2011-2020年高考物理试卷分类汇编之030.波的形成和传播（含答案及解析）
文档属性
| 名称 | 2011-2020年高考物理试卷分类汇编之030.波的形成和传播（含答案及解析） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 337.0KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-08-07 11:53:45 | ||
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文档简介
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第30节 波的形成和传播
1. 2013年北京卷
15. 一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s。某时刻波形如图所示，下列说法正确的是
A．这列波的振幅为4cm
B．这列波的周期为1s
C．此时x=4m处质点沿y轴负方向运动
D．此时x=4m处质点的加速度为0
【答案】D
【 解析】由题图可看出该横波的振幅是2cm，波长是8m，则周期T=2s，此时x=4m处的质点处于平衡位置，速度最大，加速度为0，由质点振动方向和波的传播方向的关系可知此时x=4m处质点正沿y轴正方向运动，本题选D。
2. 2013年上海卷
14．一列横波沿水平绳传播，绳的一端在t=0时开始做周期为T的简谐运动，经过时间t（3T/4＜t＜T），绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。则在2t时，该点位于平衡位置的
A．上方，且向上运动 B．上方，且向下运动
C．下方，且向上运动 D．下方，且向下运动
答案：A
解析：由于再经过T时间，该点才能位于平衡位置上方的最大位移处，所以在2t时，该点位于平衡位置的上方，且向上运动，选项A正确。
3. 2014年理综浙江卷
14.下列说法正确的是
A．机械波的振幅与波源无关
B．机械波的传播速度由介质本身的性质决定
C．物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反
D．动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关
【答案】B
【解析】机械波的振幅与波源有关，选项A错误；传播速度由介质决定，选项B正确；静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以相反，也可以互成一定的夹角，选项C错误；动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程度，与材料有关，选项D错误．
4. 2013年福建卷
16．如图，t=0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动，振动周期为0.4s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示t=0.6时波形的图是
答：C
解析：根据题意该简谐波的周期为0.4s，起振方向沿y轴的正方向，因为波源在O点，所以该简谐波左右对称，A、B错；t=0.6s=3T/2时，波源处于平衡位置且沿y轴的负方向振动，根据上下坡法，波源处于上坡，C对D错。
5. 2012年理综浙江卷
16．用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是
A．a、b两点之间的距离为半个波长
B．a、b两点振动开始时刻相差半个周期
C．b点完成全振动次数比a点多一次
D．b点完成全振动次数比a点少一次
【答案】D
【解析】ab两点是波上相邻两波峰，其间距为一个波长，波在传播是在一个周期里传播一个波长，所以波的前端从a到b需要一个周期的时间，a质点比b质点提前一个周期起振，所以b比a完成的全振动少多一次。
6. 2011年理综北京卷
16．介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点，
A．它的振动速度等于波的传播速度 B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向
C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长 D．它的振动频率等于波源的振动频率
答：D
【解析】介质中某个振动质点做简谐运动，其速度按正弦（或余弦）规律变化，而在同一介质中波的传播速度是不变的，振动速度和波的传播速度是两个不同的速度，A错误；在横波中振动方向和波的传播方向垂直，在纵波中振动方向和波的传播方向在一条直线上，B错误；振动质点在一个周期内走过的路程为4个振幅，C错误；波在传播的过程中，频率不变为波源的频率，D正确。
7. 2011年理综四川卷
16．如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当Q点在t=0时的振动状态传到P点时，则
A．1cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动
