2017-2018學(xué)年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題檢測(二十八)題型技法——2招智取物理實(shí)驗(yàn)題

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1、 專題檢測(二十八) 題型技法——2招智取物理實(shí)驗(yàn)題 1.以下儀器的讀數(shù)分別是多少? 讀出下圖中游標(biāo)卡尺(50分度)與螺旋測微器、電流表、電壓表、歐姆表(×10倍率)的讀數(shù)。 (1)________mm; (2)________mm; (3)________A; (4)________V;  (5)________Ω。 答案:(1)42.20 (2)2.986(2.985~2.987均可) (3)0.34 (4)2.22(2.20~2.23均可) (5)300 2.(2017·全國卷Ⅰ)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動,用自制“滴水計時器”計量時間。實(shí)驗(yàn)前

2、,將該計時器固定在小車旁,如圖(a)所示。實(shí)驗(yàn)時,保持桌面水平,用手輕推一下小車。在小車運(yùn)動過程中,滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴,圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。(已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴) (1)由圖(b)可知,小車在桌面上是________(填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動的。 (2)該小組同學(xué)根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動。小車運(yùn)動到圖(b)中A點(diǎn)位置時的速度大小為________ m/s,加速度大小為________ m/s2。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字) 解析:(1)由于小車在水平桌面上運(yùn)動時必然受到阻力作用,做勻減速直線運(yùn)動

3、,相鄰水滴(時間間隔相同)的位置間的距離逐漸減小,所以由題圖(b)可知,小車在桌面上是從右向左運(yùn)動的。 (2)滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴,其滴水的時間間隔為T== s。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律,可得小車運(yùn)動到題圖(b)中A點(diǎn)位置時的速度大小為vA=(m/s)≈0.19 m/s。根據(jù)逐差法,共有5組數(shù)據(jù),舍去中間的一組數(shù)據(jù),則加速度a== m/s2≈-0.037 m/s2。 因此加速度的大小為0.037 m/s2 答案:(1)從右向左 (2)0.19 0.037 3.一小燈泡上標(biāo)有“3 V 1.0 W”的字樣,現(xiàn)在要用伏安法描繪這個小燈泡的I-U圖線,要求測量數(shù)據(jù)從零開始。

4、可選器材如下: A.電壓表(0~3 V,內(nèi)阻10 kΩ) B.電壓表(0~15 V,內(nèi)阻70 kΩ) C.電流表(0~3 A,內(nèi)阻0.4 Ω) D.電流表(0~0.6 A,內(nèi)阻1 Ω) E.滑動變阻器(10 Ω,2 A) F.滑動變阻器(500 Ω,1 A) G.學(xué)生電源(直流0~6 V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)實(shí)驗(yàn)時,選用圖甲而不選用圖乙所示的電路來完成實(shí)驗(yàn),請說明理由:__________________________________________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用________,電流表應(yīng)

5、選用________,滑動變阻器應(yīng)選用________。(用字母序號表示) (3)根據(jù)所選的原理圖把下圖所示的實(shí)物圖連接完整。 (4)在一次測量時,電壓表、電流表的示數(shù)如圖所示,則電壓測量值為U=________V,電流測量值為I=________A,此時小燈泡的發(fā)光功率為P=________W。 (5)通過實(shí)驗(yàn)測量得到的數(shù)據(jù)已經(jīng)描在了如圖所示的I-U坐標(biāo)系中,請用光滑的曲線將各點(diǎn)連接好。 解析:(1)由于測量數(shù)據(jù)要從零開始,故采用題圖甲所示的分壓式電路。 (2)因小燈泡額定電壓為3.0 V,故電壓表選用A。小燈泡的額定電流為I額== A=0.33 A,則電流表選用D。滑

6、動變阻器應(yīng)選阻值較小的E以方便調(diào)節(jié)。 (3)所連的實(shí)物圖如圖甲所示。 (4)由于電壓表量程為0~3 V,故電壓表的讀數(shù)為1.81 V;電流表量程為0~0.6 A,故電流表的讀數(shù)為0.22 A。此時燈泡的功率為P=UI=1.81×0.22 W=0.398 W。 (5)所描繪的伏安特性曲線如圖乙所示。 答案:(1)描繪燈泡的I-U圖線所測數(shù)據(jù)需從零開始 (2)A D E (3)見解析圖甲 (4)1.81 0.22 0.398 (5)見解析圖乙 4.實(shí)驗(yàn)室在測定金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中,提供的器材除多用電表、螺旋測微器、米尺、開關(guān)和若干導(dǎo)線外,還有: A.粗細(xì)均勻的待測金屬絲Rx

