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    2022-2023学年湖南省长沙市浏阳市高二(下)期末物理试卷(含解析)
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    2022-2023学年湖南省长沙市浏阳市高二(下)期末物理试卷(含解析)

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    这是一份2022-2023学年湖南省长沙市浏阳市高二(下)期末物理试卷(含解析),共16页。试卷主要包含了单选题,多选题,实验题,简答题,计算题等内容,欢迎下载使用。

    2022-2023学年湖南省长沙市浏阳市高二(下)期末物理试卷
    一、单选题(本大题共7小题,共28分)
    1. 在近代物理学史上,下列关于科学家及其所做出的贡献中说法正确的是(    )
    A. 汤姆孙提出原子的核式结构模型,并发现了质子和中子
    B. 贝克勒尔最先发现天然放射现象并从沥青中分离出了钋
    C. 玻尔的原子理论成功解释了氢原子光谱是分立的线状光谱
    D. 在康普顿效应中,入射光子与晶体中的电子碰撞,有些光子散射后的波长变短
    2. 人类不但掌握了精准测温控温的方法,还可以人工产生高热和深冷,在高热和深冷的“世界”里不断发现新的科学奇迹。下列关于热力学定律的说法正确的是(    )
    A. 外界对物体做功,物体的内能必定增加
    B. 一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
    C. 所有符合能量守恒定律的宏观过程都能自发的进行
    D. 可能从单一热源吸收热量,使之完全变为功而不引起其他影响
    3. 关于分子动理论,下列说法正确的是(    )

    A. 图甲的扩散现象说明水分子和墨水分子相互吸引
    B. 图乙为水中炭粒运动位置的连线图,连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
    C. 图丙为分子力与分子间距的关系图,分子间距从r0增大时,分子力先变小后变大
    D. 图丁为大量气体分子热运动的速率分布图,曲线②对应的温度较高
    4. 光学知识广泛应用于科学技术、生产和生活领域。下列关于光的论述正确的是(    )
    A. 沙漠中的“蜃景”现象是光发生衍射引起的
    B. 晴朗的夏天,中午看到远处路面特别明亮,仿佛有水,这是光的全反射现象
    C. 拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤掉水面反射光,这说明光波是纵波
    D. 通过两支铅笔夹成的一条狭缝观察日光灯,可以看到彩色条纹,这是光的干涉现象
    5. 如图所示,某轧钢厂的热轧机上安装了一个射线测厚仪,探测器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。已知测厚仪采用放射性同位素 77192Ir作为放射源, 77192Ir发生β衰变时放出β射线和γ射线,半衰期为74天,适合透照厚度在10mm∼100mm之间的钢板,下列说法正确的是(    )

    A. 探测器探测到的射线增强,说明钢板的厚度增加
    B. 192g放射性同位素 77192Ir经过148天全部完成衰变
    C. 若衰变产生的新核用X表示,则 77192Ir的衰变方程为 77192Ir→78192X+−10e
    D.  77192Ir的比结合能比衰变后的产物X的比结合能大
    6. 把一个小球套在光滑细杆上,球与轻弹簧相连组成弹簧振子,小球沿杆在水平方向做简谐运动,它围绕平衡位置O在A、B间振动,如图所示,下列结论正确的是(    )

    A. 小球在O位置时,动能最大,加速度最小
    B. 小球在A、B位置时,动能最大,加速度最大
    C. 小球从A经O到B的过程中,回复力一直做正功
    D. 小球从B到O的过程中,振子振动的能量不断增加
    7. 篮球运动深受同学们喜爱。在某次篮球比赛中,质量为m的篮球以水平速度大小v撞击竖直篮板后,以水平速度大小v′被弹回,已知v′ A. 撞击时篮球受到的冲量大小为mv′−v
    B. 撞击时篮板受到的冲量大小为mv−v′
    C. 撞击过程中篮球和篮板组成的系统动量不守恒
    D. 撞击过程中篮球和篮板组成的系统机械能守恒
    二、多选题(本大题共4小题,共20分)