B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向
C．Q处的质点此时正在波峰位置
D．Q处的质点此时运动到P处
答案：B
解析：当Q点在t＝0时的振动状态传到P点时，Q点在t＝0时的波也向左传到P点，所以x＝0cm处质元在波谷，x＝2cm处质元在波峰，则1cm＜x＜2cm向y轴的正方向运动，2cm＜x＜3cm向y轴的负方向运动，A错误；Q点振动四分之三周期后到达波谷加速度沿y轴的正方向最大，不能平移，B正确，C D错误。
8. 2011年理综天津卷
7．位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动。A刚好完成一次全振动时，在介质中形成简谐横波的波形如图所示。B是沿波传播方向上介质的一个质点，则
A．波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向。
B．此后的1/4周期内回复力对波源A一直做负功。
C．经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长
D．在一个周期时间内A所受回复力的冲量为零
答：ABD
【解析】由A刚好完成一次全振动时的图线可知波源A的起振方向沿y轴负方向，A选项正确；经过1/4周期之后质点A将向负向最大位移运动，回复力做负功，B正确；质点不随波迁移，C选项错误；由简谐运动的对称性可知回复力在一个周期内的冲量为零，D选项正确。
9. 2011年理综全国卷
21．一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2m，振幅为A。当坐标为x=0处质元的位移为且向y轴负方向运动时．坐标为x=0.4m处质元的位移为。当坐标为x=0.2m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，x=0.4m处质元的位移和运动方向分别为
A．、沿y轴正方向 B． ，沿y轴负方向
C．、沿y轴正方向 D．、沿y轴负方向
答案：C
解析：依题意可画出如图实线所示的波形图，设波向右传播，x＝0处的质元正处于y＝－A处，x＝0.4m处的质元的位移为y＝A处，满足题意。当x＝0.2m处的质元处在平衡位置向y轴正方向运动时，波形图如图中虚线所示，显然x＝0.4m处的质元正处于y＝－A处，且沿y轴正方向运动，C对。
10.2015年理综北京卷15．周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波 （ B ）
A．沿x轴正方向传播，波速v=20m/s
B．沿x轴正方向传播，波速v=10m/s
C．沿x轴负方向传播，波速v=20m/s
D．沿x轴负方向传播，波速v=10m/s
解析：横波的振动方向与传播方向垂直，已知此时质点P沿y轴负方向运动，由同侧法可知波沿x轴正方向传播。由波形图知，波长λ=20cm，周期T=2s，则波速，选项B正确。
11.2015年理综四川卷2．平静湖面传播着一列水面波（横波），在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两小木块每分钟上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。这列水面波 （ C ）
A．频率是30Hz B．波长是3m
C．波速是1m/s D．周期是0.1s
解析：木块的上下运动反映了所在位置水面质点的振动情况，波传播方向上的质点每分钟完成30次全振动，因此周期为T=2s，选项D错误；频率为，选项A错误；甲在波谷时，乙在波峰，且且两木块之间有一个波峰，所以，，解得波长为，选项B错误；根据波长、波速与周期间的关系得，选项C正确。
12.2016年上海卷20.甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速为2m/s，振幅相同；某时刻的图像如图所示。则
（A）甲乙两波的起振方向相反
（B）甲乙两波的频率之比为3:2
（C）再经过3s，平衡位置在x=7m处的质点振动方向向下
（D）再经过3s，两波源间（不含波源）有5个质点位移为零
【答案】ABD
【解析】据题意，甲波向右传播，起振方向向下，乙波向左传播，起振方向向上，故选项A正确；据图可知甲波波长为4m，甲波周期为：，频率，乙波波长为6m，周期为：，频率为：，故选项B正确；再经过3s，甲波波谷到达x=7m处，乙波是平衡位置与波峰之间某一振动到达x=7m处，所以该质点应该向上振动，选项C错误；此时除了波源还有x=9m处、x=6-7m处、x=6m处、x=5-6m处、x=2-3m处质点位移为零，故选项D正确。
13.2017年天津卷5．手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图。绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L。t=0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是
A．该简谐波是纵波
B．该简谐波的最大波长为2L
C．时，P在平衡位置上方
D．时，P的速度方向竖直向上
【答案】C
