山西省太原市第五中学2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题（含答案）
文档属性
| 名称 | 山西省太原市第五中学2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-05-21 11:19:53 | ||
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文档简介
太原市第五中学2023-2024学年高二下学期5月月考
物理（理）
一、选择题：本题共10小题，46分。（1-7小题为单选题，每小题4分；8-10小题为多选题，每小题6分，选不全得3分）
1．为了演示“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”的现象，老师做了这样的演示实验：如图所示，铝制水平横梁两端各固定一个铝环，其中A环是闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时，用一磁铁的N极去接近A环，发现A环绕支点沿顺时针（俯视）方向转动。若不考虑空气流动对实验结果的影响，关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A．若用磁铁的S极接近A环，A环也将绕支点沿顺时针俯视方向转动
B．制作A、B环的材料只要是金属就行，很薄的铁环也可以得到相同的实验效果（很薄的铁环电阻很大）
C．制作A、B环的材料用绝缘材料也可以得到相同的实验效果
D．磁铁接近A环的过程中，A环将有扩张的趋势
2．如图所示，交流发电机中的矩形线框的匝数为N，面积为S，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，线框从图示位置开始绕轴以恒定的角速度沿逆时针方向转动，线框通过电刷和外电路连接。理想变压器原、副线圈的匝数比为3：1，定值电阻、的阻值均为R，忽略线框以及导线的电阻。下列说法正确的是（ ）
A．图示位置时，线框产生的感应电动势为
B．图示位置时，电流表的示数为0
C．从图示位置开始转线框转圈的过程中，通过线圈的电荷量的电量为
D．矩形线框的输出功率为
3．如图所示，图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，与的电阻值相同
B．图甲中，闭合，电路稳定后，中电流大于中电流
C．图乙中，变阻器R与的电阻值相同
D．图乙中，闭合瞬间，中电流与变阻器R中电流相等
4．为研究电阻、电容和电感对交变电流的影响，李老师设计了一个演示实验，装置如图所示。两个电路接在完全相同的交流电源上，a、b、c、d、e、f为6只完全相同的小灯泡，a、b各串联一个电阻，c、d各串联一个电容器，e、f各串联一个相同铁芯匝数不同的线圈。电阻、电容、线圈匝数的值如图所示，老师进行演示时，接上交流电源，进行正确的操作。下列对实验现象的描述及分析正确的是（ ）
A．a、b灯相比，a灯更亮，说明串联电阻不同，对交流电的阻碍作用不同
B．c、d灯均不发光，说明电容器对交流电产生阻隔作用
C．c、d灯均能发光，但c灯更亮，说明电容越大，对交流电的阻碍作用越小
D．e、f灯均能发光，但f灯更亮，说明自感系数越大，对交流电的阻碍作用越小
5．关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
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
6．如图所示，LC振荡电路中，电容C为40μF，电感L为4mH。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。从开关S闭合开始计时，在一个振荡周期内，灰尘未与极板相碰。下列说法正确的是（ ）
A．时，灰尘的速度最大 B．时，灰尘的加速度最大
C．时，线圈中磁场能最小 D．时，线圈中自感电动势最大
7．如图所示，图甲为热敏电阻的图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100Ω。当线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．如果要使恒温箱内的温度保持在100℃，则（ ）
A．应该把恒温箱内的加热器接在A、B端，的阻值为260Ω
B．应该把恒温箱内的加热器接在C、D端，的阻值为260Ω
C．应该把恒温箱内的加热器接在A、B端，的阻值为300Ω
D．应该把恒温箱内的加热器接在C、D端，的阻值为300Ω
8．以下说法中正确的是（ ）
A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象
C．透过转动的偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的阳光，能感觉到明暗的变化
D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉
9．新一代标准动车组“复兴号”是中国自主研发、集成了大量现代国产高新技术的新一代高速列车。如图“复兴号”高铁的供电流程是将电网高压经过牵引变电所进行变压（可视作理想变压器）降至，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触完成受电，机车最终获得的电压使高铁机车运行，牵引变电所到机车之间线路的电阻不可忽略。根据上述信息可知（ ）
A．牵引变电所变压器的原、副线圈匝数比
B．机车获得的电压与牵引变电所输出的电压相等
C．如果高铁机车功率为P，则牵引变电所到机车之间线路的等效电阻为
D．如果高铁机车功率为P，牵引变电所到机车之间线路损耗的电功率为