7、 B.直流電流表A(0~5 mA,內(nèi)阻約為5 Ω) C.直流電壓表V(0~3 V,內(nèi)阻約為5 kΩ) D.滑動變阻器R(阻值范圍為0~20 Ω,額定電流為1 A) E.電源(3 V,內(nèi)阻不計) (1)為了確定電路,先用多用電表的歐姆擋粗略測量待測金屬絲的電阻。現(xiàn)將多用電表的選擇開關(guān)置于“×100”擋,按正確的步驟進(jìn)行操作,表盤示數(shù)如圖1所示,則電阻Rx的粗略值為________Ω。 (2)實(shí)驗(yàn)時,先用螺旋測微器在金屬絲三個不同的位置測直徑,如圖2所示是某次測量時的情況,讀數(shù)為________mm。 (3)若要求在實(shí)驗(yàn)中金屬絲兩端的電壓可以有較大變化,測量金屬絲電阻的誤差盡量小,

8、請用筆畫線代替導(dǎo)線,補(bǔ)上圖3實(shí)物圖中缺少的兩根導(dǎo)線。 (4)某物理學(xué)習(xí)小組的兩位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)同一組數(shù)據(jù)進(jìn)行正確描點(diǎn)后,甲、乙兩位同學(xué)根據(jù)自己的理解各作出一條圖線,如圖4中甲、乙所示,根據(jù)你對實(shí)驗(yàn)的理解,你認(rèn)為________同學(xué)的圖線正確,根據(jù)你選擇的圖線算出該金屬絲的電阻為________Ω。 解析:(1)多用電表讀數(shù)乘以倍率可得到電阻值,故Rx=6×100 Ω=600 Ω。 (2)螺旋測微器讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù),該次測量讀數(shù)為0.5 mm+20.0×0.01 mm=0.700 mm。 (3)滑動變阻器總阻值遠(yuǎn)小于待測金屬絲的阻值,故滑動變阻器應(yīng)

9、采用分壓式接法。由于>,故電流表采用內(nèi)接法。實(shí)物圖連接如圖所示。 (4)當(dāng)電壓為零時,電流為零,圖線過原點(diǎn),故甲同學(xué)作出的圖線正確;圖線的斜率大小為金屬絲的電阻值,故R= Ω=570 Ω。 答案:(1)600 (2)0.700 (3)見解析圖 (4)甲 570 5.(2018屆高三·哈爾濱三中摸底)某實(shí)驗(yàn)小組正在測定一節(jié)新型電池的電動勢(約為3 V)和內(nèi)阻,現(xiàn)要選取一個定值電阻R0當(dāng)做保護(hù)電阻。 (1)首先為了準(zhǔn)確測量定值電阻R0的阻值,在操作臺上準(zhǔn)備了如下實(shí)驗(yàn)器材: A.電壓表V(量程3 V,電阻約為4 kΩ) B.電流表A1(量程1 A,內(nèi)阻約0.5 Ω) C.電流表A2(量

10、程3 A,內(nèi)阻約0.5 Ω) D.定值電阻R0(阻值約為3 Ω) E.滑動變阻器R(0~10 Ω) F.開關(guān)S一個,導(dǎo)線若干 根據(jù)上述器材,在測量R0阻值時應(yīng)選擇________(填序號)為電流表,其實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)選圖甲中的哪種接法________(填字母),經(jīng)測量定值電阻R0阻值為2.8 Ω。 (2)之后為了測量該新型電池的電動勢和內(nèi)阻,設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn),在圖乙中將所選器材進(jìn)行連接。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄做出U-I圖線如圖丙所示,從中可以求出待測新型電池的內(nèi)阻為______Ω,電池電動勢為________V(保留兩位有效數(shù)字)。 解析:(1)新型電池的電動勢約為3 V,定值電