【解析】绳波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，属于横波，纵波的传播方向与质点的振动方向在同一直线上，故A错误；根据波形图和波的传播方向可知，位移恰好为零且速度方向竖直向上的质点与O点的距离应为，其中n=0、1、2……，波长，可知n=0时有波长的最大值，为，故B错误；0—内P由平衡位置振动到波峰，内P由波峰回到平衡位置，可知时P在平衡位置上方振动，时P在在平衡位置上方向下振动，故C正确；D错误。
14.2020年天津卷
4．一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，时的波形如图所示。时
A．质点a速度方向沿y轴负方向
B．质点b沿x轴正方向迁移了1m
C．质点c的加速度为零
D．质点d的位移为-5cm
【答案】C
【解析】经过周期，波向右传播了，波形如下图所示
A．由图可知，质点a点恰好运动到平衡位置且沿着y轴正方向运动，A错误；
B．质点b点只在竖直方向上运动不会随波迁移，B错误；
C．质点c恰好运动到平衡，速度最大，加速度为零，C正确；
D．质点d的位移为5cm，D错误。
故选C。
15.2020年山东卷4.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知处质点的振动方程为，则时刻的波形图正确的是（ ）
【答案】D
【解析】根据题意可知，时，在处的质点处于
则此时质点位于平衡位置；下一时刻，该质点向上运动，远离平衡位置，根据题意，横波沿轴负方向传播，根据同侧法判断可知，ABC错误，D正确。
故选D。
16.2020年上海卷5．一列横波的波长为1.4m，其传播路径上某一质点从最大位移回到平衡位置的最短时间为0.14s，该波的波速为（ ）
（A）0.4m/s （B）2.5m/s （C）5m/s （D）10m/s
答案：B
解析：质点从最大位移回到平衡位置的最短时间为，则周期为T=0.56s，波长λ=1.4m，波速，选项B正确。
17.2020年浙江卷15.如图所示，x轴上-2m、12m处有两个振动周期均为、振幅均为1cm的相同的波源S1、S2，t=0时刻同时开始竖直向下振动，产生波长均为4m沿x轴传播的简谐横波。P、M、Q分别是x轴上2m、5m和8.5m的三个点，下列说法正确的是（ ）
A．时P、M、Q三点均已振动 B．后M点的位移始终是
C．后P点的位移始终是0
D．时Q点的振动方向竖直向下
答案：CD
解析：A．波速为
在6s内两列波传播了6m，则此时P、Q两质点已振动，但是M点还未振动，A错误；
B．因M点到两个振源的距离相等，则M是振动加强点，振幅为2cm，但不是位移始终为2cm，B错误；
C．P点到两振源的距离差为6m，为半波长的3倍，则该点为振动减弱点，振幅为零，即10.0s后P点的位移始终为零，C正确；
D．S1波源的振动传到Q点的时间为，则10.5s时Q点由S1引起的振动为竖直向下；S2波源的振动传到Q点的时间为，则10.5s时Q点由S2引起的振动已经振动了7s，此时在最高点，速度为零，则10.5s时刻Q点的振动速度为竖直向下，D正确。
故选CD。
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第30节 波的形成和传播
1. 2013年北京卷
15. 一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s。某时刻波形如图所示，下列说法正确的是
A．这列波的振幅为4cm
B．这列波的周期为1s
C．此时x=4m处质点沿y轴负方向运动
D．此时x=4m处质点的加速度为0
【答案】D
【 解析】由题图可看出该横波的振幅是2cm，波长是8m，则周期T=2s，此时x=4m处的质点处于平衡位置，速度最大，加速度为0，由质点振动方向和波的传播方向的关系可知此时x=4m处质点正沿y轴正方向运动，本题选D。
2. 2013年上海卷
14．一列横波沿水平绳传播，绳的一端在t=0时开始做周期为T的简谐运动，经过时间t（3T/4＜t＜T），绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。则在2t时，该点位于平衡位置的
A．上方，且向上运动 B．上方，且向下运动
C．下方，且向上运动 D．下方，且向下运动
答案：A
解析：由于再经过T时间，该点才能位于平衡位置上方的最大位移处，所以在2t时，该点位于平衡位置的上方，且向上运动，选项A正确。
3. 2014年理综浙江卷
14.下列说法正确的是
A．机械波的振幅与波源无关
B．机械波的传播速度由介质本身的性质决定
C．物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反
D．动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关
【答案】B
【解析】机械波的振幅与波源有关，选项A错误；传播速度由介质决定，选项B正确；静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以相反，也可以互成一定的夹角，选项C错误；动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程度，与材料有关，选项D错误．
4. 2013年福建卷
