电热丝的最大发热功率是多少?
6.小芳在测量标有电压为2.5V的小灯泡电阻的实验中,已知电源电压为4.5V,电路图如图1所示:
(1)请根据电路图,将图2实物图连线补充完整.
(2)小芳闭合开关,发现小灯泡很暗,电压表和电流表均有示数,但无论如何移动滑动变阻器滑片,小灯泡亮度、电压表和电流表示数均不发生变化,请分析其原因:
.
(3)故障排除后,小芳移动滑动变阻器,分别记录电压表、电流表示数,并描绘出灯泡L的I﹣U图象,如图3中甲所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω.小芳还发现灯丝的电阻随温度的升高而 (“增大”、“减小”或“不变”).
(4)如果将该小灯泡与图中乙所示电阻串联起来,接在4.5V的电路中,则它们的总功率为 W.
7.在测量小灯泡电功率的实验中,提供的器材有:
电源、标有“3.8V”的小灯泡、滑动变阻器R、电阻箱R0、电流表、电压表、开关及导线若干.
(1)小虎按图甲电路图连接电路,闭合开关,灯泡不亮,此时电压表示数为0.1V,电流表示数为0.04A,灯泡不亮的原因是 ;移动变阻器滑片P,发现两表示数均不变,则电路连接存在的问题是 .
(2)实验中,电流表出了故障,同组的小明设计了图乙所示的电路.
①根据图乙电路,在图丙中用笔画线代替导线将实物图连接完整.
②正确连接电路后,将电阻箱阻值调到最大值.
③闭合开关S1,将开关S2拨至“2”位置,当电阻箱的旋钮调到图丁位置时,灯泡恰好正常发光,则电阻箱接入电路的阻值R0= Ω.
④再将开关S2拨至“1”位置,此时电压表示数为8V,则灯泡额定功率PL= W.
(3)进一步分析实验数据,可判断小灯泡接入电路前,灯丝阻值的可能范围是 .
8.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡上标有“2.5V”字样(灯泡额定功率小于1W).图甲是连接的实物图.
(1)闭合图甲中电路中的开关,电压表的读数约为 V,小灯泡发光倩况为 .
(2)图甲中只有一根导线的一个接头接错,请在需要改动的导线上打“×”,并在图上改正.
(3)改正电路后闭合开关,发现电压表示数如图乙所示,则应该将滑动变阻器的滑片P向 (“左”或“右”)移动,将电压表的示数调整到 V.
9.在“测量小灯泡的功率”的实验中.
(1)小明设计了如图甲所示的电路图.按照电路图,已完成部分实物电路连接(如图乙所示).根据图乙中的信息,电压表量程应选0~ V;若开关闭合后,向左移动滑动变阻器滑片P,能使电路中电流变大,应将开关右侧接线柱与滑动变阻器的 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)接线柱相连.
(2)正确连接好电路,闭合开关后发现:
小灯泡不亮,电流表示数为零,而电压表示数接近电源电压,经检查,电流表是完好的,仅滑动变阻器或小灯泡存在故障,则电路中的故障是 .排除故障后,闭合开关,仍发现小灯泡不亮,电流表指针偏转很小,要使该小灯泡发光只需
(3)观察小灯泡在不同电压下的亮度,读出电压表,电流表示数,实验记录见表:
实验序号
电压U/V
电流I/A
小灯泡亮度
实际功率P/W
1
2
0.18
偏暗
0.36
2
2.5
0.2
正常发光
0.5
3
3
偏亮
①由表格可知:
该小灯泡额定电压为 V.
②当小灯泡两端电压为3V时,小灯泡偏亮,小明担心灯丝会烧断,于是立即断开开关,未读取电流表示数.同组的小华观察到当时电流表指针的位置如图丙所示,则通过小灯泡的电流为 A,小灯泡的实际功率为 W.
(4)本实验电路除了能测出小灯泡的功率,小明认为还能测出小灯泡灯丝的阻值,小华认为还能探究电流与电压的关系,你认为 同学的观点是错误的,理由是:
10.小佳想要测定小灯泡的额定功率,他选用了以下器材:
标有“2.5V”字样的小灯泡(老师告诉他,该小灯泡正常工作电流在0.3A左右),电源为6V的恒稳蓄电池,量程为“0﹣0.6A”与“0﹣3A”的电流表,量程为“0﹣3V”与“0﹣15V”的电压表,开关,导线.可是在选择滑动变阻器时他犹豫了,因为有三种规格的滑动变阻器,分别标有“10Ω1A”、“20Ω0.5A”、“50Ω0.2A”字样.