    8. 如图甲为一列简谐横波在t=2s时的波动图像,图乙为该波中x=2m处质点P的振动图像。下列说法正确的是(    )

    A. 该波的波速大小为1m/s
    B. 该波沿x轴正方向传播
    C. t=1s时,质点P的速度最小,加速度最大
    D. 在0∼2s内,质点P的速度和加速度的方向均未发生改变
    9. 一定质量的理想气体发生状态变化,其体积V随热力学温度T变化的图像如图所示,气体经历了A→B→C→D→A的循环过程,下列分析正确的是(    )

    A. B→C过程气体压强不变
    B. D→A过程气体放出热量
    C. 单位体积内的气体分子数,C状态一定比D状态的小
    D. 气体分子在单位时间内撞击容器壁单位面积的平均次数,A状态一定比C状态的小
    10. 如图所示,在第十四届中国航展上空,歼−20穿云破雾、呈现了驾“七彩祥云”的壮观景象。因为飞机的发动机喷出高温尾流会使得飞机周围的空气经过机翼后膨胀降温,在飞机表面形成一层水雾。阳光照射到水雾上,由于不同颜色的光折射率不同,就会形成七彩光芒。如下右图所示,将原理简化并作出光路图。已知a光与界面的夹角为30°。b光的折射率为 2,b光与法线的夹角为45°,光在空气中的传播速度为c,水雾半球的半径为R。(    )


    A. a光在水雾半球中的传播时间为 3Rc
    B. a光光子的能量比b光光子的能量小
    C. 若两种光从水中射向空气,a光的临界角较小
    D. 若a光是蓝色光的话,b光可能是紫色光
    11. 静止的 83211Bi原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示,大、小圆半径分别为R1、R2。则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值的判断中正确的是(    )

    A.  83211Bi→ 81207Tl+ 24He B.  83211Bi→ 84211Po+ 12H
    C. R1∶R2=84∶1 D. R1∶R2=207∶4
    三、实验题(本大题共2小题,共14分)
    12. 如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.

    (1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是可以通过仅测量________(填选项前的符号)间接地解决这个问题.
    A.小球开始释放高度ℎ
    B.小球抛出点距地面的高度H
    C.小球做平抛运动的射程
    (2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点.实验时,先将入射球m 1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m 2静置于轨道的水平部分,再将入射球m 1从斜轨上S位置由静止释放,与小球m 2相撞,并多次重复.(小球质量关系满足m 1>m 2)接下来要完成的必要步骤是________.(填选项前的符号)
    A.用天平测量两个小球的质量m 1、m 2
    B.测量小球m 1开始释放时的高度ℎ
    C.测量抛出点距地面的高度H
    D.分别找到m 1、m 2相碰后平均落地点的位置M、N
    E.测量平抛射程OM、ON
    (3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为________[用(2)中测量的量表示].

    13. 小薇同学用“插针法”测量玻璃的折射率。
    (1)关于该实验,有以下操作步骤:
    A. 摆好玻璃砖,确定玻璃砖上、下边界a、b
    B. 画出一条合适的入射光线,在光路上插上大头针P1、P2
    C. 在确定P3、P4位置时,应使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3及P1、P2的像
    D. 在确定P3、P4位置时,二者距离应适当______一些,以减小误差
    (2)根据实验获得的大头针位置,请画出该实验完整的光路图______;请作图并在图上标注出实验中需要测量的角α及β,玻璃的折射率n=______(用标注出的α、β表示)。
      
    (3)小薇同学虽测出了入射角和折射角,但苦于无法得知非特殊角的正弦值,不能准确算出折射率,她利用实验室提供的圆规和刻度尺,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线NN′的垂线,垂足分别为C、D点,如图所示,则玻璃的折射率n=______(用图中线段的字母表示)。
    四、简答题(本大题共1小题,共10分)
    14. 一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。P为介质中x=2m处的质点。在t=0.3s时P第一次达到波峰位置。