10．电磁减震器是利用电磁感应原理的一种新型智能化汽车独立悬架系统。某同学也设计了一个电磁阻尼减震器，图为其简化的原理图。该减震器由绝缘滑动杆及固定在杆上的多个相互紧靠的相同矩形线圈组成，滑动杆及线圈的总质量。每个矩形线圈abcd匝数匝，电阻值，ab边长，bc边长，该减震器在光滑水平面上以初速度向右进入磁感应强度大小、方向竖直向下的匀强磁场中，磁场范围足够大，不考虑线圈个数变化对减震器总质量的影响。则（ ）
A．刚进入磁场时减震器的加速度大小
B．第二个线圈恰好完全进入磁场时，减震器的速度大小为4.2m/s
C．滑动杆上至少需安装12个线圈才能使减震器完全停下来
D．第1个线圈和最后1个线圈产生的热量比
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。
（1）某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点，下列说法中正确的是________；
A．干涉条纹与双缝垂直
B．单缝和双缝应相互平行放置
C．若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样
D．想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将单缝向双缝靠近
（2）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上螺旋测微器示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为________mm；
（3）已知双缝间距d为，测得双缝到屏的距离L为0.600m，求所测量光的波长为________m（结果保留三位有效数字）。
12．（9分）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的体积比浓度为0.06%，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，则：
（1）该实验中的理想化假设有________。
A．将油酸形成的膜看成是由单分子油酸分子形成的
B．考虑了各油酸分子间的间隙
C．忽略了油酸分子间的间隙
（2）1滴溶液中纯油酸的体积是___________。
（3）油酸薄膜的面积是___________。
（4）油酸分子的直径是___________m。（结果保留两位有效数字）
（5）若他们小组在周一配好油酸溶液后没有来得及完成实验，由于疏忽没有将盛放溶液的广口瓶封闭，他们周五继续使用该油酸溶液进行实验，测得的油酸分子的直径将________（填“偏大”、“偏小”或“没有误差”）。
（6）利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴纯油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，油酸的密度为，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为___________。
13．（10分）如图甲所示，在水池中水平放置一条细灯带围成的直径为的圆环发光体，水的折射率，细灯带到水面的距离h可以调节，紧贴水面的上方水平放置一光传感器。调节时，传感器检测到有光强的区域恰好为一个完整的圆形。调节h为时，传感器上光强随x轴位置变化如图乙所示，图中光强最强的区域对应传感器部分为直径的圆形区域，检测到有光强的区域为直径的圆形区域。
求：（1）是多少？（2）是多少？
14．（13分）某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，降压变压器的副线圈两端电压如图乙所示，降压变压器的副线圈与阻值为的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，求：
（1）通过的电流有效值。
（2）输电线损失的功率。
15．（16分）如图，两平行轨道固定于水平面内，其中MN、是两小段绝缘材料，其余部分是金属材料，轨道间距为d，轨道间分布着磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。轨道左侧接入包含电动势为E的直流电源、电容为C的电容器、单刀双掷开关S构成的电路，轨道右侧接入自感系数为L的电感线圈。质量为m、电阻为R的金属棒a垂直放置于轨道左侧某处，质量也为m、电阻不计的金属棒b垂直放置于绝缘材料上。现将S接1，待电容器充电完毕后，再将S接2。之后，a运动达到稳定状态，再与b发生弹性碰撞。不考虑其它电阻，不计一切摩擦，忽略电磁辐射，a、b均始终与轨道接触良好。
（1）S接通2瞬间，求金属棒a的加速度大小。
（2）求金属棒a运动达到稳定状态时的速度大小。
（3）判断金属棒b的运动性质并说明。
太原市第五中学2023-2024学年高二下学期5月月考
物理答案
1．A 2．D 3．C 4．C 5．D 6．B 7．C 8．CD 9．AD 10．BD
11．每空2分（1）BC （2）13.870 （3）
12．（1）AC； （2分）
（2）； （2分）
（3）117~121； （1分）
（4）； （1分）
（5）偏小； （1分）
（6） （2分）
13．（10分）
（1）全反射临界条件 （2分）
几何关系 （2分）
解得 （1分）
（2）全反射临界条件
几何关系 （2分）
（2分）
得 （1分）
14．（13分）（1）由图乙知两端的电压的最大值为， （2分）
则两端电压的有效值为， （2分）
故通过的电流的有效值为； （2分）
（2）根据变压器电流比关系可知通过输电线的电流为 （3分）
故输电线损失的功率为。 （2分）
所以： （2分）
15．（16分）（1）
解：（1）开关S接1，电容器充电。电容器上的电压
① （1分）
开关S接2，电容器通过金属棒a放电，此时电流为
② （1分）
由安培力公式
③ （1分）
由牛顿第二定律
④ （1分）
解得
⑤ （1分）
（2）当a棒产生的感应电动势等于电容器两端的电压时，a棒做匀速运动。
即 ⑥ （1分）
根据法拉第电磁感应定律 ⑦ （1分）
