八年级物理上学期压强复习试题.docx
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八年级物理上学期压强复习试题
压强
三维目标
1、知道压力的概念,懂得压力垂直于受力面以及压力和重力的区别,合作压力示意图。
2、理解压强概念,压强公式和单位——帕斯卡:
能灵活运用压强的知识进行有关的计算,解释简单的现象和解决简单的问题。
3、掌握液体内部压强的规律和公式,能应用液体压强的知识进行有关的计算,解答简单问题。
4、知道连通器和它的原理,了解一些连通器的应用实例。
5、理解大气压强的存在产生的原因,能用大气压强解释简现象。
6、知道大气压强值的测量及测量仪表——气压计以及大气压运用——抽水机。
7、知道液体沸点与气压的关系,流体压强与流速的关系,气体压强与体积的关系。
本章知识网络
压力
压强压强和压强计算公式
增大或减小压强的方法
液体压强的规律
压强液体压强液体压强的计算公式
液体压强的运用
流体压强与流速的关系
大气压强的存在及大气压值
大气压大气压变化及测量
气体压强与体积关系
大气压运用
第1节压强
名师导航
三点剖析
一、压力(F)
1.压力是垂直作用在物体表面上的力;压力方向总是垂直于受压物体表面(即接触面),并指向被压物体,压力的作用点在被压物体表面上。
2.压力与重力的区别:
压力与重力即有区别又有联系,请同学们注意以下四点:
第一,重力可以产生压力,但压力并不都是由重力产生,方向也不一定与重力方向相同。
如图8-1-1所示甲、乙、丙
甲乙丙
图8-1-1
第二,压力和重力是两个性质完全不同的力,压力是一种弹力,而重力是一种万有引力。
第三,压力的方向垂直物体表面,并指向被压物体,重力方向总是竖直向下,若物体放在水平面上,则压力的方向和重力方向一致;但若不是水平面如斜面,则二者方向不一致,如图8-1-2所示图8-1-2
第四,力的作用点不同,重力作用点在物体的重心上,压力作用点在受力物体的接触面上,如图8-1-2所示。
二、压强(P)
1.压强是反映压力的作用效果的物理量,压力作用效果不仅与压力的大小有关,而且还与受力面积的大小有关,为了比较压力作用效果,必须比较单位面积上的受到的压力。
2.物体单位面积上受到的压力叫做压强,单位是帕斯卡,简称为帕,符号为Pa,1Pa=1N·M-2,压强的公式为P=
。
3.全面理解压强的公式P=
要注意以下几点
⑴用公式适用于任何情况,即固体、液体、气压的压强计算都可用此公式。
⑵运用此公式计算时,各物理量单位必须统一,其单位分别是P→Pa;F→N;S→m2
⑶公式中的F是压力,而不是重力,但在某些情况下,压力在数值上等于重力,如物体放在水平桌面上。
⑷公式中S是受力面积,它是施力物体挤压受力物体时,两者相互接触的面积,而不是其他面积。
⑸公式中的压力F与受力面积S之间不存在因果关系,但在压强P和压力F,面积S之间却有密切关系:
在S一定时,P与F成正比;在F一定时,P与S成反比。
⑹由公式推导出F=P·S和S=
可用于计算压力和受力面积的大小。
3.压强知识的应用
增大压强的方法:
(1)在压力一定时,减小受力面积。
(2)在受力面积一定时,增大压力。
(3)在条件允许情况下,同时增大压力和减小受力面积。
减小压强的方法:
(1)在压力一定时,增大受力面积。
(2)在受力面积一定时,减小压力。
(3)在条件允许情况下,同时减小压力和增大受力面积。
问题与探究
问题1:
小叶在网上查找三峡建设的资料图片时看到如图8-1-3所示大型板车图片,小刚在旅游时抓拍到了图8-1-4所示啄木鸟啄害虫时的情景,他们议论运输重型设备的平板车为什么要用那么多轮子呢?
而啄木鸟的嘴为什么又长又尖呢?