    (1)若该波沿x负方向传播,求该波的波速;
    (2)若该波沿x正方向传播,写出P沿y轴方向做简谐运动的表达式。
    五、计算题(本大题共2小题,共28分)
    15. 如图所示,开口处有卡口、内截面积为S的圆柱形汽缸开口向上竖直放置在水平面上,缸内总体积为V0,大气压强为p0,一厚度不计、质量为m的活塞(m=0.2p0S/g)封住一定量的理想气体,温度为T0时缸内气体体积为0.8V0,先在活塞上缓慢放上质量为2m的砂子,然后将缸内气体温度升高到2T0,求:

    (1)初始时缸内气体的压强P1=?
    (2)在活塞上放上质量为2m的砂子时缸内气体的体积V2=?
    (3)最后缸内气体的压强P4=?

    16. 一群处于第4能级的氢原子,最终都回到基态,能发出6种不同频率的光,将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上,只能测得3条电流随电压变化的图像(如图乙)。已知氢原子的能级图如图丙所示。

    (1)求该金属逸出功W;
    (2)求b光照射金属时的遏止电压Ub;
    (3)光照射到物体表面时,如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样,将产生持续均匀的压力,这种压力会对物体表面产生压强,这就是“光压”,用I0表示。一台发光功率为P0的激光器发出一束某频率的激光,光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时,假设光全部被吸收,求其在物体表面引起的光压,已知光速为c。

    答案和解析

    1.【答案】C 
    【解析】A.卢瑟福提出原子的核式结构模型,并发现了质子,同时预言了中子的存在,但发现中子的是查德威克,故A错误;
    B.贝克勒尔最先发现了天然放射现象,但是居里夫妇从沥青中分离出了钋,故B错误;
    C.玻尔借鉴普朗克的能量子假说提出氢原子理论,成功解释了氢原子光谱是线状谱,故C正确;
    D.在康普顿效应中,入射光子与晶体中的电子碰撞,把一部分动量转移给电子,光子动量变小,由 λ=ℎp 可知光子散射后的波长变长,故D错误。
    故选C。


    2.【答案】B 
    【解析】解:A、由热力学第一定律可知,改变物体的内能有两种方式:做功和热传递,所以如果外界对物体做功同时物体向外界放热,物体的内能不一定增加,故A错误;
    BC、根据热力学第二定律可知,一切与热现象有关的自然过程都是不可逆的,比如机械能可以全部转化为内能,而内能无法全部用来做功以转换成机械能,即符合能量守恒定律的宏观过程不一定能自发的进行,故B正确,C错误;
    D、热力学第二定律的开尔文表述为不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响,故D错误。
    故选:B。
    根据热力学第一定律△U=W+Q和热力学第二定律内容(不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响)即可判断。
    该题考查了考生的理解能力,需要考生熟知热力学第一定律、热力学第二定律等相关知识,体现了物理观念这一核心素养。

    3.【答案】D 
    【解析】
    【分析】
    该题考查热学中的几个记忆性的知识点,对于这类题目,要注意多加积累相关物理规律的基本内容。
    【解答】
    A.图甲的扩散现象说明分子间有间隙和分子永不停息的无规则运动,故A错误;
    B.图乙为水中炭粒运动位置的连线图,是炭粒做布朗运动每隔一定的时间所处位置的连线,不是运动的轨迹,故B错误;
    C.图丙中分子间距离为r0时,分子间作用力为零,分子间距从r0增大时,分子力先变大后变小,故C错误;
    D.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图,曲线②对应的温度较高,故D正确。
    故选D。  
    4.【答案】B 
    【解析】A.沙漠中的“蜃景”现象是光全反射现象引起的,故A错误;
    B.晴朗的夏天,中午看到远处路面特别明亮,仿佛有水,这是光的全反射现象,故B正确;
    C.拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤掉水面反射光,这说明光波是横波,故C错误;
    D.通过两支铅笔夹成的一条狭缝观察日光灯,可以看到彩色条纹,这是光的衍射现象。故D错误。
    故选B。


