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【MOOC期末】《大學物理II》(熱學、振動和波、光學、量子)北京交通大學期末慕課答案

有些題目順序不一致,下載后按鍵盤ctrl+F進行搜索完整考試I~V(熱學、振動和波、光學、量子)北京交通大學期末測試考試I考試I--熱學1.單選題:在固定的密閉容器中,若把理想氣體的溫度T0提高到原來的兩倍,即T=2T0,則:

選項:

A、分子的平均平動動能和氣體壓強都提高為原來的2倍

B、分子的平動動能提高到原來的2倍,壓強提高到原來的4倍

C、分子的平均動能提高到原來的4倍,壓強提高到原來的2倍

D、分子的平均動能和氣體壓強都不變

答案:【分子的平均平動動能和氣體壓強都提高為原來的2倍】2.單選題:一瓶氦氣和一瓶氫氣(均視為理想氣體)都處于平衡態(tài),若這兩瓶氣體的密度(即單位體積內(nèi)氣體質量)相同,分子的平均平動動能相同,則它們溫度和壓強是否相同?

選項:

A、溫度相同,壓強相同

B、溫度不相同,壓強不相同

C、溫度相同,但氦氣的壓強大于氫氣的壓強

D、溫度相同,但氦氣的壓強小于氫氣的壓強

答案:【溫度相同,但氦氣的壓強小于氫氣的壓強】3.單選題:兩瓶理想氣體:一瓶氧氣,一瓶氦氣,若它們的溫度相同,壓強相同,但體積不同。則這兩瓶氣體單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)和單位體積內(nèi)的氣體質量是否相同:

選項:

A、單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)相同、單位體積內(nèi)的氣體質量相同

B、單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)相同、單位體積內(nèi)的氣體質量不同

C、單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)不同、單位體積內(nèi)的氣體質量相同

D、單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)不同、單位體積內(nèi)的氣體質量不同

答案:【單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)相同、單位體積內(nèi)的氣體質量不同】4.單選題:關于某一過程熵的改變,下列說法正確的是:

選項:

A、一杯開水放在空氣中,水的熵減少了,這違背熵增加原理

B、計算不可逆過程的熵變DS,可以用可逆過程代替

C、任一絕熱過程,熵變DS=0

D、任一可逆過程,熵變DS=0

答案:【計算不可逆過程的熵變DS,可以用可逆過程代替】5.單選題:設有以下一些過程,這些過程中,系統(tǒng)的熵沒有增加的是:

選項:

A、兩種不同氣體在等溫下互相混合

B、液體在等溫下汽化

C、理想氣體絕熱自由膨脹

D、理想氣體在等溫下壓縮

答案:【理想氣體在等溫下壓縮】6.單選題:有人設計一臺卡諾熱機。每循環(huán)一次可從400K的高溫熱源吸熱1800J,向300K的低溫熱源放熱800J,同時對外做功1000J。這樣的設計是

選項:

A、可以的,符合熱力學第一定律

B、可以的,符合熱力學第二定律

C、不行的,卡諾循環(huán)對外做功不能大于向低溫熱源放出的熱量

D、不行的,這個熱機的效率超過理論值

答案:【不行的,這個熱機的效率超過理論值】7.單選題:設有一熱機,從高溫熱源(400K)吸取熱量Q1,對外做功A,并向低溫熱源(200K)放出熱量Q2,以下哪種情形是可能發(fā)生的?

選項:

A、Q1=500J,A=400J,Q2=100J

B、Q1=500J,A=500J,Q2=0

C、Q1=500J,A=300J,Q2=200J

D、Q1=500J,A=100J,Q2=400J

答案:【Q1=500J,A=100J,Q2=400J】8.單選題:關于熱力學第二定律,下列說法正確的是:

選項:

A、熱量不能從低溫物體向高溫物體傳遞

B、功可以完全變?yōu)闊崃?,而熱量不能完全變?yōu)楣?/p>

C、熱量從高溫物體向低溫物體傳遞是不可逆的

D、不可能從單一熱源吸熱使之全部變?yōu)橛杏玫墓?/p>

答案:【熱量從高溫物體向低溫物體傳遞是不可逆的】9.單選題:一定質量的氣體,在容積不變的條件下,當壓強增大時:

選項:

A、平均碰撞頻率和分子平均自由程都不變

B、平均碰撞頻率變大和分子平均自由程不變

C、平均碰撞頻率變大和分子平均自由程變小

D、平均碰撞頻率和分子平均自由程都變大

答案:【平均碰撞頻率變大和分子平均自由程不變】10.單選題:圖示的曲線分別表示了氫氣和氦氣在同一溫度下的麥克斯韋速率分布情況。由圖可知:

選項:

A、氦氣分子的最概然速率為1000m/s

B、氦氣分子的方均根速率為1732m/s

C、氫氣分子的平均速率為1414m/s

D、氫氣分子的方均根速率為1414m/s

答案:【氦氣分子的最概然速率為1000m/s】11.單選題:三個容器A、B、C中裝有同種理想氣體,其分子數(shù)密度n相同,而方均根速率之比為,則其壓強之比pA:pB:pC為:

選項:

A、1:2:4

B、4:2:1

C、1:4:16

D、1:4:8

答案:【1:4:16】12.單選題:理想氣體經(jīng)過下述三種途徑由初態(tài)I(2p0,V0)變到終態(tài)Ⅱ(p0,2V0):(a)先從V0等壓膨脹到2V0然后等體積降壓;(b)等溫膨脹;(c)先以V0等體積降壓到p0后再等壓膨脹。計算沿以上每一路徑氣體對外界所做的功為:

選項:

A、p0V0;p0V0ln2;p0V0

B、p0V0;2p0V0ln2;2p0V0

C、2p0V0;2p0V0ln2;p0V0

D、2p0V0;p0V0ln2;2p0V0

答案:【2p0V0;2p0V0ln2;p0V0】13.單選題:一定量的雙原子分子理想氣體所經(jīng)的可逆循環(huán)過程ABCA和相關狀態(tài)量如圖所示。其中,AB是斜直線,BC是等溫線,CA是等壓線。則:

選項:

A、AB過程中氣體所做的功

B、BC過程中氣體所吸收的熱量

C、CA過程中氣體所吸收的熱量

D、此循環(huán)的效率

答案:【BC過程中氣體所吸收的熱量】14.單選題:一定量的某理想氣體所經(jīng)歷的循環(huán)過程是:從初態(tài)(V0,T0)開始,先經(jīng)過準靜態(tài)絕熱膨脹過程使其體積增大至3V0,再經(jīng)準靜態(tài)等體過程恢復到初態(tài)溫度T0,最后經(jīng)過準靜態(tài)等溫過程使其體積恢復為V0。氣體在此循環(huán)過程中:

選項:

A、對外做的凈功為負值

B、從外界凈吸的熱量為正值

C、內(nèi)能增加了

D、內(nèi)能減少了

答案:【對外做的凈功為負值】15.單選題:如圖所示理想氣體卡諾循環(huán),沿abcda方向進行,這個循環(huán)的兩個絕熱線下的面積大小分別為S1和S2,則二者的大小關系是:

選項:

A、S1<S2

B、S1>S2

C、S1=S2

D、無法比較

答案:【S1=S2】16.單選題:如圖所示,兩個可逆卡諾循環(huán),第一個沿進行abcda,第二個進行ab'c'da,這兩個循環(huán)的效率h1和h2的關系

選項:

A、h1=h2

B、h1>h2

C、h1D、無法比較

答案:【h1=h2】17.單選題:一定量的氦氣(視為理想氣體)向真空做絕熱自由膨脹過程,設初狀態(tài)氣體分子的平均自由程為,末狀態(tài)平均自由程變?yōu)?。若氣體體積膨脹為原來的3倍,則?