图8-1-3图8-1-4
探究:
平板车很重没有把路面压坏,啄木鸟的力很小很轻,却能啄开坚硬树干,可能是由于平板车的轮子多,与地面接触面积大,而啄木鸟嘴尖细,与树干接触面积小的原因。
于是他们猜想:
①压力作用效果可能与受力面积有关;②压力作用效果可能还跟压力的大小有关。
同学们可以根据猜想的内容采用控制变量法来进行研究
问题2:
小叶看过魔术表演“踏气球”如图8-1-5所示,人们对表演者“轻功”赞叹不已,小叶想动手研究其中的秘密,他利用生活中的一些物品:
一段铁丝、两张普通纸、一块橡皮、一个苹果、一些大头针(50枚左右)和粘胶,请你帮小叶设计一个模拟实验完成探究过程。
图8-1-5图8-1-6
探究:
1、用铁丝做成一张小桌子,桌面由普通纸代替,纸与铁丝间粘牢。
2、橡皮上插上4—6根大头针,将有钉帽的面朝下放在小桌子纸上,观察纸面未破,如图8-1-6甲所示。
3、将苹果轻轻放在橡皮上,观察到大头针刺破纸面。
如图8-1-6乙所示。
4、把另一张普通纸换上粘牢,往橡皮上再插上30—40枚大头针、做到针帽要平整,重新放在纸面上,橡皮上放苹果,观察到桌面未破,如图8-1-6丙所示。
从以上探究过程中发现:
压力作用效果既取决于压力的大小,又取决于受力面积的大小。
【例1】小叶在探究压力的作用效果跟什么因素有关时,做了如图8-1-7所示的实验。
图8-1-7
⑴甲、乙两图所示的实验,可以说明:
。
⑵丙、丁两图所示的实验,可以用来说明:
。
⑶根据整个实验的结果可看出,压力的作用效果跟和有关。
【思路解析】甲、乙两图物体与海绵的接触面积相同,乙的压力比甲大,结果海绵的形变大,说明压力的作用效果与压力的大小有关;丙、丁两图的压力相同,但丁的受力面积小,海绵的形变大,说明压力的作用效果与受力面积有关。
【答案】⑴受力面积相同,压力越小,效果越明显。
⑵压力相同,受力面积越小,效果越明显。
⑶压力的大小受力面积的大小
绿色通道:
探究影响压力作用效果的因素,能选用的实验器材非常多,但采用探究问题的方法都是一样——控制变量法。
【例2】关于压力、压强,下列说法正确的是()
A.压力的大小总是等于物体的重力
B.压力的方向总是竖直向下的
C.压力越小,产生的压强也一定越小
D.受力面积一定时,压力越大,产生的压强越大
【思路解析】需清楚压力和重力的概念,重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,重力的方向总是竖直向下的;而压力是相互接触的物体由于挤压而产生的力,属于弹力,它的方向总是垂直于物体的受力面并指向受压物体的内部。
可见重力和压力是本质完全不同的两种力,两者没有必然的联系;由压强公式p=
可知,压强的大小由压力的大小和受力面积的大小两个因素共同决定。
当受力面积一定时,压力越大,压强就越大。
【答案】选D
【黑色陷井】学生首先对重力与压力的概念不清淅,产生混淆,容易选A项,其次对压力强的概念不明确,误认为压强大小可由压力大小或受力面积大小任一因素决定,误选C项。
【例3】只给你一只玻璃杯和一堆细沙,你如何研究压力作用效果与压力和受力面积的关系?
【思路解析】进行探究活动应按一定的思维程序:
提出问题,假设与猜想,设计实验,进行实验,归纳分析,得出结论。
另外在用实验探究过程中,应注意实验方法,本题应用控制变量的科学方法,这在进行实验时应具体体现出来。
答案:
(一)提出问题
压力的作用效果与哪些因素有关?