    5.【答案】C 
    【解析】
    【分析】
    本题主要是考查原子核的衰变、衰变射线的应用以及半衰期的计算,知道核反应过程中质量数和电荷数守恒,掌握涉及半衰期的计算方法。
    探测器得到的射线变弱时,说明钢板厚度增大,由此分析如何调节两轮之间的厚度;根据半衰期的计算公式进行解答;根据质量数守恒和电荷数守恒分析核反应方程。
    【解答】
    A.探测器探测到的射线增强,说明钢板的厚度减小,故A错误;
    B.192 g放射性同位素 77192Ir经过148天(2个半衰期),剩余的未衰变质量为原来的14,故B错误;
    C.β衰变的实质是核里的一个中子放出一个电子变为一个质子,反应过程中遵循质量数守恒和核电荷数守恒,衰变方程为 77192Ir→78192X+−10e,故C正确;
    D.核反应方程式中生成物比反应物稳定,与之对应的是衰变后的产物X的比结合能比 77192Ir的比结合能大,故D错误。  
    6.【答案】A 
    【解析】
    【分析】
    明确弹簧振子在周期性运动过程中,速度、位移、加速度、回复力和能量的变化之间的关系是解题的关键和核心。
    【解答】
    AB、振子经过平衡位置时,速度最大,位移为零,所以经过平衡位置动能最大,回复力为0,加速度为零;在A、B位置时,速度为零,位移最大,回复力最大,加速度最大,故A正确,B错误;
    CD、由于回复力指向平衡位置,所以振子从A经O到B的过程中,回复力先做正功,后做负功,振子的动能和弹簧的势能相互转化,且总量保持不变,即振动的能量保持不变,故CD错误。
    故选:A。  
    7.【答案】C 
    【解析】
    【分析】根据动量定理求撞击时篮球受到的冲量大小;撞击时间极短,重力的冲量忽略不计,撞击前后篮板均保持静止,篮球速度反向,篮球和篮板组成的系统动量不守恒,机械能有损失。
    解答本题时,要掌握动量守恒的条件:合外力为零,运用动量定理时要注意规定正方向,用正负号表示速度方向。
    【解答】A、根据动量定理可知:撞击时篮球受到的冲量等于其动量的变化,取篮球反弹后的速度方向为正方向,由动量定理得:I=mv′−m(−v)=m(v′+v),故A错误;
    B、碰撞时,篮球与篮板相互作用,相互作用力等大反向,作用时间相等,则篮板受到的冲量大小为m(v′+v),故B错误;
    C、撞击时间极短,重力的冲量忽略不计,撞击前后篮板均保持静止,篮球速度反向,所以篮球和篮板组成的系统动量不守恒,故C正确;
    D、由于v′ 故选:C。  
    8.【答案】AC 
    【解析】
    【分析】
    由图甲可知波长大小,根据图乙可得出周期大小,再根据波速公式即可确定波速大小;根据同侧法可得出波的传播方法;由图2明确1s时P点的位置,从而确定P点的速度和加速度;同时明确0到2s时间内P点的速度和加速度的方向的变化。
    解决本题的关键掌握波动与振动的联系,灵活运用波形平移法分析波的形成过程,以及知道发生稳定干涉和明显衍射的条件。
    【解答】
    A、由图可知,周期T=4.0s,波长λ=4m,则波速为:v=λT=44m/s=1m/s,故A正确;
    B、x=2m处的质点P在t=2s时刻向下振动,根据“同侧法”知,波沿x轴负方向传播,故B错误;
    C、由图2可知,当t=1s时,质点P在最大位移处,此时的加速度最大,速度等于0,故C正确;
    D、由图可知,在0−2s内质点的位移为正,加速度的方向始终向下;在0−1s内质点向正最大位移处运动,速度方向为正;而1−2s内质点从最大位移处向平衡位置处移动,所以速度的方向为负,故D错误。
    故选AC。  
    9.【答案】BD 
    【解析】解:A.根据题意可知,B→C过程气体的体积不变,温度升高,由查理定律可知,气体压强变大,故A错误;
    B.根据题意可知,D→A过程气体温度降低,内能减小,气体体积不变,气体不做功,由热力学第一定律ΔU=Q+W可知,气体放出热量,故B正确;
    C.根据题意可知,气体在C状态的体积小于D状态的体积,则单位体积内的气体分子数,C状态一定比D状态的大,故C错误;
    D.根据题意可知,A→B过程中,气体的温度不变,体积减小,由玻意耳定律可知,气体压强增大,则气体在A状态的压强小于在C状态压强,则气体分子在单位时间内撞击容器壁单位面积的平均次数,A状态一定比C状态的小,故D正确。
    故选:BD。
    根据图像得出气体状态参量的变化,结合查理定律和玻意耳定律完成分析;
    根据体积的变化得出气体的做功特点,结合热力学第一定律得出气体的吸放热情况;
    根据题意得出CD状态下气体的体积大小,由此分析出气体分子数的大小关系。
    本题考查热力学第一定律及理想气体状态方程的应用,要注意明确压强、体积及温度之间的变化关系及内能、吸放热及做功的关系,结合热力学第一定律即可完成分析。