選項:

A、1:3

B、1:1

C、

D、

答案:【1:3】18.單選題:如圖所示,絕熱容器被隔板分成容積相等的A、B兩部分(容積為V),A內(nèi)盛有壓強為p0的理想氣體,B為真空?,F(xiàn)抽去隔板,氣體膨脹到整個容器達到平衡,以下說法正確的是:

選項:

A、該過程不是等溫過程,末態(tài)溫度升高

B、該過程不是等溫過程,末態(tài)溫度降低

C、該過程為準靜態(tài)絕熱過程,體積增大,則末態(tài)溫度降低

D、該過程氣體在初態(tài)和末態(tài)的溫度相等

答案:【該過程氣體在初態(tài)和末態(tài)的溫度相等】19.單選題:如圖所示,一定質量的理想氣體分別經(jīng)過準靜態(tài)絕熱過程I和某一過程II由狀態(tài)a到狀態(tài)b,這兩個過程中的熱容分別用C1及C2表示,則有:

選項:

A、C1>0,C2>0

B、C1=0,C2>0

C、C1=0,C2<0

D、C1<0,C2<0

答案:【C1=0,C2>0】20.單選題:一定量的理想氣體,從同一狀態(tài)開始使其體積由V1膨脹到2V1,分別經(jīng)歷以下三種準靜態(tài)過程:(1)等壓過程;(2)等溫過程;(3)絕熱過程。其中:_____過程氣體對外做功最少;_____過程氣體吸收的熱量最多。

選項:

A、絕熱過程;等壓過程

B、等壓過程;等溫過程

C、等溫過程;等壓過程

D、絕熱過程;等溫過程

答案:【絕熱過程;等壓過程】考試II考試II--振動和波1.單選題:圖(a)表示沿x軸正方向傳播的平面簡諧波在t=0時的波形圖,圖(b)為一作簡諧振動的質點的振動曲線,則圖(a)中所表示的x=0處振動的初相位與圖(b)所表示的振動的初相位分別為

選項:

A、均為0

B、均為p/2

C、均為3p/2

D、3p/2和p/2

E、p/2和3p/2

答案:【p/2和3p/2】2.單選題:一平面簡諧波在t時刻的波形曲線如圖所示。若此時A點處介質質元的振動動能在增大,則下列說法正確的是:

選項:

A、A點處質元的彈性勢能在減小

B、波沿x軸負方向傳播

C、B點處質元的振動動能減小

D、波的能量沿x軸正方向傳播

答案:【波沿x軸負方向傳播】3.單選題:關于波動能量與振動能量下列說法錯誤的是:

選項:

A、孤立振動系統(tǒng)的質元動能最大時,勢能最小,總機械能守恒

B、孤立振動系統(tǒng)的質元動能最大時,勢能最小,總機械能不守恒

C、波動中任一質元機械能隨時間周期性變化,機械能不守恒

D、波動中任一質元動能最大時,勢能也最大,動能為零時,勢能也為零

答案:【孤立振動系統(tǒng)的質元動能最大時,勢能最小,總機械能不守恒】4.單選題:一平面簡諧波在彈性介質中傳播,在某一瞬時,介質中某質元正處于最大位移處,此時它的能量:

選項:

A、動能為零,勢能最大

B、動能為零,勢能為零

C、動能最大,勢能最大

D、動能最大,勢能為零

答案:【動能為零,勢能為零】5.單選題:已知一平面簡諧波的波函數(shù)為,(a、b為正值),則

選項:

A、波的周期為2π/a

B、波的傳播速度為b/a

C、波長為π/b

D、波的頻率為a

答案:【波的周期為2π/a】6.單選題:一單擺懸線長l=1m,在懸掛點正下方0.5m處有一釘子,求單擺的左右兩側角振幅比θ':θ=?

選項:

A、

B、2:1

C、1:2

D、

答案:【】7.單選題:光滑水平面上的彈簧連接一容器M。每次經(jīng)過平衡位置O時,從上方落下質量為m的油滴。問系統(tǒng)振幅和周期如何變化?

選項:

A、振幅變大,周期變長

B、振幅變大,周期變短

C、振幅變小,周期變長

D、振幅變小,周期變短

答案:【振幅變小,周期變長】8.單選題:一質點沿x軸作諧振動,諧振動方程為:問:從t=0時刻起,到質點位置在x=-2cm處,且向x軸的正方向運動的最短時間間隔是多少秒?