(二)猜想与假设
压力的作用效果与压力和受力面积有关。
(三)设计实验
准备一只玻璃杯和一堆细沙,然后在同一水平细沙面上进行对比实验。
(四)实验
(1)用空玻璃杯正放在水平细沙上,并仔细观察细砂表面的凹陷程度;
(2)用空玻璃杯倒放在水平细沙上,并仔细观察细砂表面的凹陷程度;
(3)用玻璃杯装满沙子正放在水平细沙面上,并仔细观察细砂表现的凹陷程度。
(五)分析与论证
比较
(1)、
(2)两组实验沙面凹陷程度相同与否,得到结论:
当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。
比较
(1)、(3)两组实验沙面的凹陷程度是否相同,得到结论:
当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越显著。
(六)结论
压力的作用效果与压力和受力面积有关。
【黑色陷井】对相关探究实验的设计,同学缺乏探索精神和动手能力,还有在对知识深刻理解和语言途述能力方面欠缺,容易造成解题的障碍。
【例4】小叶同学双脚与地面的接触面积4×10-2m2,如图8-1-8所示是某些情况下的压强数值,请估算:
(1)小叶同学的重力。
(2)小叶同学平躺时与床面的接触面积。
(3)小叶同学背着重力为40N的书包行走时对水平地面的压强。
图8-1-8
【思路解析】
(1)人站在水平地面上对地面的压力等于重力,小叶双脚面积为受力面积,根据图中提供的人站着的压强值,运用F=PS可计算出压力。
(2)已知从躺着对床面的压强值,由S=
可求出接触面积。
(3)小叶行走时对地面的压力大小等于人的重力和书包的重力大小之和,受力面积为一只脚面积,由于P=
可计算了压强。
【答案】
(1)G=F1=P1S1=1.5×104Pa×4×10-2m2=600N
(2)S2=
(3)P3=
【黑色陷井】造成不能答题的原因:
一是不能从图中获得有用信息;二是不知人走路时受力面积是一只脚的面积。
【例5】下面是某篇报道的两个片段,阅读后回答提出的问题。
重车碾压316国道公路100公里路体无完肤
“愈演愈烈的超限运输已严重恶化了316国道交通环境。
316国道近300公里县级以上的公路中,由于超限运输严重受损的公路目前已达100多公里”,滨洲公路局江川分局局长介绍说:
“近二年,由于修建京福高速公路,超运输给316国道造成的经济损失至少为3亿元。
”
……
“沙石车虽然比运煤车吨位小,但对公路的破坏力更为严重。
”分局局长说:
“沙石车多为解放牌载重汽车,这种车核载只有12吨,不用改装便能拉40吨沙石,再加上该车车轮少,轴重大,对路面的破坏性极大。
”去年入冬两个月时间,大量砂石车频繁上国道,道路面就被压碎了。
⑴上述提到的316国道100公里路体无完肤与哪些物理量有关?
⑵第二段中提到的“沙石车虽然比运煤车吨位小,但对公路的破坏力更为严重。
”通过阅读本文,试解释原因为何?
⑶你对保护公路能提出哪些合理建议?
【思路解析】此题在于通过压强知识让同学们了解社会,关心社会。
第二问是因为压力比较小,但受力面积更小的话,压强却可能很大,因此破坏力就大。
第三问答案不唯一,只要合理即可。
道路损坏有三种主要的原因:
⑴力的作用效果会使物体形状发生改变,汽车成倍超载,对地面压力成倍增加,路面的形变加大,容易引起路面断裂;⑵车成倍越载,对地面压力成倍增加,轮胎个数不变,接触面积基本不变,根据压强公式P=
可知,车对地面压强成倍增加,对地面破坏加重;⑶车轮与路面的粗糙程度不变,车成倍越载,对地面压力成倍增加,路面受到的摩擦力也就成倍增加,导致路面磨损加快。
【答案】⑴压强、压力;⑵压力虽小,但受力面积更小,压强较大,对地面破坏力大。
⑶严禁超载超重车上路。
【黑色陷井】学生易想到公路毁坏跟汽车与路面的摩擦有关,偏离本题的主要因素,同时在对原因的解释,只会想到压力因素,得到不合理的结果,学生对保护公路等交通知识也不是十分了解,也是解题的障碍之一。
自主广场
基础达标