16．如图，t=0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正方向开始振动，振动周期为0.4s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波。下图中能够正确表示t=0.6时波形的图是
答：C
解析：根据题意该简谐波的周期为0.4s，起振方向沿y轴的正方向，因为波源在O点，所以该简谐波左右对称，A、B错；t=0.6s=3T/2时，波源处于平衡位置且沿y轴的负方向振动，根据上下坡法，波源处于上坡，C对D错。
5. 2012年理综浙江卷
16．用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是
A．a、b两点之间的距离为半个波长
B．a、b两点振动开始时刻相差半个周期
C．b点完成全振动次数比a点多一次
D．b点完成全振动次数比a点少一次
【答案】D
【解析】ab两点是波上相邻两波峰，其间距为一个波长，波在传播是在一个周期里传播一个波长，所以波的前端从a到b需要一个周期的时间，a质点比b质点提前一个周期起振，所以b比a完成的全振动少多一次。
6. 2011年理综北京卷
16．介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点，
A．它的振动速度等于波的传播速度 B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向
C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长 D．它的振动频率等于波源的振动频率
答：D
【解析】介质中某个振动质点做简谐运动，其速度按正弦（或余弦）规律变化，而在同一介质中波的传播速度是不变的，振动速度和波的传播速度是两个不同的速度，A错误；在横波中振动方向和波的传播方向垂直，在纵波中振动方向和波的传播方向在一条直线上，B错误；振动质点在一个周期内走过的路程为4个振幅，C错误；波在传播的过程中，频率不变为波源的频率，D正确。
7. 2011年理综四川卷
16．如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当Q点在t=0时的振动状态传到P点时，则
A．1cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动
B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向
C．Q处的质点此时正在波峰位置
D．Q处的质点此时运动到P处
答案：B
解析：当Q点在t＝0时的振动状态传到P点时，Q点在t＝0时的波也向左传到P点，所以x＝0cm处质元在波谷，x＝2cm处质元在波峰，则1cm＜x＜2cm向y轴的正方向运动，2cm＜x＜3cm向y轴的负方向运动，A错误；Q点振动四分之三周期后到达波谷加速度沿y轴的正方向最大，不能平移，B正确，C D错误。
8. 2011年理综天津卷
7．位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动。A刚好完成一次全振动时，在介质中形成简谐横波的波形如图所示。B是沿波传播方向上介质的一个质点，则
A．波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向。
B．此后的1/4周期内回复力对波源A一直做负功。
C．经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长
D．在一个周期时间内A所受回复力的冲量为零
答：ABD
【解析】由A刚好完成一次全振动时的图线可知波源A的起振方向沿y轴负方向，A选项正确；经过1/4周期之后质点A将向负向最大位移运动，回复力做负功，B正确；质点不随波迁移，C选项错误；由简谐运动的对称性可知回复力在一个周期内的冲量为零，D选项正确。
9. 2011年理综全国卷
21．一列简谐横波沿x轴传播，波长为1.2m，振幅为A。当坐标为x=0处质元的位移为且向y轴负方向运动时．坐标为x=0.4m处质元的位移为。当坐标为x=0.2m处的质元位于平衡位置且向y轴正方向运动时，x=0.4m处质元的位移和运动方向分别为
A．、沿y轴正方向 B． ，沿y轴负方向
C．、沿y轴正方向 D．、沿y轴负方向
答案：C
解析：依题意可画出如图实线所示的波形图，设波向右传播，x＝0处的质元正处于y＝－A处，x＝0.4m处的质元的位移为y＝A处，满足题意。当x＝0.2m处的质元处在平衡位置向y轴正方向运动时，波形图如图中虚线所示，显然x＝0.4m处的质元正处于y＝－A处，且沿y轴正方向运动，C对。
10.2015年理综北京卷15．周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波 （ B ）
A．沿x轴正方向传播，波速v=20m/s
B．沿x轴正方向传播，波速v=10m/s
C．沿x轴负方向传播，波速v=20m/s
D．沿x轴负方向传播，波速v=10m/s
解析：横波的振动方向与传播方向垂直，已知此时质点P沿y轴负方向运动，由同侧法可知波沿x轴正方向传播。由波形图知，波长λ=20cm，周期T=2s，则波速，选项B正确。