選項:

A、0.17

B、0.5

C、1

D、1.5

答案:【0.5】9.單選題:一輛火車以90km/h的速度行駛,一輛汽車以30m/s的速度追趕火車,火車汽笛的頻率為650Hz,坐在汽車中的人聽到火車鳴笛的頻率為多少?已知空氣中聲速為330m/s。

選項:

A、630

B、641

C、659

D、709

答案:【659】10.單選題:在一弦線上沿著相反方向傳播的兩列相干平面簡諧波,其波函數(shù)表達式分別為:則它們在弦線上疊加后各質元的振幅是:

選項:

A、0

B、2A

C、

D、

E、隨時間作周期性變化

答案:【】11.單選題:一束入射波入射到兩種介質分界面,已知在固定端x=0處反射波方程是:設反射波無能量損失,那么入射波方程是:

選項:

A、

B、

C、

D、

答案:【】12.單選題:如圖所示,波源S1和S2發(fā)出的波在P點相遇,P點距波源S1和S2的距離分別為3λ和10λ/3,其中,λ為兩列波在介質中的波長,若P點的合振幅總是極大值,則波源S1與S2的相位差φ1-φ2為:

選項:

A、

B、

C、

D、

答案:【】13.單選題:兩列強度均為I的相干波在空間相遇,則疊加后波的強度:

選項:

A、強度最大值為2I

B、強度最大值為4I

C、強度最小值為I

D、一直為2I

答案:【強度最大值為4I】14.單選題:一簡諧運動的振動曲線如圖,則此簡諧運動的振動方程為:

選項:

A、

B、

C、

D、

答案:【】15.單選題:將勁度系數(shù)為k的彈簧分成等長的3段,將3段并聯(lián)起來,下掛一質量為m的物塊,則物塊的振動周期為多大?

選項:

A、

B、

C、

D、

答案:【】考試III考試III-熱學、振動和波1.單選題:如圖所示,一平面簡諧波以波速u沿x軸正方向傳播,O為坐標原點。已知P點的振動方程為:,則:

選項:

A、O點的振動方程為:

B、波的表達式為:

C、波的表達式為:

D、C點的振動方程為:

答案:【波的表達式為:】2.單選題:設一橫波的波函數(shù)是:(SI),則此波:

選項:

A、沿x軸負向傳播

B、波長是0.4m

C、周期是100s

D、波速是250m/s

答案:【波速是250m/s】3.單選題:在駐波中,兩個相鄰波節(jié)間各質點的振動:

選項:

A、振幅相同,相位相同

B、振幅不同,相位相同

C、振幅相同,相位不同

D、振幅不同,相位不同

答案:【振幅不同,相位相同】4.單選題:處于平衡態(tài)的一瓶氦氣和一瓶氮氣,二者密度相同,分子平均平動動能相同,則它們:

選項:

A、溫度相同、壓強相同

B、溫度、壓強都不相同

C、溫度相同,但氦氣的壓強大于氮氣的壓強

D、溫度相同,但氦氣的壓強小于氮氣的壓強

答案:【溫度相同,但氦氣的壓強大于氮氣的壓強】5.單選題:一橫波沿x軸負方向傳播,若t時刻波形曲線如圖所示,則在t+T/4時刻x軸上的1、2、3三點的振動位移分別是:

選項:

A、A,0,-A

B、-A,0,A

C、0,A,0

D、0,-A,0

答案:【-A,0,A】6.單選題:圖示為兩個簡諧振動的振動曲線,這兩個簡諧振動疊加,合成的簡諧振動的初相為:

選項:

A、

B、

C、

D、0

答案:【】7.單選題:兩個質點各自作簡諧振動,它們的振幅相同、周期相同。第一個質點的振動方程為:。當?shù)谝粋€質點從相對于其平衡位置的正位移處回到平衡位置時,第二個質點正在最大正位移處。則第二個質點的振動方程為:

選項:

A、

B、

C、

D、

答案:【】8.單選題:如圖所示,一定量的理想氣體經(jīng)歷abc過程時吸熱200J。則經(jīng)歷abcda過程時,吸熱為:

選項:

A、1200J

B、-1000J

C、700J

D、-650J

答案:【-1000J】9.單選題:對于室溫下的雙原子分子理想氣體,在準靜態(tài)等壓膨脹的情況下,系統(tǒng)對外所作的功與從外界吸收的熱量之比A/Q等于:

選項:

A、1/3

B、1/4

C、2/5

D、2/7

答案:【2/7】10.單選題:以下四圖分別表示某人設想的理想氣體的四個循環(huán)過程,請選出其中一個在物理上可能實現(xiàn)的循環(huán)過程:

選項:

A、A可能

B、B可能

C、C可能

D、D可能

答案:【B可能】11.單選題:一定量某理想氣體按恒量的規(guī)律膨脹,則膨脹后理想氣體的溫度:

選項:

A、升高

B、降低

C、不變

D、升高還是降低不能確定

答案:【降低】12.單選題:氣缸內(nèi)盛有一定量的氫氣(可視作理想氣體),當溫度不變而壓強增大一倍時,氫氣分子的平均碰撞頻率和平均自由程的變化情況是:

選項:

A、和都增大一倍

B、和都減為原來的一半

C、增大一倍而減為原來的一半

D、減為原來的一半而增大一倍

答案:【增大一倍而減為原來的一半】考試IV考試--光學和量子1.單選題:用X射線照射物質時,可以觀察到康普頓效應,即在偏離入射光的各個方向上觀察到散射光,這種散射光中[]。

選項:

A、只包含有與入射光波長相同的成分

B、既有與入射光波長相同的成分,也有波長變長的成分,波長的變化只與散射方向有關,與散射物質無關

C、既有與入射光波長相同的成分,也有波長變長的成分和波長變短的成分,波長的變化既與散射方向有關,也與散射物質有關

D、只包含波長變長的成分,其波長的變化只與散射物質有關,與散射方向無關

答案:【既有與入射光波長相同的成分,也有波長變長的成分,波長的變化只與散射方向有關,與散射物質無關】2.單選題:一個光子和一個電子具有同樣的波長,則[]。

選項:

A、光子具有較大的動量

B、電子具有較大的動量

C、電子和光子的動量相等

D、光子沒有動量

答案:【電子和光子的動量相等】3.單選題:下列物體哪個是絕對黑體[]。

選項:

A、不輻射可見光的物體

B、不輻射任何電磁波的物體

C、不能反射可見光的物體

D、不能反射任何電磁波的物體

答案:【不能反射任何電磁波的物體】4.單選題:1927年的戴維孫-格末實驗證實了[]。

選項:

A、電子的波動性

B、光的粒子性

C、玻爾的能級量子化假設

D、原子的自旋磁矩取向量子化

答案:【電子的波動性】5.單選題:一束光是自然光和線偏振光的混合光,讓它垂直通過一偏振片。若以此入射光束為軸旋轉偏振片一周,測得透射光強的最大值是最小值的5倍,則入射光束中自然光與線偏振光的光強比值為[]。

選項:

A、1/2

B、1/3

C、1/4

D、1/5

答案:【1/2】6.單選題:一束光強為I0的自然光垂直穿過兩個偏振片,且兩偏振片的偏振化方向成45°角,則穿過兩個偏振片后的光強I為[]。

選項:

A、

B、

C、

D、

答案:【】7.單選題:如圖所示,一塊平板玻璃置于空氣中。一束自然光射向此平板玻璃,設入射角等于布儒斯特角i0,則在界面2的反射光是[]。

選項:

A、自然光

B、線偏振光且光矢量的振動方向垂直入射面

C、線偏振光且光矢量的振動方向平行入射面

D、部分偏振光

答案:【線偏振光且光矢量的振動方向垂直入射面】8.單選題:波長λ=500nm的單色光垂直入射于光柵常量為2mm的平面衍射光柵上,則可能觀察到的光譜線的最大級次為[]。

選項:

A、2

B、3

C、4

D、5

答案:【3】9.單選題:將一平面玻璃覆蓋在平凹柱面透鏡的凹面上,如圖所示。設單色平行光垂直照射在平面玻璃上表面,則從反射光觀察到的干涉條紋應為[]。

選項:

A、平行于柱面透鏡中心軸的一系列明暗相間的直條紋,中心軸處干涉級次最低

B、平行于柱面透鏡中心軸的一系列明暗相間的直條紋,中心軸處干涉級次最高

C、以柱面透鏡中心軸中點為圓心的一系列同心圓環(huán),圓心處干涉級次最低

D、以柱面透鏡中心軸中點為圓心的一系列同心圓環(huán),圓心處干涉級次最高

答案:【平行于柱面透鏡中心軸的一系列明暗相間的直條紋,中心軸處干涉級次最高】10.單選題:已知粒子在一維無限深勢阱中運動,其波函數(shù)為:(-a≤x≤a)那么粒子在x=5a/6處出現(xiàn)的概率密度為[]。