    10.【答案】AC 
    【解析】解:A.设入射角为θ,
    对于b光,由折射定律可知,nb=sin45°sinθ= 2,解得sinθ=0.5,即θ=30°,
    对于a光,由折射定律可知,na=sin60°sinθ= 3,即a光的折射率为 3,
    假设a光在水雾半球中传播的速度为va,则va=cna= 33c,
    所以a光在水雾半球中的传播时间为t=Rva= 3Rc,故A正确;
    BD.由于水雾对a光的折射率大于对b光的折射率,则a光的频率大于b光的频率,故a光光子的能量比b光光子的能量大,
    若a光是蓝色光的话,b光不可能是紫色光,故B、D均错误;
    C.由于水雾对a光的折射率大于对b光的折射率,根据全反射临界角公式:sinC=1n可知,a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角,故C正确。
    故选:AC。
    根据b光的折射定律求得入射角,然后求出a光的折射率、a光在水雾半球中传播速度,进而求出a光在水雾半球中传播时间;根据水雾对a光的折射率大于对b光的折射率可知a光的频率大于b光的频率,由此得到a光光子的能量与b光光子的能量的大小关系,假如a光是蓝色光,则b光不可能是紫色光;根据全反射临界角公式得到a,b光临界角的大小关系。
    本题考查光的折射定律以及光的折射率与光的传播速度、光的频率间关系,光的全反射临界角公式判断临界角的大小关系,属于基础题型。

    11.【答案】C 
    【解析】
    【分析】
    静止的原子核发生衰变,根据动量守恒可知,发生衰变后两粒子的运动方向相反,在根据粒子在磁场中的运动的轨迹可以判断粒子的电荷的性质,确定是什么衰变,由半径公式,分析两个粒子轨迹半径之比。
    本题考查了核衰变方程式和粒子在磁场中做圆周运动的半径表达式,根据公式解答问题。
    【解答】
    AB.原子核发生衰变后,根据动量守恒可知两个粒子的速度方向相反,由图可知粒子的运动轨迹在同一侧,根据左手定则可知,衰变后的粒子带的电性相反,所以释放的粒子应为电子,原子核发生的应该是β衰变,故AB错误;
    CD.根据半径公式r=mvqB=PqB,P是动量,分析得知,r与电荷量长反比,β粒子与新核的电量大小分别为e和84e,则半径之比为84e:e=84:1,故C正确,D错误。  
    12.【答案】(1)C;(2)ADE;(3)m1OP=m1OM+m2ON 
    【解析】
    【分析】
    在该实验中,小球做平抛运动,H相等,时间t就相等,水平位移x=vt,与v成正比,因此可以用位移x来代替速度v.再根据动量守恒定律的规律可求得表达式.
    该题考查用“碰撞试验器”验证动量守恒定律,该实验中,虽然小球做平抛运动,但是却没有用到速和时间,而是用位移x来代替速度v,成为是解决问题的关键.此题难度中等,属于中档题.
    【解答】
    (1)根据小球的平抛运动规律,可以用位移x来代替速度v,因此待测的物理量就是水平射程x、小球的质量m.
    (2)待测的物理量就是位移x(水平射程OM,ON)和小球的质量m,所以,要完成的必要步骤是ADE.
    (3)若两球相碰前后的动量守恒,则m1v0=m1v1+m2v2,又OP=v0t,OM=v1t,ON=v2t,代入得:m1OP=m1OM+m2ON     
     故答案为:(1)C;(2)ADE;(3)m1OP=m1OM+m2ON  
    13.【答案】     远            sinαsinβ       ACBD 
    【解析】(1)[1]在确定 P3 、 P4 位置时,二者距离应适当远一些,以减小误差;
    (2)[2]作出光路图如图
      