1.下列事例中能够增大压强的措施是()
A.铁轨铺在枕木上B.书包背带做得宽一些
C.载重汽车多用几个轮子D.木桩的下端削成尖形
【思路解析】增大压强的方法有三种,在受力面积一定时,增大压力;在压力一定时减小受力面积;同时增大压力和减小受力面积,选项D中木桩的下端削成尖形,减小了受力面积增大压强。
【答案】选D
2.一个普通中学生双脚立在水平地面上,他对地面的压力和压强最接近于()
A.50N,103PaB.50N,104PaC.500N,103PaD.500N,104Pa
【思路解析】解估算题所需要的条件和数据往往隐含在实际经验和常识范围内,解题时应假设出适当数据(根据实际情况估计),然后运用相关的物理知识算出数值,一般中学生的质量约为m=50kg,一只脚的底面积大约为S=2.5×10-2m2,所以双脚站立时,对地的压强约为P=
=104Pa
【答案】选D。
3.在生物进化的过程中,动物身上的各种器官不断地完善,以适应生存的环境,我们所了解的以下事例中,有减小压强功能的是()
A.号称“森林医生”的啄木鸟,长有细长而又坚硬的尖喙,便于啄开树皮
B.人口腔里的牙齿根据咀嚼功能的不同,分出了切牙、尖牙等
C.骆驼的体重比马的体重大不一倍,脚掌面积却是马蹄的三倍
D.大象长有两个大大的耳朵,不仅可以发挥听觉功能,还能用于散热
【思路解析】各学科之间的知识是相互关联的,对于各种动物的器官功能都是适应生存的需要而不断的进化,而这种生存需要的功能包括许多物理知识,这是一道生物与物理相关系的题型,本题运用了减小压强的方法,应从量的比例的方面来选择,即:
【答案】选C。
4.小叶观察家中的平底茶杯放在水平桌面时的情形,如图8-1-9所示。
思考:
将茶杯空着正放在桌面上对桌面的压力和压强分别为F1和P1,将它倒扣在同一桌面上对桌面的压力压强分别F2和P2,他猜想F1与F2和P1和P2间的关系如下,请你帮他判断,正确的是()
A.F1>F2、P1=P2B.F1=F2、P1>P2
C.F1<F2、P1=P2D.F1=F2、P1<P2图8-1-9
【思路解析】某杯正放与倒扣在水平桌面上,对于这两种情况下,杯子对桌面的压力不变,都等于杯子的重力,但是正放与倒扣的杯子跟水平桌面的接触面积不同,正放的杯子受力面积是杯底的表面积,而倒扣杯子可受力面积只是杯口边缘面积,远远大于倒扣杯子面积,这道题在于对生活的观察,了解杯子这两种放法的受力面积的变化。
【答案】选D
5.一位同学在结冰的湖面上行走时,突然发现脚下的冰即将破裂,他应采取的措施是()
A.站着不动B.赶快跑向岸边
C.立着改成单脚站立D.就地趴伏在冰面上慢慢向岸边挪动
【思路解析】冰即将破裂说明冰已经承受到了最大压强,人要安全必须减小对冰面的压强,人的重力一定,人对冰面的压力是由人受重力产生的,冰面为水平面,人对冰面的压力等于人的重力。
由P=F/S可知,在压力F一定的情况下,只有增大受力面积,才能减小人对冰面的压强。
站立不动,受力面积为S;跑向岸边,改为单脚站立,将使受力面积S减小,选项A、B、C中的做法都不能增大受力面积,它们都是不正确的。
选项D采取的是就地趴伏,这种做法可以大大地增加冰面的受力面积,从而达到了减小压强的要求。
【答案】选D。
6.已知人体的密度与水相近,假设把人体近似看作为一人圆柱体,由此请你估算1.7m的人双脚直立时,对水平地面的压强约为Pa,若单腿站立,对地的压强又Pa。
(g取10N/kg)
【思路解析】依p=
因为人站立,则F=G=ρ·υg=ρShg,即p=
=ρhg=103kg/m3·1.7m·10N/kg=1.7×105Pa,若单腿站立,则p1=
p=8.5×104pa.
【答案】1.7×1058.5×104
7.一块长方体花岗岩纪念碑高、宽、厚分别为10m、3m、2m,密度为2.5×103kg/m3,地面所能承受的最大压强为1.5×105Pa,为使地面能承受纪念碑,现把纪念碑立高为1m,密度为2×103kg/m3的长方形基石上,(g取10N/kg)求
⑴纪念碑的质量是多少?