11、阻R0的阻值約為3 Ω,則通過定值電阻R0的最大電流約為1 A,故在測量R0阻值時應(yīng)選擇電流表A1;由于電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于R0的阻值,故電流表采用外接的方法,即圖a所示。 (2)電路圖實(shí)物連接如圖所示。 (3)由電路圖可得U=E-I(R0+r),則在電源的U-I圖線中,圖線斜率的絕對值表示定值電阻和電源內(nèi)阻之和,即R0+r==3.75 Ω,所以電源的內(nèi)阻r=0.95 Ω,I=0時對應(yīng)的路端電壓U表示電源的電動勢,故E=2.9 V。 答案:(1)B a (2)圖見解析 (3)0.95 2.9 6.在測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中,小明設(shè)計了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路。 (1)根據(jù)圖甲實(shí)驗(yàn)電

12、路,請在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線,完成實(shí)物電路的連接。 (2)實(shí)驗(yàn)開始前,應(yīng)先將滑動變阻器的滑片P調(diào)到________(填“a”或“b”)端。 (3)合上開關(guān)S1,S2接圖甲中的1位置,滑動滑片P,記錄下幾組電壓表和電流表的示數(shù);重置滑動變阻器,S2改接圖甲中的2位置,滑動滑片P,再記錄幾組電壓表和電流表的示數(shù)。在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別描點(diǎn)作出S2接1、2位置時,電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的圖像,如圖丙所示。兩圖線均為直線,與縱軸的截距分別為UA、UB,與橫軸的截距分別為IA、IB。 ①S2接1位置時,作出的U-I圖線是圖丙中的________(填“A”或“B”)線; ②S2接2位置時,干

13、電池電動勢的測量值________真實(shí)值,內(nèi)阻的測量值________真實(shí)值。(填“大于”“小于”或“等于”) 解析:(1)實(shí)物連接如圖所示。 (2)為保護(hù)電表,閉合開關(guān)前滑動變阻器連入電路的阻值應(yīng)最大,即滑片P調(diào)到a端。 (3)S2接1位置時,由于電壓表的分流,使得電流的測量值偏小,而短路電流(U=0時的電流,即圖線與橫軸的截距)不變,故電動勢和內(nèi)阻的測量值都偏??;S2接2位置時,可將電流表內(nèi)阻等效到電源內(nèi)阻中,即外電壓和干路電流的測量值是準(zhǔn)確的,電源電動勢的測量值等于電動勢的真實(shí)值,但電源內(nèi)阻的測量值等于電源內(nèi)阻的真實(shí)值與電流表內(nèi)阻的和。 答案:(1)見解析圖 (2)a (3)

14、①B?、诘扔凇〈笥? 7.(2017·北京高考)如圖1所示,用質(zhì)量為m的重物通過滑輪牽引小車,使它在長木板上運(yùn)動,打點(diǎn)計時器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動情況。利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn)。 (1)打點(diǎn)計時器使用的電源是________(選填選項(xiàng)前的字母)。 A.直流電源      B.交流電源 (2)實(shí)驗(yàn)中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正確操作方法是________(選填選項(xiàng)前的字母)。 A.把長木板右端墊高 B.改變小車的質(zhì)量 在不掛重物且________(選填選項(xiàng)前的字母)的情況下,輕推一下小車。若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動,表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。 A.

15、計時器不打點(diǎn) B.計時器打點(diǎn) (3)接通電源,釋放小車,打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系列點(diǎn),將打下的第一個點(diǎn)標(biāo)為O。在紙帶上依次取A、B、C……若干個計數(shù)點(diǎn),已知相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T。測得A、B、C……各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為x1、x2、x3……,如圖2所示。 實(shí)驗(yàn)中,重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量,可認(rèn)為小車所受的拉力大小為mg。從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中,拉力對小車做的功W=______,打B點(diǎn)時小車的速度v=______。 (4)以v2為縱坐標(biāo),W為橫坐標(biāo),利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出如圖3所示的v2-W圖像。由此圖像可得v2隨W變化的表達(dá)式為________。根據(jù)功與能的關(guān)系,動能的表達(dá)式中可能包

16、含v2這個因子;分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系,與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是________。 (5)假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響,若重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件,則從理論上分析,圖4中正確反映v2-W關(guān)系的是________。 解析:(1)打點(diǎn)計時器使用的電源是交流電源,故選B。 (2)實(shí)驗(yàn)中,平衡摩擦力和其他阻力時,應(yīng)先不掛重物,把長木板右端適當(dāng)墊高,在小車后面掛上紙帶,接通電源,在打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的情況下,輕推一下小車,給小車一個初速度,若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動,則表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。 (3)實(shí)驗(yàn)中,可認(rèn)為小車所受的拉力F大小為mg,從打O點(diǎn)到打B