(1)估算一下,请你帮小佳选择一只合适的滑动变阻器 ;
(2)如图(甲)所示,小佳连接了一部分电路后又纠结了,请你在不改变他已经连接部分的前提下,再帮他连接完整(用笔画线,注意导线间不要相互交叉);
(3)连接完整后,小佳按正确程序操作,闭合开关S,发现灯泡不亮,电流表指针偏转明显,而电压表指针几乎不动,仔细检查,连接无误.那么出现该状况的原因应该是 (选填“A、B、C、D”)
A.电压表内部断路了B.灯泡的灯丝断了
C.灯座内部出现了短路D.滑动变阻器的电阻线断了
(4)在老师的指点下,小佳自己排除了故障,再闭合开关S,灯泡亮了,但发光很暗,观察电压表示数,仅有1.8V,这时小佳应将滑片P向 端(选填“A”或“B”)适当滑动;
(5)当小灯泡两端的电压达到额定电压后,电流表的示数如图(乙)所示,则小佳测得小灯泡的额定功率是 W.
2016年12月16日背包客的初中物理组卷
参考答案与试题解析
一.解答题(共12小题)
1.(2016•盐城)小华做测量电阻的实验,电源电压为6V,滑动变阻器标有“20Ω1A”字样.
(1)在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整.
(2)闭合开关前应将滑动变阻的滑片移动 左 端.
(3)闭合开关后,电压表示数如图乙所示.为准确测量这一电压,接下来小华应进行的操作是 换接电压表的小量程 .
(4)实验中,滑片置于某位置时,电压表示数突然变为0,而电流表示数不变,产生这一现象的原因是 电压表所在的支路断路 .
(5)如表五组数据中有一组数据不是本实验中测得的,它是第 1 (填写表格中表示序号的数字)组,你判断的依据是 定值电阻两端的电压最小为2V .
序号
1
2
3
4
5
U/V
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
I/A
0.10
0.19
0.30
0.40
0.51
【解答】解:
(1)将电压表并联在定值电阻两端,将滑动变阻连入电路,如图所示:
(2)闭合开关前,滑动变阻器右边电阻丝连入电路,应将滑动变阻的滑片移动最左端;
(3)由图乙知,电压表大量程分度值为0.5V,示数为2V<3V,为提高测量的准确程度,选用电压表的小量程;
(4)实验中,滑片置于某位置时,电流表示数不变,说明电路是通路,电路中的总电阻不变,电压表示数突然变为0,说明电压表所在的支路断路;
(5)由表中数据,根据欧姆定律,定值电阻R≈
=
=10Ω,根据分压原理,当滑动变阻器的最大电阻连入电路中时,电压表示数最小,定值电阻两端的最小电压U最小=
×U=
×6V=2V>1V,所以第1组数据不是本实验中测得的.
故答案为:
(1)如上图所示;
(2)左;
(3)换接电压表的小量程;
(4)电压表所在的支路断路;
(5)定值电阻两端的电压最小为2V.
2.(2016•资阳)通过《电阻的测量》一节后面的“想想做做”,我们知道小灯泡的电阻会随着小灯泡两端电压的变化而不同,如图甲所示是通过小灯泡L和电阻R的电流随它们两端电压变化的图象,将它们按如图乙所示接入电路中,闭合开关S时,小灯泡的实际功率为P1=1W,求:
(1)电源电压U;
(2)再闭合开关S1后电流表的读数I2;
(3)再闭合开关S1后电路消耗的总功率P.
【解答】解:
(1)闭合开关S时,电路为L的简单电路,
由图象可知,当UL=2V,IL=0.5A时,灯泡的实际功率P1=ULIL=2V×0.5A=1W,
则电源的电压U=UL=2V;
(2)再闭合开关S1后,I与R并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,UR=U=2V,
由图象可知,通过R的电流IR=0.2A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,电流表的示数:
I2=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A;
(3)再闭合开关S1后电路消耗的总功率:
P=UI=UI=2V×0.7A=1.4W.
答:
(1)电源电压为2V;
(2)再闭合开关S1后电流表的读数为0.7A;
(3)再闭合开关S1后电路消耗的总功率为1.4W.
3.(2016•益阳)如图甲所示,额定功率为3.6W的小灯泡(灯泡电阻不变)与滑动变阻器串联在电路中,电源电压恒定,当滑片P滑至A端时,小灯泡恰好正常发光.滑动变阻器滑片P从A端移到B端的过程中,小灯泡两端电压U与滑动变阻器接入电路电阻R的关系如图乙所示,求:
(1)电源电压.
(2)小灯泡的电阻;
(3)当滑片P滑至B端时,小灯泡消耗的实际功率.