⑵若纪念碑直接立在地面上,它对地面的压强是多少?
⑶基石的底面积是多少?
【思路解析】⑴纪念碑的质量m1=Vρ=10m×3m×2m×2.5×103kg/m3=1.5×105kg。
⑵纪念碑直接立在地面的压力F1=G1=m1g=1.5×105kg×10N/kg=1.5×106N,受力面积S1=3m×2m=6m2,此时对地面的压强p1=
=1.5×106N/6m2=2.5×105Pa。
⑶基石对地面的压强p2=
=(G1+ρ2S2hg)/S2
即(1.5×106N+2×103kg/m3×S2×1m×10N/kg)/S2=1.5×105Pa
解得:
S2=12m2。
【答案】⑴1.5×105kg⑵2.5×105Pa⑶12m2
8.被誉为“沙漠之舟”的骆驼站在水平沙面上,它的质量为400kg,每只脚掌面积为2×10-2m2,问:
⑴骆驼对沙面的压力是多大?
⑵骆驼对沙面的压强为多大?
⑶骆驼的脚掌为马蹄掌的3倍,这样大的脚掌有什么好处?
解析:
骆驼对沙面的压力与其受到的重力相等F=G=mg=400kg×9.8N/kg=3920N,站在地面上4只脚着地S=4×2×10-2m2=8×10-2m2,p=
=
=49000Pa。
答案:
⑴3920N⑵4.9×104Pa⑶骆驼的脚掌面积是马蹄的3倍,受力面积大,压强小,所以比马更适合在沙漠里行走。
综合发展
1.
(1)如图8-1-10所示,两手指用力捏住铅笔使它保持静止,下列说法中正确的是()
A.两手指所受压力相同,左边手指受的压强大图8-1-10
B.两手指所受压强相同,左边手指受的压力大
C.两手指所受压力相同,右边手指受压强大
D.两手指所受压强相同,右边手指受的压力大
(2)如图8-1-11所示,是人们常用的订书机,它的结构设计和工作原理运用了许多物理知识,例如:
在底部垫了两块橡皮,可以减小对
桌面的压强,请按照样例写出一个:
图8-1-11
(1)【思路解析】在压力相同时,根据P=
可知,受力面积越小,压强越大,左、右手指所受的力是相互作用力,大小相等,方向相反,且在同一直线上,铅笔左端对手指的受力面积大于右端笔尖对手指的受力面积,所以右边手指受到的压强大。
【答案】选C。
(2)【思路解析】根据增大成减小压强的方法,从订书机的结构和原理找出一些压强或其他物理知识有关的方面。
【答案】手按的位置宽,可以减小对手的压强等。
2.
(1)标号“100”的砖块能承受的最大压强为107Pa,假定砖块和砌墙用的泥灰的密度均为2.5×103kg/m3,则这种砖最高能砌成多高的墙?
(g取10N/kg)
(2)如图8-1-12所示,两块砖完全相同,已知每块砖的长、宽、高之比4:
2:
1,图乙的4种放法中,有两种与甲的放法对水平地面压强相同,它们是()
图8-1-12
A.①和②B.②和③C.③和④D.②和④
2.
(1)【思路解析】根据P=
和F=G可得P=
,而G=m·g=ρ·V·g,可得P=ρ·g·
=ρ·q·h。
通过变换得出:
h=
,代入数据运算得到结果。
【答案】h=400m
(2)思路解析:
设每块砖重为G,高为h,那么砖长就是4h,宽就是2h。
第一种情况:
P1=
=
第3种情况:
P3=
=
第二种情况:
P2=
=
第4种情况:
P4=
甲:
ρ=
=
答案:
选D。
3.物理课外活动小组为了探究压力的作用效果与哪些因素有关,某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细水面上,进行了三组实验,并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。
实验时,他仔细观察沙面的凹陷程度,并通过比较,发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各组却不同。
第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小。
表一
实验序号
压力(N)
受力面积(cm2)
1
6.0
10
2
9.0
15
3
12.0
20
表二
实验序号
压力(N)
受力面积(cm2)
4
3.0
10
5
4.5
15
6
6.0
20
表三
实验序号
压力(N)
受力面积(cm2)
7
3.0
20
8
4.5
30
9
6.0
40
(1)分析比较实验序号1与4(或2与5、3与6)及观察到的现象,可得出的初步结论是。
(2)分析比较及观察到的现象,可得出的初步结论是:
当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。
(3)请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象,并归纳得出结论。
a分析比较b分析比较
(4)本题目研究问题的方法,是一种在物理学中常用的科学方法,该方法的名称是。
在初中物理学中,我们在学习哪些知识时,也用到这种科学方法?