17、點(diǎn)的過程中,拉力對小車做的功W=Fx2=mgx2。在勻變速直線運(yùn)動中,中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度,故vB==。 (4)根據(jù)圖線,關(guān)系式寫為v2=kW+b,在直線上取兩點(diǎn),如(1.4×10-2,0.07)(8×10-2,0.38),代入上式,解得k≈4.7,b≈0.004,在作圖誤差允許的范圍內(nèi),表達(dá)式可寫為v2=4.7W。把功的單位用基本單位表示,J=N·m=kg·m2·s-2,容易得出與圖線斜率有關(guān)的物理量單位為kg-1,故與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是質(zhì)量。 (5)若重物質(zhì)量m不滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M,則繩子對小車的拉力實(shí)際不等于重物的重力, 由mg=(M+m)a和F=Ma

18、 知F=mg, 由動能定理得: Fx=Mv2,v2=x=x, 而W=mgx, 則實(shí)際v2-W圖線的斜率k=,重物質(zhì)量m與小車質(zhì)量M不變,速度雖然增大,但斜率不變,選項(xiàng)A正確。 答案:(1)B (2)A B (3)mgx2   (4)v2=4.7W(4.5W~5.0W均認(rèn)為正確) 質(zhì)量 (5)A [教師備選題] 1.實(shí)際電流表都有內(nèi)阻,為了測量電流表的內(nèi)阻rg,提供的器材如下: ①待測電流表 (0~5 mA,內(nèi)阻約300 Ω) ②電流表 (0~15 mA,內(nèi)阻約100 Ω) ③定值電阻R1(R1=150 Ω) ④滑動變阻器R2(0~20 Ω) ⑤電源(電動勢3 V)

19、 ⑥開關(guān)S及導(dǎo)線若干 (1)為了使測量結(jié)果盡量精確,設(shè)計并在線框中畫出實(shí)驗(yàn)的電路圖。 (2)對照所畫電路圖連接如圖所示實(shí)物圖。 (3)閉合開關(guān)S,移動滑動觸頭至某一位置,記錄和的讀數(shù)I1和I2;則待測電流表的內(nèi)阻可表示為rg=________。 解析:(1)、(2)注意滑動變阻器采用分壓式接法,電路圖和實(shí)物連接圖如圖所示。 (3)流過定值電阻R1的電流為I2-I1,定值電阻R1與電流表G1并聯(lián),電壓相等,即I1rg=(I2-I1)R1,解得rg=。 答案:(1)(2)見解析圖 (3) 2.如圖所示是測量電流表內(nèi)阻Rg的實(shí)物連接圖,實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下: A

20、.將電阻箱R的電阻調(diào)到零; B.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器R1的滑片,使得電流表達(dá)到滿偏電流I0; C.保持滑動變阻器的滑片位置不變,調(diào)節(jié)電阻箱的電阻,使得電流表的示數(shù)為; D.讀出電阻箱的電阻值R0,求得電流表的內(nèi)阻Rg (1)請畫出測量電流表內(nèi)阻的電路圖。 (2)電流表的內(nèi)阻Rg與讀出的電阻箱的電阻值R0的關(guān)系為__________________。 (3)已知電流表的量程為50 mA,內(nèi)阻約為100 Ω,可供選擇的滑動變阻器R1有 A.阻值為0~10 Ω,額定電流為2 A B.阻值為0~50 Ω,額定電流為1.5 A 可供選擇的電阻箱R有 C.阻值為0~99

21、.9 Ω D.阻值為0~999.9 Ω 為了比較準(zhǔn)確地測量出電流表的內(nèi)阻,應(yīng)選用的滑動變阻器R1是________;電阻箱R是________。(填儀器前的字母代號) (4)本實(shí)驗(yàn)中電流表的測量值Rg測與電流表內(nèi)阻的真實(shí)值Rg真相比,有________。 A.Rg測>Rg真 B.Rg測<Rg真 C.Rg測=Rg真 D.Rg測可能大于Rg真,也可能小于Rg真 解析:(1)根據(jù)實(shí)物連接圖可畫出測量電流表內(nèi)阻的電路圖,如圖所示。 (2)可認(rèn)為分壓電路輸出的電壓不變,所以有I0Rg=I0(Rg+R0),即Rg=R0。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知滑動變阻器R1應(yīng)選阻值較小的,所以應(yīng)選A;