選項:

A、1/(2a)

B、1/a

C、

D、

答案:【1/(2a)】11.單選題:如圖所示,一束動量為p的電子,通過縫寬為a的狹縫。在距離狹縫為R處放置一熒光屏,屏上衍射圖樣的中央明條紋寬度d等于[]。

選項:

A、

B、2ha/p

C、2ha/(Rp)

D、2Rh/(ap)

答案:【2Rh/(ap)】12.單選題:一束波長為λ的平行單色光垂直入射到一單縫AB上,裝置如圖。在屏幕E上形成衍射圖樣,若P是中央明紋一側的第二個暗紋中心所在的位置,則的長度為[]。

選項:

A、1.5λ

B、2λ

C、2.5λ

D、3λ

答案:【2λ】13.單選題:如圖,用單色平行光垂直照射在觀察牛頓環(huán)的裝置上(平凸透鏡和平板玻璃的折射率均為1.50)。當此牛頓環(huán)裝置從空氣中移到折射率為1.33的水中,環(huán)狀干涉條紋[]。

選項:

A、中心暗斑變成亮斑

B、變疏

C、變密

D、間距不變

答案:【變密】14.單選題:在雙縫干涉實驗中,若單色點光源S到縫S1和S2的距離相等,則觀察屏上中央明條紋中心位于圖中O處。現(xiàn)將光源S向下移動到圖中的S’位置,則[]。

選項:

A、中央明條紋向下移動,且條紋間距不變

B、中央明條紋向上移動,且條紋間距不變

C、中央明條紋向下移動,且條紋間距增大

D、中央明條紋向上移動,且條紋間距增大

答案:【中央明條紋向上移動,且條紋間距不變】考試V考試V-振動波,光學和量子物理基礎1.單選題:在楊氏雙縫干涉實驗中,雙縫間距d=5mm,雙縫到光屏的距離D=2m,以波長λ1為500nm的單色平行光垂直入射。若換成另一波長為λ的單色平行光入射,發(fā)現(xiàn)新的第五級明紋中心正好與原來的第四級明紋中心重合,則λ2=nm。

選項:

A、400

B、625

C、600

D、475

答案:【400】2.單選題:直徑為1米的球形魚缸的中心處有一條小魚,設魚缸中水的折射率n=1.33,若玻璃缸壁的厚度忽略不計,則缸外觀察者所看到的小魚的位置和大小以下說法正確的是:

選項:

A、小魚的位置仍在原處,大小變大了

B、小魚的位置仍在原處,大小變小了

C、小魚的位置仍在原處,大小不變

D、小魚的位置靠近觀察者,大小變大了

E、小魚的位置靠近觀察者,大小變小了

F、小魚的位置遠離觀察者,大小變大了

G、小魚的位置遠離觀察者,大小變小了

答案:【小魚的位置仍在原處,大小變大了】3.單選題:已知一沿x軸正向傳播的平面簡諧波,周期T=2s,波長λ=2m,振幅A=1m。t=0時刻,原點O處在平衡位置且向y軸正方向運動。求t=0時刻,x=0.5m處質點的速度=m/s。

選項:

A、0

B、π

C、-π

D、1

答案:【0】4.單選題:已知兩個同方向的簡諧振動,,,則這兩個振動合成后的拍頻=Hz。

選項:

A、0.5

B、1

C、π/6

D、2001

答案:【0.5】5.單選題:一彈簧振子放在光滑水平面上,勁度系數(shù)k=1.6N/m,物體質量m=0.4kg,現(xiàn)將物體由平衡位置處向右移動至x=0.1m處,并給其向左的速度0.2m/s。請寫出其振動方程。

選項:

A、

B、

C、

D、

E、

F、

答案:【】6.單選題:按照量子力學理論,若氫原子中的電子的主量子數(shù)n=3,那么它的軌道角動量大小可能有________個取值;若電子的角量子數(shù)l=2,則電子的軌道角動量的大小為__________。

選項:

A、

B、

C、

D、

答案:【】7.單選題:設一個粒子在一維空間運動,其狀態(tài)可用波函數(shù)

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