    [3]根据折射定律有n=sinαsinβ
    (3)[4]根据折射定律结合几何关系有n=ACRBDR=ACBD


    14.【答案】解:(1)P为介质中x=2m处的质点,在t=0.3s时P第一次达到波峰位置,若该波沿x负方向传播34T=0.3s
    周期T=0.4s
    波速v=λT=40.4m/s=10m/s
    (2)若该波沿x正方向传播,在t=0.3s时P第一次达到波峰位置14T′=0.3s
    则T′=1.2s
    则ω=2πT=53πrad/s
    振幅为10cm,则x=10sin(5π3t)cm
    答:(1)若该波沿x负方向传播,该波的波速为10m/s;
    (2)若该波沿x正方向传播,P沿y轴方向做简谐运动的表达式为x=10sin(5π3t)cm。 
    【解析】(1)根据波动图像的物理意义,获取相关物理量,根据波速公式计算
    (2)根据用周期表示传播时间求出周期和角速度,写出质点振动方程。
    本题考查波动图像,要求掌握波动图像的物理意义,根据相关物理量计算和写出质点振动方程。

    15.【答案】(1)1.2p0(2)0.6V0(3)1.92p0 
    【解析】(1)p1=p0+mg/S=1.2p0
    (2)p2S=p0S+mg+2mg,p2=p0+3mg/S=1.6p0
    等温过程,由p1V0=p2V2得V2=0.6V0
    (3)设温度升高到Tx时活塞上升到卡口,此时V3=V0,该过程气体做等压过程,
    由V2/T0=V3/Tx 得Tx=5T0/3
    由Tx=5T0/3 < 2 T0,可以判断此后温度升高到2T0的过程为等容过程
    则p2/T1=p3/T2得p3=1.92p0


    16.【答案】解:(1)由题图可知,a光的遏止电压Uc=6V,则a光照射金属时的最大初动能为Ek=eUc=6eV,
    则a光为4能级跃迁到基态时所辐射出的光,a光的光子能量为Ea=−0.85eV−(−13.6)eV=12.75eV,
    根据光电效应方程,则有Ek=Ea−W,
    则该金属逸出功为W=6.75eV;
    (2)由题意可知,b光为3能级跃迁到基态时所放出的光,b光的光子能量为Eb=−1.51eV−(−13.6)eV=12.09eV,
    根据光电效应规律有E′k=Eb−W=eUb,
    则b光照射金属时的遏止电压Ub=5.34V;
    (3)一小段时间Δt内激光器发射的光子数为n=P0Δtℎcλ,
    光照射物体表面,由动量定理FΔt=np,
    其中p=ℎλ,
    产生的光压为I0=FS,
    解得I0=P0cS。
    答:(1)该金属逸出功为6.75eV;
    (2)求b光照射金属时的遏止电压为5.34V;
    (3)其在物体表面引起的光压为P0cS。 
    【解析】(1)根据图乙得a光的遏止电压,根据图丙求得a光能量,根据光电效应方程解得逸出功;
    (2)先求得b光的能量,再根据光电效应方程求其遏止电压;
    (3)根据动量定理结合题意解得。
    本题考查光电效应与氢原子能级跃迁,注意照射同一金属时,光能量越大则最大初动能越大,遏止电压越大。

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