11.2015年理综四川卷2．平静湖面传播着一列水面波（横波），在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两小木块每分钟上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。这列水面波 （ C ）
A．频率是30Hz B．波长是3m
C．波速是1m/s D．周期是0.1s
解析：木块的上下运动反映了所在位置水面质点的振动情况，波传播方向上的质点每分钟完成30次全振动，因此周期为T=2s，选项D错误；频率为，选项A错误；甲在波谷时，乙在波峰，且且两木块之间有一个波峰，所以，，解得波长为，选项B错误；根据波长、波速与周期间的关系得，选项C正确。
12.2016年上海卷20.甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速为2m/s，振幅相同；某时刻的图像如图所示。则
（A）甲乙两波的起振方向相反
（B）甲乙两波的频率之比为3:2
（C）再经过3s，平衡位置在x=7m处的质点振动方向向下
（D）再经过3s，两波源间（不含波源）有5个质点位移为零
【答案】ABD
【解析】据题意，甲波向右传播，起振方向向下，乙波向左传播，起振方向向上，故选项A正确；据图可知甲波波长为4m，甲波周期为：，频率，乙波波长为6m，周期为：，频率为：，故选项B正确；再经过3s，甲波波谷到达x=7m处，乙波是平衡位置与波峰之间某一振动到达x=7m处，所以该质点应该向上振动，选项C错误；此时除了波源还有x=9m处、x=6-7m处、x=6m处、x=5-6m处、x=2-3m处质点位移为零，故选项D正确。
13.2017年天津卷5．手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图。绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L。t=0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是
A．该简谐波是纵波
B．该简谐波的最大波长为2L
C．时，P在平衡位置上方
D．时，P的速度方向竖直向上
【答案】C
【解析】绳波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，属于横波，纵波的传播方向与质点的振动方向在同一直线上，故A错误；根据波形图和波的传播方向可知，位移恰好为零且速度方向竖直向上的质点与O点的距离应为，其中n=0、1、2……，波长，可知n=0时有波长的最大值，为，故B错误；0—内P由平衡位置振动到波峰，内P由波峰回到平衡位置，可知时P在平衡位置上方振动，时P在在平衡位置上方向下振动，故C正确；D错误。
14.2020年天津卷
4．一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，时的波形如图所示。时
A．质点a速度方向沿y轴负方向
B．质点b沿x轴正方向迁移了1m
C．质点c的加速度为零
D．质点d的位移为-5cm
【答案】C
【解析】经过周期，波向右传播了，波形如下图所示
A．由图可知，质点a点恰好运动到平衡位置且沿着y轴正方向运动，A错误；
B．质点b点只在竖直方向上运动不会随波迁移，B错误；
C．质点c恰好运动到平衡，速度最大，加速度为零，C正确；
D．质点d的位移为5cm，D错误。
故选C。
15.2020年山东卷4.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知处质点的振动方程为，则时刻的波形图正确的是（ ）
【答案】D
【解析】根据题意可知，时，在处的质点处于
则此时质点位于平衡位置；下一时刻，该质点向上运动，远离平衡位置，根据题意，横波沿轴负方向传播，根据同侧法判断可知，ABC错误，D正确。
故选D。
16.2020年上海卷5．一列横波的波长为1.4m，其传播路径上某一质点从最大位移回到平衡位置的最短时间为0.14s，该波的波速为（ ）
（A）0.4m/s （B）2.5m/s （C）5m/s （D）10m/s
答案：B
解析：质点从最大位移回到平衡位置的最短时间为，则周期为T=0.56s，波长λ=1.4m，波速，选项B正确。
17.2020年浙江卷15.如图所示，x轴上-2m、12m处有两个振动周期均为、振幅均为1cm的相同的波源S1、S2，t=0时刻同时开始竖直向下振动，产生波长均为4m沿x轴传播的简谐横波。P、M、Q分别是x轴上2m、5m和8.5m的三个点，下列说法正确的是（ ）
A．时P、M、Q三点均已振动 B．后M点的位移始终是
C．后P点的位移始终是0
D．时Q点的振动方向竖直向下
答案：CD
解析：A．波速为
在6s内两列波传播了6m，则此时P、Q两质点已振动，但是M点还未振动，A错误；
B．因M点到两个振源的距离相等，则M是振动加强点，振幅为2cm，但不是位移始终为2cm，B错误；
C．P点到两振源的距离差为6m，为半波长的3倍，则该点为振动减弱点，振幅为零，即10.0s后P点的位移始终为零，C正确；
D．S1波源的振动传到Q点的时间为，则10.5s时Q点由S1引起的振动为竖直向下；S2波源的振动传到Q点的时间为，则10.5s时Q点由S2引起的振动已经振动了7s，此时在最高点，速度为零，则10.5s时刻Q点的振动速度为竖直向下，D正确。
故选CD。
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