【解答】解:
(1)当滑片P滑至A端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,电路为L的简单电路,电压表测电源的电压,
由图象可知,电源的电压U=6V;
(2)当滑片P滑至A端时,
因小灯泡恰好正常发光,
所以,灯泡的额定电压UL=U=6V,
由P=
可得,灯泡的电阻:
RL=
=
=10Ω;
(3)当滑片P滑至B端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
由图象可知,此时灯泡两端的电压UL′=2V,
则灯泡的实际功率:
PL实=
=
=0.4W.
答:
(1)电源电压为6V;
(2)小灯泡的电阻为10Ω;
(3)当滑片P滑至B端时,小灯泡消耗的实际功率为0.4W.
4.(2016•泰州)小华利用电能表和手表估测规格为“220V1100W”电水壶的实际功率,电能表表盘如图所示.
(1)这种电水壶正常工作时,内部电热丝的电阻是多大?
(2)在此电水壶中加水,将其接入电路并工作,输出电能表的指示灯在3min内闪烁80次,则:
①电路在3min内消耗的电能是多大?
②电路的实际电功率是多大?
(3)①上一问算出的电路实际电功率 大于 电水壶额定功率(选填“大于”、“等于”或“小于”)
②造成此大小关系的原因是:
家庭电路中其他用电器仍在工作 .
【解答】解:
(1)这种电水壶正常工作时,由P=
可得,内部电热丝的电阻:
R=
=
=44Ω;
(2)①电路在3min内消耗的电能:
W=
kW•h=0.1kW•h;
②电路的实际电功率:
P实=
=
=2kW=2000W;
(3)①电路的实际功率2000W大于电水壶额定功率1100W;
②造成此大小关系的原因是:
家庭电路中其他用电器仍在工作.
答:
(1)这种电水壶正常工作时,内部电热丝的电阻是44Ω;
(2)①电路在3min内消耗的电能是0.1kWh;②电路的实际电功率是2000W;
(3)①大于;②家庭电路中其他用电器仍在工作.
5.(2016•株洲)图甲是某电吹风的工作原理图.电吹风工作时,可以分别吹出热风和凉风.为了防止温度过高,用一个PTC电阻R0与电阻为100Ω的电热丝R串联,R0的阻值随温度的变化如图乙所示.
(1)当开关S指向1位置时,电吹风吹 热 风;
(2)该电吹风吹热风时,其温度基本恒定在200℃左右,当它的温度继续升高时,R0的电阻将 增大 ,电热丝的发热功率将 减小 ;(两空均选填“增大”、“不变”或“减小”)
(3)该电热丝的最大发热功率是多少?
【解答】解:
(1)当开关S指向1位置时,电动机与电热丝同时接入电路(并联),电吹风吹出热风,
(2)电吹风吹热风时,其温度基本恒定在200℃左右,当它的温度继续升高时(在200℃~400℃),由图象可知,R0的电阻将增大;电热丝阻值不变,则R0与电热丝串联支路的总电阻将增大,由欧姆定律可知,该支路的电流减小,根据P热=I2R可知,电热丝的发热功率将变小.
(3)由图象知温度在35℃时,R0的电阻最小为10Ω,
R0与电热丝串联支路的总电阻:
R总=R0+R=10Ω+100Ω=110Ω,
电热丝所在支路的电流:
I=
=
=2A,
该电热丝的最大发热功率:
P热=I2R=(2A)2×100Ω=400W.
故答案为:
(1)热;
(2)增大;减小;(3)该电热丝的最大发热功率是400W.
6.(2016•乐山)小芳在测量标有电压为2.5V的小灯泡电阻的实验中,已知电源电压为4.5V,电路图如图1所示:
(1)请根据电路图,将图2实物图连线补充完整.
(2)小芳闭合开关,发现小灯泡很暗,电压表和电流表均有示数,但无论如何移动滑动变阻器滑片,小灯泡亮度、电压表和电流表示数均不发生变化,请分析其原因:
滑动变阻器接了两个下接线柱 .
(3)故障排除后,小芳移动滑动变阻器,分别记录电压表、电流表示数,并描绘出灯泡L的I﹣U图象,如图3中甲所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 12.5 Ω.小芳还发现灯丝的电阻随温度的升高而 增大 (“增大”、“减小”或“不变”).
(4)如果将该小灯泡与图中乙所示电阻串联起来,接在4.5V的电路中,则它们的总功率为 0.9 W.
【解答】解:
(1)根据图3灯泡两端电压为2.5V时,电流为0.2A,则电流表选择0﹣0.6A量程,与灯泡串联,如图所示.
(2)小灯泡很暗,电流表有示数,说明电路中不存在断路,电压表有示数,移动滑片两表示数没有变化,说明滑动变阻器接入两个下接线柱.