电容器两端的电压 ⑧ （1分）
设在时间内，a棒的速度变化为，而 ⑨ （1分）
根据动量定理 ⑩ （1分）
对上式两边求和 （1分）
解得 （1分）
（3）b做简谐运动，原因合理即可 （4分）
物理（理）
一、选择题：本题共10小题，46分。（1-7小题为单选题，每小题4分；8-10小题为多选题，每小题6分，选不全得3分）
1．为了演示“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”的现象，老师做了这样的演示实验：如图所示，铝制水平横梁两端各固定一个铝环，其中A环是闭合的，B环是断开的，横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时，用一磁铁的N极去接近A环，发现A环绕支点沿顺时针（俯视）方向转动。若不考虑空气流动对实验结果的影响，关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A．若用磁铁的S极接近A环，A环也将绕支点沿顺时针俯视方向转动
B．制作A、B环的材料只要是金属就行，很薄的铁环也可以得到相同的实验效果（很薄的铁环电阻很大）
C．制作A、B环的材料用绝缘材料也可以得到相同的实验效果
D．磁铁接近A环的过程中，A环将有扩张的趋势
2．如图所示，交流发电机中的矩形线框的匝数为N，面积为S，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，线框从图示位置开始绕轴以恒定的角速度沿逆时针方向转动，线框通过电刷和外电路连接。理想变压器原、副线圈的匝数比为3：1，定值电阻、的阻值均为R，忽略线框以及导线的电阻。下列说法正确的是（ ）
A．图示位置时，线框产生的感应电动势为
B．图示位置时，电流表的示数为0
C．从图示位置开始转线框转圈的过程中，通过线圈的电荷量的电量为
D．矩形线框的输出功率为
3．如图所示，图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，与的电阻值相同
B．图甲中，闭合，电路稳定后，中电流大于中电流
C．图乙中，变阻器R与的电阻值相同
D．图乙中，闭合瞬间，中电流与变阻器R中电流相等
4．为研究电阻、电容和电感对交变电流的影响，李老师设计了一个演示实验，装置如图所示。两个电路接在完全相同的交流电源上，a、b、c、d、e、f为6只完全相同的小灯泡，a、b各串联一个电阻，c、d各串联一个电容器，e、f各串联一个相同铁芯匝数不同的线圈。电阻、电容、线圈匝数的值如图所示，老师进行演示时，接上交流电源，进行正确的操作。下列对实验现象的描述及分析正确的是（ ）
A．a、b灯相比，a灯更亮，说明串联电阻不同，对交流电的阻碍作用不同
B．c、d灯均不发光，说明电容器对交流电产生阻隔作用
C．c、d灯均能发光，但c灯更亮，说明电容越大，对交流电的阻碍作用越小
D．e、f灯均能发光，但f灯更亮，说明自感系数越大，对交流电的阻碍作用越小
5．关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
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
6．如图所示，LC振荡电路中，电容C为40μF，电感L为4mH。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。从开关S闭合开始计时，在一个振荡周期内，灰尘未与极板相碰。下列说法正确的是（ ）
A．时，灰尘的速度最大 B．时，灰尘的加速度最大
C．时，线圈中磁场能最小 D．时，线圈中自感电动势最大
7．如图所示，图甲为热敏电阻的图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100Ω。当线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．如果要使恒温箱内的温度保持在100℃，则（ ）
A．应该把恒温箱内的加热器接在A、B端，的阻值为260Ω
B．应该把恒温箱内的加热器接在C、D端，的阻值为260Ω
C．应该把恒温箱内的加热器接在A、B端，的阻值为300Ω
D．应该把恒温箱内的加热器接在C、D端，的阻值为300Ω
8．以下说法中正确的是（ ）
A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象
C．透过转动的偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的阳光，能感觉到明暗的变化
D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉
9．新一代标准动车组“复兴号”是中国自主研发、集成了大量现代国产高新技术的新一代高速列车。如图“复兴号”高铁的供电流程是将电网高压经过牵引变电所进行变压（可视作理想变压器）降至，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触完成受电，机车最终获得的电压使高铁机车运行，牵引变电所到机车之间线路的电阻不可忽略。根据上述信息可知（ ）
A．牵引变电所变压器的原、副线圈匝数比
B．机车获得的电压与牵引变电所输出的电压相等
C．如果高铁机车功率为P，则牵引变电所到机车之间线路的等效电阻为
D．如果高铁机车功率为P，牵引变电所到机车之间线路损耗的电功率为
10．电磁减震器是利用电磁感应原理的一种新型智能化汽车独立悬架系统。某同学也设计了一个电磁阻尼减震器，图为其简化的原理图。该减震器由绝缘滑动杆及固定在杆上的多个相互紧靠的相同矩形线圈组成，滑动杆及线圈的总质量。每个矩形线圈abcd匝数匝，电阻值，ab边长，bc边长，该减震器在光滑水平面上以初速度向右进入磁感应强度大小、方向竖直向下的匀强磁场中，磁场范围足够大，不考虑线圈个数变化对减震器总质量的影响。则（ ）
A．刚进入磁场时减震器的加速度大小