试举2—3例。
[思路解析]在研究压力作用效果与哪些因素有关的实际时,我们通常用到控制变量法。
在
(1)可知当受力面积相同时,当压力大时沙子的凹陷程度大,就说明压力作用效果明显。
同理在
(2)中压力相同时,受力面积小,压力作用效果明显的实验次数只有4与7(或5与8、6与9)。
在综合表一、表二、表三可知,a.当受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
,b.压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
[答案]
(1)当受力面积相同时,压力越大、压力作用效果越明显。
(2)4与7(或5与8、6与9)。
(3)a.当受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显
b.压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显
(4)控制变量法影响滑动摩擦大小的因素影响蒸发快慢的因素
[探究创新]
1.一本初中物理书平放在水平桌面上,如何测定它对桌面的压强?
请写出你所选择的器材、实验步骤及压强的表达式。
器材:
步骤:
表达式:
答案:
器材:
刻度尺、天平(或弹簧测力计、细线)。
步骤:
①用刻度尺测得课本的长和宽分别为a和b;②用调节好的天平测得课本的质量为m(或用调节好的弹簧测力计和细线测得课本的重力G)。
表达式:
p=mg/ab或p=G/ab。
2.利用手边的直尺(或铅笔、圆珠笔等)做一个小实验:
如图8-2-13所示,两只手的食指水平放置,分别托住直尺的两端,然后让两个食指缓慢向中间靠拢,根据观察到的现象,请你提出一个与物理有关的问题(不要求解答)。
示例:
手指在移动时所受的压力变吗?
提问:
答案:
只要提出的是与现象相关的物理问题均正确。
如:
整个过
程中直尺受力平衡吗?
共同成长图8-1-13
[合作共赢]
有两组同样的砖,A组一块,B组两块,每块砖的长:
宽:
高=4:
2:
1,要使这两组砖对地面的压强相等,可以怎样放?
同学们想出了多种放法,请你至少写出3种。
(1)
(2)
(3)
附:
答案。
⑴A组平放,B组每块也平放;⑵A组侧放,B组每块也侧放;⑶A组立放,B组每块立放;(4)A组侧放,B组叠着平放;(5)A组立放,B组叠着侧放。
[见仁见智]
2.两位旅行者通过一片沼泽地,一人不幸陷入沼泽地的泥坑中,他越是挣扎越向下陷,急得大叫“救命”?
他的同伴一边叫他“千万不要挣扎。
”一边趴在地上慢慢爬过去,借助一根枯树枝,将他从泥坑中拖出,请根据以上情况,回答。
(1)他陷入沼洋中为什么越挣扎,越往下陷?
(2)他的同伴为什么趴在地上爬过去救人?
(3)由此你得到什么科学道理?
3.普氏野马原产于我国新疆和蒙古人民共和国的干旱荒漠的草原地带,是我国特有野生动物,属于国家重点保护动物,我国动物保护组织的成员曾发现普氏野马在饮水时留下的一些足迹,深度达1.2cm,通过实验测得要使沙地达到这个深度(四只蹄着地),压强要达到9×104Pa,并由此估算出一匹成年普氏野马的质量为360kg,请你算出:
(1)它在站立时对水平地面的压力约多少牛?
(2)它的一个蹄印的面积大约多大?
答案:
2、
(1)挣扎时受力面积减小,压强增大,故而下陷。
(2)他爬过去是为了增大受力面积,当压力一定时,压强就减小了。
(3)压强与受力面积的大小有关。
3.
(1)因为马站立地面上,则
F=G=mg=360kg×9.8N/kg=3528N。
(2)依p=
得:
S=
=
=3.92×10-2m2。
因四个蹄印的总面积是3.92×10-2m2,故一个
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