(3)根据图3,当灯泡两端电压为U=2.5V时,I=0.2A,由R=
=
=12.5Ω,通过甲图发现,灯泡两端电压越大,电流越大,灯泡电阻越大,由于通过灯泡电流越大,灯丝温度越高,则电阻随温度升高而增大.
(4)根据串联电流处处相等,串联电压U=U灯+UR,结合图象观察可以发现,当I=0.2A时,U灯=2.5V,UR=2V,满足串联电流和电压规律,由总功率P=UI=4.5V×0.2A=0.9W.
故答案为:
(1)如图所示:
(2)滑动变阻器接了两个下接线柱;(3)12.5;增大(4)0.9.
7.(2016•南通)在测量小灯泡电功率的实验中,提供的器材有:
电源、标有“3.8V”的小灯泡、滑动变阻器R、电阻箱R0、电流表、电压表、开关及导线若干.
(1)小虎按图甲电路图连接电路,闭合开关,灯泡不亮,此时电压表示数为0.1V,电流表示数为0.04A,灯泡不亮的原因是 实际功率太小 ;移动变阻器滑片P,发现两表示数均不变,则电路连接存在的问题是 滑动变阻器的下面两接线柱接入电路了 .
(2)实验中,电流表出了故障,同组的小明设计了图乙所示的电路.
①根据图乙电路,在图丙中用笔画线代替导线将实物图连接完整.
②正确连接电路后,将电阻箱阻值调到最大值.
③闭合开关S1,将开关S2拨至“2”位置,当电阻箱的旋钮调到图丁位置时,灯泡恰好正常发光,则电阻箱接入电路的阻值R0= 14 Ω.
④再将开关S2拨至“1”位置,此时电压表示数为8V,则灯泡额定功率PL= 1.14 W.
(3)进一步分析实验数据,可判断小灯泡接入电路前,灯丝阻值的可能范围是 0<RL<2.5Ω .
【解答】解:
(1)由图甲知,电压表测灯泡两端电压,电流表测通过灯泡的电流,电压表示数为0.1V,电流表示数为0.04A,此时灯泡实际功率:
P实=U实I实=0.1V×0.04A=0.004W,由于灯泡实际功率太小,所以灯泡不亮;
移动变阻器滑片P,发现两表示数均不变,说明电路中电阻没有发生改变,可能是滑动变阻器的下面两接线柱接入电路了;
(2)①根据电路图,单刀双掷开关的中间触点接电压表15V接线柱,左侧静触点接电阻箱的右接线柱,如图所示:
;
③闭合开关S1,将开关S2拨至“2”位置,电压表测灯泡两端电压,
由图丁可知,灯泡恰好正常发光,则电阻箱接入电路的阻值R0=0×100Ω+1×10Ω+4×1Ω+0×1Ω=14Ω;
④再将开关S2拨至“1”位置,电压表测总电压,此时电压表示数为8V,
所以变阻箱两端电压:
U0=U﹣U额=8V﹣3.8V=4.2V,
此时电路中电流:
I=IL=I0=
=
=0.3A,
则灯泡额定功率:
PL=U额IL=3.8V×0.3A=1.14W;
(3)由
(1)中数据和欧姆定律可知,灯泡电阻:
RL=
=
=2.5Ω,
因为灯泡电阻随温度升高而增大,所以
(1)中情况下灯泡电阻大于其未接入电路时的电阻,即小灯泡接入电路前,灯丝阻值范围为0<RL<2.5Ω.
故答案为:
(1)实际功率太小;滑动变阻器的下面两接线柱接入电路了;
(2)①见上图;③14;④1.14;
(3)0<RL<2.5Ω.
8.(2016•湖北)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡上标有“2.5V”字样(灯泡额定功率小于1W).图甲是连接的实物图.
(1)闭合图甲中电路中的开关,电压表的读数约为 3 V,小灯泡发光倩况为 不发光 .
(2)图甲中只有一根导线的一个接头接错,请在需要改动的导线上打“×”,并在图上改正.
(3)改正电路后闭合开关,发现电压表示数如图乙所示,则应该将滑动变阻器的滑片P向 左 (“左”或“右”)移动,将电压表的示数调整到 2.5 V.
【解答】解:
(1)分析实物图可知,此时灯泡与电流表并联后又与电压表串联,故此时没有电流通过,小灯泡不发光,电压表测的是电源电压约为3V;
(2)为让灯泡与电流表串联,电压表测灯泡两端电压,将小灯泡右侧连线改接到电压表左侧,如下图:
(3)由图乙所示电压表可知,其示数为1.7V,小于灯泡额定电压,应向左移动滑片,减小电路总电阻,使灯泡电压达到额定电压U=2.5V.
故答案为:
(1)3;不发光;
(2)
;
(3)左;2.5.
9.(
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