B．第二个线圈恰好完全进入磁场时，减震器的速度大小为4.2m/s
C．滑动杆上至少需安装12个线圈才能使减震器完全停下来
D．第1个线圈和最后1个线圈产生的热量比
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。
（1）某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点，下列说法中正确的是________；
A．干涉条纹与双缝垂直
B．单缝和双缝应相互平行放置
C．若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样
D．想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将单缝向双缝靠近
（2）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上螺旋测微器示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为________mm；
（3）已知双缝间距d为，测得双缝到屏的距离L为0.600m，求所测量光的波长为________m（结果保留三位有效数字）。
12．（9分）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的体积比浓度为0.06%，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，则：
（1）该实验中的理想化假设有________。
A．将油酸形成的膜看成是由单分子油酸分子形成的
B．考虑了各油酸分子间的间隙
C．忽略了油酸分子间的间隙
（2）1滴溶液中纯油酸的体积是___________。
（3）油酸薄膜的面积是___________。
（4）油酸分子的直径是___________m。（结果保留两位有效数字）
（5）若他们小组在周一配好油酸溶液后没有来得及完成实验，由于疏忽没有将盛放溶液的广口瓶封闭，他们周五继续使用该油酸溶液进行实验，测得的油酸分子的直径将________（填“偏大”、“偏小”或“没有误差”）。
（6）利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴纯油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，油酸的密度为，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为___________。
13．（10分）如图甲所示，在水池中水平放置一条细灯带围成的直径为的圆环发光体，水的折射率，细灯带到水面的距离h可以调节，紧贴水面的上方水平放置一光传感器。调节时，传感器检测到有光强的区域恰好为一个完整的圆形。调节h为时，传感器上光强随x轴位置变化如图乙所示，图中光强最强的区域对应传感器部分为直径的圆形区域，检测到有光强的区域为直径的圆形区域。
求：（1）是多少？（2）是多少？
14．（13分）某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，降压变压器的副线圈两端电压如图乙所示，降压变压器的副线圈与阻值为的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，求：
（1）通过的电流有效值。
（2）输电线损失的功率。
15．（16分）如图，两平行轨道固定于水平面内，其中MN、是两小段绝缘材料，其余部分是金属材料，轨道间距为d，轨道间分布着磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。轨道左侧接入包含电动势为E的直流电源、电容为C的电容器、单刀双掷开关S构成的电路，轨道右侧接入自感系数为L的电感线圈。质量为m、电阻为R的金属棒a垂直放置于轨道左侧某处，质量也为m、电阻不计的金属棒b垂直放置于绝缘材料上。现将S接1，待电容器充电完毕后，再将S接2。之后，a运动达到稳定状态，再与b发生弹性碰撞。不考虑其它电阻，不计一切摩擦，忽略电磁辐射，a、b均始终与轨道接触良好。
（1）S接通2瞬间，求金属棒a的加速度大小。
（2）求金属棒a运动达到稳定状态时的速度大小。
（3）判断金属棒b的运动性质并说明。
太原市第五中学2023-2024学年高二下学期5月月考
物理答案
1．A 2．D 3．C 4．C 5．D 6．B 7．C 8．CD 9．AD 10．BD
11．每空2分（1）BC （2）13.870 （3）
12．（1）AC； （2分）
（2）； （2分）
（3）117~121； （1分）
（4）； （1分）
（5）偏小； （1分）
（6） （2分）
13．（10分）
（1）全反射临界条件 （2分）
几何关系 （2分）
解得 （1分）
（2）全反射临界条件
几何关系 （2分）
（2分）
得 （1分）
14．（13分）（1）由图乙知两端的电压的最大值为， （2分）
则两端电压的有效值为， （2分）
故通过的电流的有效值为； （2分）
（2）根据变压器电流比关系可知通过输电线的电流为 （3分）
故输电线损失的功率为。 （2分）
所以： （2分）
15．（16分）（1）
解：（1）开关S接1，电容器充电。电容器上的电压
① （1分）
开关S接2，电容器通过金属棒a放电，此时电流为
② （1分）
由安培力公式
③ （1分）
由牛顿第二定律
④ （1分）
解得
⑤ （1分）
（2）当a棒产生的感应电动势等于电容器两端的电压时，a棒做匀速运动。
即 ⑥ （1分）
根据法拉第电磁感应定律 ⑦ （1分）
电容器两端的电压 ⑧ （1分）
设在时间内，a棒的速度变化为，而 ⑨ （1分）
根据动量定理 ⑩ （1分）
对上式两边求和 （1分）
解得 （1分）
（3）b做简谐运动，原因合理即可 （4分）
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