22、電阻箱應(yīng)選精確度高且最大阻值大于電流表內(nèi)阻的2倍的,所以應(yīng)選D。 (4)由于電阻箱阻值調(diào)大后,電路的總電阻增大,干路電流減小,由于滑動變阻器的滑片不動,所以分壓電路的輸出電壓U0會升高。當(dāng)正確操作調(diào)節(jié)電阻箱R使電流表 的示數(shù)由I0減小到時,電阻箱R兩端的電壓將略大于,所以電阻箱的阻值將大于電流表的內(nèi)阻Rg的兩倍,即電流表內(nèi)阻的測量值大于真實(shí)值,選項(xiàng)A正確。 答案:(1)見解析圖 (2)Rg=R0 (3)A D (4)A 3.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖甲所示的電路圖測量一電源的電動勢E和內(nèi)阻r以及某未知電阻R的阻值,電路中的電壓表是量程為0~3.0 V的理想電表,電阻箱的阻值為0~99.9

23、 Ω,其中K1為單刀單擲開關(guān)、K2為單刀雙擲開關(guān)。 (1)為了測量未知電阻的阻值,該小組的同學(xué)首先將開關(guān)K1閉合,然后將單刀雙擲開關(guān)K2扳到位置1,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,當(dāng)電阻箱的阻值為R0時,電壓表的讀數(shù)為U1,此時保持電阻箱的阻值不變,將單刀雙擲開關(guān)K2扳到位置2,此時電壓表的讀數(shù)為U2,用以上給出的物理量表示未知電阻的阻值R=________。 (2)通過測量,該小組的同學(xué)得到未知電阻的阻值為R=8.8 Ω,為了測量電源的電動勢E和內(nèi)阻r,又進(jìn)行了如下的操作:將開關(guān)K1閉合,然后將單刀雙擲開關(guān)K2扳到位置1,多次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,讀出電阻箱的讀數(shù)R0以及對應(yīng)的電壓表的讀數(shù)U,根據(jù)多次

24、測量的數(shù)據(jù),以為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)作出的圖線如圖乙所示,則可知該電源的電動勢E=________V,該電源的內(nèi)阻r=________Ω。 解析:(1)當(dāng)單刀雙擲開關(guān)接1時,測的是R0兩端電壓,當(dāng)單刀雙擲開關(guān)接2時,測的是R和R0兩端電壓,由歐姆定律得R=R0。 (2)由閉合電路歐姆定律得E=(R0+R+r),變形得=·+,結(jié)合圖線可解得E=2.0 V,r=1.2 Ω。 答案:(1)R0 (2)2.0 1.2 4.某組同學(xué)設(shè)計了“探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖,A為小車,B為電火花計時器,C為裝有細(xì)砂的小桶,D為一端帶有定滑輪的長方形木板,實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)

25、繩對小車的拉力F等于細(xì)砂和小桶的總重量,小車運(yùn)動的加速度a可用紙帶上打出的點(diǎn)求得。 (1)圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,已知實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率為50 Hz。根據(jù)紙帶可求出電火花計時器打B點(diǎn)時的速度為________ m/s,小車的加速度大小為__________ m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) (2)在“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”時,某同學(xué)按照自己的方案將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中進(jìn)行了標(biāo)注,但尚未完成圖像(如圖丙所示)。請繼續(xù)幫助該同學(xué)作出坐標(biāo)系中的圖像。 (3)在“探究加速度a與合力F的關(guān)系”時,該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F的圖線如圖丁,該圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn),試分析圖

26、線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因。答:________________________________________________________________________。 解析:(1)AC段位移的平均速度等于AC段時間中間時刻的瞬時速度,即B點(diǎn)的瞬時速度,故 vB== m/s=1.6 m/s 由逐差法求解小車的加速度, a= = m/s2 =3.2 m/s2。 (2)將坐標(biāo)系中各點(diǎn)連成一條直線,連線時應(yīng)使直線過盡可能多的點(diǎn),不在直線上的點(diǎn)應(yīng)大致對稱地分布在直線的兩側(cè),離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)視為錯誤數(shù)據(jù),不予考慮,連線如圖所示。 (3)圖線與橫軸有截距,說明實(shí)驗(yàn)前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠。 答案:(1)1.6 3.2 (2)見解析圖 (3)實(shí)驗(yàn)前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠 12

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